空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
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 ...

4 `) b* f9 r  Q1 T) D! B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.

, x( R: ?; B2 A; [$ Q

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？

: \8 m0 p$ c8 Q$ u
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。
# W  [( e+ k. \. |; m" E
" \+ {8 O" i+ G2 _$ a) X' r
为起爆后50微妙状态。
; b8 b0 P( x. ]+ i
% O3 o+ E' s; q1 k+ B% V) Y0 g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
4 t' u* F& r) l5 |) x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。

  g) }* {% G: w$ E, a2 ]; h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
% M2 g9 P, }8 q/ m* C& y看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

2 Y/ h) n* c; S0 y
4 S+ z- S/ a& q5 q. L# W3 w& E$ A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.

6 `/ S& f# t* ^' h- R下面这个帖子也有说明
6 i  y7 t* j; t) Dhttp://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
5 s% ~) L9 J" l8 S( f6 h. M  |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。。。

6 M) z9 P  K/ O' G- Q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。。。


& W8 J" x- t5 B& L* @& c1 ^我军装备的125mm 破杀两用弹
, g1 B" \0 K  n7 y' L7 i
+ }5 g/ }" O. _& s( ?( ]( f
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。。。

( F# k) Y' A- U, O  t+ g  E4 J! Q3 {
- [* `2 H3 n! K! y( p& F

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。。。

美军现役M83 ...

; X7 H4 Y5 [1 \# |: e
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.
. I3 {/ S5 u5 ]1 b
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 U' Q' L& ^- a* L- j借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
2 M, x  [( N. Y6 V% Q6 b# j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.
) w/ M+ L! ]: a
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.

这些都会影响设计理念,研究方向等等.
& }/ [1 f! s6 G& c# f, x/ p
% d- P& `: l4 o" h7 g估计各行各业都如此.

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。。。

美军现役M83 ...

$ u8 W0 d* g9 A4 x" [3 A. w5 ]
/ C9 e9 ~' U; Y& O: D' \@njyd
/ H3 c/ }! J! R  o3 C; ?* V9 y
) O2 u, W0 X* |( n! `+ n6 p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.

; R1 @+ \) P$ t$ L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.
+ @4 x( j6 I  J& W
, v* r6 f$ l# E- U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
3 p) V  Q1 z8 {, t/ c9 O; n/ W) [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 ...

1 T3 v& o/ ]' M  P
" z" k$ K7 d) K  [! r$ ?

　　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。
　　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。
7 M' l) d* V/ h6 b3 P　　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
/ A. B6 \# t5 `5 d: |6 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 ...

见我上面的答复.

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
@njyd

1 }) ?$ n  s9 G3 G# v. r. P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 ...

2 u% t6 T# r1 R8 ^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

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
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 ...

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.

; D" C( l' l# b0 b8 a2 @/ 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
# A3 Z  ?- A: {4 z2 h: [: E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 ...

( ?* {; h, [0 N  c3 d9 c央视纪录片披露96坦克打59靶车
; h* T/ g/ n8 l0 @


用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

  r7 _; d. l: W0 M! u& b' R3 [1 d* V
% S/ a! Q; n, E! x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。。。

" v+ z, K5 x6 H$ g
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。。。
& \- V" V" t; c: C8 C5 \  i4 w0 W


2 m# G9 s& F" [

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
央视纪录片披露96坦克打59靶车

　　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。
6 w- j, D2 z. N　　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。
, e1 t+ H. Z3 U7 p& i& I$ o' d　　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。
　　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。
　　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。
9 Z2 S& W, b7 Q　　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。
' b0 w# R3 X. }) `: t　　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
3 R7 n8 C: D5 N2 Y1 v! n$ G/ u. c...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

9 m3 Y; V1 w4 m# T. A0 o% x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。。。
7 d; j4 u7 `1 n
4 O- m# O3 Z8 T
8 v& c# Z& v3 D这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
3 B. u4 v9 ^' ?9 T+ F

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

# ]) z3 }; p! ?4 J$ {  V* m6 l

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 ...

, k/ P9 R' w  E' J( A你说得很有道理。
0 W* j- U2 y9 I! J9 ]2 h3 C% F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。
　　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。
　　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。
6 g! F2 w' p9 @% N1 p　　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。
/ M5 r/ L6 k5 ~0 v; z　　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
2 U! A' }$ X/ e( r$ h4 X...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

未必哦。。。


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。。。
' a) b7 T: m  y. \' ]. U, E) v
) R( Z/ W1 V7 i$ f' P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。。。
8 n0 ?+ m+ U/ \- p/ @
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。。。
5 A; D+ q  L; t7 O8 h) I' {7 v, b
) I3 z/ o/ ~" U6 I' s1 Y7 ~
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。。。


' ^" z( d& H5 I% H( Z  e- w: ~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。。。
. k2 r$ _$ Q5 E) p+ h; G6 }
% X$ d+ ?. x! k0 a6 c$ q
' j% L$ |* e: t# K  w7 I3 D  _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。。。

$ r' u) y$ ?& Y7 ]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。。。

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
. a0 @# [0 a$ H" J你说得很有道理。
0 P  \  j7 y9 `! [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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


- e7 I( d- C( U4 `' @解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
6 A& ^! [; y" g2 T  m
6 N6 m  ]$ K0 i/ U0 r, F% j6 Z
/ g6 T) O' B+ x" b- R6 }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）


& y! W5 `  }6 r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。。。

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。。。
0 J- ^2 _5 }3 {- Q! Q  M

不好意思，歪不爱的楼了。。。
5 ?; V+ g# I$ S$ U

njyd

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

1 ~2 @( h: h% h' N2 h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。
; M. u" ?: [3 i( I  G　　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。
5 V! n' X: C) v7 `7 g2 W# j% h4 o; f　　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

/ N/ K( G! {6 z
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
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。
: Z, [1 h" Z+ h+ p/ _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。