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 ...

+ z# T# F2 G+ H3 W8 H你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
; Z; |$ ~6 l$ o; V( N& |! s4 q
" u9 H2 W8 c/ a. X* N9 R
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？

  {! Z, J/ B* u3 b4 |$ `3 y5 i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.

3 e& D1 |% c! S) Y# ~

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
" d# H3 x  }4 q4 V& _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

我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。


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

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

2 o' e( g8 a/ o9 r5 r% S+ [

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
5 O; J/ A+ A' w7 p7 a看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

1 R  {7 w" l/ k9 P7 g" F
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.
. Y8 f) C7 }* ?  o: a0 s. F9 J
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
9 c; Y: q; A/ U- r* @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 ...

1 [  O+ r1 M/ Y! D% a# q) s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。。。

  J6 Q$ ?5 g. ]' a, i+ |6 `  y1 j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。。。

' u" o$ ~+ n( p' g2 v6 N% \! J
我军装备的125mm 破杀两用弹


! V+ @, D5 x9 [. W$ }! P/ V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。。。

+ `% w  h3 X2 h/ c9 h, C) }
7 L! M& s( r& V3 D% l. t8 C
! E8 g1 o% D" I" ]% c

不爱吱声

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。。。

: V/ |7 j5 t6 F. C& F; |9 y" r2 M* G美军现役M83 ...

% b, B  x, y; ]# C& F! a' w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.
/ U0 |2 ?; b$ X9 n- N* O8 H
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.
/ ]$ s" s: u, |
  A7 z7 p2 D1 d1 E7 W0 J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.
: @' P0 `1 q3 ^* W) f: E( ^- F
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
$ M' @) o" \& ?/ y
8 o* L1 ~$ t5 ~. n4 m* Y3 t# g0 ]估计各行各业都如此.

不爱吱声

  Z( g$ q5 S7 Y6 ~9 A

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
' R0 t6 X" V" v6 S+ _+ J4 S% k" 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 ...

@njyd
- S- ], B3 R# \0 D5 H- X; N
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.
/ @& W/ c2 L( d4 {2 Q
8 G# I$ }( U6 Q/ 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
0 Q- C# b" Q; ?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: W+ h, _% `
' G& p& o( u- d  C/ e+ I) G
- @2 b* s) @2 y2 S: C9 K- |
　　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。
; ~+ J- L4 Z+ I7 o# f3 V　　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 _3 d* E+ j% X6 D8 D9 w! y/ e　　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 ...

9 u. z0 w) C2 g: c5 W见我上面的答复.
; H5 e: X3 o1 R1 w2 F8 B% C9 h3 W
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
1 l7 z* Q6 E3 [6 z9 |; @* Z! D; i@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

$ ?+ c% p5 h! r/ t2 o& l

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
+ f: [" m6 T- r& t, ~6 l. J0 ^$ l# D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; h  K; \, x% m5 v( v' h1 p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.

% Q  \/ ~& r9 K  r2 a( f5 @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.

. i. j7 t0 A* n: x$ B' K1 E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
! w. N) n; K- x/ I3 G& C7 w9 Z6 Y& t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。。。


$ c1 f" o" l) W: J: a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。。。

7 e  g& t. n: E+ ~1 S! ^
: g2 E  U, \& }! u9 `7 P) 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。。。
* m+ X# P, I1 {$ K" _7 c$ g

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
# _/ s' w) W: \. ?5 L, y1 x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。
( d* n) P1 H+ p  ~- B  s　　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。
9 l( e& O+ {, R5 t　　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。
7 j" E1 g( H5 e. y! u* S' t% I2 r　　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。
6 x0 P! P8 \$ o5 c　　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。
; C0 ]$ P- Z& ~! i　　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
5 F/ W, p, M0 P4 _# B; z' J...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

% j; A/ R3 b* r9 u; X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。。。
, M8 v1 N1 X/ B; F
' ^* `+ z; z& S: ?' `) x
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
% \4 D; e7 Z& i& s+ Z9 U

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 ...

2 b% `: b7 N, i$ T8 r- e. ~你说得很有道理。
+ \* L1 [  Y& r# z& S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。
# V" x% M' J, |) M6 ]　　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

, `1 G: q" \! k$ k3 N( |& K% K# [: m

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。。。
5 r8 B4 J! v* x
  o* E+ \9 y3 M" \
$ D, o3 Z$ |1 A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。。。

  m: b) ]% ?! M2 K) n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。。。
9 K* m; n9 S3 B0 v- M: g& ~
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。。。


- ^, L6 b+ v* c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。。。

  s! S1 Z. t6 B, z5 S& e5 u
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。。。

3 p0 ~! K% c9 v, g1 a
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。。。
0 [# }) L$ |/ V7 D
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。。。

2 m! Z! C# B& Z- G8 H

MacArthur

. t* \! u4 H: `0 T" B1 U4 m

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。。。
$ V" [4 \# r# d; J6 e- ~; C
! J# }( J9 b: O' [$ @/ o# 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
3 X1 J7 Y" ^5 U/ N
9 k% P# W0 {6 `9 V+ |8 W: z6 K
, |$ |# H7 i% D% b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）
. n8 u  k: J" q- c/ M  M

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。。。
2 Z6 a4 X" U) V/ i8 A# R
  o* {* ?( j; W' k0 _2 c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。。。
% g: `) m5 W4 K1 e  C) q( G4 j

9 i2 I: ?" X6 l/ O不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

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

5 C  F2 I" G) ?5 S) J. g, {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

+ s) R  a2 f8 r; l右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
. Q( o" M2 t4 V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。