空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
) ]+ U" o. T/ B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 ...

; V& F+ d3 t/ s3 d你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
* J/ {8 C2 `% F

, z  q) ?8 n& j" S' s# _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
( ]/ e# ~5 ~2 ]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？

提前剧透一下吧

& v7 w2 c1 u: W/ A! K7 D我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

3 r3 F3 `+ j2 N4 h6 y
2 W: p5 \$ V' r" p为起爆后50微妙状态。

4 l. `& _; e/ J) c7 f7 Q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
" T2 H2 Q1 d: \3 V提前剧透一下吧
- S1 H: @; ^5 d7 x+ }& ?; f+ p
/ {3 j& s- k/ `' j' D3 Y我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

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
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

' f! |: j, v1 t8 T5 A
! u* c* i; o+ @+ b! G: 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.
5 h4 f- W& J( [( |; ~+ i' I! [9 w' r
下面这个帖子也有说明
0 _1 |: x2 Z1 Vhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
  E* z+ ^/ S& l- h' W  Q5 G见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
9 b6 d( f5 b% n: l) M( |6 h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。。。
( f/ d2 V' {* `4 }9 g" ^" a0 r, k
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。。。
1 }2 k$ j2 x0 U  w  g

" \, O8 |/ c( \' r' F我军装备的125mm 破杀两用弹

- q4 \0 L! h8 T; E
1 Y. ^6 C) S! w5 R/ k9 S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 `+ v  Z2 p/ F9 m; |2 \

3 C+ n% N# Q0 W& U7 a$ U6 F

不爱吱声

: l) B( k- M1 D/ ^3 M) S$ i

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。。。
: L# k7 I$ Y6 o, M, Q1 C+ g
美军现役M83 ...

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.
, \& _& F) m" Y3 ?2 ]! ~* s" M/ o
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.

, Y/ `$ N+ s& A/ Q4 `7 |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.
1 i6 y" _  i) Z! D
# j! X  b8 X  }) g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.
& b/ B3 c1 |8 ?; ]9 J
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
  n, U/ M% u1 F/ e( b& e
估计各行各业都如此.
5 q, O* V( `: f- X) \$ Y/ {5 s0 R

不爱吱声

+ f/ n8 Z9 O( D* _

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 ...

@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.
5 I% t: m: I8 G, Q7 w4 b$ n
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.
' X' u/ G9 _5 N4 z3 k4 G
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
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 ...

9 o9 m$ A9 g4 Q5 h) p& C
- @! T% c! r2 J9 U0 n9 F
- q" e- H5 Y# W, y4 _7 E
/ K1 a# C  y5 {　　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。
　　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
　　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.
7 y. X8 ]  n- Q5 t3 f& Y& B

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
6 R3 w8 G# b. C+ T7 H. X7 S@njyd

" g- E3 l" A4 |- l$ A; L' m. N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 ...

) E% ]* U# _7 U, k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
" `! H! t/ @' l$ [) c# B' Q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 ...

: c. p. T0 B/ v1 A. \; X! a  Y
你这里说的大体上是对的.
7 [$ f$ I: Y, ~7 d0 ~+ s  r
/ Z1 h, S& h# [$ T4 Z7 I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.
! V7 S6 w$ a4 r- @  ^, U1 t5 p
( h% _5 u! m: {+ q) |" S, c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.
8 r$ C! u+ T  ^( V# T  s1 u: }
! [* ]- V3 F) c' C& V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 ...

+ g" T, l0 k( b央视纪录片披露96坦克打59靶车
6 Y. x  j' d1 m0 U3 \' l6 n

0 {& i( \5 @, w- D# |* P
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。。。
  W! h5 p% q  Y

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。。。
( K: T5 f7 Q2 a" |( ~& l8 t

9 J2 y2 N' B$ p1 x, e; M
- j1 k0 p8 H( Q! ^5 w

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
1 i4 q4 [5 l; X% P) i) P: v( N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。
　　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。
4 q/ F* c' ~5 ^% ]7 t+ R　　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。
3 J4 P) \; Y3 E　　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。
! _5 K  A2 _+ L8 @( O+ i　　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。
　　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
9 c) q. o; l* P. ^5 E; P...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

! U" v8 ]( X$ }! u, d% A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。。。
6 r! e, x! M* e+ y* {" M

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
/ q1 X6 G* f1 r; u: r+ K  D
  L! m* f7 U1 v$ U0 ^+ K
% I& e  ^4 F( T* X9 h. S' y! ^伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
: I. j! F" q1 u2 R+ l
4 J! L* F; f- d% b6 E4 L

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
$ |2 K1 H* r: G& p3 o9 A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 ...

你说得很有道理。
" A9 }# V+ K* o7 g* D& 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。
　　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。
; `: e: l  B8 `2 W4 W2 X. w' a　　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
6 _/ \8 b1 z+ q% j+ ?7 @...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

1 T9 C% a& V& u; `- r未必哦。。。
4 {+ x: d! ~" n/ p5 o$ {; J+ v
: G5 G5 }- L+ ~$ q: I
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* b' T* f* O- _
7 `$ X" D( X! x9 O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。。。
- [: q, _' _) A* [6 d
" ]% K# W% K( d: o+ {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。。。
2 {4 b. [0 d& i/ w

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。。。
: W& q5 L& m) {7 w& e' a

2 `! B# r  N* j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。。。


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。。。

; V& _; @$ ^, p7 \! U5 n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。。。
( Q* A/ T& m  _


  A! Q; }+ y  T% B0 A' s/ l' F

MacArthur

' D8 q) y6 u+ E+ `" ]' O. q

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
, h* ?  i$ V7 X1 G1 B% `你说得很有道理。
; P) F# `9 r+ f/ z# t% 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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
& ?; {; x, @; ^) }3 f

解说说这个是破甲弹

1 b$ B8 R/ X! A0 d" a5 a看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
; e5 n; r* B7 t& j) d! Z

$ f7 a: X1 n$ u, t8 {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。。。
2 \) o+ ?# H) O, `2 r) o
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。。。
$ I3 I0 v8 i, A& L; C, n$ M

不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

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

; t) i( P5 `# C9 {: B楼就是用来歪的。
3 A( z7 ^  P6 E2 A. K2 p: y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。
; x' |" K: R; g1 b　　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。
　　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

& Y# T) A3 i7 {
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
5 K0 b/ p/ W1 c) F/ |# C/ U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。
; b. y( h. F2 M2 Q  W' |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。
, ^% |% F, a8 g