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 ...

; k, \) t* G% L) O你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
# j" k0 b3 v  c. S0 h: A
* ?) ]% Z( J; @. F6 E" U
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
/ K/ R( o4 m/ ~( I6 ~5 E你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

4 O( k; `" B' w; A  b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.
, F3 H# ^( A  m. U# y2 ~

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？

5 j5 a2 x# Z2 Z2 o; c/ Z
( h  p. L% R( s7 G提前剧透一下吧

* _6 S; V( w* \: r7 E8 v我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

$ v! A! |9 I' Y# T5 W- g5 t
0 _. q: s: m. M2 X# [3 X为起爆后50微妙状态。

2 ?/ G: R7 G7 I7 U% v0 b& I# v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

: p# c( h& o8 G: A4 P+ G$ }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

# s/ n' Q/ J7 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。

8 `* V; P& D& P  w( B9 s0 E
# V" J6 |: E2 n8 R) h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
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 ...

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。。。

2 J# `# g' k/ D- s+ w6 Q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。。。
) S' b: |  j( C8 R9 e) U
" S/ S7 i% d8 ]
# z% S' @' s0 A. _' E' h' M. O6 B% I我军装备的125mm 破杀两用弹
* v+ V4 }- }3 u/ d) Y  j

6 S8 x6 n/ n: {7 R- Z1 V) y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。。。
* Z# X, B: Q$ `9 J# Q1 g8 `+ G0 X3 t. e

0 J% }) _' c4 }4 m

不爱吱声

3 G2 [5 [" s5 s, ]+ g

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
0 \, ]' Q; }% V% Y1 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。。。

美军现役M83 ...

) B) ^5 w! u( }. J
. b; K0 O  Z% p! i7 i- B  _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.
+ f5 F% i7 Y$ u0 Q
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.

$ Y4 d3 J6 J2 Y5 s( o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.

8 l( L" S, J1 N1 M+ q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.

: u" K$ [3 V2 x5 |7 B" y; R, E9 P1 C估计各行各业都如此.

, u) S( m# a4 D# `/ w

不爱吱声

% Q$ M5 T( ]) ]; Y9 K

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
7 q. N! g% l( ~6 `& V0 i! I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。。。
, \" A% C, l$ `' B0 ?
美军现役M83 ...

@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.
& X3 \; v7 b! m( K4 B/ a
9 a( J1 G+ W" a# C0 V2 T& b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.
( M* N( b6 P  e/ a: {
6 G5 o1 Z( c2 t; i4 P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 ...

$ H- J* A1 a6 }" k6 I# |+ D5 i4 ~
7 a) y7 Y% n9 D0 t7 r/ G4 M2 e8 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。
: `1 e& R! B4 ~* g! T　　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。
3 v) f; b# a6 R1 C% x/ m$ w2 ^　　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。
- ~1 A$ x: a4 b( m+ [) A5 N" f　　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.
$ }- M3 E" o3 O
+ A& m6 j* O7 U$ i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.
7 C; s. e% C6 x0 p: E2 h

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
  T2 H: ]0 m8 |5 |4 \( Z) m% N@njyd
/ w) ]3 i- d! N% M4 K9 U- Y; s
2 O6 q5 C+ W$ R' K1 s9 S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

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
: @' e  F2 P6 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 ...

你这里说的大体上是对的.
0 x1 t# i) [3 q1 S% g6 |
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 o6 g7 n* o7 A- E1 G$ k) }2 t7 ]
  _4 h  L3 z. ?3 }. S2 g/ 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.

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
( d- b( T7 @( \/ W/ q5 ^7 \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 ...

  I6 Z4 d$ [, b- E* R0 D, }央视纪录片披露96坦克打59靶车
# c$ L/ [( g2 ?1 v0 r5 d
. h. N0 [$ y5 X! ^: M
) I, o# M; G- v7 }
7 K# T1 Y" j, H* _4 Z2 _$ Y$ j用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
  S: R$ d3 T/ `# n: l0 b

8 ~9 x/ a  t; Q6 `+ r; F- _5 W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& M  X! q( ]; |8 A) m5 _& ^
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。。。

' g4 t$ ?+ V& x
7 Y# |3 {  ^2 z# i2 A! r
" o( D4 d% g9 C& l7 X2 `

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。
% W7 ?' T  s( L7 i( o　　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。
　　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
, U2 _' S) E% D% G3 t...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。。。
' Z/ E: G; D, h" r2 t

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
+ ^0 L# S( P/ ~- t0 d- ^
' Y* B# Q1 h) S* s* p+ y2 i
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。
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。
( |& e1 Z% C* Z0 u) |　　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。
) t, H) Q9 d: N' _　　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。
$ a2 E1 N& J2 b& O4 ~3 R/ B　　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

% {8 W  |3 n% I' V/ S

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

0 I4 h6 n  m; Y! n未必哦。。。
& o4 d7 O5 g. ?- R/ R& A& E5 o1 s
' i+ S6 B1 R) n. t1 P' {
5 |- y2 f- C- h' x. {/ q, t- K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。。。

7 Y$ J8 Y, q9 i- d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。。。

0 a% V! [3 k0 q6 J3 B; g
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。。。
% q5 ?5 j) D4 W
2 d5 r0 \& K1 N4 f' h( x9 l
+ J5 p! M0 K4 E/ N: g& Z9 I# K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。。。
7 f- Q+ Y, {6 l, ^, N# Z2 P( }0 n
- R* p) s4 q% p
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。。。

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。。。
" k( {) j( Y9 o) f1 Q, ^: O

: z" Z/ t7 F- }& M* k2 |

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。。。

7 |" `2 J9 V$ S. e) ~! x
解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


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）

' O/ m1 ]9 C& ~$ S# n& s7 Y
% q& ~$ o) Y; l/ J3 W6 |0 t" Y% 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。。。
- r8 ~& Y  f: w2 b4 n
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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
! t9 J$ P1 q& v
$ J4 P0 U) v. {

njyd

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

3 ^: d  Z, C- r& g+ a  s5 C2 X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。
3 z' `% Z+ M0 w# w　　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

3 P, i" \" `) W* T  v& f
; k% l9 T: j) O8 D. _右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
- C) r$ B" Q3 _! |& f7 K) ~% `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。