空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
: V# B" g8 e5 T) n3 s/ D! i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 ...

) M2 J  F4 R/ |1 J% Z4 C& I: k你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


$ ~* ]5 }0 m8 E6 z1 M9 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
4 e9 m, p7 s$ I你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

* M4 t0 a+ j+ m  @9 H6 [4 y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.

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？

提前剧透一下吧
* C' F2 y6 t$ o7 W8 E+ u9 R4 b
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
% c0 F' y: w: e) q: t2 M

# B) F% [7 P/ @: o* c1 L% w) T! L为起爆后50微妙状态。

6 ^; z1 K) m7 G' q- @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

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

& M' l) X" l+ N看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

7 \# f0 _( {  U" {  ^

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.

6 Z0 N4 o5 Q/ @% _下面这个帖子也有说明
: r$ d# G7 S. ~' d- A+ B  [6 Vhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
; J2 R& u( x% @! X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。。。

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。。。
3 ?0 W4 \5 x, S5 }3 \

我军装备的125mm 破杀两用弹


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。。。

2 I2 O) I& i( }( Z2 ~2 m' j% P

不爱吱声

/ Z& k0 _; C; O5 ~: G9 D* e

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。。。
9 b" G  K0 Z& w3 A* c- M* C
, `% F& T; k8 A+ }0 _+ T美军现役M83 ...

" B: `+ l  K1 X* z5 |1 k% V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 Z4 L2 k5 R2 C+ t3 @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:
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.

' `. R1 q  Y5 f9 D2 ^( b$ t: W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.
4 A3 B/ s7 E) u
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.
# z. g9 }/ C8 `1 Y, V8 K6 o4 ~% {1 _! e
" V6 J1 X/ G% s7 y) W: w9 g& g

不爱吱声

; E4 t. p; H3 p  l, U, g

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 ...

' i/ }5 P% E2 m1 E5 p6 w- c' s8 Z
# B, J  Y% {; H) l@njyd

- j( J+ A9 o$ ?5 `1 b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.
' E* v( X- e4 a* J9 c+ z
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.
' O& [! }: `" O; L4 d' _
+ H! ?; @) q5 t5 H0 S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
$ k8 q8 w, n! ~$ @) y4 N" 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 ...

3 E( \! w4 q0 v, m, r" I% E
9 p2 H/ u  j% t. }7 q4 W8 y$ 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。
' M7 D' P, G2 F9 P4 U　　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
1 N5 O  z! w- b6 t7 o3 \　　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 ...

0 P4 B9 X$ c% w/ r8 C0 z见我上面的答复.
$ h5 |" F' X6 e5 }
! b5 b' j1 Q& P% V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
  B: ~3 _0 [. H' j3 \6 @% G@njyd
- s" V' `% N9 t2 n
- J4 d; q- [4 `+ U- f! i! ?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 ...

& h9 @6 Z5 f/ }) M8 G% 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
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 ...

# v2 @5 b: `, _' I. R! D7 ]你这里说的大体上是对的.

; ?, I0 b9 K8 C# H+ L0 F8 ~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.

) ?& p) ~1 L" ?3 J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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车



用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


9 j6 M# g8 h- n) v$ x  Y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。。。


: ~* g! M. @" c% R1 _8 [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。。。
. s/ p2 w. h2 z0 I* `( J. I
1 h$ L4 d' P# W% h9 T

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
, A& M' X7 P. n# e; j- E3 F央视纪录片披露96坦克打59靶车

7 y1 Q* Q* U- T0 j/ x　　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。
8 {# `8 u8 H2 @. \+ }9 b　　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。
8 k6 e2 L" U& e) q& s+ ^　　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
...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

" ~- a0 A# y/ p$ @% A% y# |$ d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。。。

- b' [. q0 r0 x- q: U
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
0 g& T+ A1 A. _  ~) T0 D, R1 X9 z2 k
4 @' E" s5 O5 A+ d! ~
" H3 d" k( P/ |0 h, |+ [伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
$ {, Z$ Q* P' j3 |# Y3 H: @
; m' ^/ N: r( _( `

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 ...

+ J& M1 t+ q1 ~5 @% h( q8 x0 y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。
　　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
" s0 n" t) E4 p8 P, O...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

1 I: u3 r3 e2 R未必哦。。。
0 K0 p6 T/ [+ ~: C8 U$ x

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。。。
) s" K* M( d! w& O+ O
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。。。

( R3 r, k  w: D* s+ ]3 e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。。。
+ }1 H3 `/ X' {1 n: g
# w( d0 u8 s, \9 R- c
& _$ [4 h7 Z0 n7 ^1 U( 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。。。
& k4 A8 J, [- Y' P4 P
6 P# z% Z' C8 d
; P& W* m) H, y# b0 u% |; _* i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。。。
0 C: t; ~% j* e
8 }0 [% F: x7 _% V2 B" Y
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。。。

- P/ P' I$ x9 j: q! L0 B# t/ L% ^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。。。

MacArthur

( U7 E/ X: i- q

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
) b+ D3 V0 h& ]# U' @- H- F' N你说得很有道理。
( ^! F( h; w/ V9 a3 M2 K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 ...

% e+ ^( {) l; `& S忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

  O6 i0 h, f9 k. f2 b
$ Q( ?; d$ w: h$ \5 C6 h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）
2 ~" ]9 W! A0 V6 y6 i3 f/ M- _
9 l, i5 }" |( _" s
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。。。
; A+ l7 x5 H, Z
, ]! P; U' }+ a5 n
& r0 E- c5 N* c. P不好意思，歪不爱的楼了。。。
- L7 B- V% ]8 ^5 h- y* t

njyd

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

- h" d& P( h% B! ^, w4 M0 {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 G2 t8 h( v$ M9 |+ H7 }5 e4 v; |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

: V- w1 Z) W/ W# M7 A  R7 |. 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。
5 p" r7 N* O4 [0 s+ ~. [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。