空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
/ y' M* p8 ^1 q+ ]* X5 L  D7 t如果是EFP(Explosively formed penetrator),可能是你说的效果，如果是shaped charge,向前的爆轰波很弱的 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


相对圆球状炸药，前方能量基本集中，侧、后方基本不变？

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

爆炸波当然很难完全聚集成这样,但是穿射主要靠射流,爆炸波的作用很有限.真正的shaped charge是有case装药的,case会像后侧方飞散,前面只有射流.

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

1 [3 q2 u3 y8 w4 ?- X# `( N0 n' K- p
提前剧透一下吧

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
2 f# h; s. J1 |5 t

  t/ |9 R- N1 b% c7 L- @为起爆后50微妙状态。
; r/ H) N( n" `' Y* q3 V/ z& U
# m/ A0 [+ O( m5 h' X' O图中，红色为liner：射流.黄色为explosive:炸药，蓝色为case。上面两图为压力分布图，下面两图为材料变形图,中间为整体效果图。

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-30 23:46
提前剧透一下吧

' v) G9 c' a4 ~9 z我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

, d& y% s' U; {! ]3 O看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
# U$ W$ `/ t( j0 ~! `+ Y看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

7 d: V5 i- C  S/ J! ?
那个爆炸波压力的作用与射流比起来不是一个量级的,因为穿深靠的是射流的动量密度或者动能密度,金属射流密度比空气要大很多,因此总动量就大很多.用最简单的模型,穿深与射流密度平方根成正比.

% B6 A0 M7 k4 p3 O下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
: y7 X( I' }$ @4 Q0 f" N1 Y5 U如果是EFP(Explosively formed penetrator),可能是你说的效果，如果是shaped charge,向前的爆轰波很弱的 ...

军用弹即便是使用了Shaped Charge，也会有相当强烈的爆轰效果，所谓“破杀榴弹”是也。。。
  I; V3 ^. `7 ?  K5 s
美军现役M830 HEAT-MP（High Explosive Anti-Tank, Multi-Purpose）多用途破甲杀伤弹，装备M1A2和豹II坦克。。。
, o+ P3 |2 I  o0 C

我军装备的125mm 破杀两用弹

' q, u. C8 }. J& D+ w% b4 n
, k# P  \( S3 I7 N- |, W所以回到njyd的问题上，破甲弹打到钢板上是一个眼儿；如果打到土墙上，估计墙就不存在了，跟挨了一发普通榴弹没太大区别。。。
6 p  S* `; |) {4 u) ~
( Y/ v. B: b! x
- J3 K- F0 C2 ]9 E" I2 j
$ b' J+ M2 p. P4 `% w8 B

不爱吱声

, ?: z7 o8 b+ l

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
) F& c" m, `" d' Z  \军用弹即便是使用了Shaped Charge，也会有相当强烈的爆轰效果，所谓“破杀榴弹”是也。。。

8 N4 w/ f/ i* S1 W0 w9 X美军现役M83 ...

$ [  R2 X4 c9 c. K9 r" O$ G( N
/ M( X/ Y3 s1 C3 Q2 y2 p5 ]是的,现在破甲弹不追求穿深,追求综合效果,实现最大杀伤.所以现在很多破甲弹,用EFP而不用shaped charge了.

6 Z) l4 b8 l) C2 t9 {即便同样是shaped charge,军用装药量大,石油行业都是最多装几十克高能炸药,最大的直径也就是20厘米,军用的就狠多了.
3 U2 @  o6 L6 s7 V
. Y9 R. W6 h5 M9 l: K5 V1 a! B* D借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
以前开会碰到一个国家实验室退休下来的,跟他聊起成本问题.跟他说我们的charge控制成本控制得厉害,一个顶级的最大的charge也尽量不能超过$20,做试验的更便宜.

他告诉我们他们最普通的试验charge基本上也有几百美元成本,他们连白金都试验过.民用哪敢想.
7 Q5 s  F5 N7 d" g" F1 ]) [8 K" y" B
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
* V9 Y0 T+ O* Q8 {8 |% t
! v9 ?' W4 C- b8 Z6 d1 L' Y估计各行各业都如此.
. e, u: J! A- O* v" i% x
& t  u6 I+ v2 m5 g1 s

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
军用弹即便是使用了Shaped Charge，也会有相当强烈的爆轰效果，所谓“破杀榴弹”是也。。。

4 ?" S" U8 J  M4 o$ g美军现役M83 ...

