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 ...

* G' T) ^4 n& `1 s: R你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
! e# G% S4 P; r1 g1 C4 S
' p* Y5 d* m: i. n% {
0 I- ?% Q4 f0 G1 k/ ]8 `4 y: 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

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？

7 u7 i6 Y% v/ P. t( W2 _. Q! i
* @8 P4 O$ U3 @: {( ?* p$ v( T1 H9 I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。


2 _& w; K5 M  r) A4 c8 B% l% _% A为起爆后50微妙状态。
4 @# a4 T& L  v! U/ a1 `. i( Q; r
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
4 ?% t3 M! v2 L7 n: c( e
' U( \1 _9 I. p9 `! b我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

2 f; ]  z& ~; }9 z+ E1 J/ U3 z看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

: @7 M6 o  J* r. ]  z( c& B/ u

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
! f. P! ?! E% D; J: Y! V6 ^看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

2 {' ^+ e! M8 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.
2 A4 J5 C) D' w7 X2 d2 @' Y* H
+ N/ g* ^' x8 X) i5 z下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
; w! C/ w: p( X0 Z/ F- U- S! M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。。。

1 V9 R# B. @; |( L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。。。
( x* v4 Q: B. ]/ {3 W' Q- j
, E3 s8 a$ c7 u
: _% V6 W7 l0 N3 r: r我军装备的125mm 破杀两用弹

0 g* u/ C4 m+ n
$ O$ I: }/ k& v& u: S$ [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。。。
8 O0 ]% {* {, {

不爱吱声

0 J9 P6 U" T4 b# X5 n7 Z

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
3 E0 f; y* ?9 ]+ W; \7 h. a9 r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 ...

, V: V; F  j! |8 w& Y4 G
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.
/ B: m# d5 D* g  t. n$ K  i- g
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.
/ U* ^& z+ l6 U+ `" j6 h2 m( y
% ]$ @7 z/ L& u' m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.

. P9 u( O  j5 L( F9 `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.

- d* _5 e8 ?5 u这些都会影响设计理念,研究方向等等.
3 k" @$ t  Y0 r) z' S8 Y* c
估计各行各业都如此.
6 i) x- ], ~0 q

不爱吱声

2 l4 B0 w8 K; m; G. W

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
4 D; b4 k3 K7 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。。。
* k1 t) T( ~7 f# F
美军现役M83 ...

@njyd
, j- h* f7 d% f, A: U
: \7 R, E2 {2 G% S9 P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.
2 u! h1 Z0 {3 C$ v, n9 K% h" d
  i7 i! e9 k% U7 u, H) r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.
: |; N& h" D7 m# L' f; O, T( h' d/ Y
9 G. i8 g' i5 {2 `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 ...

0 m, n+ z& i* @1 n) ?. |/ K( G

. F6 R8 [( x# y. ?$ ?5 s$ L
8 t5 u  a- X& u# T# b* @　　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。
7 T( E! M5 \8 d* j: T- d9 x! X6 M　　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。
- \$ e6 f- p: w+ u　　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
5 `7 D) Q2 ^) i; @3 J7 r& 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 ...

见我上面的答复.
. j0 \6 R; k4 L
$ w4 B5 h# V* L8 r. j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
% \+ W, A" W0 x1 d@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

" p  w- Z% f3 g1 k

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
; F. \; M/ A+ ]$ z- p6 L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 ...

6 u& P6 J4 u2 P; i* _你这里说的大体上是对的.
0 p. \3 h! T8 q6 u
5 B$ j' O- E7 o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.
+ b- s, p  G4 l
" b4 a- s& p% i4 ~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.

) G2 Q5 t! Q0 l5 P8 M" c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
4 K3 Q4 _$ B! }, T* f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 ...

( V% Q( r, e9 g  {. k% z8 o央视纪录片披露96坦克打59靶车
- W6 h4 `! x) ?8 @# R6 I; K
+ D+ B% l4 u0 b5 U( J& V; }, Q

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
- A+ T" r( D0 e! o8 z* u2 _

, }& U$ ?2 N& _6 X$ m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。。。


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。。。
! K9 Y4 Z. K! i( @$ J+ T- V
+ i+ N5 O  A6 V" `* R* V' c) l, K' `
1 P0 i5 S5 w( E. |: j3 X
; G2 y- m  G" q6 e# X) S  @

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。
　　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。
' r+ z- h* x0 {  @2 I2 M! b/ r  a　　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。
& E, Q: \* c5 a' A　　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。
3 J: r5 [5 b4 R& x1 s　　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

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。。。
7 [) l* e# T1 _/ u
6 n- w: E/ R% Z3 K: G+ O
0 _  ~' ?0 c: ^这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

  }7 v0 X, z8 C) D7 c
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
% |5 X) t( D: G0 r6 u+ R
" W/ ^9 h5 Q. j2 T0 z

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
$ U% s& @2 Z# c9 Y, e6 Z5 a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 ...

. p: a# K  {( V8 M" f你说得很有道理。
0 X! n( J7 s4 H5 O" l5 l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。
! _% c# h* f7 g$ Q$ O. a. G　　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。
2 ]6 }+ a0 g+ `/ J! g% w: z0 k　　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

未必哦。。。
) P9 ?% Z* I3 c  ~
( b, V& J# d; p
! S$ [6 D! J) U1 x/ u, i+ O% F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。。。
5 u/ c& r9 q$ j5 Y% I
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。。。

5 O) ^; l7 h" @! ^% P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 |2 m6 k/ v
% l& j; J1 a4 ~7 N3 T. |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。。。
( M$ h# ^* D7 Q7 C+ Z- c
/ R. ?" a. ^6 S2 B- }
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。。。


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。。。
- ]- p% u9 B- I& a/ a1 M6 f" p1 a
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。。。
0 K1 o3 w( N# v6 ^; S
7 ~' V8 \- T- _
: d, ?4 j% `  z" _( j

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
5 w1 g3 {5 |* T' d你说得很有道理。
/ h5 d+ a6 U! e* c9 r0 H9 x2 M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。。。

( x6 R$ d! ?1 I; \
* B9 L1 ~" g8 W3 I* c解说说这个是破甲弹
, @* [' z% ^3 U# T" `/ V* F
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
/ g6 B: g! }" \8 U
% O( G/ D0 K7 K& B5 q1 L* o; l
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）
- Q7 ^2 g. R! w! ^) q& I
' Y8 N  F- V: O! F/ S  x
, n! r! ?9 N8 Q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。。。
, L7 j5 I: N9 H5 K" C

+ f- b4 b' n# r/ b4 U# U$ H不好意思，歪不爱的楼了。。。
; j4 q3 ?3 ?# ^# _  M+ j0 u

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
: E3 ?- l. |! Z8 q' u7 Z" W忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

+ P9 p+ q" P) \2 N# ^. X0 Y: Y楼就是用来歪的。
) q- f3 K% R( [2 Z# Y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。
4 y1 H& V# |9 X9 ^, C* m: n9 f; w1 d　　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

: v8 L: a$ `" V, ^8 N9 p; I4 ^! K
& E6 d# ]7 J6 J. J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。
0 S9 V+ d: J4 ^$ M5 |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。