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 ...

: D" Q  Y# F' D$ s  {% _你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
0 P( q8 e, t( s
5 t  g( [8 o- i3 K# t  @$ ]+ L
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？

0 A% O$ |' L1 f* j! j0 @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.
0 f: `  a( P8 N/ O2 w
3 q: C9 Y( h/ B* a

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？

4 R9 \4 o) K/ V
提前剧透一下吧
$ |6 _' f# f. P4 ^, W/ n8 O
$ b; `4 [  `2 S8 Z$ y4 k4 x0 h1 Z我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
, N1 ?4 G  p' C5 m5 U( o
7 q0 ]$ `2 p. d/ F  L( p
! o( X/ d9 A  O- w: P0 P$ K" r为起爆后50微妙状态。
8 x1 [! ?+ T3 u) l! x2 c6 s# ~; x
* ?8 @1 K# f" e7 H) |# v1 U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

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

7 A- y) d& v) ^: n; }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
5 ^( Q2 k. v6 }, C- a看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

3 a! }! M) y1 ~) O
# a, m- |$ }) C7 x4 l( Q* \- Q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.

下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
. I6 M2 D; [% G7 R( h4 V, }9 _8 W* o见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
6 N  k& f" {6 ], ?& {( i, T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。。。

' b4 j( m; c6 P' f3 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。。。
8 B$ }2 R0 L. s% i7 u

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。。。


. X4 F3 i) K- d/ _2 V' 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。。。
0 M7 v' d% r( g  q  c0 d
& l2 k) G9 w3 I& I( A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.

0 p0 z; y* n3 [% `7 t3 W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.
; a/ p8 [( l  `5 [1 ]
4 ^) ]8 A! [0 V6 w2 @$ p$ d, a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.
  l  N+ Z. t, @( I' X  i
6 l) U2 Z! m9 l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 G  G( n# a- u, P$ g" [* E) D+ |7 c' }这些都会影响设计理念,研究方向等等.
% A* M. T; z+ q1 Y! q( S
1 f0 F7 S" o2 D估计各行各业都如此.

不爱吱声

' G1 ?+ G# H, S

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 ...

$ T" w" A* C5 Z+ P/ p) W6 @1 Q
0 J+ `! F: \2 g, o@njyd
8 B: U6 m; z- T- I7 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.

4 [1 c2 A" P. T/ f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.
* N5 e: x$ x- C' I0 ]$ p- M: K
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 ...

* O9 D6 e- A/ S/ d# O0 d' S5 K

# d/ R; X8 u; ?9 V; }" g  p　　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。
/ u7 n- d) N8 q; _　　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。
. P7 Z* o4 S& w$ M  B8 U9 p& }4 ]　　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。
( Y. q  e; O/ j7 X　　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 ...

见我上面的答复.
6 H6 D9 ?1 Q- S) }! }) p
) K# O! Z0 m. t7 j+ a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
- B: b- R3 }3 |! q9 G) L@njyd
3 [# ?3 P9 \( Z. o' p
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 ...

* K, _1 [* o! ~) [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

& ]- o! [( B% i) ]

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 ...

, _. G0 S0 `# ?$ E( n9 I( X/ V' X
# K- R6 U' u) a* S# F" e' Q3 |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.
0 d5 P, T' F% h8 V* Z* z; M+ O
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.

0 l3 z: ~, ?# N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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
: Z  a* S- Z7 F3 [# I
  V8 C0 ]) x  v. ?6 t+ Q& y6 w5 M, I

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


4 _( v5 u! M! T) }; }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。。。
7 U: {/ k  c4 J1 }
  X" D, S9 N& p4 u0 R+ H# q) q9 n
% J2 `2 T1 b0 \- p9 Z8 G" }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。。。

9 J& @5 m6 X( C) E& g% Z+ f
2 V# u$ v6 q' \) U9 I

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
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。
　　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。
$ b8 b# p, q' C, h* j# T　　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。
1 a7 a7 R( }" K! L; C　　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。
# I" Z5 X9 C1 h" g$ w" A& ^　　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
6 \3 j% B1 n* p( N& a- C...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。。。
2 L  i( I5 g- |- H
" v; X/ J6 B1 g' e: }
) _% r, i' T( \2 u4 P这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
* [- V% k/ H$ U" K# C( @! T
% d5 i! X. a: t8 M" H3 y# @

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
; h2 K7 H, ?1 o5 I% s* C* J6 ?& p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。
3 _' U( q3 e# P; V$ N; `7 R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。
& p$ ?8 U& Q) S+ j: C　　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。
" r. j4 P! j" O# 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。
, d" n: k* }* j$ Z3 l　　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

4 E! |6 w3 U' c9 C* x

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
) Z3 q) w+ C8 v8 E...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。。。
& z* Q( S3 i& j0 u. i+ ^
8 h" y5 ^* }3 _+ W7 P- `
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。。。
$ ?- m7 H+ p% g! i" p% [
; P" }) S3 r! k1 O3 n# d& d8 w. M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。。。
& z! K) o" n; ]" I0 C/ C9 }, U3 h
* R2 M# H3 M% s: X: k9 \. r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( ~0 X9 w; v; ^
) l9 Q9 j8 q& t
. M, b; r* k; o6 J' S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。。。

6 g8 h. h% P8 a) x$ N
7 [# N% D% a+ b8 e4 M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。。。
* h( p/ p5 p9 ?0 p
6 T* r2 R0 v8 r* l5 @
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。。。
+ L/ Z& p2 N0 `! `0 n
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。。。



6 w! ~& {8 \' w1 U* z+ A4 x. I

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
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。。。
4 S. R. ^; L* Y9 a2 Q

解说说这个是破甲弹

+ F+ Y( v7 `5 M" K4 x3 ~1 N8 `看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
1 J. }5 Q% y" u- E# X& f8 o, N' `9 {
2 i0 m$ d. }; p
: N) g4 J& O' Y" A5 q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）

* ^- {" D' Z9 ?3 y; O; g* P
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。。。

3 i& t  T9 H. M9 q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。。。
) ~2 t; P# ]4 G+ q! M/ X; Q

不好意思，歪不爱的楼了。。。

/ R4 h6 H. Y4 L- t$ I$ e

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
/ E% H' J4 B0 p9 M8 X0 u忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

0 V$ p4 `6 |( m# ?) ?, k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

  `" c5 `$ l  F4 q
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。