8 f& S4 m3 _4 h; u
, H' z; D1 g. K2 s( {@njyd

0 n' w5 X7 ?7 v4 T9 M+ d0 n: E& a回顾一下你一开始的提问,觉得我可能误解了你的意思,你说的是破甲弹,而不是单纯shaped charge.破甲弹确实有炸药本身的暴轰效果的,麦帅的解释应该是正确的.
3 E5 @* @/ h. l, U% ~9 a
军队里shaped charge的设计理念与民用大为不同,简单判断如果聚能不够就是不好的设计不太合适,因为军用就是追求综合效果.
1 n9 _5 [4 m+ b4 ~0 Y& P
8 L  Z6 g3 r) d而石油行业使用的时候装药少,要充分利用聚能效应实现穿深,尽量避免炸药向前的暴轰,否则就会损毁油井了.

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 00:15
! T4 {* ^8 w9 L7 x5 V0 d4 s# k8 y" R" x那个爆炸波压力的作用与射流比起来不是一个量级的,因为穿深靠的是射流的动量密度或者动能密度,金属射流密 ...

# h6 o2 ?1 h/ n. V& J
4 b/ ]7 |  \  L# f8 A
8 I+ s6 v( j$ E/ L3 p/ j
3 K7 ?1 e. E. m) O　　我的问题就在这里：借用你的图，中间黄线间算是射流部分吧？这里能穿出个洞。红线间比中间的压力小得多但还是有压力，那么碰上不太坚固的目标比如砖墙这部分应该也能穿出个大洞。红线外这该还有更弱的轰爆波，那么碰上更不坚固的土墙应该炸出个更大的洞或者把墙推倒。如果碰上钢墙，黄线以外的部分能量不足以对钢墙造成损伤，就只剩下以内的洞了。
　　这是有多个效应中以哪个为主的问题，如果目标足够弱，弱到次要效应对它也有很大作用，那么主要效应就显不出来了。
9 v) W+ Z) e6 I- A/ @( p3 l, r5 t　　类似的还有中子弹，实际上是个小型氢弹，小到火球和冲击波作用范围大大小于中子有效辐射范围。但如果处于中子弹的爆炸中心，一样给炸得灰飞烟灭。
* |& w- a: {$ `: ]4 k' h　　这是我用常识进行的分析，不知里面还有没有没考虑到的因素。

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
2 Q$ j5 U3 _! K+ ^　　我的问题就在这里：借用你的图，中间黄线间算是射流部分吧？这里能穿出个洞。红线间比中间的压力小 ...

见我上面的答复.

: N5 N* U; a1 I( @( d/ h- q你的理解是对的,这种爆炸波效应不应该完全消除,确实跟目标强度有关,我最开始的回答应该修正一下.

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
+ L  w5 O; n8 A, t* {@njyd

回顾一下你一开始的提问,觉得我可能误解了你的意思,你说的是破甲弹,而不是单纯shaped charge.破 ...

- m% g4 `$ k% V/ R' d* l7 F我的意思是：设计的再好不可能把全部能量百分之百地用在前向射流上，其他方向上或多或少总归会有能量，这部分能量也会对较弱的目标造成损坏。

不爱吱声

) @$ z5 {/ e; C6 V

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
* N6 @6 `  F3 B* j3 |我的意思是：设计的再好不可能把全部能量百分之百地用在前向射流上，其他方向上或多或少总归会有能量，这 ...

  y9 F0 U* i" I. p% K& g
你这里说的大体上是对的.

不过,尽管你使用我的图去说明炸药向前的冲击效应,但是应该了解,其实我那张图因为只是炸药,没有加药罩,也没有加case,因此炸药本身的向前的冲击效果很明显的,一旦加药罩,炸药向前的动量就都大部分转化成射流向前的动量了,动量守恒,结果炸药本身的向前动量就小很多,于是侵蚀效果就不明显了.

破甲弹在设计的时候,是可以设计成保留一部分炸药向前的动量,同时牺牲了一部分射流的穿深效果,而实现综合效果最佳,因此,你对于破甲弹的理解没问题.

: z1 |% \* a, t# @$ i1 B但是也应该了解,炸药向前的冲击效果的大小是看设计的.尽管无法完全消除,但是通过设计是可以让这种效果很小的.

MacArthur

njyd 发表于 2013-10-30 12:22
我的意思是：设计的再好不可能把全部能量百分之百地用在前向射流上，其他方向上或多或少总归会有能量，这 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车

% m1 w8 p! V3 \9 @
0 z- f. w7 \2 e4 l. i* V6 q
8 z: G: Y& u, z% J4 N, J用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


不过从59坦克炮塔被击穿的瞬间看，这个截屏应该是破甲弹打的。。。
" {2 M! W* Z0 Y, k

1 m# ~5 d5 G! D, |$ r6 _看一下破口，注意穿洞外围，炮塔上有一个明显的“凹陷区”。。。 显然是破甲弹爆破后超压导致的。。。 那可是表面硬化处理过的装甲钢呵。。。
1 `* W1 \& @' ^


