空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
- ^0 N# B' {. N0 h: R9 o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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

2 ^2 z& z! ?# ]8 ]
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.

不爱吱声

4 G/ d: n5 z3 L! `+ L/ V

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？

% O( P# f# {2 Q$ b1 W& P( J( C8 O( O提前剧透一下吧

' t- \8 J! s/ A5 l* ^' I- C% t我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
7 r% W' g4 }/ P6 o( D9 d8 Q7 S/ f3 q1 p
- _% g0 B1 D$ o. }$ t$ p( ]
为起爆后50微妙状态。

8 E0 T& z) M" ~) l2 W0 O& W1 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
提前剧透一下吧

/ V1 _; l4 F+ m  U( 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
' g, n/ E1 F. M2 ^看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

3 h1 Q- d% u9 @8 Q( o
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.

下面这个帖子也有说明
0 @4 ^; N. G1 Zhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
  w- v- z, V$ O- P! m2 N见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
0 X' `" K& w% C  U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。。。
: P4 D1 ^) B( p
' L( u) ]7 f% F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。。。


- K# F2 a' g4 P- {" ]1 h5 Y# ?我军装备的125mm 破杀两用弹
/ o" ]6 P  n5 k5 M0 K6 [" h
9 X  I2 ?$ k5 b* ~2 ^) `. G$ {
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。。。



5 C8 p, ?/ S: j! K9 c# u* ~- C

不爱吱声

: l6 d7 z- |# F3 \) p3 ?, d" a

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
+ {7 k7 _. F' o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。。。
) u! r" x# j4 K& e3 @3 ]$ A# o8 R8 z
* O4 D2 b1 F5 A% }$ I0 o/ a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.
; E7 c1 ~4 Y+ T$ v
2 v; A* n0 u- p1 |- q5 m3 O6 ?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:
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.

% Y6 w, T; _! ]7 y4 s! ^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.

, r8 f) S2 C7 B, s4 R6 v这些都会影响设计理念,研究方向等等.

% y3 _0 H& x* E( `: g估计各行各业都如此.

; ?7 s6 U+ b5 w

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。。。
; A# H; L! D! y+ H$ `& _
; i, {' ]0 D( A美军现役M83 ...

0 H& s- c' `9 I: \4 X5 u
@njyd
2 D6 Z- Q' t* M! b+ Y% v
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.
# }% }/ E1 A6 e1 ~9 o; w4 ~9 d
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.
) m, A# r* y+ I8 P5 ~; \
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
9 Y$ E& E8 y, v7 Z, k$ p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 ...

# |( N% K: G0 l) G( |

　　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。
# S. b0 T1 [# W2 H  f0 {　　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
1 J$ j) w7 j' g6 U2 J4 H( U8 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 ...

见我上面的答复.
5 u6 Z% N$ a- {9 w9 j* X0 _
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
& v4 l4 n9 m9 x% F: O* x@njyd
+ z+ T1 A. {; S+ s8 ]! m
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 ...

: z( H1 r( ~' ~- G! L6 v你这里说的大体上是对的.
8 ?( J! U! G: r: l/ G2 l2 H0 j9 @
( w6 T/ B5 k. U- a8 m7 W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.

% u. }0 [: w* C8 C* H; a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.

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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
6 W* Y( L4 v' M: N4 \( {: l
* z- X" ?/ m7 v, _, {! H& D# u- K
- R3 c$ V' }% ?/ X% a& B6 M
$ _3 Q7 k; s4 o* ^0 |, f6 B用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

4 @" k2 {& I6 C+ {7 k0 `; Q& {. j' [
6 y8 b( ^, ^, Q- O* X. j1 c, ~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。。。
3 I) G) H6 _, v& W( 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。。。
! {% i" p' I7 p0 y1 u) w2 M3 R

/ a# b7 V" G$ h7 ~. [9 l# S

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
0 o6 u1 m9 ]* b& e7 C! w: e/ K- A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。
4 p( Q* y9 I/ a/ t　　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。
) ^- w1 w* `  v3 w- N　　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。
2 E8 W2 n( E8 Y( t4 G　　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。
  v8 ]; L% C% [9 S6 a0 b　　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。
　　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
$ t7 }" L1 l- u+ i* [...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。。。

8 ]  c9 q+ \, F  C: z
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
6 W) p# o  Z1 G% ~) K8 q# {* s

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
, ?+ l  P$ d. V8 k# ~" Y

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
1 r$ T( o- x' N. V, ]* t, y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 ...

6 y/ e5 x: u) @7 e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。
2 M& H* z$ r, n' i. X4 @6 k　　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 b: W* p6 P4 }7 B　　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

$ N3 Q$ C2 a/ _' T9 _- }

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
* n9 a# n2 T' N. J  ?. a, P& W# \+ I  v...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

5 d6 o( n4 }6 Y未必哦。。。
$ u2 u+ W& Y" _3 n
! i% |0 t. m% V4 c0 c% O
) H- T  X! }# k. X1 L! V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。。。

% Z. p" x  z) c( e+ K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。。。

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。。。

/ P; {! Y2 B8 a' 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。。。
  y& @2 ]# I# P: C9 S- b8 \" f
; L1 C  S5 B& o! ]- o, ^
# D6 o- N" e' C' P  v1 ~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。。。
; |& K& `3 v% |8 e0 D% r7 o; p

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 X6 f8 [: Y8 F' a6 i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
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 ...

. X3 r8 _, j' O% D! T忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
7 W7 Y( @6 j: `) ?. \/ ^) u+ a4 B
' k* C6 x: e5 M. \& S4 Y
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

0 A' {6 g% M3 I6 y2 a! g% |) P
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。。。
6 n8 u9 R0 Q9 N3 g) A8 `
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。。。
9 ]; z" G+ V' [0 t
2 T3 _* z# c0 i1 q2 o! l
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。
4 W1 J9 i: b8 Q5 h( P6 y0 v# N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。
; o3 w' Q" p- Z8 H$ N- R! Q/ o　　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。
: ?4 X! F  C4 Z; ~# g　　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

) i2 _8 c( b8 M" a
/ w5 q! H, ~0 u8 N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。
0 g7 W% B3 U: T7 k* F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。