空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
! d( b4 \' h& H5 t3 y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 e8 r5 M/ z" J5 m1 C$ t你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

- N5 G2 Z# F, t9 f: y2 A
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.
: m# B, @3 ]$ y
5 q% ~. C8 `. o$ l/ I

不爱吱声

' [- u% H/ k/ `3 }

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？

6 I0 C. m  l4 k3 h& g
* `. f* @3 r2 ^3 e提前剧透一下吧
( C* z1 n% L4 ?
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。


为起爆后50微妙状态。
& Z- M" r; [6 P$ U
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
" z6 F' n* d; p; r提前剧透一下吧
1 L+ o( h( r8 k! d2 j
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

6 I% J# ~+ i; D: I2 }0 u看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

( X7 q8 O1 s0 T# _  o! ]9 ]/ G0 @

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。

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 P. }# {5 ]; b% K# j
: b& Y  t7 n; d# k下面这个帖子也有说明
! x2 w# S' i% ^' `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
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 ...

* y3 c* ~+ J$ r  ?$ U9 ]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 {7 C# \7 a' p
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。。。
) r* f6 x" A& ?  ?& L
; ?5 b( J! i9 n( E: f  g
我军装备的125mm 破杀两用弹
4 X2 l+ o# g  [/ f9 ?+ g8 [

% o3 ?2 O. R, d+ H, Z3 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。。。
% G$ }/ x" f* g) e. F0 C$ I

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
/ e2 g5 X7 |( a  H' R" M. s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 ...

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.

5 k% J& G8 X; ]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:
1 X" x6 p9 b% H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.
0 [' E  D' y* B! j  C. D
, Q" G& L0 c9 z8 G6 p& U1 U2 N5 H2 N这些都会影响设计理念,研究方向等等.
' j( l7 w4 s+ y5 J
" Z. I' z" q# a/ a( u& e, u. W  p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。。。

2 @( C* m' o! S+ T7 K+ v$ F美军现役M83 ...

, o, N: `* ^2 `' F7 b
@njyd

+ R8 X& Z0 i! ^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.

, [+ z# M% t: @) }- B8 K9 f. C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.

- V8 B! {3 g8 N/ n( ^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 ...

$ Y3 I5 j# o+ w; G/ L; b
# r' z. q7 S: |
" Q! f. p, y# t0 i2 @3 V8 |　　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 X! w. n9 \  A3 g6 [+ ~7 f9 |, m　　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
' [9 x% N1 p0 k/ n1 p( 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.

( a1 o$ z' N3 E6 d: 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.
9 F/ L0 G) v: _& e

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

; }/ q# t6 R# R+ Q3 U/ d0 {9 J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
, V! G) M9 }( S6 H! r8 K; 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 ...

* n# B: @8 q% _' T% f你这里说的大体上是对的.

& u% L3 y  k' v! w" O0 c9 y8 O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.
9 F* b/ g$ `7 z) o  V/ g  j
: }9 F1 b3 Z$ p6 l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 \2 d: q8 o' _9 {% d! H7 Q
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
* S$ d) f# e+ g7 \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

$ }! l  C! O; A* S. }

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
. x0 m# x" L: g8 E
. l  ~' J) c* D0 F$ \- R
3 d' ^4 i- q8 O) N! A4 O% d# a/ h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。。。


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。。。
3 R% m" J# S: O" ]
5 u7 d( J; Y3 z4 r9 c% }

njyd

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

+ p0 S  {8 |( O8 v* ~+ C　　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。
  Q! \$ A" u) {' H5 x( e( L　　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。
0 R. h. T9 i& z1 l6 j　　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 g* f+ Q! m1 k% B7 n& f/ t　　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。
# D/ a( _  V; X- ^" a+ A　　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

& z2 D+ }# n, _# j6 c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。。。
" H3 N1 ^( m& a# S: T4 S! r: H7 k

8 s$ i- x; v; i7 |这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
9 H1 j! s5 |( Z

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
& d) k8 |+ X( x$ @& t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 ...

; w4 _" b4 e" a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。
5 V* |! I4 P8 j) `: 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

. l' Z# |! B6 S

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

2 M' j$ @! Z, n1 R: s. O2 N% @未必哦。。。

4 P4 b: j! u) c9 R
8 a! Q7 b$ O7 N- @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。。。
0 |  R9 i) F: ~& a( S2 f3 t
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。。。
2 V- ?* f2 H: \3 ?; P8 t1 Z3 S. o! g
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 u/ ?' Y+ n& n, A+ g5 d  [2 a

8 G) N, q+ }. t; G& X' C$ D4 D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。。。

" N+ a- P- Q5 r. P7 _3 E, W
: [" i2 O5 s9 S9 m! f. A7 x0 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。。。
/ d8 D) p1 ]* L6 P6 t( T

. @9 ]2 b8 c. |# O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。。。
3 }3 F! y, x3 k/ X$ |1 |
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。。。
2 s5 }. b8 |  \' p0 X2 W

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
8 `  r1 B4 \# B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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
: b9 z, Z3 f9 F9 Y* h

& _% p5 Q, \- }+ ^4 j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


% U& c- X. {) S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）
: J! _& B5 Y  @( t3 R! l( |+ X' b

, a4 d% s3 f" h- N: k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! Q) T: s; |
6 m7 Y0 s  n  D+ 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。。。
; l7 s! ]8 W7 \& x

* j) F# L; Y/ }不好意思，歪不爱的楼了。。。

1 a* l2 D$ r! p( H* O  C0 e

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。
9 e0 _& u* J" C. |% w0 N' 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。
! z9 e! O* }4 X% K　　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。
/ O+ j" Z9 x0 K* D8 t　　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

9 @/ `0 _5 c- l3 b; G1 ]6 n) N

& o5 ?; E$ f1 l: p右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
; U+ A1 @3 `# c2 R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。