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 ...

  ?! O4 n; s8 i: I% J你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
* L& l" m. v, T

" d; L3 a4 z4 a) T2 }" S! ~. A% [0 H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
4 G7 L8 {: w- T" C4 h# `你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

1 z% c2 A# o0 A1 m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.

7 `. [1 a! z) W) X, J# _. i" V( Q

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？

: C$ ~$ |! ~! d+ V" W+ s提前剧透一下吧
/ P' U1 D2 y1 l% z/ O4 D( r
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
2 |. h9 [: H6 `: o( a) ^
+ F! i, e% E* F' W' q4 v8 N- ?
+ i( V, @7 }8 v4 ^8 {& R) d% g3 u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
4 j/ M$ m- `' N; G2 o# ~9 {/ p提前剧透一下吧
* Z* ^( m7 ~1 J8 |+ F& [, ^3 {
$ a3 T2 w; N( _3 t; }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
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.
2 m8 ^  h) b9 ?5 |3 P) i
下面这个帖子也有说明
1 j3 w& Q3 u* D, ~( {1 p- qhttp://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 ...

  z6 U5 f" M( x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。。。
1 i7 p9 E: Q3 Z" F, n
( X- s% F9 c: p( z. 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。。。

8 L5 N! @2 e1 z9 a# H" o% K4 W
  ~+ n% [" H* y我军装备的125mm 破杀两用弹
9 d( S, n7 J$ P% v- _
2 }3 ^3 Y8 @9 E+ c; I5 v6 I; G$ V: A
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。。。
1 `3 r% i6 |- @5 k( b. Z& x

2 x( j. e6 W) M9 }2 ]2 H

不爱吱声

9 M2 k9 Q( T# [( ?1 `0 B2 C

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
8 L: c4 h4 M# X7 C5 L+ k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。。。
" I& u1 ^, P% P
美军现役M83 ...

. Q! w. W, \) P" R( K
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.
0 W" E9 e# J9 W- {0 _
6 k, [; R% k3 Z# a- ~) h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.
% P/ R# X' v& V7 w
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.

/ W% }$ g; p4 A; G4 F( P3 R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.

, q1 ?2 ?, l2 O) W# |* u9 G这些都会影响设计理念,研究方向等等.

( s  w5 C: ^; Y/ g! G估计各行各业都如此.
- W3 S* E! W( }. [' N
6 s& S6 L  i2 d/ F3 @# @, 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。。。
3 @+ M% d/ j2 Y$ L
美军现役M83 ...

' M! {9 a; F: x9 O
@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.
0 n7 Y2 u& X( F9 n  \0 ^
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.
$ c7 l. F5 Y& i! ?3 n. h
; t# v" Y1 U2 n8 A% C' `* T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
- T% Q$ l1 |& ^8 _- J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 ...

+ G# \* i* b7 _: v+ N

1 p7 Z. z; j- v" O$ R6 T　　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。
% q. ~) G$ D% S: s' }, \- Y　　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。
6 L' K( t2 w, f8 z+ _　　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。
0 Q) A: k) `' q5 E" K$ n1 u/ k( k+ u& i

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
" b$ c" v& k3 L' G3 |! ^/ M: o. l$ A　　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 ...

$ Q" w- J3 w9 x3 |& W& U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.
6 \$ T% n% P, K! Z

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
0 H) H' }6 f  l3 y# F! w9 {* \
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

; a: w3 T, c; |1 H' 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 ...

你这里说的大体上是对的.

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.

. \( b" ?: L. T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
" k2 G% E/ ]: k* Q7 t2 J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


/ b2 R$ ^" `& p7 q& W; e
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
4 j* V' e- R) L
# _% l" Q- \  R0 G/ C# W4 m9 ^- S
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。。。

0 r3 \8 F. }. s/ C- q
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。。。
9 F9 U! C  W& ~" P( U3 Z


4 f* B) k7 f9 }3 i. s3 D' @

njyd

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

% U7 P0 [1 M/ ~  |  c5 X! 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。
& f/ k5 y! K3 y$ c) x　　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。
　　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。
, i  N: \/ i8 b) o! v' H' K- G3 N　　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
7 b+ l: g/ z4 B6 m...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。。。
1 j2 r: E; R, I  a1 N4 p& L% Q
: A) T# }( ?* ?1 U" A/ P
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

  M! W5 n" v* I& M" a! }
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

) S4 a0 j! E' E9 v6 s* F7 k7 O

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
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 ...

' D& U% o, a4 h你说得很有道理。
2 F: J$ E, W3 p) k- M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。
; X' t) i5 Q1 o　　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

未必哦。。。
: J  A, y8 A9 F! N) P# P
' U2 W3 D% T1 F
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。。。
1 ~6 O' W0 k0 J% i
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。。。

" U$ |+ _- J: c- v: x# r# Y0 t# }3 Y4 `
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。。。
+ X! M% F/ c/ F4 \

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。。。
) G0 p; i4 t5 ^1 z
- i" m- D9 E8 \) q, ?5 Z" F
& g5 X, `2 M# y  Y8 e$ {8 ^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。。。

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。。。
0 l; T; z6 d3 l8 p3 a; D' s

/ i- F1 S0 I7 A& r  b  ?
( ]1 M. f# [* o3 U

MacArthur

* M6 N7 O! U, z8 s/ Z! S* {  E' U

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
: @% L# q, ]# n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。。。
( d" i/ F, ^( ~& [' p6 a
  Z6 g3 l% E% X6 k5 }# b
. S( {7 q( P- y% R# z& o8 B解说说这个是破甲弹
6 t( e' j5 S8 E3 W7 [
4 ^+ g8 j7 k& A6 F8 I( j看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

% N) G0 ^! @4 J- n( D3 ^' `1 S
6 j1 @, r: v2 q3 d0 }5 W! i( x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）

" A' a* u$ z, ?3 @2 w* q) |8 P9 g2 u
3 k# k# [( A9 F0 N- k4 h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' D6 s1 f' n( V: P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。。。
% X: s/ h, V& {
/ ^- f' x( M* I7 A+ u8 Z
不好意思，歪不爱的楼了。。。
6 p- p' p' F- f6 M  V( v" M

njyd

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

# w, i7 l! A9 T" ]. X楼就是用来歪的。
3 W9 a. H! U/ v( K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。
2 W$ w+ Y! W/ y. G$ n3 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。
　　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

7 y5 k, v( V1 C" _2 [; ?
) u1 j/ r9 p) G: @* |" B9 o
2 u4 E- W, S3 h) v) w) e# I右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
# r6 {& A2 u/ ]' l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。