空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
. o8 A2 m4 h7 U/ }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？

6 `% K7 X. S  S, C
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
! ]5 @1 i: X  Z, C- A; C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.

不爱吱声

4 t7 H  p3 u0 h, Q) 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？

* M; U. k/ A- ~+ Y+ J0 o
3 M- r- H! S( Y6 F提前剧透一下吧
+ ]8 y1 \! d  S/ h4 }
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

0 x8 `' }1 J! F0 A, g* j( E
为起爆后50微妙状态。

3 w: S* Z7 q6 h: |) D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
: ]& C' T. s% T. S0 g- Q$ \提前剧透一下吧
! m8 l+ p3 F  i& O" D' ^2 {" C
" f, a8 N1 h& u- M1 t! z  D- D) }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

# p( A( w' ^8 g' 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。

, i! w# C5 g  x+ T& O7 r& ^/ u: t
3 e2 Y5 x' Q+ ]! b. Y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.
. C: b3 v* [* ~9 }4 ?& C1 v% w
1 n% ]) \* z  F2 x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
7 H9 E8 f9 h+ G/ J$ ]: j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。。。

  o9 {  E- I( q" w3 F; i; M( {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。。。
0 \2 [$ r" Q% T7 D7 J4 |$ y1 t5 B

我军装备的125mm 破杀两用弹
8 V# y& @# i" Q

5 m5 V1 _( U" ~5 S; X; c; D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。。。
- [* p. t1 }- A  y1 \% V

不爱吱声

2 l3 g" h3 T7 d8 R# G

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
5 ]# u+ i5 X7 x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。。。
  k9 d* q' r7 u6 @4 @# F2 G% \
$ X) k0 y* ^9 |+ [& L5 ]美军现役M83 ...

0 K0 }  @. j" A. D! O
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.

借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
2 w8 m& m& Y, [8 v; n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.

这些都会影响设计理念,研究方向等等.
1 @0 ^1 s* ?3 y5 v& n
- a: r# L9 X  }8 F) q% f6 }估计各行各业都如此.
; a9 c) {: k3 l' ~

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。。。
3 h, [% U* b$ A- M, ~7 L
2 \+ B$ x& _0 W6 l6 _; @美军现役M83 ...

: x% U2 k& s- z! ~5 S+ k- }
, u: I- b  d/ _( M& y- E) S@njyd

- [, \# ~9 Z! ?. 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.
7 _  x) |! |2 a- X9 Z9 b
- }% F" T2 w5 Q( t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.

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
7 S( p  a% S4 A, r- g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 ...

! I0 N9 Y# A4 s& f' C8 D6 B
( ^& e. n( \6 d! H8 m

0 s5 p( T* B4 v" p; |+ Y& \　　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。
. f- m* a, O% e0 ^- Y9 ^9 @　　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
, T1 |( q& O4 J3 T: O1 P5 j5 `　　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 ...

% R" c6 C8 f% c  d  E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.
9 o1 [  w  }. W, O4 u( U

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

/ ]1 d) ^. u/ M: `6 k) U, |& Y9 R  n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 ...

4 M; a9 g" t+ O; Q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
7 w/ |+ e/ ^  C- J( h5 y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 r  o5 J) I* Y你这里说的大体上是对的.
( R1 t7 V# V- [% Q+ E
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.
) R+ m9 p. t4 U( J' x6 f2 ]; t9 h7 v
+ r: }; p( V1 S* ^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
8 T0 _  u. `; g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 ...

' p9 g- T$ F9 m. \0 Q' N7 Z1 A央视纪录片披露96坦克打59靶车
, n- s/ c, U8 G0 t( ]. Y
! l0 o/ P- p6 R5 ^9 Y: X  H6 C

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
' O. k4 _& c/ v7 c

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。。。
2 K6 `1 L' M5 \! `
, \8 B& A9 `8 W# }  H# |
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。。。
: Z7 Y5 w8 N/ B; ~


8 z  q" Q7 R# Y5 S6 D

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
2 Y8 w) U) C% O( W  v/ }# r1 r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。
( Y4 p& w. \" f9 @( q$ P9 Q　　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。
/ v1 {% e: C2 \* V　　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。
/ ~2 f! E% Q" Z- V" k1 U　　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。
: C. z4 v2 f: Y- x( r( E: O5 ?+ V. a　　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。
& Q# M- \' Y( \　　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。
( I: I7 O- P$ O1 i+ w- U; p　　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
  H, F/ \! W( u" B& b+ K, L...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

8 d% p# Y3 ^8 Y/ P' B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 v4 z7 i+ F8 D! S: C6 u& a
4 M6 W1 C$ C. E! F* X/ O/ L* b
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
+ g! Z; S6 e- m/ `' U% g5 [

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
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。
; ^, K3 h6 [# `# C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。
& a$ _' n! s, d9 ^　　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。
  _( f5 A- ~0 Y2 H, m　　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

1 V$ m" y' C0 i

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
* b  o! o, d9 M* X! I8 C) m5 {...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。。。

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。。。
9 b8 Z  N6 Y- F# \" B3 w
4 H7 F$ g  G! q2 y$ J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。。。

! o5 L6 B  ]* y
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。。。


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。。。
4 C2 h: w$ j7 q  B5 b
3 n* p& `4 y* d9 v5 {
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。。。
7 _8 u: N: y  v) G9 F/ z
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。。。

% {, f8 i, I# n1 k# \$ P* x4 R
5 W( s& h# p3 g8 a
: C1 S7 S( D8 b# k

MacArthur

$ W0 e9 F% \9 K8 y, d4 C1 Y7 ]

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
. c6 i: M  W# X" h& S( ?% _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。。。
" [# i. }9 {) ~; z" [

% p; z6 N& T5 P0 K9 W1 T9 j解说说这个是破甲弹
5 u/ @1 H( B& N/ F3 _
) b/ }" ]  a: R2 j8 ]% T看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
+ o- e4 [# g" B. g* q, ?* E

6 k2 U0 J% R6 P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）


- N0 B1 `5 ^* H  d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。。。
5 D1 }9 c1 |2 n; r! X
( M( q. x  x, [
6 x% Y* Y3 o! m( a; c4 H, I不好意思，歪不爱的楼了。。。
, P/ |* S. ~8 P0 b2 X: o6 q* ]
# d; m* _( l1 n

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。
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

5 D% t" V  B  D* |8 y

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。
( a; a6 ?0 m; Z/ A  i# I! Y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。