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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
9 X7 b  P. X. R+ R/ [4 V

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
2 z: f& v! S- r/ G- g/ e1 ]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.

8 o8 T4 u6 e) e% Y" ]4 D% j

不爱吱声

- W0 x1 s5 F  `7 s

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
) X3 E2 U9 ^, J6 R你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

5 n' k# w! ~, C6 G0 v0 j& W4 L提前剧透一下吧
, h" D7 I" V( q9 U4 f' {8 k
6 l$ @' Q* X' O7 W我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

1 K: m5 X2 n0 n6 b0 k. r
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
& I( g3 Y) {! U6 [提前剧透一下吧
+ U  H" S% G! X6 z# W) M% [/ @
' A+ R# Z0 Z9 m( J' ^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
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

: _- y# B: h7 L4 E0 n$ |4 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.

下面这个帖子也有说明
, r, q1 |9 D7 e$ g0 hhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
0 V0 |) S% ?. {0 s" F& c+ q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 ...

# T  q) v2 ~; J- t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。。。
% M6 }4 `. h+ v. c

- p+ V. `% [! M4 e( l我军装备的125mm 破杀两用弹
% s3 [5 ~( O" s2 h. L$ M5 a) 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。。。
! m# A5 J- o$ x# v

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
) _2 g7 R9 W! _9 v* n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 ...

" f) _- K. K8 W7 ?3 @
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:
& h/ j' B% d1 b0 T( Q  S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.
4 {* b' f9 O5 {2 x
: H( r4 g& d. V9 s0 f0 O* 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.

+ l3 ]- d! v! G+ R" r8 b& s这些都会影响设计理念,研究方向等等.

估计各行各业都如此.

: I$ Y$ T4 b  f( c) G' o! b

不爱吱声

+ G0 M  d5 R9 ?. ?9 m

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
* [% S  v2 n7 C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 ...

@njyd
8 M) S! }- R% x, F* J* U+ x9 u
5 F" w+ C  g1 W) O+ 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.

$ i: U' X% k/ F/ {/ n! V% X' ?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.
; ~, Z6 `% d; C' I! P3 H
. c" p; J5 Q  z9 a! g, j: K6 h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 ...

) V' c. _" s! c1 C  k
3 B. M' j: O4 g
　　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。
　　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。
　　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.

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

9 O* `8 h# o, Y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 V. Q; ]) `: L8 a9 l  \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
& Q9 e! N' v% H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 ...

2 x0 B5 P  D" I/ G6 V" Q- ~/ [
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.

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
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 ...

& i  G9 R! ^8 m: p央视纪录片披露96坦克打59靶车
, b2 N3 x( d  p. P
( e- E; \7 ]9 W2 ^+ |
3 c: {' S  `; g- S: ~/ r
5 s! L, X. q( x8 W4 d. L: Q! a用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
, M: z( ^. b4 Y! O" O! E
* {. J7 J8 R. D3 V9 e  L) V
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。。。
9 r# H6 R3 i# z' X+ }5 m
5 X& }, x7 _( g# D3 K7 B
' }- s  i/ {, E4 `( E# H% T5 {# q+ o# Q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。。。
' ^- `& |; h+ b; x( f7 v
+ L8 `) P. Y  [/ Z

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
4 y! Y* ^) Z# H- X0 [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。
　　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。
; P. X. V/ ^. j- K" ?4 s# l　　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。
2 `, y( e1 U- G/ }9 L7 D% M9 E3 w　　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。
$ @# l. h1 s. S" b　　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
$ v9 R* S1 H: k% g1 C' z...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

- X' z: r& H: p* o% h/ ]% I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。。。
: q% R! g0 k% o
( o! M( _, y' X1 {0 E1 i% X/ K& \6 A
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

" f+ E: O& d& t' f8 s# s
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 ...

. u3 m: p. e  Y4 d1 H5 k你说得很有道理。
9 |" |5 @1 Y4 _4 Q8 Z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。
4 w/ ~- N' ^. X, 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。
$ b- }6 l- v8 l　　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

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
; \6 m+ {" K7 d: }$ B...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 {+ h6 y% n, u& Q未必哦。。。
7 @1 R/ K1 B  P% A5 G4 a9 @) q
4 J5 s" a1 I& v3 u: n7 ^8 g
0 e5 T4 X( Y. b( f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。。。
( h* ~' ]8 G3 J) r4 L6 @, @) M
8 S$ w3 f( D' Q. |" }2 q. y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。。。
4 X! W1 F( a$ A
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。。。


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。。。
: g2 r! h" v/ V! @7 X

4 e% G% @  ^4 u; I; w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。。。


: f* q' n' A, x" ?" U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。。。



. O' N- m  q0 _& E! p4 [

MacArthur

2 u4 D( u3 o" h$ Y2 e

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
& j$ K3 W* T5 T5 }: ^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 ...

: P" ?: U; H( S3 O$ r% b忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
0 I' N9 q- ~7 a% u; }

解说说这个是破甲弹
+ i6 N( g( q3 r# c- B% O
+ J: U" ?& w$ A: Q& h7 {" i+ j% r; r" J, W看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
/ ?7 u6 D  q' i$ a6 F/ b

9 f; u0 e5 I( K* x) G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）
: h) q8 W$ P3 a( Q

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。。。

: v6 C' w1 D* K; n: M0 o, [$ ^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。。。
; b2 S+ D- S2 `; ~% P1 Y6 D9 \4 j

不好意思，歪不爱的楼了。。。
. ?' s: Y5 e5 W7 d' @
  \$ Z( M& Q* F8 z2 n7 s& t& w6 A

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
( \4 Y, w" A) Y; d- \( c4 ^忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

: ?; o* }, {7 t8 H) N6 H6 ]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

% x8 b# s$ g; @: ?

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。
% r- v* Z" Y0 c2 ]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。