空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
. _/ W5 P! m* X! h: B4 Y" l8 Q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 ...

0 _$ s  u$ b2 b! m. l5 y& f你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


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.
: I* D& s. ]* J! E) ]& C0 `* Y
4 ~- L. T$ F. D

不爱吱声

6 P. \% e3 y' ~) M6 Y# }

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
8 C* U) b( X* R% B你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

7 ^. Z! c5 g; c  G+ R
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。


为起爆后50微妙状态。
  J0 G8 j, w6 y7 Z0 r- B
: ]3 g  G- G/ v) U1 {' Z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
' P6 A& W' ?# w+ P) k4 ~$ E& K7 D提前剧透一下吧
2 M8 G3 M& i! i5 h; \& _
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

5 H9 ^5 q8 r1 L6 N5 D8 g

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。

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.
& v: f+ v8 _7 v* Z: K$ l
5 r/ @; |7 Y/ Z: a2 X- M+ I下面这个帖子也有说明
6 C! J5 F! C) M7 Phttp://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
6 T& n  K3 b9 q6 y% f, 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。。。
7 i" y9 F1 b5 e: ?7 u) I
; [, d+ F/ n$ n2 J
我军装备的125mm 破杀两用弹

2 w3 F2 [, S6 M- n& v7 V9 D3 O
+ c/ P( D0 y9 w: I+ N- K. Q! 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。。。

+ B8 @7 A0 ^8 |$ C7 W
, o4 ~4 b5 m( q# k) X3 W
3 m6 s8 T) w7 [' R! i

不爱吱声

5 B1 M( C0 q8 F6 }0 l

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。。。

- K- E( e4 h2 p美军现役M83 ...

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.

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.

) w# S2 g5 e7 q- z/ U, X& `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.

! \  u% G" |! L8 N; x7 _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.

估计各行各业都如此.
3 H/ n1 ?& M, B

不爱吱声

) O" ]" Q, @) {5 ^

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。。。
  \# J2 F$ n, {. Y# c+ J% s
' _: O3 h9 W' _# n7 R* L* j美军现役M83 ...

/ x# \+ ?5 B2 r' V2 V
@njyd

+ i4 K. U9 q( 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.

; h. w& `" N4 h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.
8 P+ |$ m0 F3 x  p$ ]; k/ b- `
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 ...

6 H1 ]; d9 j) _; a/ q$ p


　　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。
% G% q: n9 n! W  q5 ?# 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。

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 ...

见我上面的答复.
0 F- p- ^/ k- n5 K
- V" _3 y1 l- ]  C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.
! k( B# l' A5 M1 g; s- s- e

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
; G2 B6 O0 B% g+ S. Q1 t@njyd
$ c/ `( C6 m3 j- g5 O7 q, q/ g
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 ...

. g, H* t* y7 n' p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

0 k8 Z& n9 X0 y3 ?7 @8 C

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 ...

# P8 o; V7 L7 P0 L你这里说的大体上是对的.
4 ^: T* m% j$ s% w/ S% {* a
4 S7 \/ B0 T6 K4 m% E4 d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.

: `1 }+ o/ g" b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.
- V* M4 [& x& P# A9 J' h! r% ?' Y
. T& m1 ?$ _5 E& l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
$ S1 k0 z/ e0 y( a5 b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



用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
9 O/ G" G) g( S7 S4 t

; Q' D7 h  D& v& V$ u5 o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 X* h7 C% Q# ?. z  f4 @$ @3 C

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。。。
( I3 T2 Z) |  c6 \1 [$ j! ]0 p
1 O/ o0 m# c8 D( G

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
$ Y# ~$ r3 L$ w7 O) `央视纪录片披露96坦克打59靶车

& P! m  _. X# d+ E8 W3 i　　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。
! V# l: T+ k2 r: u9 }' @, 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。
　　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。
　　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
5 J" C+ q) E1 U; I5 T; L' Z$ @# u...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。。。
3 A5 g5 b) h) V

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

+ q9 }- p* W$ Y. \3 N5 `- }
6 k( O, h8 R6 {( |) P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
; A& C; ^  h% w( O1 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 ...

& n: T' I/ l' X8 H4 c( X你说得很有道理。
& N+ H  K5 S1 ?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。
2 ^3 Q9 D- k7 ?3 A5 u  c$ S; S( W　　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。
& J8 e: U4 m" F" F  N  F　　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
' ?; Z. q) a9 Y9 @. i( y! h9 s...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

( g( F! K6 Y' d9 `0 ]: w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。。。
$ O/ }- K% B/ x' M8 `1 D, h# b
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。。。

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 [/ x: E2 y& ], [( F
' |6 U' Y- x  s( k# K
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。。。
2 u# D; `4 n1 V* k. v& v

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。。。
. v& a9 a* B3 W2 W' e# Z% I! M
& M$ f0 O8 m5 M2 n8 g& V8 m) W
; J/ X9 V# y- c/ m+ r  B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。。。
5 [0 y5 ^  V: ~6 e
& _: E/ x' F; s) a2 U  K9 e% }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。。。

MacArthur

8 H$ @! k( U8 R4 ^& ], _  K3 H

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
4 k$ L/ J* u  y2 h; f) K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 ...

8 q& }7 l" t4 V" E8 x: |) h# ?- a忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
; I0 g: B+ |# M8 H3 q: k

解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

8 [7 ^! O  v; {5 j3 u5 j
4 I+ z5 L9 r% y: W9 r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）

% s& |' B. M: p0 G0 h' H
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。。。


% P  g  ]% P4 k不好意思，歪不爱的楼了。。。
" c/ L0 z) _2 [! X- x

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

楼就是用来歪的。
! P1 Q; ]6 X# f7 j$ `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。
4 E$ p/ e. ?3 M6 w　　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

) _) j( C4 R* C* @" N
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。
; p8 X$ l* ?3 \/ ^  c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。
1 ]2 V* q" e9 ^( B. Q; ~+ C