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 ...

; p4 ?- Q* x7 H你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
+ w( V' x% S0 m- |' u; u
% [" g; E: ]: Y# R5 l
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
* J5 k1 @. H, x你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

$ [5 S% W' \$ g: s2 m. Y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.
! [2 F* M, K1 M/ W

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？

提前剧透一下吧

6 g/ v% t4 s" j& v& A我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
1 z: M; u/ g) V  h* g+ l
5 X/ {5 X6 ^1 q
. C9 C$ z/ A3 E7 x2 t  w为起爆后50微妙状态。

" m$ {# G2 R3 f3 V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 T( ]6 }* @# g2 I
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

5 n, `2 D  U( j! v- [1 j+ |0 V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。

+ G3 i' u5 Y+ B6 U, `  C: }& |
) ^- G1 \+ i+ V0 u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.

- y6 ~1 N! a5 D5 T9 W: I% V/ q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
$ Y$ [! r6 S/ }/ m0 ]& h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 ...

+ L  R, m' ^' X: f! m3 J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。。。
  Z+ `; M- F( F  m/ {2 |
0 t% K$ K5 c7 M* K: w/ j  R) r6 g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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹
) `" `2 Y* Y4 B2 i( T

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。。。
# e8 Q" `* I, a. u

不爱吱声

$ {% [0 F  U& ?- F

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
# S; D9 N# |  F  q2 F8 H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 ...

) s" V0 N$ q! _  }
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.

# y; o% M" R2 \8 q1 s# _/ M3 N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:
: h+ J0 H1 i9 L# {6 \+ @1 V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$20,做试验的更便宜.
% S  }, d* I$ F" x$ ?) {
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.
1 e/ m7 C1 K/ }7 D
7 U( _( Z' E- Z- A- d7 |估计各行各业都如此.
% h" t5 f6 M- |+ b

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
1 ~: d& R* O4 V" n! s* O' 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。。。
9 H  |6 I2 h' h; n
* a$ |& U3 {& L; ^美军现役M83 ...

0 K1 ~) p. T% V. S% O3 }8 H& U@njyd
. k- n$ e9 D2 v% z: D
2 Z" Q; Q0 p2 U+ x0 `0 I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.

9 k$ Q1 U$ _& N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.
) l% d% u1 C3 h+ I; }' W) Z2 C
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
  _+ Y7 \- [9 W" w1 T2 K' i, i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 ...

/ s7 q  q/ C9 t4 n
2 G# q' M$ V& k0 ^# m' c　　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。
; X- c0 j& d1 @* I8 v　　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。
　　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。
+ J/ v& _/ `7 _6 `+ }/ w

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
4 w  t* N" r. j) d9 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 ...

0 \" K7 T7 e' `1 v* o8 h见我上面的答复.

% o7 n( Q/ o! h+ }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
! H" U" @' o! Q@njyd
0 Z6 m$ o6 `9 T9 `3 g  f3 I
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
4 v/ X) i$ s: W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 ...

) x$ W: ^( T8 w  f
" K4 I+ K5 B0 l你这里说的大体上是对的.
/ r! X9 h0 j6 Z0 G5 o% }
* |4 }2 G2 ?4 Z% O( B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.
2 e) a* q# \) V2 |, U7 Y! Z
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
, W0 `# ?/ l' X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
9 h8 [3 ~' b! v/ g; h

1 l' z+ Z  n- Z% `! c9 D
+ a3 {9 J* |$ ~用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

; _  q7 @% {0 u4 \9 ]
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。。。

5 Y( ^: R, @6 ?. ^4 m
* s$ O. h9 S+ T. e* B# r

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。
7 w; `% |: A+ e8 @& g  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。
8 A* C. {) S( y- o: X. E$ {, P　　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。
  _% ]/ H! `- L; D5 j  s, }　　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
...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。。。

$ o! r& k) `7 D4 i& s8 f
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
) l0 ]3 o" O6 o6 ]. K- X
0 a7 `. \% J: r" }7 d6 j+ X
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
' W4 x! M" p# D2 V% d

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
. }7 ~/ P4 z/ w6 ^% Q, ?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 ...

9 f, J# f2 a+ u. y你说得很有道理。
7 x& M! y, Z* o0 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。
# d4 S) q4 m  Z% J! s7 k6 [$ G2 |　　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。
1 f* @) }2 v; q9 l　　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。
, P2 P2 Q" j* [4 H9 C' X　　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

9 a. `* W1 x6 ^8 j) g7 O未必哦。。。


6 Z$ S) b+ w' `# _1 D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。。。
1 Z/ X5 e! X: N
% V) Z; r9 Y0 n4 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。。。

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。。。
8 h  e7 e) y# |) c5 H

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。。。


/ V- D( W; F' _/ D! k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。。。
: K3 y+ ?0 U9 l1 M# T2 N
' C! `. e" k) ]6 I8 P5 y0 @3 j
# v. k" v  x1 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。。。

, n+ x3 k3 g6 N) m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。。。

% ^) q" i3 A( v( q( S

MacArthur

1 M6 n5 ?# Z4 j1 G' T

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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


; @! j+ r8 L5 ^0 J! g, G: q  P9 Z- D解说说这个是破甲弹
5 K6 ~" v1 @2 M. S3 X3 w
6 D8 q& Q* ^% P5 @/ y& ^+ G- [看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
3 z4 ?  i6 U6 m4 J; R1 h2 m
; h3 l) U0 Y( U9 k/ y$ y
/ F7 u' M  O5 r3 V) g- T$ F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）
* z! w9 Q9 x9 B7 P9 _

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。。。
8 t( W; M2 a( Z/ I7 G( l* k
6 c- U2 d" s4 J  f' u0 O, l- ]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。。。
; @& o4 x0 p, m5 W
! ?* [5 l) y1 ~
8 x) P6 H( r3 n% A, a不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

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

; y* q1 R# ]0 I$ ~" n2 a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。
) I, J/ x7 S9 `9 P' ?　　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。
: w7 ~; I' W. S$ a+ z, f& ]* `8 i　　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

, |  Y; |4 L& E+ s" _5 F

4 X* l* _. }. B. v$ B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。
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。