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？
/ g9 p  f# n; w4 i, j

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.
$ _  `/ b2 g: y" l
" f+ P, L9 d6 y

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

5 h2 `& [; ~' n% `' D) H我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
! |* c2 k; V8 w6 H% U

为起爆后50微妙状态。
: Q- y" {( e$ ?" W/ c# I" P' b/ K
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
& @5 ~2 X2 @' h1 r& z' _
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

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。

" k3 K! f: C8 K* c( Q0 q' _
! D$ J+ J0 S" T) E4 c: e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 Y4 ]' l% D6 g5 o
下面这个帖子也有说明
4 U+ W+ j# |  h/ qhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
* s2 N  @8 k5 {5 V见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
# r- |: J' N4 v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 ...

* Z- `* f4 P; S) K" 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。。。
( s0 v" u7 l4 u' Y3 i3 U3 Z
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 B  ?6 O& u0 R; n" P) S8 e
/ E+ y. u: G& n9 m/ x我军装备的125mm 破杀两用弹


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。。。
4 V! N) g) Z" |4 T2 c; I


( V/ `0 ?: A, @' l) k

不爱吱声

5 J" u# z) e1 h& c

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。。。
, w- `, @. v' H
4 u  }! T8 x0 o/ n- x7 S4 J& _! r1 w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.

2 e! K# K1 U* k+ K9 }5 Q( p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.

" y/ A9 {0 w( f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.

( W- m( I3 y4 r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.
2 Z' Y2 y9 T# i# D; s
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
9 G0 F' l9 D2 O& T6 W( @
( {$ n, ^" o6 ~1 ]3 e估计各行各业都如此.
/ [& M) [$ X: V

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。。。

, S) _9 O/ }; f7 \8 e4 V% j  L美军现役M83 ...

: v4 Z5 s4 d9 D
@njyd
/ L8 _- x) S3 M( K/ {
1 f; @" h- c( W! h" {  R; E6 I, i1 L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.

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.
* E# T" F* b9 ?: D
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
  U# j2 H+ ]1 G' ^7 M8 I# M2 [% e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 f  ~. G8 G& w) [; H
% `% K1 g  l6 x$ E1 f- h* z% R" o
4 \* m. B! A5 T* |% t
  K' e0 U+ e7 r, T2 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。
5 i2 P6 W& _1 i+ T# n　　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。
. v8 V5 g& w( l) D0 |' Q

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
* Z' k, t3 a8 F$ e2 G　　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.
* s. G$ P1 l. E3 d
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
8 l" N$ @. ~/ Z; D" M@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

+ G6 L  E& T7 |. O$ x! I

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
2 F* K4 q6 p0 V# J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 ...

2 o: g4 y) O" x  w- {" Q
, Q: j2 W& a; K" m( m* h. [你这里说的大体上是对的.
9 [7 Q) ~. K1 K' E/ n( }
( w0 g: c& y9 h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.

" l/ X( P% }$ }: J9 k- }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.

3 M- Z7 N  e6 L) X+ }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
5 Z. H+ z$ c( Q0 j) ?$ U1 k& E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



2 t& \" T% {+ i  `  h; x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。。。
& j( \' ]3 Z' z6 W% `
" W+ [5 [! l  r( d" n$ l
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。。。
- o  P3 \  J- i9 A
8 o# e4 D3 u, Z) c# f

  I/ p% M# ^. M) v8 h, x0 `

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
+ ?  Q8 D8 S  T$ [: Y' x$ ^央视纪录片披露96坦克打59靶车

% W6 i6 ]! S: k7 s  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。
9 J% K4 w+ N+ v7 W& h' x　　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。
# c2 X  g; R1 l* c1 R( c　　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。
1 t8 ]; X7 @' F  n# Q* f* N8 }　　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
...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* G$ ]3 P% d8 p( Q" C) `- D
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
' d1 R. Q; ]; ^3 d2 ]! F; l

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
* J( o' v) B# T+ l( }

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
3 Z8 g  o) B! I# w( w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。
　　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。
8 Z3 ^7 N. k, _) v6 k. a/ r　　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。
& }* ]4 Y! V" M( D8 C! U　　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

" s4 }; C8 t; f) p& b. U, ~3 Y

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。。。


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。。。
; R$ F3 F$ G+ X* G. f
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。。。

! I7 F+ L1 a8 m. ~9 p
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。。。
* g( c2 I7 q- i3 v& w
0 [5 n. q. `$ W% O+ j( f
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。。。
+ I3 ]# t3 h- l# l6 `' _  Q

( |( P' j- t6 c) 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。。。
$ u* P1 ?6 c  Y/ z* n/ H" k( G


* @, s' S" r# `7 O4 {

MacArthur

( R/ X- N6 i" ?' ], Y( @4 Y7 i% Y

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
( M/ @8 b) v! F: s  c- k& D" b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 ...

5 f7 W; N& H" ~# P- d+ g6 ]忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

! X/ g" f( @9 ^8 e7 P, u
解说说这个是破甲弹
5 w" g+ G7 p' y$ f9 e& y2 }8 c) b6 J0 ~
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
( [# p9 Z& P0 _# ?

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）

& P" D* B1 ?. |$ _
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。。。
% W/ Q" ^( |5 ]! Q- L, m
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。。。
! a2 e" M0 A* d: z3 ~
5 j8 [1 E2 k& z4 c) H. w9 `
: r% W4 U! {5 [不好意思，歪不爱的楼了。。。
# l+ O$ @9 l3 I) d9 Z
+ _$ O% a% ?; _. T% w

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
- T9 i8 |- [6 z& O; \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。
9 K4 w) c, G+ {8 M" U　　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。
+ p+ @9 P6 X* U. s　　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

2 ?$ \, Q& `% Z0 ~& G$ ?
% K4 Q, o$ T) ^' f! G6 y' M' e
* n* Q" ]/ l  a5 P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。
2 l/ X) q. z% Z: |& S) _  M6 A0 a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。
" H; @6 q  W0 d