空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
4 H3 w4 h8 m, q: L; y/ h4 F0 U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 ...

3 }, w3 A  Q* |' f% Q. N你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

/ F2 {% h0 \( [7 Y4 w1 H
; r7 J4 `9 C6 Z* `; X: R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

6 @8 K; I& `4 c7 z" P$ f4 o

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？

3 x4 k  Q  _& o2 e+ ~1 b提前剧透一下吧
' g+ o. B; T) U$ i
% l% T, N, r9 H6 M我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
- z: C; z+ G& a" z2 M9 G

0 c) C. E2 m9 h7 l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
, a  v/ Q, a( A2 V8 P6 U提前剧透一下吧
' K9 P8 `8 F. j8 |
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

; d1 @0 N8 q$ b! u! W8 w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.
. R3 @9 x- a! e
+ N3 B, z6 L/ |; s& E下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
7 ?/ G8 ~4 W6 ~, P7 c7 g3 G3 U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 ...

7 |  W) w8 N8 u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。。。

/ C! |! x5 l* X- [# V: K5 B; `
我军装备的125mm 破杀两用弹
) ]" M6 ?* K2 R5 k$ R
, |9 D8 v9 r0 t$ C7 `2 _/ m
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- V& n4 s6 f" d5 S9 i

+ P- X7 i3 u  Z" h, Q# F0 h

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
0 A/ [  l2 ]: Z% A  G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。。。
8 k) d% U1 m9 ?6 m, E
9 O- |- V  t  D* \美军现役M83 ...

* N2 f/ S6 E! P* O# g: Y
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.

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.

: h1 D0 ]/ w) P. y) f  x( `3 @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 H2 C. R% m9 Q) {+ T这些都会影响设计理念,研究方向等等.

! D- Y6 D* U4 q( Y估计各行各业都如此.
$ P; ^& m4 ^) F# Z* Z" {, F
& `4 h& Q# v- p( c3 k, K( M( g

不爱吱声

- E3 R# }3 ]0 U0 q" `9 ^3 d  Z8 p9 |

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 z, q5 X4 F- R- W! @! e% I
$ l' F; h% p) }# m7 ^' H美军现役M83 ...

@njyd

  ?0 i5 k9 \' R; }( O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.
. c, K& }% {. E- x
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
( i& r" o5 B% ]" x1 q6 `- X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 ...

: `+ m7 U2 O  s9 Y
: E5 G" d$ q" X; d0 b. D6 q
7 V( m9 f5 j( ]9 t4 L, P! T
* N( ?- y3 E5 A4 p! n/ A6 }　　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。
% A6 f+ H3 h6 g" m　　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。
& H2 A- c# j* U" w( o　　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。
+ Y6 b- g. `" N* F5 ~

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
& y# w* b3 f# Q　　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 ...

% l) r/ y% C( ]! \( }见我上面的答复.
9 [3 x0 l* D4 k4 Z' ]4 i. {
) ?; J- r: L: X) Y6 R0 U6 l$ o5 Z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 L& x* e! ^8 n" j% v; c@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 ...

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

* @% o2 z7 K$ l5 {, Z: H/ q

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 ...

2 Y/ _; ^$ |1 ^/ I: W7 h6 J
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.

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 ...

0 b+ [  K8 [$ Q/ k3 b$ o9 o央视纪录片披露96坦克打59靶车


5 D& g& @, q: M: _9 B
6 {1 z$ C) r. W" i$ E9 }, a用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

) _% c8 j* n8 H+ J: P7 u5 F$ U
- u2 ]; g! k' [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。。。

7 v2 X8 N* ]/ k4 f1 E9 I
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。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
! I8 x' s  p3 M, R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。
  C$ T( ?  i( C5 Y4 P8 b6 q　　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 L! a, O9 C6 Z$ ]! E; k1 O　　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。
) E1 b2 f  O: Q' {9 d　　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。
$ i2 L/ I7 [' J' @% [5 C　　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 l$ _+ ~$ f; L1 Z...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

" ?/ n' |! s2 _" I  k) B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。。。

; E/ D5 Z- ]/ _5 t; o0 P
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


7 T1 Q7 ?* x- h4 w3 b2 B伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
1 a4 ]! S) \/ X& |& `: N1 F
! T# ?2 k: s( }+ M( X7 N- i

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
, n2 H2 m5 k' Y6 ~9 L, b. ~. 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 ...

1 [, @" E) {$ ^' g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。
# a( |3 o! G- v4 d9 j　　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。
　　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

8 d+ b3 s5 M) U/ q' N" N% r  r

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

# t% f+ e( V" s: K1 u. Y未必哦。。。

8 S, @" t. r/ x8 `
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 j4 P, [  O2 |  P8 p) t& Z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。。。
; k% u! j9 B  b) P/ K" I. N
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。。。
* ~3 X4 z/ \  X% I9 `# i0 f

4 V$ F& X1 ]4 ?* T2 c" G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。。。


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。。。
/ Q( s; |# Z- Z1 V/ |- G2 G

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。。。
9 i( S) e: H) T5 b* }
0 M9 c- c: d0 u8 U: w# J5 p' [" r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。。。
9 |) P4 g$ c0 I, u

. R% z$ W7 d& @( B5 Z+ q3 A
: ]" R7 v3 h( ^) T

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
+ _, [  l5 N0 i( m$ ]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。。。
: g% q% z+ |, A7 v- C; t9 ~/ U) i- P
& [0 \1 r0 R7 w: d4 Y" Y2 s
6 K, M  k' |: m9 g5 Q& h+ v解说说这个是破甲弹
: }, @1 w8 m7 V' D. d
! l2 l2 e/ A: P5 u看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
; u: E8 h% X/ p8 C1 `0 j3 S
% C& }6 J' I7 _4 Y$ W' a( t( i& P
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）
2 w: J2 h6 q$ ^; _: a% m% x
  L7 L- @6 x5 Z7 P* y) g: W/ s
; b8 @' V3 T/ F; v4 _2 A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。。。
$ T1 K& w8 R1 a& ~
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。。。
9 ~2 U# |9 J# l+ p

不好意思，歪不爱的楼了。。。
3 K* z. ]% N: w' c2 k/ o

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。
8 h  m, V0 N4 W8 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。
　　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

1 @$ Q& ]: v! {9 W" S0 Z
* n& C- H; H( O7 O$ o+ u右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
; c& }' s: `( Z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。
5 _' Q- a, K; A- V