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？

& P9 j  E7 ?" w$ `, s- z/ F
+ X- z+ H) U7 b- ~% _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？

* i8 E- _, A6 A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.

( u7 b/ ^- I9 t% y( h; x

不爱吱声

% }! g) K2 A. `7 f/ D) `

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
4 n5 y' k9 F& Z2 P9 d你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

7 z" [4 H8 u: f- j4 Z5 A' E9 `: q- `9 V" P
# p1 D) J& @. r0 ~: ^4 u* o' R1 e提前剧透一下吧

! U  h/ m! a6 T/ k( s+ v3 B我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
* U' r8 R' N* P4 |& d" R+ r

# Z/ c- c) [4 b$ ~为起爆后50微妙状态。

' @# _. [) p9 f$ i& m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
; u# W4 O2 L( E* d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

; c5 ]/ l8 `' H* a" ~. N0 T4 _+ @$ \$ f

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
( B/ V1 O1 B0 ~& K# L看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

3 o- y/ [8 J" @& s6 S
; e9 T' [, h4 G* i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.
# G6 s. M* D; e, M( ~* c, }
% d1 |3 |: i" z( [/ o0 n1 A下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
  ]" g) t9 N/ Z! L- l$ f' T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 D  J5 y( ^7 _) u
9 N5 w* T3 R$ }4 \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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹
" B9 ~& D8 g! {1 ]1 z
: t2 l$ o6 K5 @; r" o
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。。。

# Z2 d% l* C7 W
0 p% n8 x3 S% b
% u  s9 e9 @; y# C: d9 @6 U, U7 a

不爱吱声

* B8 \. \2 t2 n3 d9 b+ \+ q

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。。。
3 Z# p1 }  ^6 |: |$ X
美军现役M83 ...

* _) V+ p& w+ V: n4 i
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.

# X0 m) e, c& z$ u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.
/ N, b0 t& ^8 h+ r. h
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.

8 b. u4 O. l: v估计各行各业都如此.
( _6 v$ L, \! x; y5 f$ N: N. f
' o! i5 U: @0 A1 \% m1 M0 j

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。。。
1 @# I! v5 N* r! T8 Z) k
美军现役M83 ...

8 V+ T* g$ Y) z' B0 }
1 n* ^, j& ^. {; R( }( z8 [! B7 o@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.
+ n1 R8 h; E6 b$ z+ X
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 ...

5 x1 _8 B) m, j0 Q- v+ p


　　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。
- @; ?6 V& r* d7 x　　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。
1 F; V9 w2 j: M% Y2 M

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.
# Y2 c. w  ~# |( b! O
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 ...

, R" y3 B; T7 U* v5 ^4 P: F8 R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

0 p2 p$ {( \4 n# h8 w$ j

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 ...

* P/ Q0 k* k: u: o- Y
你这里说的大体上是对的.
8 R# T2 ?6 M7 o* B6 w
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.
; g5 Q* [1 ?) d2 {& G
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.

. o  Y; Y0 z/ d' j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
2 I; d, l+ D. b4 U% C0 @7 z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
3 E9 q* N8 V0 g6 k$ c  F+ S

) T$ G3 v0 v( x( o
6 F0 F6 p- M! L( k  q用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
! p: t3 C* J7 M. s0 X" A
( l4 e* h! l9 m3 K
; k# ?7 t" f+ p$ ?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。。。
8 B/ h  b7 y* n$ v5 D4 t
! D: }& D: u( C
) `) R1 E6 ?/ M: W5 i( x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。。。
0 g8 R5 R2 r9 n5 C* S& u


; g1 ]; l" q; P4 z: G

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
0 {# }; n" R7 F: M) s央视纪录片披露96坦克打59靶车

$ \- ^/ q, }. S. M# C- B; y+ E5 G　　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+ W' h( t- x$ Y! l/ j. Q5 f　　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。
. N5 J1 |0 ~) L. ?　　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。
5 D4 _5 X/ h1 Y: p* J" l　　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
6 ~& [. M% M- ~# ~- `2 `. 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

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。。。
7 j2 d3 J/ Z/ g1 i

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
( Q2 M+ D1 s2 y+ Q1 o- o6 W
) S/ A+ z* p7 q& S8 O, `
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 ...

# T7 M+ D/ x" s$ K  j) G你说得很有道理。
2 W6 Q+ B: o3 b* ?& K( y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。
6 [2 _" l/ k) t; q( L　　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。
! A1 l  U: R3 e2 c6 ~) I6 v0 G　　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

( |5 d) H/ j2 v7 Y

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
/ K/ t# d/ ^* b0 u...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

! R) J6 c3 q* ?3 `& X未必哦。。。
6 q% d/ `- @! M) Q3 V7 y
' ]$ }' I1 M( _2 `
" ^8 _9 J  o1 M6 s" G# P1 P5 O" `$ ^- t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。。。
  F) G, N8 A9 K4 I1 Q
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。。。

! `3 I3 v: T; l8 e+ W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。。。
! }6 ]- r' H5 k/ C

& C' }$ W$ m4 O  ^5 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。。。
( X3 F% y- b; w! z
& z# z* ~% \9 j- Y& b3 |
) H* }0 {% `- N0 p- N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。。。

: X4 O3 L! o9 A$ ~/ ]! X6 ~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。。。
/ r- a' N6 M2 g6 ~. G0 L) J! b& }
& K( J( W/ c( Z: c$ i4 C
3 Q& Z* Y2 C+ X: W( _7 f

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 ...

+ r! V- A/ N: n6 s! D忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


解说说这个是破甲弹

# H9 b& v  q1 A9 k* N看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

; M/ k. O) [, `$ t! n" o& a2 n
& T0 u( @% `, Z/ K2 q: J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）


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。。。


$ t8 {! S- f: A  y2 X) D不好意思，歪不爱的楼了。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
! U# ?4 Z$ Y& c6 b( @2 ^忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

楼就是用来歪的。
6 [, R" }4 e. q' P8 \+ H5 V7 @  x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。
, {) R. g' ~! g/ m3 E' H　　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。
: x2 ?# i7 f' \, o3 T　　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

" p5 W7 s% k1 G  ^

& T+ y" j, A  J# H; ^+ e  j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。
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。