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 ...

+ z8 F7 Z9 e3 h! {你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


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
0 ~" s, F. w$ ]3 }% d+ ?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.

+ g% T- B0 e1 {+ S. S

不爱吱声

* _( W# |' M8 a  b8 b9 e

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
0 f* N5 c6 @: i你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

6 s& m! B* L. ~3 s8 p5 k1 r提前剧透一下吧
$ j2 _+ V7 C" S* p% N* x
1 S% A( Z+ \! Z- E我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
/ j" v3 N5 R# _  V$ i( x

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
: p) o; D+ `+ I1 Z& L( l5 e4 A! Z  a: e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。

) O5 M( w4 k5 o( D$ W看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

' w. b/ {6 a  K4 k1 c2 k% V

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.
* Q, H0 P$ p0 F& x/ ~" D/ v/ R
% l9 ~2 j7 T  F7 m, |下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
2 H# ~& `; A6 }7 L5 R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。。。
: C8 |* `6 u6 x% v3 O7 a" s/ a! E
. a4 r$ l5 \9 V2 H1 t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。。。
* C4 N  u& M$ T) O5 h

/ x& ]( h8 R$ f% O& y7 i7 m我军装备的125mm 破杀两用弹

2 j" r1 m! f! N- w  @
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。。。
+ h9 ^8 ]+ F- Y' J0 `7 d' w
/ M" a4 h& D9 T5 ?

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
0 L+ n8 x" }: Y$ n9 A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 ?: y4 L( {0 f6 X% q5 \
美军现役M83 ...

0 I8 b: H: u8 i1 z0 C
8 @; n* u) s' K9 P" H' X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.

8 M! @3 ^4 Q) R4 Z* R# q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.
: H: s' S/ P; t* F( q: H
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
" Q; b  y. v' I- u2 k5 b5 L# |- W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$20,做试验的更便宜.
! B0 l/ I. q2 w. `
他告诉我们他们最普通的试验charge基本上也有几百美元成本,他们连白金都试验过.民用哪敢想.
0 y' O1 a; Q( H$ g6 m0 a0 q
( P. o, h$ A! j: m/ L这些都会影响设计理念,研究方向等等.

估计各行各业都如此.
/ \, r2 c4 J+ U7 L+ Y! ^/ x* B% |

不爱吱声

+ {% T/ V6 t8 E7 Z. a' a. p' C

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 ...

5 r# L+ H* y8 o  d@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.
) p  ~8 B- t' ?) ~
) ^( V8 E9 @8 K3 U$ e& g) [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.

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 ...

' i$ q8 F5 Q9 x  f! o- [9 }
+ W* N0 F: t6 a1 y4 N; L( y

: p0 s  u6 ?, }9 f　　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。
! e/ Y; X5 u. s5 ?　　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
7 C. ^: F6 m9 ^　　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. P- Y$ A' `, g见我上面的答复.
" {0 u0 |) f2 X7 Z9 R, K
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.
3 \: s- m5 h* s, j

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

8 V9 H& K1 |# k/ F7 z6 X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+ [4 X! Q& ~% s
你这里说的大体上是对的.
+ o1 m/ P/ y% x' q+ F) X
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.
1 b& f" P+ N  F/ n3 [. L8 r
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.

. K( |9 Z2 b% c% O7 v. 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
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 ...

! R2 ^+ j: z  D4 m央视纪录片披露96坦克打59靶车


/ F& v/ T7 x( f9 e" Z
! \: K6 W( w. p5 F/ \2 D8 X- k8 j$ k用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


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。。。

2 v% ~% J; g3 w% H. e$ X' {
# G( Q; r: S8 k1 e) J9 |  x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。。。
+ U" z, _+ _, c# \
% u; M0 p* @$ G
) ~3 ]0 Z! b/ H% ^8 A* n: v

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
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。
5 l+ z( d6 b9 Y　　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。
6 Z  h7 f1 |- G6 D- `  i, A5 ?　　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。
+ J; Z+ B( Y: O: @" T　　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
...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

' y2 g* {4 ?2 E# l2 v# R: 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。。。

9 P+ @: s; U& Z6 z
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

9 f3 [; z  l) |& |  E. J6 N
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
! {: K" N) k; m: l" K6 ^) G
4 ^; {  f  K7 z- o/ R5 J

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 ...

你说得很有道理。
7 G& L  g$ b7 L. {) W4 d+ \# T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。
, G8 d  ~! d- X' J- y　　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。
0 a( j6 z3 u: I" {, 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。
　　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

$ z' X* l* ]2 G* ]! u未必哦。。。
" ?: U4 C- C/ V4 N5 c

2 d' W6 r# o/ b* I, z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。。。

. v) h. ?$ R, ^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。。。
0 W' W- A3 C( {+ I

! \5 t( n* E0 i3 A& k/ k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。。。

8 F9 S% m$ Y2 \+ 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( @2 }8 S0 h- a2 W3 D# z" t

, B6 W( s3 I# z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。。。
( A$ `) J% Z. V# \) s

7 \7 [6 \7 r7 U) A6 {

MacArthur

+ v& m6 T" ^+ Q% \. v

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 ...

, T; k% i) U' z3 s7 i忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


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


* G! }/ Z/ C. e) P* t- H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）

  b. |. [' d# s
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。。。
- f' w1 Q8 u# g  X$ z, h8 R
- }0 M7 a% x/ ^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。。。

- G& j  h+ n" g3 }5 P7 i
不好意思，歪不爱的楼了。。。
9 t" j/ E+ Q6 ?. ?: u% o7 Q

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。
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 R8 q+ ]8 p) z9 x. [8 y3 \. b　　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。
2 f/ K% ^1 q6 O2 w) o　　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

# u; W# }* c3 P! D, y
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
/ y) {6 r& K' q* t+ F; J. 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。