空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
" L4 _6 [8 V! l1 K; \! 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 ...

5 d! ?1 G, p' E# ]  F8 D% N; g你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


6 T/ F( Q. T$ ?# F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
) @- }) n8 D& e3 q+ V你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

* `$ n2 Y, _/ \! c6 D) o- n& u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.
) t7 n1 V# B* x' H; ^! x
! ?( [3 ?- O5 H: b% V

不爱吱声

! ~; J, E, P7 i- a& @9 c

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？

+ }6 Z- i) B. p) b) P6 I2 S
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。


# Z# W( e; B0 C为起爆后50微妙状态。
, W4 D5 E4 t' x
1 l# s0 }/ ]( _2 H" P7 E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

  ~' v8 h' \! Q" R% H: @0 w( _我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

8 i/ z9 E- A+ K( c! W- A! l1 ~看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

* J1 H8 t5 l0 g) h% [; D

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。

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.

% K6 T2 l9 u4 E$ I; G2 `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
4 {2 f9 U; p  }; Q  g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。。。
# n( i1 L; y4 i4 Y# D3 v
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。。。
1 {* Y. {* Y" \, w9 O  Y) D

' d' _3 k+ O: l, Q  W. ~6 T我军装备的125mm 破杀两用弹
9 Q; M9 L6 B) P6 q0 o8 @' h$ b
* I" N  T6 h) T; _3 E: 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。。。
. U" Z8 [( Y* Z: W$ m6 q3 m, P

4 ^/ ~6 r% M& X( t- j  f

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 R+ ?" T$ l4 u$ A+ H* a. m
美军现役M83 ...

9 K$ h+ O4 V( `4 Y( I9 A/ n
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:
! P9 }* X( T" D0 |3 ^& y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.
" [1 A! J+ Y3 r* v: Y* `
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
5 J2 v$ }, `; i
( r  j( \3 \6 ?5 E' K& D+ y6 I估计各行各业都如此.
6 b6 D& O. q; Y3 g3 g

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
! A8 l6 q/ F6 X& g8 D" J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 ...

6 O6 U; ]/ H$ f7 k8 }% d' `0 U+ s
1 g8 l" V; z* Y' L: i9 V@njyd
) C# @- i/ P! l6 p6 w9 C9 @5 d- g" E
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.

7 n, u' S6 M6 D% _! Q0 o* A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
0 M7 s. w4 N- N, v8 [5 J7 [1 ~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 ...

* Y# \* V3 r$ o9 X7 V% ~; j　　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。
, w$ q3 K% {, j! o6 @) g　　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。
' g. T/ c9 L" [9 l& M# g/ T6 b　　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。
3 q) W$ K+ @, c/ F9 L3 E1 L  }6 @

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
: E2 U4 k8 _5 v- h# }　　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.
0 p5 u: v' u" `  O3 U2 R  W
* E8 W; _% |! `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.
1 M" t% y# v* f1 Q# q- D6 T$ W

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

7 n: C6 s7 ~8 g0 p* \% Y' i* T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 ...

2 R1 V) p7 r# f( H6 R( v& M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
1 P6 A- B! X% [# ^0 |, a. X+ w4 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 ...

( S1 O0 N. C  w$ f2 }( f
% x. k1 z7 E  c$ [( D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.
9 H! W3 P) S, H) O! r
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.

, W* h. L7 j" `( E1 y) Z! v& U0 s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 ...

& O  \. y/ x" w( @  ?央视纪录片披露96坦克打59靶车
& N: E" s( o3 H2 t: L& x( ^) V9 v) V0 z
; M- I  H7 ]# [" r

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
. J, }; y& \  u- d- J2 v5 ?

% B4 X$ V+ C( d0 W9 D4 n! C0 `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。。。
% f% P9 z0 Q+ i- h7 K) ]+ v0 L

2 |! k: {' y6 y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。。。


6 F) p; M0 }0 f: X+ a" W
' K4 E' N" o* q- ^: s

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
3 t7 C) p/ {- \8 c' o! v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。
: o& ^! q0 N# t8 I! I1 A　　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。
5 U% d2 V* K0 _3 i5 }! l4 y) [( 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。
2 L/ J) A5 g* \0 \; U　　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。
1 s3 W+ u1 R! w8 m8 s) g1 f7 _6 s　　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

+ L# q: K8 g; x# Z0 O9 H! v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。。。
) Z7 U& K9 a3 ^1 s

  y5 _  n  r- }9 m  `" W: ]6 Y这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
6 P6 s# {6 w; t+ y+ u% U) s- O
: |: ^: Y( o& w8 x# V
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
8 o' }* H5 g# s: [. p$ R
# l4 u$ W) q% K

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
; `0 v* p! Q+ t& y! h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。
3 T/ z) u$ p7 z3 {. ?9 F　　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。
　　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

% T0 t, [8 h! b- ~+ @

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
9 [* e% T1 A6 K* \...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

3 d  c3 C# j* J5 @9 l2 ^% _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。。。
3 A% M& F- e4 ], y( Q
3 t' p; X; }" P6 Y, I) c8 j+ u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。。。

, k) T+ t9 h9 q# i, E
9 O! k0 c" c% e3 i- v8 U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。。。
9 v4 d8 i; I9 p$ n
4 G2 r1 k8 M" W% `( K: H! h
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 E5 J" C8 A: v" h
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。。。
$ |" i5 F. p: K* s) ~3 r2 a
2 j. |$ I/ K) I/ O; Y/ B( Z* C: ]; g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。。。
2 q7 u" n5 j6 y- p, b/ x' |

8 p, I) P7 r& @0 S& E1 Q

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
- V! }) K: d0 ?$ f$ p你说得很有道理。
+ F  h, f$ }) A* A) }! m! x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。。。
) H$ @0 W; j7 J8 u5 W/ u& d) M# {
* D5 }" A" f6 ~% n
解说说这个是破甲弹
+ B+ e. P( Y8 X
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
- B2 ~0 P' D8 O$ \

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）

; j  s* \( G% `7 y
* _) B9 D, p, b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。。。
. E" V. |5 @$ s3 Y
) m$ v3 M/ t; S$ A) I8 r
不好意思，歪不爱的楼了。。。

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

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
2 P2 y+ \: ~/ L; \% B  u3 x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。
. x# p5 m, ~$ ^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。