空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
/ {, I4 h# e0 k8 j. M7 R8 u9 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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

5 Z$ D9 P: i5 \4 s$ z8 g  f1 }
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？

( n# E+ y7 q' I5 t; D7 ]* L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

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
! t+ q" g* u3 x
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。


为起爆后50微妙状态。

. G8 }. K) _: w- B; a; u+ p6 J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
# s# P! _" w2 [' I
# c% Z( h3 r. O- v% k4 h* u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。

3 @% b) S. }9 s6 y. [* 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.

9 ?7 T5 O" a' w7 P下面这个帖子也有说明
  r/ k' t$ b$ b1 ^4 d8 shttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
' m7 w5 B: R# B$ |; [7 j& h' n见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
) E! i3 e7 ^9 t# k& {2 B7 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。。。
. M3 X) K7 C/ R' B3 ^
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。。。

$ j) O& u! J  t: ?# D
我军装备的125mm 破杀两用弹
" \' `- D) S% `5 N* b2 c7 x
, z9 Q( M7 |+ V9 H9 S
- I1 Y7 a6 @+ H7 k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。。。
) t7 o; {$ D* p) g4 h6 i) C2 `* b  b
5 f; `: \1 t$ y6 L

* w6 a2 f5 P: y, ?

不爱吱声

  f. z, ^8 l" V5 B% X3 d, u- f

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。。。

% W2 z. i' F1 W% ]/ R# m* k' I7 ?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.

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.
! Z6 l  }1 h4 Z) S: D
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
# M: J# B- X' b/ f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$20,做试验的更便宜.
  ^& }( B- b" I$ y' J* G- X
: U1 d5 @! x% {& J/ `& W" [$ P, U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.
8 B/ f4 m0 b4 f9 U$ b# t
这些都会影响设计理念,研究方向等等.

  B5 t( D. N# N, j& f- {9 c估计各行各业都如此.
8 j) {$ w0 ~# g. ^( o. U

不爱吱声

  V7 O5 ^  q! w. j  }; H$ y

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
! x! k' Y- E0 x$ G/ G! A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。。。
4 m+ p, G0 z, r& V7 H9 U
, J  U3 `2 D$ `! f美军现役M83 ...

/ J( S- W) n) d9 B/ [3 P1 i, K
% M# f. o5 m. L  S@njyd
% Q4 ]# A8 r: _# X+ B6 x; w
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.
$ p; `: e- Z! H  t3 Q( p9 R+ `
+ p1 u5 p  X9 U! a9 m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
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 ...

. K: p, F5 ]/ G5 @7 o7 ~


+ w. i+ p) Y0 k) m　　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。
/ C' }8 S! R+ }4 g  O　　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。
" J6 M) Y+ y3 I: a+ s0 }9 E　　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。
2 ^) i! l8 O: l1 t3 s3 e

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
5 l( x/ w" J2 q0 ~; y" l　　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.
: L* e5 U6 Q! F3 e
/ ]0 n1 v* N: ?0 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.
. Y" l& X* A4 h5 N2 j4 J  \( r& K0 j

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
( N% `+ g9 D8 m! ]* Z9 V@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 ...

0 X0 h* ?! q) ]( z/ ?. 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 J" i/ T: {1 K0 t6 ^7 V4 e# J; K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 x) g6 H8 G4 z- h
你这里说的大体上是对的.

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.
' }$ o, d+ J6 K: V8 a) |- }
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.
8 J. G5 d& i' b, a6 m4 ]
4 b+ z" l5 N" B& i, D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
4 ]- p1 Y7 h* @, r( M+ |6 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 ...

. F, C2 G: P0 h5 }( I3 @' m0 ~央视纪录片披露96坦克打59靶车
& r1 \: f$ o; c

, B5 |" z8 U: f7 k7 ]/ ~
/ t# y  G" K5 S用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
& @6 Y% ]7 L: W+ t" G) E1 u; o

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。。。
4 v6 I' \6 o2 t4 |+ P1 o
3 o8 h0 {$ A- R! g, ^
2 }9 r: r" r# \0 L* l
4 K, v. k- ?9 h

njyd

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

( X: ?# x6 P; ]$ e" {) _3 t: G　　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。
　　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。
6 I. T/ z( w. w! I) O. p5 u　　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。
) O9 A& A, y- ]; Z　　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
, n$ S( N& Y% p2 b* a/ @...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。。。
1 Z% t5 C" l1 U+ F+ L7 w9 |8 A
* f4 D4 f! n  ?8 K
7 _$ G- h3 N+ \* V6 _这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
  N" f. {* b( ^3 y7 k. N  M
3 A* E1 }/ e  z6 y6 g# b  C, \& T
; O0 {! U) k) j$ d7 P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。
6 C" D8 T0 w' E( n# e7 p0 f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。
. v7 O" j6 E/ o) u# e　　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。
　　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。
) \- |5 `' R0 h  ?& u# m$ p　　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

; @8 |- B3 H0 j未必哦。。。

: }) r$ U7 S1 g: ^1 _+ F. M
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。。。
( l# P6 V) l, p; x% m. r
# W3 b3 C" b1 U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。。。
: {5 O7 C5 x- @' _/ M0 V) i# d
+ p2 I! U# f9 l) D
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。。。

% b6 k) a, a4 r! d- \
! }2 g/ F  ]" o5 H5 H8 w, i. Y  c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。。。

8 J" y$ n' y% I2 D6 h4 A& e1 t+ Q7 C
2 J& L% v, [7 J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。。。
  ]9 s3 i+ }( o! y" c' W& J8 @, h0 h" ^
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。。。
4 Z  U2 i& l9 `7 e$ \1 O
: n5 h6 D2 U% Z9 d5 f' Q1 ^* w
/ j  ?% i: g9 j, ?* w' B) c; {
$ [# s( q/ l/ ?) m0 y7 l

MacArthur

. P0 R5 c+ R# Z

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
' {+ A' P2 J0 ], R& [7 M- D% j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 ...

, n2 W4 \' ?0 z3 M: N2 Y- ]忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

. }8 M- }' o9 _# u6 W
解说说这个是破甲弹

* W3 X7 m( }( k. I  Z看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
( _0 K5 C4 Y2 i" x8 i' c1 }

! ~& U4 c2 c/ ~: u% U0 L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）
" [+ \# A, m. j4 e9 Q) }# Y
2 w3 O' P+ W/ _* U
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。。。

- s/ `! r2 v' Q( L( p* J9 c9 {2 `! a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。。。

% X/ N9 x* d  l' o! C
6 Y3 L% e+ D4 H不好意思，歪不爱的楼了。。。

* f" x; I. Q) ?/ M0 C6 Z8 e$ q

njyd

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

8 b# N- W2 m* Q4 Q& _* H; x, j% Y3 b楼就是用来歪的。
' b4 G6 B$ o. T' D' r- Z- }9 ?" ?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。
2 B( z3 f- o  {* C6 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

$ P- G* t. J; w, A
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。
+ t+ w* U& S; j2 G4 K4 b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。
: ]' o+ ^! h1 n8 z- K5 ]& j