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标题: 空腔聚能与金属射流(三) [打印本页]
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-19 12:34
标题: 空腔聚能与金属射流(三)
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-21 09:27 编辑
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总引：从爆炸力学讲起
! |  E0 B  U5 s: R4 [4 `3 Hhttp://www.aswetalk.org/bbs/thread-10696-1-1.html6 ]# U2 y4 I- y& }  ]9 {
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专题：空腔聚能器与金属射流  }% A3 s" E7 C+ ?1 H# [

, m7 y# c" \* h2 J7 ~第一节：主要讲门罗效应  S/ D5 w. L! h& C; A; l$ t
http://www.aswetalk.org/bbs/thread-11835-1-1.html
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. ~, ]) T& j/ l( [# \* |第二节：主要讲德国WASAG的空腔聚能器专利。。。( {2 N  j# ~7 t* E3 @5 C0 _! o
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=210460/ ~2 S( N& M; P: E2 ~$ ?* g/ z
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这是第三节，考虑到前几节跟贴太多了，为了方便大家讨论，单独发一帖。
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空腔聚能与金属射流(三)

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  o# r9 D6 x; U1 c5 ^靠海盗起家的英国人于十六世纪末击败西班牙的无敌舰队后开始迅速崛起，借助率先发展近代科学以及首先实现工业化从十八世纪中叶始一举成为世界霸主，统治世界足足一个多世纪，一度号称“日不落帝国”。十九世界末，英国在科技与经济等很多方面已经被新崛起的美国和德国赶上甚至超过。不过，皇家海军仍然实力强大，充满活力，值得信赖。他们在与德国人进行海军军备竞赛的同时，时刻不忘吸收当时最先进的科学知识和技术，改进自己的武器装备性能。; x7 @5 V! ^$ ^/ h9 [' Z
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3 u4 l. Q( |1 \- p" Z# B" `/ U! D图一：无畏号（HMS Dreadnought）是英国皇家海军的一种划时代设计的战列舰。它远优于同时期的同类军舰。无畏号的建造进度异常快速。其设计蓝图于1905年5月批准。同年10月2日在朴茨茅斯海军造船厂装龙骨，1906年2月10日下水，同年10月1日即进行海试。无畏号革新武备、动力、防护等各方面的传统观念，其火力和动力装置的设计更具革命性。当时各海军强国非常重视，纷纷比照而建成新型战列舰，产生新一轮海军军备竞赛。无畏号代表战列舰技术的重要分水岭，一般通称其同类为“无畏舰”，之前的战列舰则称作“前无畏舰”。[1]
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& I9 ]0 Q9 b" [. r! f0 z8 P当德国WASAG的专利申请送到英国后，立刻就引起了皇家海军的注意。彼时，英国海军军官们的秘密会议中最热门的话题包括讨论利用飞机挂载鱼雷袭击敌舰的可行性[2]。其实，当时各国海军还都沉迷于建造更多配有大口径火炮军舰“无畏舰”[图一]的军备竞赛中不能自拔，建设海军航空兵要算是非常前卫的思想了，当然后来航空母舰的出现将这种设想彻彻底底付诸实践并发扬光大，甚至成为日本偷袭珍珠港美军舰队的主要进攻战术之一，那就都是后话了。% x) \0 p& W( W+ F4 l& Q
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也正是由于当时的飞机发动机的功率还不足以满足携带沉重的鱼雷类武器挂载，此设想并没有被立即采纳，但海军军官们并没有放弃努力。1912年，海德•汤姆森上尉提出了未来空射鱼雷的重要参数指标，井指定位于在朴次茅斯海军基地（HMNB Portsmouth）被称为“弗农”号(HMS Vernon)的海军武器研究部门进行相应的开发工作。显然，WASAG的专利中所提出的可以利用空腔装药方式在减少装药量的同时还能增强武器的穿透能力岂不正是给空射鱼雷减重的一着妙棋么？于是，费农号上的科研人员也就顺理成章地同时开始研究将空腔聚能器应用到鱼雷上的可行性。! W8 Z% p, R6 Y7 S
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相应研究测试工作于1913年顺利展开。测试结果证实了专利中所描述的炸药空腔聚能效应，海军的研究人员也承认空腔装药确实能够很好地将爆炸能定向地聚集起来。但是，将其真正应用于鱼雷或者炮弹的尝试却受制于当时的技术条件的限制而宣告失败。
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! p: B+ G- d' Q7 d0 O; @当时的人们对于失败的技术原因总结下来有两个：一个是当时不管是鱼雷还是炮弹中，所使用的用于激发炸药的引信（fuze）都是前置式(front)触发引信（contact fuze or impact fuze）。这种引信一般由击针，火帽，雷管，穿爆药和保险机构组成（见图二，图三），都是安置在弹体的头部（nose），炮弹或鱼雷头部碰到障碍物时，撞针击发火帽发火，引爆雷管，起爆主装药。然而，如果按照专利中提出的方案，采用空腔方式装药以及布置药罩，却免不了需要将起爆点设置在弹药的后部，这样才能保证爆炸能被定向聚集在炮弹头部前方，实现有效攻击。而当时的人们对于如何在炮弹的底部或者鱼雷的尾部布置引信完全束手无策。
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English: Diagram of British No. 100 Graze Fuze for high-explosive shell, World War I.# n" D+ n/ r) j2 a/ J  e
A : Top Detent
$ K. R0 c: h% v$ a! @, I: e: ~8 yB : Bottom Detent
. H1 ]2 e4 ], K- BC : Detent Spring4 g! D( @& H) c* E: n
D : Centrifugal Bolt# |4 i1 V2 T) q
E : Graze Pellet8 @' `3 }7 b6 B1 [$ l6 w7 {
F : Hair Spring* E: i; _) ~# d
G : Needle
+ W7 y. b5 w9 q4 o5 {, ]9 g9 F  fH : Percussion Pellet
3 g, U; g( `+ i# e9 [, J2 _I : Spring% W$ s2 K' N' o4 u2 `  I7 ^8 q4 ^3 P
J : Pellet Carrying Needle+ d  g  X* }, ?. H
K : Primer
) V/ {9 J! M; z% ~/ {L : Needle Holder1 G1 D8 i2 m1 H
M : Adaptor - holds gaine to fuze body
# B1 o* u) }; O6 u; @  dN : Adaptor chamber
9 l& s0 y# V. g3 SO : Adaptor chamber0 U; F4 T: I" S: ^) \! M* c
P : Adaptor chamber
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图二：英国在第一次世界大战中使用的编号为100的瞬发引信（前置触发引信的一种）示意图[3]。整个引信系统装配在弹体头部(shell nose)，使用撞针（图中的G, needle）触发爆炸(point detonating) 。

