空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

+ z4 O8 S; h* o; W/ J6 `+ R
* ]5 K6 [1 M( 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
$ z, w4 A$ y6 c/ K你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

& K, `: ^  W) u0 b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.

/ p; z; W: R, \3 {

不爱吱声

3 }3 K8 x% ^7 g7 T0 `3 F0 o

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
0 C. j9 G2 h+ W" U; e0 b9 Z# D你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

* q6 b0 |3 j5 J1 N4 H4 V, o) l" `提前剧透一下吧

) k% E6 m- j& t我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
. _( s  Y. i' h' T8 F; }

为起爆后50微妙状态。

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
. d# U& w% P! N- j4 y
" C' F! p- Z+ P5 x+ P7 j; |" B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
& J/ n  s- g0 [( ^7 E1 p% Y/ U看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

* p' L; V0 [, Z( ]/ f# e7 O
% H. b0 q+ e4 w9 T7 c4 I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.
3 x/ {) T- F, [: G, N) s, A$ \  V
下面这个帖子也有说明
) w) X$ i% n4 d+ z+ uhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
6 g! s& G) [( E9 s# H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 ...

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。。。
9 f  E, V( I+ F; G5 U8 x* P8 q5 @+ q- s
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 M  n. i8 v$ C* H0 S8 R5 U# q

我军装备的125mm 破杀两用弹

# ?8 w9 N" L' ?
0 \# C5 x- o; S9 c% U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。。。

& k6 m, p  ?  i1 {( i
  t, W3 r$ {2 x
9 R. \$ z0 C! ?) E/ ?& F

不爱吱声

& {" y/ K" T3 z7 X: u! J

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。。。
5 r: |- Y% I# g% Y+ u
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.

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.
) P5 B2 E* u3 T' z/ n* o8 Z
4 k; X6 U2 \  F! j4 R) @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.
% K9 h  s" e" 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.

2 S/ N& v5 J$ Q& E' w这些都会影响设计理念,研究方向等等.
, {, a, b% h" V0 c0 W8 ^  t
估计各行各业都如此.
, K& H2 b/ G0 D9 l
: i/ ^% Z$ V& C7 q$ T

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
, a( u* x" `/ d. k  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。。。

. u$ t$ X9 p3 x: D* _, ^3 C' F美军现役M83 ...

' J8 Q5 a6 l7 e$ }' P1 Z@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.
" L2 l4 d9 w( p) t
! g* G& R5 J0 }3 J0 M4 r+ A+ p3 z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.
  r( b" u% O# M7 w
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 ...

  }% L& d( n9 B4 [- u3 Y
+ x2 i6 c# ]0 g4 Z; n7 N

　　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。
$ o, ]* L. U, b6 s/ W- G, K　　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。
5 o- Z6 [6 t) |* X　　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。
! n7 m7 M$ w3 V4 j, C6 Q) l; v

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
  X# N" y& l4 N5 C4 y　　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.

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
/ _1 @7 |+ b5 I4 X8 Y# ~
1 a' }1 }' x4 M9 l* e  C3 R$ @- \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 ...

! t' u& r' P- L- p  Q  n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 ...

4 f. c6 `4 k  v/ [! h" V
你这里说的大体上是对的.
% i, d5 Z) @  O5 [) l0 [, G/ w# y
8 b# E6 e5 F/ b3 I4 P/ e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.

  `8 q! o( k0 v9 K* p+ Y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 ...

8 X. l. W3 v- ^; `( p& h央视纪录片披露96坦克打59靶车



! V! L" u9 V1 ^" h; s用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
9 }6 o3 H+ ^+ V6 w0 R% A' f

  h9 K$ \2 |, F1 T/ j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 d- C: O' ~7 W- l: P: a
* d# C- D9 V+ x! Z
% @; f' k7 o5 \/ ?$ u- s0 r% l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。。。

! K9 b" j' c: Q0 X7 p% U

: l% i1 M6 C/ I5 L5 o/ |$ O, K

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
( o" g% p( y: }, y$ {央视纪录片披露96坦克打59靶车

: z, u6 ~; Q& [　　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。
9 K- b0 F7 A2 F7 n' Y8 k　　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
4 c! D9 ]! z# @2 i. b% |...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。。。
/ V0 W* X( w7 Q' E# h2 n

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
9 V1 e$ f1 B/ z) F; D: B6 @
! k% X! U0 T9 I8 K: I1 s
& A  S9 @3 _; ~$ m! s. h0 F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
- P! m# E  t9 u( D  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 ...

你说得很有道理。
, ^+ S3 r% s4 X7 b2 u: K& [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。
' D" p9 ~) `1 Y% o' v　　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。
8 n: z& Y, m* @, \) W　　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

% @, u5 u; C& x+ K, `. G

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; x$ a) ~0 C未必哦。。。
5 m" B& w2 j9 k9 b% O0 Y! q
9 m+ t5 t; G1 H
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。。。

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。。。
; r: R7 T( K  \! P
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。。。
' i  [" J8 g, \5 }" L
" X2 I# M+ S$ l7 M/ L. x* r
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。。。
0 s8 O/ f- ?( x. F: e
( ?! A4 E/ G+ Y
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。。。
, }9 T7 p2 e' @% }
& y1 g: Q1 X+ P3 N
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。。。
+ f$ `" q* g& x) Y4 V3 ?$ K9 ]
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。。。


/ T$ [% i8 G  B5 E) l' p
" M8 b5 t' {( n" y$ ~' e* a- f9 Z

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
! q* v4 y$ w& Q5 l5 n, A你说得很有道理。
1 S) r  w. S6 s  G2 S; A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。。。

& z7 }! ?+ W9 w( _% V1 A0 E
/ `6 s- e' m! h5 W8 ^! a* f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
* W8 }$ W7 N0 B! I8 m6 j

3 F- \4 `4 V4 O5 F6 A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）


1 G, p3 v2 H6 N  [2 ^: I% `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。。。
5 Q, c! F. U$ n# u+ ~4 d
$ Z1 K; k4 `4 z3 ?, p9 A; K0 ^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。。。
2 w6 S* q0 Z5 i
3 g. H1 T# Z+ E
不好意思，歪不爱的楼了。。。
" x6 o) l$ W. x! h! K( e- N" h

njyd

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

6 j) c/ }: z8 j) j楼就是用来歪的。
1 y% b: A0 H) k3 u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。
$ [0 E1 U" j  n$ f/ _. u　　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。
9 [& |/ Z7 F- H! M6 z2 y4 d3 f: q　　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

* r1 r! L( G7 K
: P  m" @. X1 U. Y
5 U" t2 N  Q4 c, F! Q6 G4 _右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
$ f/ Y7 `+ G! \* O! n4 d3 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。
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。
6 x4 Y& c& \$ ~& k* M) Z! x& v1 ^