& Q: o4 I1 R( I" e5 F, X, L

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
3 G% ]6 T; ~  l7 R( |- \央视纪录片披露96坦克打59靶车

, B' j) n$ A" F, ^9 |( ]" \　　这个节目我在电视上看了，网上视频没看，所以只能说当时得到的印象。
' x; b& X" u, S( R- d+ L, L　　这段视频是介绍维修分队的战场实战抢修，用实弹是为模拟实战，破坏效应是为衬托检修的难度。
　　印象中，用了三发实弹，一发穿甲弹从车体正面穿到后面，中间还打穿了发动机缸体；另一枚穿甲弹侧向穿透炮塔，就是你贴图中最后两幅；另一发是炮射导弹，可能是装甲车的73mm或100mm低膛压炮发射的，视频中有飞近直至爆炸的场面，就是你贴图中炮塔火球那一张。
7 R: X3 }0 r! S. v. I+ M& ~  O　　炮射导弹是击中炮塔正面右侧（从摄像机方向看是左侧），没见到导弹造成破坏的图像。
  J5 V; _5 U8 X, V2 g2 Z　　后那两图的孔肯定是长杆穿甲弹打的，击中时因装甲的阻挡造成杆有点向一边歪，入孔成了长圆形，出孔更长。炮射导弹是破甲弹，射流造成的孔径只有两三厘米，而且出孔会比入孔小，入孔处还会有金属融化的现象。
　　此车在三小时内整体更换了发动机，还有车体炮塔内一大堆零碎，恢复作战能力。
4 y3 ?# @, C3 q: q1 R# V　　视频最后有一段，说是车修好后发动不了，不知道是否这辆，细查后是一根电缆被金属碎片穿入背面造成短路。根据我多年修仪器的经验，这种故障最难查。

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-21 09:56
) c! I0 C- B* h...击中时因装甲的阻挡造成杆有点向一边歪，入孔成了长圆形

* N* N) q  @& V$ @视频截屏入孔处明显是两个穿洞吧，只不过靠到一块了。。。 你看俩洞中间还有一个“8”字的蜂腰呢。。。 长杆穿甲弹全靠硬度+动能来贯穿装甲，入口的都是很规则的圆形，不会出现“向一边歪”还能贯穿装甲的情况。。。
8 |, \. d2 K- I2 e* q

% v+ w* D$ L& T8 m这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

, O+ H* a4 {5 w4 u. Y. w3 O* Q
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
! B  y8 G5 p% r) T( s5 r( p: L7 A
! s7 a$ b, \, ^9 H* E: I' P

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
视频截屏入孔处明显是两个穿洞吧，只不过靠到一块了。。。 你看俩洞中间还有一个“8”字的蜂腰呢。。。 长 ...

, T* J. Y2 ]% q4 e8 K* g& F你说得很有道理。
2 i6 E# V0 m* E* J* J5 @& o俺没实际接触过，只能靠猜了，唯一能确定的是那孔不是破甲弹打的。能量越集中能穿的孔就越深，同时孔也就越小。破甲弹如果打出那么大个孔设计的效率也就太差了，网上能找到PRG在美国坦克上穿的孔，只有铅笔粗细。
2 O0 n" A& e* ?; j& o　　那个入孔，看上去应该是一发穿甲弹打的，如果有第二发怎么也会在孔内造成一点飞边，孔内壁不会那么平滑。形成长圆的孔要么是杆歪了要么是击中处装甲坡度较大，其他的可能性不大。
! W7 k$ e& z* ~: d5 I　　出孔形成那样应该是两发，如果是步枪射击靶上那样的孔肯定是判定为两发子弹，但长杆弹会不会是穿第一层时杆断了呢？如果断杆能穿出两个出孔，哪此弹的性能非常了得。俺判定是一发打的是因为视频中介绍是一发，这就没准了，应该不要太相信记者的解说。
　　还有一个可能性：这辆59被打过多次，当靶子的坦克不大可能只用一次。
　　另外看那出孔的飞边很小，说明穿甲弹穿出时速度还很高，来不及带起飞边就出去了。

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
4 h" H. z- H5 p8 w...唯一能确定的是那孔不是破甲弹打的。能量越集中能穿的孔就越深，同时孔也就越小。破甲弹如果打出那么大个孔设计的效率也就太差了，网上能找到PRG在美国坦克上穿的孔，只有铅笔粗细

