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？

' D% b( |0 Y) Y
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

  W, R9 g. r7 I: M" K0 M; S

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
1 t9 i. ^, ?* b2 q" |  Z你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

, X. W0 l; t) T' A- V3 d% V# Y$ V: R
4 A5 w" H0 T( u$ m' O提前剧透一下吧

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

  ]8 L3 @, `" D8 h6 X1 a0 c
. K8 D+ j$ W2 P+ q4 h0 c( ]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

2 d! L5 B) T* i. g( R3 a# 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
' _3 w5 `7 p7 F* ^7 e0 u看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

1 U" I1 j! w7 y' u( `
6 w$ {* N3 E! @# B2 ?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
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
! i: t4 S1 M2 V1 ?& V* }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 ...

/ k& }& O+ k+ r/ j/ 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。。。

/ B# ~$ i6 j8 t# k+ n. H. Q( O8 e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 v4 M" C; a, G6 z. h我军装备的125mm 破杀两用弹
/ u# ^/ ]) A" N! y

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。。。
; s) H0 {9 }4 e0 {+ n8 ?% J; A

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 n4 Y* f& J- _! K4 ]# O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.

3 o& p9 X, m' P, {' I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.

* M3 x7 z7 X/ m, `+ O: H借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
: z& W7 Z' c0 i$ n4 v) s2 i; 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.

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.

+ Q2 s' Q+ b0 q9 Z3 d# A这些都会影响设计理念,研究方向等等.

  P# R9 }' ~& M% v+ L: n! D估计各行各业都如此.
$ u( [$ w9 _# o* X2 |

不爱吱声

  z( @1 H+ I% d2 R

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。。。

美军现役M83 ...

@njyd

: v* |/ x1 i2 k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.
- e5 ?+ f( f) ]3 _$ q" F
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.
: c, C2 p( i1 z7 M8 W* C
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 ...

$ {1 e1 b- k0 y  H5 V
6 n1 D6 I, i8 R8 ?5 ?  A3 j
0 C3 N7 P" Y8 R8 ]
　　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。
; V) g3 q- I+ q$ p3 O　　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。
3 U0 t, ^+ |" V6 P& v* G( v  p　　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。
' Z0 U3 K0 ]* p  {9 L5 l　　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
: e( a# v5 J0 W0 F8 D8 L　　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 ...

8 ]# w: A% S; u: I见我上面的答复.
# ]1 H. }6 M, X
0 W* n& k* |" P3 `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
1 T9 a& C/ N3 `/ f: C5 u; |- X@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 ...

( G1 X  e' s& f. S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 ...

+ T& M3 o6 x1 n! a! Q  T* @+ E
你这里说的大体上是对的.

4 b& e3 P3 a& C) R$ `, d2 [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.
' C5 M( f& y$ }% j* Z9 i# z; h$ b
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 ]$ D* s7 j9 f  a+ ^8 ^. M; O9 R
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
, g& Z" A* }. `4 z) W4 c: 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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
4 c( h6 ^- X, b% R: t' |# W4 S* S" i

# N  c7 ~5 w5 ?& G* _
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

. T& _  N" L6 s% \: Z6 z$ n* G9 [8 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。。。


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。。。
" w( {2 g; P' b# @/ }& P+ L
) V) R+ J+ Y& {, b! v

" L+ d( C! B' l$ B. f

njyd

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

4 t$ A2 S+ d# ~, [1 W　　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。
! w. u% X  `9 N. ?4 K　　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。
# L2 \. T. t1 l* }' y　　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。
# o' Z1 P$ g: Q+ U7 P　　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 I' _9 H7 N+ {/ t' O9 C6 k* y( x5 a! d　　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

, F% |* r% t2 P4 ^$ x0 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。。。
% ~; a5 z+ O5 T: F$ G
+ \( q: L# z; ?  ]; B
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
4 t: f. W) r# b% A7 Y
! {( c! d% T3 x' P! K: [" T- Y
; {' ~: R2 q8 u5 O, c/ }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
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 ...

& [+ e' E8 V' U* v! R$ a你说得很有道理。
# ^! G9 [& S. @+ d* ^  g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。
  E1 m( {* O+ q; C$ s　　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。
2 S/ p# Y" M: a　　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
5 P* c5 t+ l6 C% w9 _; x...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

+ x0 @% S; ?9 ~+ \- C未必哦。。。
3 I7 ~* Z' M; T+ |
/ o6 D/ b6 y  a4 Q& T
7 _- C- ~/ I' S& u. i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。。。
0 Q$ w& h, G& X! D' M
% K2 h7 W* @# Q2 O" a. C: h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。。。
# g; w( b- b$ E7 U

# ]! M' [9 s& M! l! \: i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。。。
! i5 i6 o4 w: Z* V

1 K2 U+ V7 u- b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。。。
( `' D  T" Z8 n) B
1 ~2 D2 S1 K) ~5 |. 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。。。

# C- i4 ]. t1 j% C; I0 e5 [* P) 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。。。

; `3 x9 i4 n2 \  B$ o& [% b
% v8 u4 d' o9 o3 v

MacArthur

6 D9 K, [  `# X' ~1 }, [+ B

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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
4 z4 [7 D$ n" A+ V0 R9 x% |% o' Z
! W0 G  E# v5 o( f. F0 B/ _2 k
解说说这个是破甲弹
$ B; z7 R; X  K& \& H9 O9 d. o$ m
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
  e8 A. i" s  c7 R1 {5 v
, ]( |& B* }2 h8 ~9 Q/ u' i- D
# d3 x( Y9 i" a8 k- r2 m: B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）
; N4 ~6 e7 ^/ |9 |* D1 x( {

* t/ }6 Y, L0 k& t5 E  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。。。
3 Z& x! _/ h3 u8 [& t
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。。。

; K4 T5 ^' l3 E5 j( p
9 n& H! j" ^' M6 v- h不好意思，歪不爱的楼了。。。

* c! L1 N+ d2 W8 Y* o$ U& 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。
3 |" W2 ^0 x. [" Y5 q( D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。
　　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

% |& X% w' H! |  K- r0 L

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
. V  q! F1 ]8 K' H" q! l' i9 p/ ^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。
' ^" P$ l9 t( s% I$ e2 p+ X7 ?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。