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图三：现代弹药系统中使用的前置触发引信示意图[4]。大家可别小瞧了引信，引信就如同人类的大脑，是弹药系统中最核心的控制单元。现代的引信家族，成员众多，功能各异，主要有机电触发引信，光引信，红外引信，静电引信，磁引信，甚至带有电脑芯片的智能引信，可谓花样繁多，让人眼花缭乱，凸现引信家族在兵器发展中的突出地位与重要作用。以后有机会再补充更多有关引信的内容。

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另一个原因则与空心聚能这种定向攻击方式有直接关系。普通的炮弹或者鱼雷攻击方式都可以认为是不定向的。炸药被激发后其所释放的巨大压力波会呈球面向四面八方均匀传播展开，所携带的弹片也将呈现出一幅气枪打鸟，天女散花的形态，好处就是攻击范围大，不需要精准的定向以及定位。而相比较，空心聚能器则更像是一名狙击手对目标进行点射，当其将爆炸能聚集于一个方向上，极大地增强了其本身的穿射能力，实现一击致命，却也同时带来必须确保射击精度的问题。我们可以设想，当年携带触发引信的炮弹或者鱼雷头部撞击到目标的时候，很可能还没等到里面的炸药冲击波呼啸而出，弹体已经东倒西歪，在被聚集起来的射流正式的攻击开始时候，弹头对着哪个方向基本上是听天由命，所需要的定向射击精度也就只能是天方夜谭了。& v- i# d9 f0 S& i
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就这样，英国皇家海军的科研人员尽管嗅觉敏锐，第一时间闻出了空腔聚能器的独特味道，他们却最终在碰到挫折后选择了放弃，而不是将研究继续下去进而想法找到解决问题的方案。
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事后诸葛总是容易做一些。现在分析起来，其实英国人在当时的情况下选择放弃研究，虽然算不上明智之举，却也算不上愚蠢的选择。因为，不管是当年鱼雷所寻找的攻击目标—--游曳在海湾的军舰，还是炮弹所寻找的攻击目标—--工事中的士兵，其本身装甲能力或者防护能力都不足以抵挡普通鱼雷和炮弹的攻击，既然旧有的不定向爆炸攻击方式足够有效，那与其花大力气开发前景未明且更为复杂的的定向聚能武器，还不如将更多的精力放在如何提高弹药机动性，攻击准确性等等其他更重要的方面呢。归根结底，需求才是将科研成果转化为实际应用产品的最大推动力，这种需求可以是现实的，也或许是未来可预见的。
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不久以后，第一次世界大战接踵而至，战场上出现了一种全身包着厚厚铁甲被人们称为坦克的东西，那才是未来空腔聚能武器需要瞄准的目标。空腔聚能器被真正运用于战场上那惊心动魄的时刻一直被拖到三十年后的第二次世界大战末期才到来，这又是后话。/ x4 S' N$ ]1 _; c" P

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图四：大三角帆塔(Spinnaker Tower) 坐落于英国南部海滨城市朴次茅斯(Portsmouth)的冈沃夫码头(Gunwharf Quays)。塔高170米，是英国最高的开放式建筑，提供全景俯瞰朴次茅斯历史造船厂，朴次茅斯港口，冈沃夫码头，市中心和朴次茅斯全貌及其邻近的城镇和郊区。

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最后我们不妨岔开话题说说费农号（HMS Vernon)[5]。其实费农号是著名的英国皇家海军元帅约翰-费舍尔于1876年创立的独立组织，是专门负责鱼雷和水雷作战训练。在两次世界大战中，其在皇家海军对阵德国海军作战中起到举足轻重的作用，在发展鱼雷武器以及搜索捕获德军水雷的技术方面战功卓越，战果累累。战后，费农号仍然坚守岗位，履行自己的职责，直到1995年使命终止。而后费农号所在冈沃夫码头（Gunwharf Quays）被重新发展成为朴次茅斯一处繁华商业区。2005年，一个新的地标性建筑大三角帆塔(Spinnaker Tower，图四)在原来费农号所在地拔地而起。你如果有机会到朴次茅斯一游，不妨登上那高耸在一百七十米云层之中的三角帆塔，在开放的观景台上尽情体验一下海风吹过发梢的感觉，一览这个英格兰南海岸著名军港的壮观景象。
