空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
5 t" r- [( v  s& X3 C6 u+ ?$ l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 ...

& N, _4 o( g2 G& Z你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
' ?% {" ~! P$ @! Q2 I

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
8 q: f" f) {# S8 `% ?' K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.
6 ?# }& T- y1 W

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
6 z* E' c. i* Z你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

2 J/ e/ d5 r6 i- P/ I
5 `9 M, R! j6 G7 ~1 L2 U* O4 h' Z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。

( ~/ D& C0 }4 b' Z
为起爆后50微妙状态。
$ j6 E' J. d, `' P- P# ]
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
9 _7 b* o% |' y3 w2 b. U提前剧透一下吧
! A+ }4 \3 N1 H3 n; \" H# Z4 C
( f: v: t' _4 T# ^我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

0 S; G/ U6 |3 O+ c  c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。

. @; f* O% y. [& e
, Z3 Y. `4 D/ C" j' l4 ?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
* W' {1 B7 }# ?! ^+ a# p$ H  U见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
) p# h- h  V& X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 ...

: l- m3 t* g8 C4 z. Y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。。。

9 g- K% i, I( _" ~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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹


5 m+ R- `" d9 B; P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。。。

" L! R" q* g* m$ h, Y4 G" B
" |) T6 y+ |6 n$ e; @! \
3 L* M3 b, |5 ]. V5 E0 A

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
/ H& u( b  s! G$ N4 V- \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。。。
& O/ y- v1 m' a, R
! O1 l: g3 l. V3 `( I7 ]" F美军现役M83 ...

( B% u- \$ D/ o1 x- z6 ?* ~
. O: f$ N" x" ^7 Q( w5 _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.

7 f* k8 J' t1 z' G0 E( u$ L1 l7 E! x) p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$20,做试验的更便宜.
' R. G% v' m! O2 l
他告诉我们他们最普通的试验charge基本上也有几百美元成本,他们连白金都试验过.民用哪敢想.
2 f1 N3 I; S8 V8 o5 w
. T# U$ M# U2 b" g* L. B6 t1 `/ P这些都会影响设计理念,研究方向等等.
9 n3 l1 ?0 Y" x
0 s' ^: z* |$ k$ `, U估计各行各业都如此.

不爱吱声

8 Q* ]) {  K% w$ f  m  B

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
+ c1 E2 j/ M  d6 K4 |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。。。
! A% x. P& _( D8 `5 S7 u/ l* E% }
美军现役M83 ...

8 n5 V' S, Y2 Q% V. U& C
% V2 n  Y; B* b" V7 @' c@njyd
; S; |1 i! v& U" @, K( ]; a1 q
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.
$ r: y, b+ i0 j) i
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.
" e* M6 {. a  H$ m( q
9 b( N; s; U1 }7 @& c5 X; ~  G# P$ O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 ...

; z$ A6 o6 F; r( M6 F/ h- S


　　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。
　　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。
' R& i' ^( b" u! F4 N) A) w　　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 ...

; G+ Y" R: U. z( Y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.
% T- r. f7 a9 K! ~/ _

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
5 q6 ~% a; r& u5 U, l
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 ...

0 X3 L  X; r8 J) L& Y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

6 _  o# d+ J9 ~

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.
$ s% B' \" O3 X  E
' X. z6 n" r% ]" J. ^% B* `/ Z3 ?- r8 J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.

0 T& r$ N% g& U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.

* h$ N  j1 ?9 [- 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
( N8 G( [6 j( c  j9 e; O/ H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
6 X8 _5 Y9 D+ J) a


用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
! P: r+ A4 w; z& d$ L

& a6 L3 K0 d4 |7 I* C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 E+ l; P6 W, t" ?6 r9 `

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。。。

. X& Q4 y. N" Q8 z

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。
& Q, }" d/ O4 a, b2 B; 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。
1 p' ~" x  ~0 T3 t/ h( Y　　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
) C7 ^! n  ?4 s...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。。。

! B% ?4 t+ h' U% x
/ p% i3 \; U) i# ]这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

0 W& D2 {) k: ^+ f7 @7 |$ W
7 y" }7 N% C' z伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
* G. H' a, o$ Z) N- Q3 c

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
" p% z  q& a9 {  \0 S. g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。
0 u0 S. D3 E# [3 f9 W! {9 r' H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。
　　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。
: r# u  v5 f2 u3 p1 ^( t1 w+ z　　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

1 w, {, G  e9 X) \! M8 z

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
6 ^. |' h' @5 z...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。。。


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。。。
- J. h$ ~3 G: Y2 ^' 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。。。
8 v+ W4 N" e& C( R' x) }/ q
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。。。


, P- [( q  ?# B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。。。
/ j- m* Q+ J4 O, ?
5 }7 _4 B9 [) N& g  F( v3 h
, b! V& p: X+ x8 x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。。。
6 t3 o0 h% ^' w7 u* g* L- }& _
2 O0 K( S8 `6 Q
3 s7 c% v7 {" R, K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。。。

$ {7 y* ?* d5 e$ U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。。。
, I; x( L( O" C$ e
! X6 I6 t% t0 |8 E- c
( d, [" C# n/ b  B# L1 U

MacArthur

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。。。
- J: Y. {6 O9 c  D% z

解说说这个是破甲弹

. f: J: |* n8 u9 j. j看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

7 y" [+ ~3 [  v
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）

. Q  `( j- _: u: j8 s0 \
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。。。
& \6 B& G- U" W% e
+ n: k7 I! h) M/ {& y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。。。
6 F* W% c9 Q2 }' H

* @5 A! F. x5 q. ^不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
3 d% ]* Q* y5 u( k+ I忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

7 r1 p, H- ?1 w+ Z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。
　　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 m( `; W& g. t
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。
) S) I# `5 m" {, f1 j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。
- ~; p( z# b9 z3 P  H# v4 ^; ^