空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
% Q1 ?& [4 ~. `* 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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
. g2 K2 p) X9 \( G% e
  j  C7 t0 E) L/ I
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 p# V! N2 @' o% M( z+ m- M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.
9 f8 i  q* K' G! O3 _, P' [
! w& m+ s& j: w

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？

( ^9 N8 N1 c* q9 l提前剧透一下吧
2 w% K: `! J. q3 L. _$ |8 k$ l9 X
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。


& |6 t/ y; j: ]5 l" e/ Y6 @为起爆后50微妙状态。

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
$ U/ j  H6 w" [% |! {: w8 x3 X1 L
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

3 t) ]8 v( s. T% ?' Y看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

3 i9 D9 V7 j) l' f

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。

! `, F  M- D( E6 n) Y0 {2 {
* y* {7 K4 t0 i: u9 A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.

' a. l& Z+ u/ k) M, ~1 f下面这个帖子也有说明
$ t8 ]' y* k/ S, e. shttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
5 ]6 v+ d+ v( r3 m, |0 K. L% r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 ...

" ~( u0 D3 I2 k% u, k& x& Y: `7 V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。。。
, {' _1 s" c* }1 I6 o8 g" ~( @% j1 l
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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹
% @+ x( ~& s- W& M. R% c+ c5 Y" d. _
) d# o& D7 h! {4 w  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。。。


6 m+ y$ u7 b  N$ j0 y2 i7 q

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
) E, @9 e1 _1 U- e  T1 I- H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。。。

% L) I3 Q" `# q1 X) z- j" s. P/ F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.
% ~: j& ]& g' q: Y5 B& o
6 n- t5 I. z- I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.

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.

5 o  k- w1 K9 O这些都会影响设计理念,研究方向等等.
& e2 R" H* r0 `
估计各行各业都如此.
6 y$ M5 P0 m% y- n
* K2 X  p% x. ~$ \

不爱吱声

( t! s8 H$ M& I0 c7 v( ~

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
+ [* m2 f! b+ F( g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。。。

# v" K  u) ~: R! \. Q美军现役M83 ...

" T6 R( Z: g* F0 M( L6 `2 J@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.

. o$ q: Q% y8 ?+ J% G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 ...

: |0 h. [4 w1 k. n1 L
6 R7 @) P2 Q$ }+ M, U　　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: l1 t! H. v  f, ^　　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。
3 i5 J, l* p; V0 R; M( E/ D　　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
8 w$ P1 T4 s: n+ i- b- }' z　　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 ...

8 |+ q& I5 w% _/ L见我上面的答复.

0 {+ m" R' f9 _6 t! |0 K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.
& O0 L7 |- ~' [3 f; u

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@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 ...

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

7 i" ~& q2 L0 z( c5 i) ^/ w/ z

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 ...

' |  h! c* ~( v! B3 J) K! P8 j! {
: ?( ]& m" W& V0 h2 T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.
% c1 u! C2 E$ D0 T2 J2 q) k" [
: z! R$ y! L4 B( g9 [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.
" X; E- C( e6 h) V4 i8 g: ~& d7 _
8 F5 T: C) f4 L- c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
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用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
% f; h* V- q5 n1 o
" C  U8 B) p0 P
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。。。

; J# ]+ d6 P. H; f) F3 H/ i
3 @7 i6 P) l% 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。。。
6 t3 O# |7 \/ t* R$ A- h# s
- J" I( R# _6 q* c7 {

0 i8 L9 p4 _6 ^  H8 Q& 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。
' b7 ~- g6 e+ }+ Z0 @　　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。
　　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。
- r  t/ C5 j0 [# W　　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
! I6 F* ^* o7 h9 F...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 {; ^  W" H. P+ Z

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
4 l" x0 B  k) k; N3 y$ g

* q5 B2 ^: V& F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。
3 D1 H- ~6 Y9 a: `. 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。
. m' x! A9 ]* H　　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。
" Y7 U  c" u  P: y, `; t　　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。
: O9 X3 o9 i; L: p2 U* N1 |　　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

; b9 ~3 p& E, e; [% k3 r

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
0 ]" r3 j3 o8 \  @& ]...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

6 i3 w5 C- v1 c6 T, }7 e* s% E4 J) B未必哦。。。
# z. a# a( _9 J) I- V
+ @# d4 P8 [2 `# ~1 g
1 u2 j% B. B9 \* q7 X1 G& W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。。。
4 f0 p! @7 X4 x% i- I. Y- P
3 O4 P: V0 j7 ]1 y% c: K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。。。

; j5 b- s' ~- r+ t! {+ _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。。。
) f4 Y( _2 I. v1 ]. C$ Q
6 m- j: w% `8 u7 V
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。。。
% D$ {7 H3 ~3 S
0 d* J' |. W5 a4 ?4 x4 X6 q
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。。。
; b* V2 a" h4 E6 H. A
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。。。

! f0 W: q9 i# f. T$ W; C9 B. K
4 N/ [' p3 ?# C

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
$ Y. S+ F9 p# |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 ...

& [3 g9 T: e  n忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


解说说这个是破甲弹

! R" i5 k% n) w$ x6 }" [1 v) Z* a# w看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

) {; `' ]0 m4 c4 A6 O0 k1 `/ b* W
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）


, N3 Q# t" J3 o4 e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。。。
+ t# q6 R2 x  `% h& S9 N& [. s8 x
, M* S% S0 F9 b% H* d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。。。
) G6 l/ @0 L0 g- M/ [

6 ^3 }, \" T+ t! H: E6 m- y- o不好意思，歪不爱的楼了。。。
! Z% Y2 D/ y3 i/ ]/ S% A: c
4 f5 }# w) q9 s- p

njyd

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

% [2 M5 m! t$ R# L楼就是用来歪的。
4 F/ E3 z0 p" _) U7 W8 Y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。
; x  W% d! K; d) {5 _( [　　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

) j; ]. \2 o7 Z. `) ~  G5 x  @7 s
; d, F$ n, c" Y% r. Y& Q" \) f
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
: k: a8 t1 W5 z% ^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。
, }- E8 W& _3 d8 C: ]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。
% N% h+ ~  J$ P1 R/ U