空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
9 Z  ?5 A5 q0 m8 I& {6 p9 k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 ...

" L. a+ s2 E& V4 T1 F) e: ^你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
. \) _& Z. [' D; |

4 N" P: T9 m- @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
: S: s5 d: _6 B/ f& v: b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.

. ]  ^  w( D6 \

不爱吱声

, S3 w! B  z* H+ k* t

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
$ l& u4 [+ A. X3 L  g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
/ q! N' A/ H1 O6 G  o
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

# q/ a5 u. ?: P" v
为起爆后50微妙状态。
3 o, W6 ?/ D% Q1 [" D* v
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
, f1 I2 ]2 A9 v5 y7 z提前剧透一下吧
6 P2 O/ ]. P9 ~0 P- f* T' s3 U' t
4 w& \+ M7 I) f4 ]我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

. V  T9 c$ T. C9 n0 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
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

: ]+ H: c- g% |& a  v
8 K( A/ e. d% d  k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.
! R" x$ Q; h9 ]4 ~! p" S) [
# }$ M  u9 t) h; h( t下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
& W3 R) b& M( C; q  m( x' G见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
5 s0 r+ r: ^! k, z2 S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 ...

( y7 Y  Q+ U1 F  p% X2 ?! P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。。。
" D; a2 G$ L$ S( i7 ~2 |
8 F* Y5 Y$ c' [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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹
: ~+ D& c0 h4 W0 R

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。。。


! {& h  ]* ^0 r: u

不爱吱声

5 {* S& W( I8 ]. e

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
$ k( J& x. ?' W& m" u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。。。

( G1 ^7 A4 b; h/ O' S& G美军现役M83 ...

* M  @. J  b( l3 `# a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.
7 H/ i; y/ ]( ^
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.
# j0 Y1 V+ F) }  l1 ?
9 j0 y, |7 i) G" K借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
8 ^8 T2 k2 b! N2 p5 \* @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.

' `* t5 r# v  L+ T6 y8 K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.

9 H6 e4 z5 \0 z6 m这些都会影响设计理念,研究方向等等.
! ~5 m. n7 q8 ~9 }, C+ l' p' q
% V% w- C2 E$ Z0 L/ f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。。。
* X$ N  i' K' S4 u" o6 G
. r' z8 w) _$ L7 F美军现役M83 ...

: ?$ _7 g( y! C1 }' _+ H' J8 W0 \@njyd
" O. K2 o; ^, u* e! s) @
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 p" o& k* u9 s1 R# {8 v& Z  e3 H
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.

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 ...

8 ]& ~% t1 P- 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。
3 x9 X& `+ @. [/ R　　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 ...

: W9 c! l  i/ v% H1 R) R) g1 Z见我上面的答复.
. {3 j- z6 M- O! k% ~$ P; p
6 B" N* f2 w9 v6 c  a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.
* E% B$ ?; ~2 X6 M

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
+ `( |1 \$ o3 E  z: ^2 C
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 ...

4 ?+ E& W( f) l1 K4 O8 Z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

; l& ]4 i) T: o! N, }1 m

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 ...

- i' z1 O; M+ K! A4 j$ J
9 |4 n) S% a( \2 [# s7 X3 B你这里说的大体上是对的.
9 ^& r/ n/ n9 ~/ c! z% g
- v) J8 R( ]6 Y3 L2 q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.

0 j6 d9 j% y0 Q; e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 ...

; u- L' y: H) y- w7 U央视纪录片披露96坦克打59靶车



用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

4 _5 P9 j9 T& r  r
" ?$ O0 [0 K2 ^# c6 t: y# @' E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。。。
# j3 \) H% G  y5 Y" ^
# w2 B, x( \, B8 ?! ~# o
; N* [: p% Q' o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。。。
5 L8 c9 @/ `. a6 |6 U# v, `
( V, ]* i; i; ~( T" [' ^4 j7 e
# e" [2 K2 l3 b  M! Z8 [: t2 H

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。
　　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。
　　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。
* S) K8 E) S( E  X7 c# H  i5 `　　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。
7 x; A5 }/ m0 r5 p1 M7 K　　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。
: N9 G+ U( L& _& w　　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
' M9 z% ]( z& x! n2 \$ q...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

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。。。
& A7 s: X( u6 u0 o6 `& |4 F
: P0 r: P& S4 k$ N9 {
" t! S9 Q( u% ~. u; e这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
6 F3 T0 O+ X8 |+ y9 V

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
+ W  j( c9 H2 B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 ...

' I! ]4 i3 ^8 B/ h$ v你说得很有道理。
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 X- ?8 e6 F; W+ `0 s$ n0 y　　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。
" G0 K! T/ P' U: I* v" |& q4 `; ?　　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。
8 B* @& c& E2 x. E& o/ n& z# t7 Z　　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。
/ y6 o' ^9 |+ n( |　　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

! p2 S# h' Q% @* e% C

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
; `# y9 C& Y1 i, O) B...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

# i0 p& k9 h' r1 k( P+ _" ]未必哦。。。
6 |( S4 O1 L. J3 Z: E2 y

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。。。
  T4 h4 f- `. Y( L% {( c) z
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。。。
1 _: q5 n# u3 u" Y# [' [4 m
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 g' a! ]: q* t& `- T
6 G. |8 H5 e0 ]& B1 C( W! v0 v
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。。。


' k1 _0 B3 Z  y7 r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。。。


; A9 s; s. }: Q" f4 r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。。。
, V7 K  e4 Y/ m. ~0 a* W: q! }  A
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。。。
3 ]  T+ L6 L% G' I9 W0 c+ g
9 _& v& @& A8 X5 a

MacArthur

" E  [0 [2 v, o" O3 c" g

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
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 ...

4 `* E: u3 _! Y$ V8 b, o忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
# C# v$ Z) X" U# @' S

解说说这个是破甲弹
/ j) }$ |% A' p$ I5 @9 B
- d( o+ j% C' }6 d" i% {% x- R看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
- L8 x/ d! M; \  n6 V  {  g

7 O. c" |( g+ O+ Q4 T  E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）
' k5 v8 r% M- C9 ^: z, [; }6 d' c

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。。。
; s+ M  Z0 C! k
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。。。

+ N) E4 a. y% D" X+ D, t# x
不好意思，歪不爱的楼了。。。

& r- |+ J- M4 Z0 S) U4 {

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
, X! \3 V5 g& f& l5 a3 {# S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。
$ c+ h6 u! Z0 t8 T( w! J  z　　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。
' S( L7 K( h- e  E　　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

( D, _6 Z' S" e4 k; J9 g% \
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。
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。