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如果你居然很有耐心地读到这里，我会悄悄告诉你，其实知道上面所讲的这些事情的人并不多，因为它仅仅被记录在美国海军武器调查实验室的一份1945年的解密报告中[6]。当你在三角帆塔上放飞心情的时候，若是还能回想起这些情节，那我就算没白费劲了。
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参考文献：' I& W% X2 y4 E$ p+ i; ~( l& q9 }
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/HMS_Dreadnought_(1906)% B5 j5 j* Q" K' B! w+ [; L7 _) R
[2] “纸上杀机之第一次“珍珠港” 1918年英国鱼雷机攻击德国大洋舰队计划。”《航空档案》2008年第08期。+ h2 d8 ?% Z$ O8 F  c
[3] 图片地址：http://en.wikipedia.org/wiki/File:No100FuzeDiagram.jpg
1 m& N' z" P5 ]; w0 h[4] 图片地址：http://jpkc.nwpu.edu.cn/dzjc/yuleigl/wlkt/ch04/4.4/4_4_2.htm。另外感谢潮起潮落的补充说明：此图为是53-66鱼雷引信，装药量911克高爆炸药，威力巨大。平时都是分开保管，鱼雷进管时才装上去。底火很像小药片，史克肠虫清广告曰：2片。底火这玩意很吓人，性格比较敏感，且暴脾气爱发火，组装时战战兢兢是必须的 ，一条雷装两个引信，为的是双保险。
5 c: s9 L) j( b- o" Y6 x3 h! l[5] http://en.wikipedia.org/wiki/HMS_Vernon_(shore_establishment). V' o+ G4 R6 R0 X. s& d9 ?/ f
[6] “The Hollow Charge: Its Theory and Applications to the Opening of Explosive Filled Ordnance, etc.,” Lt. H.W. Kline, U.S.N.R., Ordnance Investigation Laboratory, Naval Powder Factory, Indian Head, Maryland, 15 August 1945.
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面对一年半前给自己挖下的大坑，现在终于痛下决心开始慢慢填上。正所谓“君子填坑，十年不晚”，不禁为自己这种神精感到傲娇。
作者: 潮起潮落    时间: 2013-10-19 13:07
标题: 回复
本帖最后由 潮起潮落 于 2013-10-19 18:51 编辑 ) Y! W  G( M1 z3 c$ G
不爱吱声 发表于 2013-10-19 12:34
3 v5 q' a3 g" G上节给大家讲了德国WASAG的空腔聚能器专利。。。
6 _# r% u1 d. m1 I$ U" w$ dhttp://www.aswetalk.org/bbs/forum.php?mod=redirect&got ...
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+ ?; R: a" ]) Z7 ~7 J4 U这个认识，是53-66鱼雷引信，装药量910克高爆炸药，威力巨大。平时都是分开保管的，鱼雷进管时才装上去。底火很像小药片，史克肠虫清广告曰：2片。底火这玩意很吓人，性格比较敏感，且暴脾气爱发火，组装时战战兢兢是必须的 + F& m8 {! e  L8 [' c) @3 k

