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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
( D- n9 T% P5 \7 E$ d" y, V8 K8 v
# p% C8 K( c  X- M" v, Q1 S; S
3 U1 u# F+ c* S7 u+ k. Y1 `( D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.
9 ]+ J# k/ H5 \; M& G: K, l# Z

不爱吱声

  ]2 {% d: N, M

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？

" t- j8 G6 |' j; a8 e$ w* K
提前剧透一下吧
% v7 p/ q. |2 }0 N( u" @# a# U
6 h, w' v7 ?1 B$ f; C! t9 x4 a我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
% f6 Y. Y3 E' H9 d! D2 L0 w

+ \% b- }3 v8 ]* V( k0 p为起爆后50微妙状态。

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
' ^0 ?3 [" t# O( q  V7 z* l) C提前剧透一下吧
8 G5 ?  D' X) @% p
. e; D. o" m6 T( ]我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

1 O" ]! T- y$ d; f% k2 B6 Q3 ^" L看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

( |5 O9 z7 T8 ~9 d% K" v8 n

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
- V7 q2 y- r! k# P( c4 F1 e) [2 y& I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.
- C0 {8 S) |& t0 i2 \0 B0 r. b) s" _
下面这个帖子也有说明
( |% [, u! \4 jhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
$ e1 t$ x0 |! I7 p7 p/ I见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
9 X2 L3 q* m# R8 E- R5 C- 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 ...

$ v/ L% |3 K* w" F0 |* 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。。。

% S1 ~# |5 C1 _0 J' r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。。。
% t, C& O" b6 M% i' V% T

我军装备的125mm 破杀两用弹
/ X. d# l" f( N: J9 E- j

' D! J! P) ?+ C5 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。。。

$ x/ T. C8 O  j5 n

不爱吱声

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。。。
( A, X8 ~: [6 t  `. P2 S* B" ^
美军现役M83 ...

. M, X. R/ W8 O. 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.
( @: n0 e9 [  r
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.
& ^  Q+ x3 Z. ~0 b
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
' ~8 a+ n* F1 D. p8 i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.

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.
' M# z) m; i6 l  w. D& N
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
4 _0 c. M; O3 y1 S3 g# y, ?, ^
# m1 @/ A2 y% D/ O" P' K: R估计各行各业都如此.
$ d& z+ U! s& F- h& j$ n6 Y5 G6 }# I
  }1 R2 G  z  P

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
- I) }& Z* X5 L/ X. P7 e5 E! j" M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 ...

@njyd

. y! e6 o& @# ~# v- a- i% N* E( d; ~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.
$ d% @& E" t% 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.
4 X  y; F/ h* w- O3 x3 {$ b) M% R
; A/ Q, e/ L9 W2 u. q" [! Y" `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
9 c! d# L! C) S, c/ t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 ...

& [3 q8 C5 i3 w, |4 n2 z: U- X, E, {
/ O0 w1 d1 [$ l

7 G8 X9 e1 Z/ d& e5 x　　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。
: u) V8 W! v' `" b0 A( }  k　　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。
: |7 b$ z3 _5 T( j　　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。
' h' I# x5 r$ n

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.

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.
0 O$ v7 \% T7 O

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
" d; y: e& o- X% U, j* I9 V@njyd

8 A0 }' u5 G" D' W: B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

2 _  _5 ?' B8 W+ j- k' Y8 ]( S

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
4 U7 A. h- R7 t  I# g/ a; 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 ...

. v0 _/ H9 A" H+ \4 Q7 n; Y你这里说的大体上是对的.
' a, ^/ b* m: S8 j
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.

9 P' e6 r% b3 W% a- L: U( j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
6 a+ S: z2 Y  H) c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 ...

: O; y% k2 C$ Q/ ~央视纪录片披露96坦克打59靶车
/ H5 Y. B' F8 _
& g: ~$ R- t/ D+ C4 m' H* O
% K! p+ F: g* m, R6 x7 Z
- h0 p" @& }& [$ o用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


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。。。


6 n% u- f3 @4 z& w2 A4 I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。。。

4 z. ~1 w2 e& p/ ~" j
8 g4 ^: v( I5 G' J+ v% X  u
) z/ U, B# i( h6 b

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
& J& _0 k0 B3 p4 c0 p" F央视纪录片披露96坦克打59靶车

- Q" x& A% ~7 W9 C. H, e　　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。
* @, n% r  g  R　　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。
# D8 s4 p( s' }& M. q　　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。
4 j& V: ^' X6 ^　　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。
9 x) J8 w' S. G8 l/ C- F' ~　　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。
9 l+ X1 j& W4 Z/ |　　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
. v  \: c. R1 i# |. ]7 i# g...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。。。
0 [, c7 [; |0 c9 s6 C/ x4 t# N1 }0 P% e
' @, \1 z7 P: ^" v9 i
3 z/ L( z  s) V% Z: Y0 E这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


4 Z" a) p' r6 B' j! [伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
. c8 c5 t' U; M+ v; L2 W5 U

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。
2 x! l# r' M6 c) v; E0 }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。
1 p* ?9 c" z0 z* a; d* j; \+ `　　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。
! s$ p' r9 G( j6 S　　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。
2 p" Y7 t" u/ l  o) d) e　　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* b0 l; a6 [4 O% X% ^. Z- |9 F8 R: c0 x

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
# G7 `0 x9 o' q9 j; l0 Y! J2 O5 M...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

% I6 k# F6 s" G$ P* |未必哦。。。

2 d- r5 D3 O7 ^# V" y- y
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。。。
3 N% Y, Z2 w5 G' T* [4 E& f' Y: E
8 z1 h2 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。。。


+ Q. I3 d2 l0 i/ V/ u! v# C# L5 R8 F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。。。
3 B7 _8 S5 ^. j& v3 g- s
2 \6 O; I  O" }+ z$ l( t6 b
* F% ]2 _& B* b% t; K8 j* 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。。。

+ G( V+ J1 N6 ]
* p$ k1 `( u" @( B" y8 {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。。。

  W/ \) z  D1 ]9 {# z& B. |- U* o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。。。
* F# v* D8 N( ]# [' b


" }4 e5 A& ]5 ^6 N# s3 _0 U

MacArthur

' Z, _8 q5 U! e/ ~% g5 Z& |# O4 k

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
2 i/ D2 G' V  }2 f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 ...

( y4 c1 Z, f2 Q% l1 ^# U忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

: w) X, N/ a5 l7 E& O: [& {0 Y
& n" [* o# i+ s7 |0 ^) f. P解说说这个是破甲弹

4 @# i! _; H, ~$ i, c6 k看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
) H# w2 {7 D; a* E
( K  v5 l/ O6 ^$ @
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）


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。。。

0 Q! {% u* o( x. U2 X+ B4 N, _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。。。
, Y( ?, l# j% D' L
* Z8 H' }" _, n" e
) j" x! u+ E- ]! p6 ?6 \/ Z不好意思，歪不爱的楼了。。。

* W. |& s7 r0 d0 W8 O

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
& a$ Z$ {  _( ?7 g忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

' c0 V: d4 y6 x) G5 s! Z) x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。
' X: `8 Y5 H! K, I　　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

' Q3 J( H3 ^4 n; A

/ L- `* [9 X$ ?1 n8 S9 G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。