空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
; [/ H# E% E- z; 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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
2 ~$ S( a- B+ |! E) y8 z1 a

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？

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.
  S: q0 U7 p# O: l/ T2 x- x4 f

不爱吱声

+ J* w; s. S% L; E, G* X, b

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
( I; ^' w% v- `8 A& v3 l
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
( q1 s* o* B8 Q$ t

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
  ~: ~) o5 i1 B3 A提前剧透一下吧
, i8 L4 @5 {$ m7 X! f3 L/ k
6 n& B9 T( O% ?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
% |9 D( u  x% _2 \, x) U看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

+ M0 f5 H9 u5 l& ?& i/ N( }
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.
8 l/ w: c7 S" v3 y' ~, \" w
下面这个帖子也有说明
% ^! ^6 j  x- @& }2 \http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
2 P9 x2 C1 g0 c, t5 ^8 ]见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
2 i3 T/ O. O' P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 ...

( l: d4 F5 E, U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。。。
5 o) p' R! L1 c1 n
! L. [9 T: L! u/ Q: n: }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。。。

: `$ d$ Y. D$ v% X* o& J3 B2 h
我军装备的125mm 破杀两用弹
3 w* r4 H" L, ~; c+ ^! [# K$ O
' V2 v; f9 G6 l- {2 F1 g& a: V
8 ^) k; C0 l5 K  X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。。。

8 r# J2 z! B2 }$ M3 J

/ `& p+ J5 d& t1 w. y" R- A3 l

不爱吱声

2 h, m. S& P5 B0 {1 E" `7 D

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
- Q: L/ v6 y3 Q" G' m. I7 h- j4 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。。。
/ Y8 v3 ?7 y) z$ G2 S. f
美军现役M83 ...

8 _- {1 O9 @0 X/ Q$ Q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.
1 S% d5 Y$ M; ~) p9 x& \" [
  d. }; `1 o3 C, n. e! i* ]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.

: l& U1 K0 |: K: ~借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
. v7 G( w: i3 w. u" W5 v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.
) c8 \$ ?0 I1 h* O" f, E, ?; z
8 }# j! R- G: E+ \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.

' o3 |. h9 e% P9 G$ {这些都会影响设计理念,研究方向等等.

: B# O, g4 X4 P/ Y& {估计各行各业都如此.

不爱吱声

) Z2 n3 T3 l7 E1 K4 F5 W: o

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 ...

# y* P1 F9 T) B( V; y0 y@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.

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
: X/ z: y, ^+ O4 L$ }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 ...

" e; T; b' h4 p
* m2 ?7 \0 @$ h3 g5 W; Q" k

0 _% v5 f% t( F# w" @　　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。
0 I5 ]% r& H( j! U& u　　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。
　　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。
# @+ C& ]$ Z. e5 j　　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。
) r- F2 Y& _' @! T

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
# d/ L5 s' l4 i( t" |　　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 ...

! p2 ^( R' |; X4 L2 a5 d1 \见我上面的答复.
9 {0 F7 _) {( r. L! B
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
@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

* h! R* y7 e! B4 M+ W+ e

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
4 w9 [- p' U. \% A& X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 ...

5 |; P: S' d. k4 `9 w0 P+ Z
你这里说的大体上是对的.
9 c  n3 ]& q' H9 \: i. h8 I
, @: M) y0 s7 x+ @) j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.
, b, S  F- P; A# p* n2 `
8 `3 P3 V1 q: b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.
$ }# `# Z/ _+ v* M  t$ `( 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 ...

7 m3 V8 e. Q: [" o  N央视纪录片披露96坦克打59靶车

4 H: t! W8 _, t! v5 t+ R# X

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


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。。。


+ f! J' }  [+ q9 v. V
0 ]# K" M: R# ~

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
; T* I9 m7 ~( }4 n央视纪录片披露96坦克打59靶车

) }8 b# \9 B) t# v2 H" E　　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。
& d3 j" M+ }7 V8 ~8 G　　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。
& ?+ E9 k: L/ l- N" |! B　　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。
) ?% ?, ]: g1 Z3 N0 D9 C# o& D　　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。
% x* Z, w5 ^2 H- q0 P　　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

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。。。
3 I$ v. X+ s) X' i* g  H1 U

* J& c3 P; }0 f6 x, z7 B  C这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

! B7 X  k5 f1 W
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

2 g3 Q! h( C: \

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 ...

  j4 E) l$ O4 [5 o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。
　　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。
' @" ~, i! e9 n! I6 ^" e/ p. q　　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。
* V0 t0 v; J! D# a+ 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

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。。。

1 b, ^' v4 {) V; V& O% w4 d0 ~' ?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。。。
- _$ ~% M8 T* y% M4 @
* ?# j$ e1 M7 W% i( |" O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。。。
. s: M" V2 J! `  V+ X3 I

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。。。
1 _  a# _1 E0 c2 \

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。。。

& _' e, y( P# F! d0 U) M" s" D: r. |
9 K3 c6 w9 c; s/ c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。。。
/ l3 j* i: [4 f' \+ W
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。。。


# l% W! b' A5 q* R
0 s# E, x4 L8 _% s1 v; m

MacArthur

; k' b& z. K6 o9 X; \6 h/ b  q3 g

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
% \3 ~$ Z- R3 d  c' l1 V$ l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。。。
. I! {! @- W0 l5 A. k
/ J! C5 s" y  U+ f8 B4 L) S& T
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
5 z- P9 r6 \! X* T# y5 l
* E7 v$ U6 j, f- ?$ y
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）
1 q, c( p* M8 U
8 o4 W# L1 p+ L: R
! l# }+ P/ ^* }% i$ I/ q+ c, R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。。。
$ ?( i2 L# H$ A/ C% n3 t2 \/ Z

$ u5 f* ^2 y3 V; @6 C不好意思，歪不爱的楼了。。。

& }6 e2 C7 e- P9 K

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。
6 s( [: @( H) l: G8 ~　　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

, \+ T0 l9 {/ F3 v
/ k+ }: P! S6 ~$ {, X5 [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。
8 n& r$ J: a: U4 n/ o5 _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。