0 U! ^/ b' t% w: p9 W/ P一条雷装两个引信，为的是双保险。
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5 Q2 k1 Y) a; O% F( z% ^哪儿找的图？赞。
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作者: 齐若散    时间: 2013-10-19 13:40
果真经济是基础啊，才给的5000押金还没焐热，隔天就赎回1000了。2 W8 x1 K" o5 m  J+ u0 @

& P# K/ g4 y, K3 C9 N: E报告已读完。
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- T& c. M, `  E6 W3 x! C$ _谁知道有没机会到三角帆上去放飞心情。
作者: 料理鼠王    时间: 2013-10-19 15:59
嗯呐，长知识。
作者: 常挨揍    时间: 2013-10-19 21:57
刚问了下 小爱 对“空腔聚能”怎么看，丫没回复俺
作者: 此情可待成追忆    时间: 2013-10-19 22:22
这坑我还没注册爱坛就看到了
作者: 李根    时间: 2013-10-19 23:46
搬小板凳继续听讲: i+ Q- v* h; S, G+ b

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作者: 花差花差农民    时间: 2013-10-21 09:55
坑品如此上佳，令人热泪盈眶！！！
作者: 知于行    时间: 2013-10-21 11:07
这坑我还没注册爱坛就看到了
作者: MacArthur    时间: 2013-10-21 12:21
潮起潮落 发表于 2013-10-19 00:07 4 |/ p6 v0 I$ E, v( n- d3 I: [
这个认识，是53-66鱼雷引信，装药量910克高爆炸药，威力巨大。平时都是分开保管的，鱼雷进管时才装上去 ...
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您当年讲过呵，拿小吊篮往潜艇里吊引信，“咕咚”一声，砸了下去。。。 1 |# ^1 \) O! i  B  g: I+ \
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作者: 潮起潮落    时间: 2013-10-21 12:59
MacArthur 发表于 2013-10-21 12:21 & ^; F" x/ u  V
您当年讲过呵，拿小吊篮往潜艇里吊引信，“咕咚”一声，砸了下去。。。 4 b; U2 G( @0 {+ G
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奏是它！用帆布吊桶，从舱口往舱里吊放，真他娘的吓得不轻啊！1 q+ N) }- s- B. s/ P1 g# W5 j

