随着现代防御技术的发展,重要军事目标已经实现了地下化与堡垒化,对于战斗部的侵彻能力提升提出了更高的要求。同时,高超声速武器平台的快速发展,亦对战斗部的设计提出了新的挑战。由于传统圆截面战斗部很难适应高超声速武器平台异构型有效载荷空间的需求,迫切需要发展以椭圆截面为代表的异型截面战斗部及其相关技术。椭圆截面战斗部因具有武器平台适应性好、有效载荷空间利用率高的优点而成为高超声速武器平台的首选方案。与传统圆截面战斗部侵彻特性不同,椭圆截面战斗部因其非旋转面对称结构特性,侵彻典型目标作用过程呈现显著的非对称特性,这种非对称性对于战斗部的侵彻作用特性,特别是侵彻弹道,有显著的影响。因此研究椭圆截面战斗部侵彻典型靶体弹道特性迫在眉睫。本文采用理论分析与试验研究相结合的方法研究了椭圆截面战斗部（以下简称弹体）斜侵彻金属靶体弹道特性,主要研究内容如下:（1）弹体斜侵彻金属厚靶二维弹道特性研究基于14.5mm弹道枪平台,开展了不同撞击速度、倾角和不同长径比弹体对铝合金厚靶斜侵彻试验,其中,弹体撞击速度为700～1100m/s,靶体倾角分别为0°、10°、20°、40°,弹体长径比分别为3和4,并获得了弹体的侵彻弹道试验结果及靶体的破坏形式。基于局部相互作用理论和动态空腔膨胀理论,在考虑了自由表面效应及弹靶分离-再接触效应对阻力函数影响的基础上,建立了弹体斜侵彻金属厚靶二维侵彻弹道模型。结合试验数据和理论分析结果,分析了自由表面效应及弹靶分离-再接触效应对侵彻弹道的影响。结果表明,理论模型计算结果与试验结果吻合较好,验证了理论模型的正确性。此外,分别分析了倾角、撞击速度及弹体长径比对侵彻弹道特性的影响规律,其中倾角对侵彻弹道的影响最为显著。（2）椭圆截面弹体斜侵彻金属厚靶三维弹道特性研究基于弹体斜侵彻金属厚靶二维弹道模型,考虑了椭圆弹体截面长短轴之比、绕弹轴旋转角度、攻角、偏航角、倾角、偏转角速度等因素,将其拓展至三维侵彻弹道模型。基于14.5mm弹道枪发射平台开展了两种长径比的椭圆截面弹体斜侵彻典型铝合金厚靶试验,获取了不同初始侵彻条件椭圆截面弹体的侵彻弹道试验数据,并结合已有试验数据及本文试验结果验证模型的正确性。分别分析了截面长短轴之比、绕弹轴旋转角度对椭圆截面弹体侵彻弹道的影响规律及攻角、偏航角、攻角与偏航角耦合作用、偏转角速度对圆截面弹体侵彻弹道的影响规律。研究结果表明,绕弹轴旋转角度、偏航角、攻角及偏航角耦合作用是导致侵彻弹道由二维向三维转变的主要因素。（3）椭圆截面弹体正贯穿有限厚金属靶侵彻特性研究基于球形动态空腔膨胀理论,借助弹性衰减-塑性衰减-开裂三阶段贯穿模型,发展了椭圆截面弹体正贯穿有限厚金属靶侵彻模型。开展了椭圆截面弹体及圆截面弹体正贯穿有限厚铝合金靶板试验,获得两种截面弹体贯穿有限厚金属靶作用过程特性试验数据,并结合已有试验数据及本文试验结果验证了理论模型的正确性。基于不同截面弹体贯穿有限厚金属靶理论模型,分析了椭圆截面弹体撞击因子与无量纲靶体厚度间的关系,界定了不同撞击因子下有限厚金属靶与半无限金属靶的无量纲靶体临界厚度。并进一步分析了椭圆截面弹体头部形状因子对侵彻过程的影响规律。（4）椭圆截面弹体斜侵彻单层金属靶弹道特性研究基于椭圆截面弹体正贯穿有限厚金属靶侵彻模型,进一步考虑弹体初始侵彻条件及靶板迎弹面自由面效应对侵彻过程的影响,建立了椭圆截面弹体对单层金属靶体的侵彻弹道模型。开展了两种截面弹体斜侵彻单层2A12铝合金板、921A装甲钢靶板试验研究,获取了椭圆截面弹体、圆截面弹体斜侵彻单层金属靶试验数据,并结合已有试验数据及本文试验结果验证了侵彻弹道模型的正确性。基于侵彻模型,分析了倾角、靶板厚度及弹体撞击速度对侵彻弹道的影响规律。研究结果表明,不考虑弹体绕弹轴旋转角度的影响,椭圆截面弹体侵彻弹道稳定性与圆截面弹体相当。（5）椭圆截面弹体斜侵彻多层间隔金属靶弹道特性研究基于前述椭圆截面弹体斜侵彻单层金属靶弹道模型,综合考虑了弹体身部及靶板间距的影响,建立椭圆截面弹体斜侵彻多层间隔金属靶侵彻弹道模型。开展了圆截面弹体斜侵彻多层间隔金属靶试验,获取了弹体对多层间隔金属靶的侵彻弹道试验数据,并结合试验数据验证了模型的正确性。以典型椭圆截面弹体为研究对象,分析了倾角、撞击速度及靶板间距对椭圆截面弹体侵彻弹道的影响规律。研究结果表明,侵彻弹道受到倾角、弹体撞击速度及靶板间距的耦合控制。