空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
0 l. g+ s8 ~' [2 s3 C' s5 P" 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 ...

- I5 Q' U9 d; X+ Q' `你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

* n( q) s* n: T) u- A8 `
$ a1 c$ i$ F  G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
7 f6 ]3 x  q) K, L; D$ N; V* k你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

% ~, c/ J; \2 L2 f2 g- ?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.
$ s, O) p% v) C' a! u
1 n+ I; _5 d( l7 o: r& H# I( L3 j

不爱吱声

4 A" r- W# H  g4 ?+ v& q

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
1 |3 `* |- l6 C5 O; f9 K
# n- c! t9 a. n; q1 E7 x我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
) H1 p, {9 Z1 O9 a: G9 h" x7 V

为起爆后50微妙状态。
7 i( T% F, G8 c* h/ x  r& E
- T5 M6 Y/ p6 P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
7 }1 ^! E6 D; E/ B9 g提前剧透一下吧
1 t$ b. u4 X0 X
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

, X: K+ Z: w9 U& r: U/ H

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。

" O3 Q3 ?0 G7 k5 Q+ G, a. X7 z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- K# s1 j$ U6 I下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
. v) T2 o* U( w$ A4 F1 ~. U! v见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
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 ...

% n3 N( S$ b2 s* B- o& O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。。。
8 t; j) i9 J" I3 s. l( B

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。。。

  q/ h% E1 A$ e# P, W

0 F# |/ Y$ t  z/ u3 l9 N! t

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。。。

美军现役M83 ...

) v! U: A6 ~; a2 w1 _
* ^! a5 D5 w& M5 j" x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.
% i  m, F4 Q% Y8 P- \" v
2 q. x1 v: J' S3 ^: L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.

* J, K% ?& d2 E2 \! J2 `7 z- 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.

. H& O. L$ Q; o4 D% x4 `+ H+ f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.
3 `5 j' C: V* R- I
) m1 w3 e$ Q0 B8 p4 ~2 \1 Q1 @9 d这些都会影响设计理念,研究方向等等.
( Z& k/ W2 U; [; W  h2 a
估计各行各业都如此.
) L; F* J$ P1 g" u; _  C: z

不爱吱声

& O) E: U. O$ F' N/ @

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
1 Y3 X2 w( S6 Q1 x$ X2 {, Q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 ^7 {. X, f( _) Y& \美军现役M83 ...

@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.

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.
9 N  W6 u0 H0 l9 n0 I) f
( t2 R5 G& u+ z' n% n% r+ L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
1 e$ n9 `1 ]! ~9 o: z: C- ?4 S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 ...

  n: r% @& h% e( L

  D. Q8 x# i4 @% F5 m8 F
　　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。
　　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 ...

- Z5 ]/ o: p' R* K3 p% I见我上面的答复.
8 R2 s- t8 n: s& y& t/ O
$ L* M* f8 Q" _$ f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
- `0 d0 n, R* d; L@njyd
  @& z. ~* K" j" y' h  W7 L5 \
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

5 w. e8 l) h: [" G0 ?

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 ...

3 a+ s6 T( H: |% r你这里说的大体上是对的.

5 D) [, Y, j9 x: Q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.

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
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 ...

! Y" @4 C; F' b; Q8 B* P/ u央视纪录片披露96坦克打59靶车
' `0 h7 ]  K- o6 _6 q! ^9 D

$ s: h) w/ o% y* c% ^& c% k" a  W' {& E# U
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 K* s, q5 \/ s% S

3 x. x5 h8 m5 d% s, |& Z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。。。


3 n8 H. I0 p9 H7 S% A2 L9 T  _
: {; {8 i2 ]/ j/ h" q4 v# d8 y# y

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
央视纪录片披露96坦克打59靶车

9 @. T  ?" y- e) S8 @　　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。
. f' T# w3 i6 E/ @; F% Y8 m& M' ^　　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。
. r: K# f/ e0 F: M9 m1 H, J　　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

7 D! K9 w, h: n% F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。。。
6 |! x8 R+ ^# b. q
, n" {. A5 a9 p2 P, F6 r. Q
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
! K& l. [3 C8 G- p9 S- ~& ~

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
6 Q* G6 c. J- |7 V& L8 c9 z

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。
9 d, h" \! B: S: M" c8 q　　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。
" o; k& `3 p6 X　　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。
- j* M' W, x3 p9 i. 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。
! q# a* v4 d8 @% E; D　　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

未必哦。。。

1 ?% n+ A  y4 u- E
0 N) x7 d' h/ U$ R1 n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。。。

7 S0 ~2 ^: A; S: W+ ~- Z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。。。

7 o0 H1 r/ i; H, j6 o0 ?8 u: A# s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。。。


: v5 p% w7 h# L  @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。。。

4 W; r5 ]# I% g# O% T/ g
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。。。
$ F% E) G7 S0 N( x& |: V( k
! Q  @9 n- Q7 a, Y: O6 z6 s
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。。。


, |% Y# Z, B; k3 c

MacArthur

# i$ L2 a2 Z0 t' s7 O" b

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
: g$ J: s6 M6 W! a你说得很有道理。
% K: e' S: i9 b7 `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。。。
9 A: c& C+ |% w# e) j) n: P
. [" N0 n$ ]* D" y* L
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
, h+ ?8 E9 ^5 F% }0 ?9 N& N  T  S+ e

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）
3 A2 I$ C+ ?: y$ N$ Y. Z

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。。。
& g% b+ X! I$ b. S- q6 ?
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。。。
; M) E. p7 I4 s4 ?6 W8 z5 A' A
- h' s- Q" O# {; Q( A, t
不好意思，歪不爱的楼了。。。

  v6 t2 U% w+ u0 _" ^' |

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
6 `" ?: x! T8 K" e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。
　　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 \' O2 Z4 c) ]: A7 R: I, ]
4 I$ b0 e( W7 B% R, ^  l$ ?0 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。