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作者: MacArthur    时间: 2013-10-21 13:15
潮起潮落 发表于 2013-10-20 23:59 2 o+ f$ m# Y# `2 ~: t: _# ?
奏是它！用帆布吊桶，从舱口往舱里吊放，真他娘的吓得不轻啊！
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那当然，这装药量快顶两颗反坦克手雷了啊。。。
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作者: 的名    时间: 2013-10-21 23:12
坑边接着等下文。
作者: 农民家的狗    时间: 2013-10-23 09:38
标题: RE: 空腔聚能与金属射流(三)
的名 发表于 2013-10-21 23:12 , A7 M6 p* Q, x* \! q( j$ d
坑边接着等下文。
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有趣，谢谢。下面还等着
作者: tonyxu    时间: 2013-10-26 10:03
长见识了，谢谢啊。以后跟人吹多了个专业词，‘空腔聚能’，听起来就高端大气上档次！
作者: njyd    时间: 2013-10-26 19:57
俺的猜测：炸药的轰曝波传递方向与炸药表面垂直，聚能由此而来。
作者: njyd    时间: 2013-10-26 20:06
记得在某个论坛上与别人有过一场争论。
7 T5 x( C0 P& n! Q$ |问题是聚能穿甲（也许叫破甲吧？）弹打在不同的目标上各有什么样的效果。5 w  X& M8 x* V
　　我的回答是打在土墙上可能炸烂半堵墙，打在砖墙上会炸出一个大洞，打在混凝土墙上会有个较大的孔，打在钢墙上就是一个小孔。# W6 `2 A( G6 Z" e) X- U1 I
　　与我争论的人认为都是一个小孔，还搬出一位权威的话，不过那话也没具体回答问题。! H2 W; m9 x& t% e" p0 h4 i" O
　　焦点在于：聚能炸弹是把全部还是部分能量聚了。
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-26 20:35
njyd 发表于 2013-10-26 06:06
" o# S# [  U4 S- m  |5 M记得在某个论坛上与别人有过一场争论。
$ {6 n, a7 S1 ~" O5 i9 c问题是聚能穿甲（也许叫破甲吧？）弹打在不同的目标上各有什么样的 ...
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打在哪都是小孔
作者: njyd    时间: 2013-10-28 02:11
不爱吱声 发表于 2013-10-26 20:35 1 s* K( x# s. A
打在哪都是小孔
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不会的，这里考虑的是整个弹的作用，不是光那射流。不管怎么说整个弹向四周的轰爆波不会消失。
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-28 02:17
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-27 12:20 编辑 + y2 S  A5 ^6 o* L  {% g
njyd 发表于 2013-10-27 12:11
3 k! d, G1 {/ h( a, b1 _/ c# m  v* j不会的，这里考虑的是整个弹的作用，不是光那射流。不管怎么说整个弹向四周的轰爆波不会消失。 ...
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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，基本都是聚到射流上了，否则是设计问题。你说的破甲弹是另外一个话题了，很多时候并不追求穿深而是追求综合效果。
作者: njyd    时间: 2013-10-30 23:30
不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17 ( X0 X+ V9 D5 d2 Z3 V( T7 r1 O5 D- _
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 ...

+ [( [# Q( e7 G6 x4 P( N2 K) X  A你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
' i+ |/ @% J& o  S) _4 p) }- e, }+ v- |) [- T0 y

+ i6 `: w8 m, A4 _% e相对圆球状炸药，前方能量基本集中，侧、后方基本不变？
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-30 23:36
njyd 发表于 2013-10-30 09:30
1 x0 z: r0 W/ A6 G  C你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

2 f, }2 E  |) G6 C- _7 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.
7 D: K9 r5 ^( x7 U) v8 [3 `, E$ S7 A4 E" {3 c
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-30 23:46
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-30 09:56 编辑
3 Q7 K7 n) e7 p" Y7 h' v9 S) n* r  ?
njyd 发表于 2013-10-30 09:30
0 L# N* h1 n1 \8 X( k6 d你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

2 }3 Z; v  u/ e4 I5 k- W; b$ b5 M7 A3 n% W. `+ C7 z. q8 T
提前剧透一下吧
9 x: x5 e, ?8 [9 l8 s8 f! C% p- d. Y$ m& b; e
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
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为起爆后50微妙状态。& X& f4 c) ^: v" ^* m% U

1 a6 G! ?" s5 n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。
作者: njyd    时间: 2013-10-31 00:10
不爱吱声 发表于 2013-10-30 23:46
% S% R6 j$ |0 c- x提前剧透一下吧+ e$ X4 E" h  f! q) U. g
0 j1 T) j6 ?0 ?* n& R
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

