空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
( ^$ x! f8 s4 `; f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: G$ f' e0 }% s! Z1 c你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
8 b0 {% y9 u8 D; J9 g8 q) G. A
  d3 b/ x5 h& Z. i: d" |/ ~+ _) l
" o% ~2 y1 u) j; S0 c8 A$ N" ?, O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
$ B0 P2 ], Q5 Q! s2 _/ Y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.
1 q' C$ q4 |; p" u( O

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
5 n% b/ }+ k* H4 K& A( p' u你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

提前剧透一下吧
+ L5 W+ }/ S0 o1 a
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
6 e7 `* m4 M0 w+ P, g& O, X, M

7 G# B" e7 B, ]8 a为起爆后50微妙状态。
5 R7 P5 F. @9 z' R2 |0 g5 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
! ^2 n5 J* L/ e4 U7 `  a) E) q2 m提前剧透一下吧

- T- r# C9 }( {, F2 w) X  [' M我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

  J7 Y* m6 m; P/ i/ T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。

1 f. e: k* B: l( p1 q& C- O, w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.
9 V$ ?! j+ R- P$ F
下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
+ O) l* b+ L8 e9 M' K见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
* E, ?4 u+ U5 E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。。。


6 {, f) e2 P# m9 U我军装备的125mm 破杀两用弹
3 X$ y9 o- X+ {
* \$ Z# i* O) Z5 a6 t$ E
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。。。
/ k: H# u( p/ E0 b# w6 h/ a
6 J' u9 `( \' Z# Q% o

不爱吱声

  Z0 z8 J, p6 w7 D# E7 N

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
1 \# y2 K! s  t- ?* ~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。。。
6 E) X/ f6 b+ X& |  [: D
美军现役M83 ...

- _7 X8 ?  R) h2 D  s6 b) [& i- i
- I; ?& \# X/ G  c8 [3 e6 o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.
1 z9 u$ D; F4 r$ I
$ E5 {" @/ e7 g5 g" F: w8 B9 d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.
4 m/ ]) ^, r* {) ]
# {5 V5 ^" `! w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$20,做试验的更便宜.
) t% [5 m& s0 z! R$ [9 K
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.

这些都会影响设计理念,研究方向等等.
9 r1 }% h! D/ A, f) u
估计各行各业都如此.
5 W1 S8 q' x) O: k
" {8 H- \3 _( P2 t' x4 U

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
2 `/ x# g( B( q: p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。。。
" R( f4 x% @( T+ O
美军现役M83 ...

  Z+ \5 T, M1 u4 C0 ]" _# E@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.
) W' E) h# w8 e/ q6 {6 O; V& A% V
# o, v9 j! C! w7 R7 @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 ...

" G  v0 T3 Z- N
4 a5 o8 m2 z& c5 w- ]　　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。
  n  p  n% m. |) ~3 v4 g　　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。
8 g: T7 r+ c6 N8 d( O( ~' K　　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。
　　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 ...

) a% N4 @/ \) t  j7 i+ ?见我上面的答复.
9 X' V. {4 ?, p' _+ 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
@njyd
' ~5 A3 ~0 P7 @
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

# \1 e8 B" R8 T

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
  f, D' Z# @% \/ _6 `. Z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 ...

4 _9 O$ Z4 W  q/ G+ f8 u
  G1 I3 J4 x( d9 U$ U你这里说的大体上是对的.

& O$ g9 Q. {! K2 Z6 C* A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.
( e+ h6 y# W( Z1 w
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
! u, T  V* E7 P+ D3 w; F6 S! D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
; q" S9 Y7 J* ^% g% s


用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
4 D+ |  b$ r4 n( Y+ d
" W, Q6 D, ]6 m& l5 {) A! r7 \
; _2 T) ]" K/ j- ^* r7 h$ 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。。。
0 J5 L6 z+ g7 c, U' x

% h3 J8 Z. Y3 D' J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。。。



& b8 G- e% @; 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

& k+ t  A# X% T' ?9 B# 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。
　　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。
% y! j8 Y" s( q& |: b3 z　　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。
+ M! N- N3 Y" R　　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。
) f" A! O- Q9 |: x: b! ]　　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。
" k5 S0 ^& D8 ^* j  q6 u! H1 m　　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。。。
+ ^  d$ w7 W; ]6 |! c

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
$ p! E0 W: ]% Y( b3 v

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

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 ...

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。
) ]# q; c2 {- o& S4 U　　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。
8 d; H; C) R- v. 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

2 D* Y8 x: @. L; Z  t/ q

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
9 j: C$ X+ Y; i0 D7 g1 L3 C) A, l* y...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

" S! b3 n5 ^* T& u$ \未必哦。。。

! O* u! Y% `/ b
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。。。

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。。。

/ U/ e" e0 O& t- ~: {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。。。

4 Y; K! |- a+ R6 F* ^
8 i# I/ ?& r# o6 m5 w1 _& l2 D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( N; `- @& Y0 [. O! Z' c* K

. \4 M% n: `9 u1 V$ m+ c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。。。
) X4 b) g+ N3 P" E2 ^# |4 {2 W
- Z  p, w  o% v0 L: f( A( 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。。。

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。。。
- j! h" }& o" R9 V
: a+ e9 t9 s0 A6 Z4 T( w4 V, R
  k% F! N: V% Z/ }
) q* k' G/ r" w% a

MacArthur

" D$ `! Z# I2 M3 U. E6 b& b

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
9 s& K' I8 K8 U/ 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 ...

9 z( e0 Y2 T: p1 L/ u% n# C" _忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
+ J7 x; n9 X4 M% Q. p* v
  h1 J. ~9 x3 u- F! k
, }* g6 c9 }3 j+ E3 U, P* B9 S解说说这个是破甲弹
  G% Z) d( ?- S3 t8 I
: `& g* a; C  a6 ]6 O+ R看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
5 z4 F# e. D$ N/ z+ r6 d

, G* p; r" a  H: A/ 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）
# q# |! F! T% Q: |
0 q8 e8 L/ J$ X4 Q. O' l# ~
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。。。
, K( j  O; }$ g/ f; R+ K2 x
9 F: M6 `" L* V0 k% ~' [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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
) V* {. w' W+ w2 `忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

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。
- \! S8 L+ l! a　　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

! \6 {4 r/ i: h! a: I右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
) `2 r. o" I' }4 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。