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？
* M" r. y3 [& Q& E4 c
% w7 b* l8 c# R" l& @
2 O) T# K$ l2 f/ A) @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.
+ v/ ?- O, c6 Q: E5 `" f8 T
% E% u  W; X9 H2 k

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？

" ~) f4 b2 P/ U6 ]" D9 h! t提前剧透一下吧
3 t; E1 e6 Y# @8 V4 k
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

9 B( Y0 ]: Q7 W/ N
为起爆后50微妙状态。
8 k5 K1 e; x6 w, K9 {4 V4 a
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

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

0 X+ M+ l& r* b3 \2 p6 [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
& R. b: q6 T7 Q( S) m, T! ]看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

# c; Z# _; }& v
. r1 r" s/ m7 ~* G/ U2 r7 Y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.

6 g4 S- ~( x  z9 i. G" V2 N下面这个帖子也有说明
9 A; v9 Z( R5 Thttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
6 Q0 S( j$ S( E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。。。

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。。。

" E3 {0 F/ i* o" B! S+ o
9 I5 k5 z$ }, |- z& o我军装备的125mm 破杀两用弹

! ?& m3 N& g  Y1 a, b! ?
( R3 Y! s: W; S6 \# ?0 B7 h$ i2 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。。。

' D8 M  m7 m2 d8 j

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
4 e8 ?+ R  `0 Q8 A& x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 A( M1 @$ z& v4 ]) m4 a美军现役M83 ...

/ N. _/ C5 I6 m4 L
9 b( q: C& L  r5 p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.

$ U6 t( m* Y0 V, ]+ C* h6 K7 b( O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$20,做试验的更便宜.
  a+ N- h2 _4 u# P. l$ k* q- H
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.

& b9 B0 B" Y/ r$ M这些都会影响设计理念,研究方向等等.
+ e* d6 v. t; n0 z' `7 {' H
估计各行各业都如此.

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。。。
4 Y& U+ D# A' p6 z4 _( K
, d: j4 |, ~+ d美军现役M83 ...

8 l& A2 F2 O; h' z- Y@njyd

4 ]: T" T) m0 v; A7 K% 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.
& ~& _. o" A6 Z
/ q2 j: c6 ]! P5 a) |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 ...

' ?8 f, j% U! h' R) Y. e
9 {) G) |4 d) D# R
: U& N" D6 \; y3 T$ R+ M　　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。
  B0 K- M; d; ?/ }3 X, r　　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。
+ M# `9 W8 ^$ |. k( p5 K4 Z$ E

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 ...

5 u+ p# X/ g- g/ F1 g  u/ z& Y见我上面的答复.
8 W0 x* X- g! a. C, t) o, T
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.
: p" I) o' t2 J% Y6 Q( A

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
. C2 [3 a0 b1 b, _- c@njyd
4 j& e8 _" u' R: X/ z
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 ...

7 v  R, O: o. {* y6 p
  x( L+ T% {  e1 M* I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  g& \$ \$ v5 k; }
( g  |, c: K8 z  z* z1 |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
3 }2 N# L8 P+ |. 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
7 v  G9 d; F. z4 ?6 R7 m
; u- O6 j& Q0 g  Q& Y7 V5 g
( e+ x. m+ I0 n9 b% z. @$ g0 ?
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
6 Y9 C7 A+ Z# D2 ]6 t

( w6 K) r. ^; l  \& C4 i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。。。
$ t' r3 d8 ~) P$ X; Y

' F9 y4 M$ y1 Z* M+ C) P( o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。。。
4 f6 {3 x( z1 Y* y9 [- _

njyd

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

1 g9 ^' ^2 V8 ^2 E% a　　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。
* c6 \$ P0 \4 o7 q+ y8 r& [( U- p; u　　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。
* r1 V" c( d% w3 _　　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。
/ Y9 Q1 q$ X* b) H' r0 l, f　　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

) m4 }+ \! w3 ^' F" w# R/ r- d* i  y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。。。

  S1 `* D2 {4 p; e: ^
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
  i0 B1 D6 _, m$ O) C; U0 s' m7 b
. [5 X3 X1 V" n& F7 M1 _4 L7 N
% P! m- _* ~$ m$ A. s伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
+ j/ U; F# \, ^7 e" p7 F
9 e, D) e. c( o- d9 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 ...

( M# l. k% f2 w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。
　　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。
  ^, t, y) q% o, G" r! s# s; `; w　　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
: t2 |' m& F# 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

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。。。
0 N4 {4 A# E3 w
% p3 L* L; C, e4 V4 z8 @, I1 W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 L1 n. d. i/ q4 p" j" ^
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。。。

: L- g4 R& K- G+ c* p; R7 f. f
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。。。
  y: O6 k! Q: G; G, u! _
1 R( Q* j) S1 d6 L7 V
& S( V0 z# j$ M9 x; w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。。。
! z; w& G% }; [' Y* P) H) y; 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。。。

% K" V  E$ V8 M5 W& j# \
0 ?4 c( g$ \$ |

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 ...

& p$ ]  r' X8 [9 A7 T忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

7 C# S/ T6 o3 |8 j; q
解说说这个是破甲弹
. S/ d( ^( x/ U! t; R
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


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）
9 J" |4 h6 I2 d' U# ]% Y

" }7 ~5 Q8 Q8 b/ ?4 D2 C" f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。。。
% Q# T/ w% X; {% H
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。。。
' \( Z1 u4 |8 o/ U# ?7 Y

+ @) J% o% L9 ~! ~/ v不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
" x6 a" X( z" O$ W7 m1 H忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

5 v' B! {- F8 n7 O- |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

$ W1 X0 R# E* a+ N- ~. k: b- Z
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
: Y, R# d$ z: S$ x& U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。