" Q& j) p0 S. B( Z  ]2 y4 ?; d, f& h% j看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-31 00:15
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-30 10:18 编辑 2 d$ H" F, f. T' i) h; m$ ~7 S1 k
njyd 发表于 2013-10-30 10:10 ! X- I, e4 Y3 B, X" S1 u6 m; K
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。
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9 G1 E8 t6 D2 o  e& P; G
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.
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3 I6 J' M2 T$ N* _8 O下面这个帖子也有说明# V, K6 {; d1 ?8 @
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
3 W2 y6 P8 b$ R5 G2 s4 x$ i见第二条
作者: MacArthur    时间: 2013-10-31 00:37
不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
: D5 Y! j6 |; ^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 ...

% C2 U: p/ b" A  Q3 n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。。。
& Q9 ?5 m' L- Y  {/ r+ T0 R5 j, ~* |2 [% b
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。。。 # w5 P7 ~; _$ [/ V, q( ?. ?9 J
3 @+ h% C4 w- y; _0 R) ^0 e

3 c/ S4 L2 P3 O; \$ L9 B: N我军装备的125mm 破杀两用弹, b: l( @: l( T
' d1 S1 Z8 S5 L4 U

! B# f( N; D, E8 D8 r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。。。 2 f) W7 R, Q: \

9 w/ z% ^! t' I6 [: s% N( S# z; v; E2 X
6 P' m& I; S: J7 D
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-31 00:44
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-30 10:51 编辑
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MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37 / W- {2 |4 V3 `9 K  W
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 R- H8 r# l; V: n$ ~* W: A# W5 b7 }- A
美军现役M83 ...
$ q* ^+ Y9 d* U$ \
* I( W! c" D# N, b5 H. ^
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.6 ?- t- _% S9 ~! r- Z8 @" o1 E
4 ?# Q7 L( C3 X8 E
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.2 I# X/ U( H& B4 c: \; @, z9 l
) b! M; `* ]' k3 a# p+ f
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
; @7 Z* c% R. z( Z% C3 T5 c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$20,做试验的更便宜.
* J8 Y/ ~) ?8 h! `! G6 L: Z
( b0 ^1 w. S4 h" b他告诉我们他们最普通的试验charge基本上也有几百美元成本,他们连白金都试验过.民用哪敢想.' U! x/ I- |% X( u
. C1 D; T- X4 D% |& C
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
9 e, ?1 D+ q6 Z7 O$ u; ~! K6 h/ e
" t9 j  L  [& Z估计各行各业都如此.: r% \. f/ c2 L0 a/ ^7 i
- k) h7 y6 Z; i) |; Z6 o( P% H
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-31 01:09
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-30 11:12 编辑
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MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37 7 f( _4 z$ l: Y6 e# E
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。。。
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美军现役M83 ...

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* X' t% q3 F, Y5 o, }  y@njyd
' v6 s: F% m2 i3 Y$ j, c+ x$ `7 x' p6 p& e
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.
7 O! @+ d& I; y. H- K$ M0 @. B) g# ]; m
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.
, u8 p& ~9 Q! k- l1 ?. p
) ]' l. T* [0 J$ }; V% l/ s- @4 y6 u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.
作者: njyd    时间: 2013-10-31 01:14
不爱吱声 发表于 2013-10-31 00:15 " q9 k% K+ y8 s9 L' M# q  Q) p; r3 Z
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 ...
4 W* W" ?0 d! k
' g: V$ C- M& L! J9 @* Q
" _/ Y& [$ t- U. q

; ?8 x* m' R! J　　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。
) K8 L4 r; L* Q1 Z! ^　　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。
9 t6 \) O/ Z0 j2 L- M0 B" Z　　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。3 ]) x$ n" |; B( e
　　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。
2 I1 T& E+ Z) w
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-31 01:22
njyd 发表于 2013-10-30 11:14
& D$ r* X# U) J! \　　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 ...
" F: P# \0 [" l. t0 b
见我上面的答复.0 t% d/ h8 j* f9 j' e* ~

, {5 {& n5 @- b8 N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.9 x* k# Z7 _! k5 G
作者: njyd    时间: 2013-10-31 01:22
不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09 % ^2 B/ k. C5 \+ U* t% @: P
@njyd
) E/ k9 @+ B, C- `/ m
. K6 D  {. ~/ r' I6 F# 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 ...

