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？
5 G% p* {' @# Q; v

' z5 [# T  |- i( B! _+ S5 }4 a1 N8 Z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
* G+ I+ K9 \' t" v+ v0 v: N; l你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

& ^+ Z4 y, E, {: H5 h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.
6 X& _6 M/ c3 q" _- [8 v( g5 Y4 N2 {

不爱吱声

! d! d4 k2 C: n

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
# g1 |0 L/ b! s9 K% g( R你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

提前剧透一下吧
, u2 @7 V5 |( D" W( W" r
. X$ p. O, G* i我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
, x+ v+ K+ t9 o1 [
7 [' Z) j5 w6 |9 x; D
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

( j1 d, M: q* D) B3 K' X. p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
1 C8 M) D/ _1 c, Z/ y看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

$ s5 Z( l1 q0 [. n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
6 [6 j- k, {6 I/ P3 Z2 I# H; k9 a6 }http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
! Y8 {  o% o0 K) w  v/ _; C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。。。
# n" K! g( [( {7 y2 O! H# _
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。。。
. l; ?$ m& Q' r; K5 s& P, L
2 U; C- X2 c8 n8 o9 ?- t3 D) K
. O6 e, k. j1 P% X我军装备的125mm 破杀两用弹
5 d$ ?# p. e6 B* t3 E, J# {) I

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 k; L) W% t/ n- Z% S

0 `/ Q: d! J) s% }$ X

不爱吱声

+ G" I$ [) Z* X9 K: c

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
( D4 C/ ?# d& H1 y$ O/ Z; w( F! 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。。。

' ]' h3 ?' Z9 r; b7 Z/ f* }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.
' m  r8 I; I# q" h! Z
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.
) _; C* i* O; }) x$ k# t
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
6 G' \8 E! R! b7 X: N6 k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.

! k+ U2 e1 e6 _8 z# `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.
8 c$ {+ w9 }. t+ z) d! Z2 C( }
0 M, d6 ]$ o/ r& N8 `这些都会影响设计理念,研究方向等等.
+ P  Z8 f3 z' ?4 `' i
$ d" J. ?1 X& E估计各行各业都如此.
+ U4 `. K7 H7 Y/ Y2 h. m
8 h, V, z! E8 v, ~) R. R

不爱吱声

0 [/ ~5 i' D' M

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 ...

! z8 j, m% E- S2 S( y
, S  v2 @. [8 ~8 T& \@njyd
  J) Q! {: s2 G7 s6 H. z
! S# }  X+ B0 v/ Z  B& d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.
5 q# @: G+ b& j
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, z, v( j2 X- k
: h# T1 F; e) |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 ...

5 h' C+ a/ u2 i, I3 w
　　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! w: V8 w4 o/ H( R$ ?　　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. _, z+ T/ P$ F3 e6 R3 w　　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
　　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 ...

% X2 @0 g) _. L; a# {  [* `见我上面的答复.
9 v6 O# t: H6 S5 X' g. h; x
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.
/ ~- _7 X% F$ y

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
' F" J$ w2 n# I7 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 ...

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

; @2 C5 @( E9 S# Z9 g9 o

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
( d2 w" T" _- w. t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 ...

( K; |9 d* n* G( b4 Z& k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.
$ y: G1 X/ E- j* q- w' \
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.
0 t/ v& |3 N$ Q/ Z
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
5 d* v6 P7 j. E3 M' [
' L: P- k4 s% a& j2 n/ p; A

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
2 E7 E9 X$ |# E3 D) h3 k
0 o! B& i* s7 r/ F
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。。。
5 k& M: L( @8 I, ?, K
, E7 S* ]7 p* A$ Q7 m7 R3 f
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。。。
# q  H0 S+ @; ?9 H2 U% }

4 o0 O$ I& d1 a8 F: r# a
: z1 Y# u" x, }0 s" d

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
1 o6 U, w* Q) O8 v1 f" o央视纪录片披露96坦克打59靶车

1 l2 N+ U# Q* F: o4 f+ x! i5 U7 o　　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。
3 Q( L# L3 l/ ~2 _+ X4 a% F* r* U' H8 P　　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。
　　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
3 C% h" b" e7 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。。。


这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
8 D, f' M7 [! Z6 l

$ h  Z' x# B: l( D, J& S0 y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
- K" W( E2 b( v- o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。
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。
$ p8 p+ A. w3 M+ o) b! W9 [　　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。
! F! H0 I: O9 K: J% y* o  ~* L　　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

& C; P+ R, Z# a% Z未必哦。。。
8 q8 E" O. T: o, Q+ U& a
4 ~3 S& a1 H1 [
% r3 C/ v" J# Z* F- Q' U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。。。
( U: j  d) v0 f" b' U& m* Z
+ `/ U8 `: i9 g' o; U% G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。。。

1 z$ t2 D: |. K& }6 E/ V$ E
' W8 g  K7 f+ W4 [% x; [  K5 d  a( \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。。。
! w: O6 {- I1 B* h2 _2 U
+ N5 f4 q- }3 k5 j" d. N
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。。。
. @' ]4 _$ C( a2 |) `0 U
7 c' b" D& K4 D
' M8 w+ b4 n1 e% x' 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。。。
( y5 }% s; W6 Y8 w9 O4 k
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。。。

$ y% f# p1 w9 S  l; u6 k

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
: j  W4 c; y0 C1 c) B* d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。。。

" t" I5 V/ p- K, J
8 ~5 T2 A! A4 Q2 n+ D! P: g( i; |解说说这个是破甲弹
7 p; b8 P& U$ o2 ^$ b
7 j1 r. \" |+ e& z, H' |0 |看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
/ M+ f  @& o  v7 H2 ]
/ ?' E) k! n  S# R/ g' N, G
+ ?( |* ~: L  }2 ^3 t4 O: `, R. {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）
7 f. w. o" F$ h0 L5 G; `! O8 c

6 H: l9 I! \8 E& E( @# ?! d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。。。

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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
8 \$ L/ g! {7 k& \# J! `

njyd

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

. d+ @- o3 M/ E楼就是用来歪的。
" F+ I* [2 R( a% Q; T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。
, ^! |8 {9 w1 Z* v& f, }5 \- T/ }5 H　　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

! m9 z! Z, L% L6 p9 N: x+ n
( Q' S& \8 j  }! u
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。
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。
* q: f  ?: E; o: u9 J/ l3 L