空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
4 V' j- o$ v/ B6 {- V$ O7 Y) n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 ...

0 ^: q4 Y/ f# `3 q7 |7 @, F" [你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
, Q' {: m' \3 G! S1 {4 a

2 A* i9 @; a7 ]: O2 t6 q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
9 n/ w# _/ Q' Q6 B! E% R% p* |% i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.
$ |% e: _0 K: f& L

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
2 r3 F) n& y4 B1 M: U/ O你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

4 e; h- l, O8 r% p5 `# U
2 K# |# c! B* K& l提前剧透一下吧
# q6 Y7 M2 v2 O5 Z7 G4 e3 X
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
4 g4 Y4 J" K4 q- m2 i2 w
9 [* O' w( Q2 p. k4 Y
/ @1 f+ _8 j5 J8 O3 t5 \为起爆后50微妙状态。
9 Y$ {; e  @, e. ]) `+ 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
! l6 A- [" A+ K1 v3 `2 k
" ^8 H( b3 \2 f% K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

- ]1 \% @' O  T" S% l5 O

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
4 f+ i& w' i. T. R# f' v2 ]: b看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

+ T; }, k( l, Z
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.
( ]0 I- P" L1 f# F- v% M! s
下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
$ D2 J) d7 n5 R见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
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 ...

7 Y5 N* O# G! E) x3 e* o) H9 }, \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。。。
: g" E7 e! Y: S0 _" R- L
2 G  s7 u. v/ z
我军装备的125mm 破杀两用弹
: Z5 l! V+ I. L# H1 H/ ?
2 V/ \1 V2 R( S  K7 v- @7 h
5 f- ]* a* A% c1 N7 g4 i1 l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。。。

, r1 _$ |# {+ c  u* O' ]1 H0 L

不爱吱声

4 e4 U8 w  C, E( E7 h9 T* N" G

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
7 @3 B" z  \3 {6 m- k- c6 |( @  w3 f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。。。
5 f  [3 D5 ~/ ~* ]# }3 R
美军现役M83 ...

! E& h3 U& V" S; X& ~/ T+ J
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.

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.

借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
2 |' C: ^5 d( i/ `- f/ r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.

4 S# ?# o/ n. Z* i! h/ h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.
9 @$ r5 A" h* ~7 @. c
$ x+ A* _2 E' P2 }& q, q估计各行各业都如此.
( K% H9 _! P; M* Z$ r2 V$ }* 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。。。
; K5 ?  f8 H) `2 b; M9 ]
美军现役M83 ...

, P4 U8 C5 N7 g. e) Y
. R5 m. O4 `) h& z: `' k" @@njyd
$ W  k7 w! U! |- e3 k8 a' i2 X! X
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.

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 ...

4 z9 b0 h* W4 E( K; ?; J

　　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。
& C1 A4 t3 ~4 V! y　　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
+ L, i: n3 H7 E  t# G6 [& N  p6 w　　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 ...

1 _5 @# o2 M- x" B; o$ G见我上面的答复.
) Y7 ~/ ]+ `: p) |2 e$ A/ R9 H
' ]: |8 Z6 Y' I% U2 E& u3 N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.
, g- }4 k+ W+ t

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
1 S6 v3 y4 ~/ F2 q. l6 y@njyd

$ W( n- b" G1 e! Q7 B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 ...

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 ...

  o. o; ]5 P" J0 B: i8 l3 C你这里说的大体上是对的.

! J' u6 k" f2 I7 F4 ~# M5 }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.

" _' `4 ]7 R1 K. h9 b6 _/ g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.
* n: {( c# i5 V( m
9 W/ _1 L) x) Y, Q/ Z% h3 O; }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
9 o8 E% q; H  F2 o+ H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

) y2 h- W9 E( P: Q* }2 P- ?* P3 g& M! T

  g! [6 H" q8 p6 Y4 r7 F用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
; [5 U. L& C( Z9 Q, H

: h+ E) ^: m  a* m+ v2 x% M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。。。
/ s$ N% c3 R. w$ O/ {3 a% M
6 l5 q$ [3 i  {( N9 `7 u1 ~
" B* q. V/ ~+ ]# ?+ ?* n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。。。

' ?8 U( M- Q5 h1 ]

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
  }, P  {, @3 s1 x/ s& i7 a0 ]4 \央视纪录片披露96坦克打59靶车

" ~# }* x. h8 n; s5 N　　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。
7 v' w( ^3 A5 H) p* L' {4 f. [( f　　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。
/ \. ^& S2 }' C& T: X6 u　　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。
" {2 a" t& J, j1 k; [" g　　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
...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。。。


) V. f5 C( s7 s' r5 z% }8 c% {这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
' x( @+ g! r+ P; F' i  e% u7 p
+ X5 J% i5 J; o/ A6 W4 B
, G9 z* j' Y5 a0 ]伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
# K$ ]( z" |, ~3 e) m% W
- y( _/ H3 `- u7 l* k

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
3 ]6 B  R" m& F4 J6 N% b4 J9 j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) Z' i- P, c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。
　　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。
　　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
...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

+ X7 Z5 O' u4 Z# Z未必哦。。。

( [+ k0 I" c, b) _# S
6 u- t. Y' I3 B# 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。。。

- J8 m# \4 {) o6 M: T) E# C, }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。。。
* H: r$ k3 L, L
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。。。
: e+ v. }2 C! u

8 Z" B& `% N$ O) A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。。。
/ k6 o: c; b) d5 z1 ?1 b

2 _7 A1 ?- j3 B. n5 _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。。。
8 E1 v1 C; n3 W* }; ~" \2 n4 F

, D; o2 z# x: h& h9 M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。。。
( n* @, u+ ]1 i( u* Y' ]% N6 S
' X; }! X, ]5 I' w, F( O! f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。。。
# Z3 Q0 `: ^% v6 }; ]. ^5 K
$ W! [- A5 D4 k( V

- W  Z1 B) k. p* v, D6 X/ N  e

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
( X  J# r$ _7 I* t9 L# B' Z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。。。


解说说这个是破甲弹

4 {" s+ m' {3 C9 I/ j& X看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


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）
5 R/ ]4 o- [! y* I
" N" L3 i# ^8 M4 Q' c: e% P$ Z
+ z6 u$ U! F7 @% v  @5 D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。。。
- T/ L1 j1 }  K, u
6 [% a, I/ A% l+ y. }6 o* v% g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。。。


3 u5 y2 Z% V; q6 r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。。。

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。
" s+ W# C% N5 Q! R, G5 |　　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

- p3 t% r: v. l, Z. V
( s5 y+ Y. d) G* h" r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。