* A6 U& E, C+ O: r- O! ?4 `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。
作者: 不爱吱声    时间: 2013-10-31 01:36
本帖最后由 不爱吱声 于 2013-10-30 11:52 编辑
6 d9 g6 e9 r% h) H
njyd 发表于 2013-10-30 11:22
3 n. ^4 x3 u) C) p8 ^7 i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 ...

( I, D+ Q0 M" S' z" i4 V4 `; ^# I2 c# ^% F$ w1 s
你这里说的大体上是对的.8 d3 `8 X. S" v. H/ t

; X+ W& M% L! U1 d/ r* c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.
5 \. w/ ?" V5 U0 n7 v9 S4 w' B  Q3 b5 L+ j# V
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.
* M( ^& z# Z* }# B" |2 v9 r5 W! r7 a( e5 k( C+ F& }4 y% K
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.
作者: MacArthur    时间: 2013-11-21 02:44
njyd 发表于 2013-10-30 12:22
9 ~& y! R+ V; R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 ...

* `+ c1 N4 a6 c1 f5 R7 E9 D3 _央视纪录片披露96坦克打59靶车) o2 U5 S' e" f7 W; Z2 n
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2 q* t5 t5 a2 R. G& f+ C* _8 F+ N- B- |9 O! a2 W7 A5 O
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
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& {5 K$ {$ G1 `5 G9 e* q! ]4 o  _+ m2 W/ A" n( u, k. J
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。。。 4 ?( ^+ C# H2 I- G' C( ~1 C
: J5 K+ O+ v% D" r$ I: \
+ ^4 D* {" ?9 n7 E$ B
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。。。
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* g% N' a2 e4 T9 m. `- P( b' N) C2 k: w" U* h8 o' Q

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作者: njyd    时间: 2013-11-21 22:56
MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44 ) s2 w0 U" }# a8 p* p- S! i; Q
央视纪录片披露96坦克打59靶车

: }5 R# p1 X. D　　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。
3 g, S, L% c2 u, w, C. \　　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。
6 k+ u9 ^- `6 Z8 K& y; M　　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。
+ [: N, q1 O7 k" w) G# p! a* L　　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。
+ D- n. o) X3 x+ D% L　　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。5 v- N) ~" @' u* H3 B% R' O( n
　　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。2 M. ~3 X& b- h$ `# U5 q
　　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。
作者: MacArthur    时间: 2013-11-21 23:28
njyd 发表于 2013-11-21 09:56 . |9 \* ]4 U5 @9 P/ t% M% 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

. ^- z. L4 U6 \/ h9 t( N* Y8 ]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。。。( Z& m0 I8 s, U# d* |
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0 V1 q, k9 `, W& {
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
: ^& Q+ ^7 B1 h; y7 r: e7 t3 m2 P* h7 a/ W8 D* V

6 B6 f9 K. I/ ~. q伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。 * w) ?6 p: d8 b+ D7 j
4 L: C8 @! k3 N6 S# u: J9 B
作者: njyd    时间: 2013-11-22 21:28
MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
% k9 r! }% _3 p3 j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 ...

0 @5 ]% U0 g% n) A$ }1 g* P7 J/ K& i你说得很有道理。7 E' Z7 j6 s1 ^3 {, e
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。. e6 [: T( Y4 z$ c! Q& i* e
　　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。! ]2 U+ _; d" n' e9 H
　　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。1 H, I6 [& D" y* G
　　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。
  o# o  p/ \5 b- @　　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。
作者: MacArthur    时间: 2013-11-22 23:22
本帖最后由 MacArthur 于 2013-11-22 17:21 编辑 " o) U3 o4 T/ V# s' x+ Z
njyd 发表于 2013-11-22 08:28 ! \; u+ t- E+ n) m9 _% p3 }
...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
7 ]* A- i* }/ R
未必哦。。。
% G: N' v% N; U: j- D
0 p8 V/ b3 R7 Q1 H$ }5 j: v9 A! [. k* L& V4 A! Q" b/ ^; 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。。。/ g* N+ J# z) E; k8 w
: V5 ]/ V7 H4 _9 h. @
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。。。
+ \6 W& \0 n( w# ~) m3 `
9 h( v; s! @9 ^, y- {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 ?* C7 }2 _1 K ; |5 }2 f. W, R" Q( s, }$ I& E' r
! e# G( f$ a4 p/ {* o8 W6 T; z" C
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。。。  ]* K) ~- j( W0 F