0 v7 _5 o, D) D5 f未必哦。。。

( G! r3 z$ w- i# e7 O, v
8 p* _; F+ k: m4 L: s* A$ j破甲弹的穿孔跟装药量、口径还有靶车装甲类型都有相当大的关系。。。 RPG的在美国坦克上的穿孔的确不大，铅笔粗细 - RPG药罩最大直径也不过80mm左右，不到一千克的装药。。。
3 T9 y4 l* q: s! }& v/ E3 ?! t/ D
还是拿T-55坦克说事儿吧，59坦克装甲比它也好不到哪里去。。。

4 C* B. o' U6 H( c4 @3 H  _0 Q标号“3”的破口是芬兰造“55 S 55”无坐力炮（88mm口径）打的，这个穿孔显然比RPG要大，虽然也没有大太多。。。

% B$ z. ?. }( [6 \/ ^2 {
标号“7”的破口都是用T-55的100mm线膛炮发射破甲弹打的（以子之矛攻子之盾哦），破口就比前面的大好多了吧？这才是100mm口径哦。。。

( L1 B0 P- M( o, K& ^/ a
标号“9”的破口，还是100mm破甲弹打的，不过正好打在一个穿甲弹留下的洞上，于是就被扩大成了这么可怕的一个洞子。。。
9 `& {, @& m& R$ Q2 F% K# v
/ h! W7 e6 R# Q. P) |
3 M3 j2 H# \; R' p  n别忘了96坦克打的可是125mm破甲弹，破口直径比100mm还会大上一圈哦。。。
$ y7 {, ^4 ^3 M: b
' B9 q2 _( V+ ]- J* ?1 j, F9 r当然，理论上讲，破甲弹药型设计到极致的话，能把射流聚集成一根细细的线 -- 如果能做到这个能量密度，什么贫铀装甲都成了豆腐渣；但是在实际生产中，军用弹药做不到、也没必要做到那个精细度。。。 穿深不够，加大装药么。。。 反正多余的爆炸能量也可以用于杀伤、震爆效果，所谓“破杀弹”是也。。。
& V4 L$ O  {# [7 F% D# ?
- x% x0 ^8 L% Z5 m/ {+ I

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
5 E/ ]1 e- l: d" b& b8 |3 S你说得很有道理。
9 `! X. u2 s- j- h俺没实际接触过，只能靠猜了，唯一能确定的是那孔不是破甲弹打的。能量越集中能穿的孔 ...

1 |% _& }, w# T/ B6 y忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
; O& Y7 m7 L; R8 k

解说说这个是破甲弹
# f' Q- C5 w. K7 y' a
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
7 ~# E& J/ x, \  F) F

7 ?" ?0 X/ ]. s( ~" B) `& f* S! p. \看看俄军的125mm坦克弹药，从左到右，依次是高爆弹（HE），长杆穿甲弹和破甲弹（HEAT）


可见那个截屏其实是高爆弹。。。 用来杀伤“软”目标，比方说打土木工事或者无装甲防护车辆器材用的。。。而且那个弹径也似乎不大对路呵，看起来好像是100mm左右的炮弹。。。

  [. H* M  l& y8 ^所以说这个电视节目啊，乱说一气，乱拍一气，真实情况还不定怎么回事儿呢。。。

7 X; L* E3 z8 C* Q6 x3 t) [3 Y: [
不好意思，歪不爱的楼了。。。
0 a" h) H4 f. P5 s1 A3 `, J, c
, b% |& M, v( G! K+ ]7 j; n

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

楼就是用来歪的。
破甲弹的穿孔大小还与弹的先进程度有关，越先进的会越细，最大限度利用有限的装药。T55的炮弹在现在来说肯定是很落后了，而线膛炮弹的旋转也大大影响性能，T55好象还没用上英国发明的滑动弹带。
" G; y0 Y4 Y- q　　那100炮弹，有可能是装甲车用的炮射导弹？反正视频中有辆装低膛压炮的装甲车，也有一枚炮射导弹击中的画面，只是我分不清那炮是73还是100的。
: D! D8 `' f- C  J3 j0 c- K　　咱们都是纸上谈炮，不过我相信不管是穿还是破，打出的孔径越小说明炮弹越先进，靶板上的大孔应该都是老旧炮弹打的，或者是上面一张图一样打到原孔上只是扩孔。

鳕鱼邪恶

5 N: ]! ]9 ^5 z  _2 w% n
  X/ t0 x' c; L2 b5 K+ y$ [# s
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
  A2 M. u  y% X5 m- M穿甲弹形成什么样的孔，应该与弹头与目标的夹角有关，越接近90度则弹孔越规整；也与目标材料的厚薄均匀度有关，材料厚度不均匀则薄的地方孔大厚的地方孔小。
; x0 i* s) E4 j9 T& K, _0 g6 }上图右边的好像是正面装甲被穿甲弹击穿，很符合这些特征；如果是破甲弹，弹孔周边应该还有弹头残渣造成的白花花的坑坑洼洼。