0 A: L0 c3 x  p) |; w: ~
' F5 e* E, i1 {% d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。。。 + [" E- Q- A) M, h8 u0 Z7 z
, D4 K" y! M& O" U
2 A9 j( C$ B. f) J, 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。。。 ( L3 j4 f. q! O, w' p1 j/ i

5 v8 k! L3 g( F8 K- S- L& 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。。。
- m, _/ H5 ~. l. ^3 e8 ^
  n0 |% b; W5 l3 B9 ]2 X' w5 }/ \0 W8 S
2 x! ?1 s+ P! n& n/ h- M
作者: MacArthur    时间: 2013-11-23 04:56
本帖最后由 MacArthur 于 2013-11-22 17:23 编辑
! F- }. A( M4 g
njyd 发表于 2013-11-22 08:28
7 v8 D5 x, z" D: s, z4 d你说得很有道理。5 S5 r7 x7 Q2 W
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 ...

5 Q' ~& J  d: z- D5 ?忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
. j  w! S. j  J+ @& X0 c& m% [( q1 m8 R7 K& Z9 K0 g

. E' S7 n+ ?6 R& }* Q解说说这个是破甲弹
  I6 n6 b. D8 o
- K2 h( X/ q% N4 F5 T0 S看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的5 u' V: M+ |$ d1 r% G+ O3 e
$ K# D2 c2 c1 o: w4 Z

/ w' F* O! S8 o) {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）: a! g( Z; ^" N' g5 Q
8 f" W8 W0 `# `# d8 h
; X- i, g- K! Z+ M8 l4 {
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。。。
: g/ Z; A/ i6 b) x3 B: G
* u7 X+ C3 T1 Y$ t' s9 q; v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。。。
  o/ \! @7 R$ d  P+ E- E) a5 V% g
8 Q& e7 F- p: N9 J1 C
不好意思，歪不爱的楼了。。。
' Q) K  R" A! i
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作者: njyd    时间: 2013-11-23 22:26
MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56 3 J% }% y! c4 l8 X- N; V
忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

. p9 G$ S! t! r' |楼就是用来歪的。' E, T" ~+ V9 X- r) d
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。
+ M! Z' A" K. o# a; q& k　　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。
& o6 J. ~: G: k6 Y　　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。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2015-3-22 20:58
本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2015-3-22 22:35 编辑 2 Z* V8 }/ c2 Z* t1 N
0 b, y4 I7 O1 |0 I! N; k

+ ?0 d- L, M. x5 ?右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
5 m2 \4 x+ r6 `( g2 j! @3 n7 n& P% e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。. Z2 M0 P; |! g0 z
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。. q6 E8 B1 X' r7 R, d0 b  B5 e" @$ a
作者: eshark    时间: 2015-3-23 15:52
鳕鱼邪恶 发表于 2015-3-22 20:58& Y+ O9 x& x# g" e& \
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
+ F6 t/ d8 |/ l! v5 e9 Y; N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 ...

$ c( W7 S/ V6 g9 P+ G有坑必填，好人品啊！
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2015-3-23 20:24
eshark 发表于 2015-3-23 15:52
& Z: X% T0 _  W/ t* z有坑必填，好人品啊！
4 A( Z2 w! `# w+ R
新警察？
作者: opensrc    时间: 2015-4-25 07:58
我理解这个空腔聚能，就是诱导能量在一个预留方向上发生主要作用。设想如果空腔部分也被装上药，那么这部分药燃烧的时候反而会抵消向这个预留方向的冲击。0 }" e! t% O' Q/ E/ c5 R3 a

, \) r* ?. X! j9 M+ o这个理解对吗？



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