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？
+ \0 ?/ t$ D# }8 m8 Z, V/ N/ U
9 E- k6 A2 c( f( O/ S2 M9 L
1 R$ N+ P: G6 [5 a; 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
, O7 k" W2 S( g7 `- l9 B你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

' m' g! U" r6 k# P8 [' R) ]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.
: E- M! `9 X' l7 {( n8 h
5 v5 {* W! x6 P/ z5 P! z

不爱吱声

) b/ x2 k$ N) O% t) g) D' V

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

9 q, l; E, {5 {% Q& D3 H5 D我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

# G" h# I6 J  ]3 W& q. z
3 t9 ]: N) m7 ]( i" G/ m/ ~- J7 t为起爆后50微妙状态。

1 X9 J* ^; _8 N5 F# q) Y. _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

1 e; c! [7 {6 v+ v# x3 i: X! E

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.
3 L& E( b. K8 c. ]% `; e+ h
- R$ W7 X, ^8 K" |( R, d  A. Q下面这个帖子也有说明
! k% S7 n( j! C! ^+ [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
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。。。

7 w" O. I, Q; o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
1 ?& u9 N) x* D; e
8 z5 H$ Y% V  J( ^# x; 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。。。
$ L" D0 K; @+ t! ^% @. A


, J/ _, z7 l; s

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
7 }5 q  U: h. ^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 a: V8 i4 F1 v# [) x4 h$ A美军现役M83 ...

, p4 [: ~7 t4 _
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.
( }* m4 k& F  t; m
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.
# B- {* m  c6 ~# M" B# K0 U
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
2 j, k$ C- y& a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$20,做试验的更便宜.
9 `. H8 L. {4 V, o" C; {# j/ n$ f" {; e
5 w7 j# o& O5 ]$ B, 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.

; ?; x" B' [; G- g这些都会影响设计理念,研究方向等等.
% v( G, X: ~( s7 ~4 j; R$ R9 t
4 Y' p8 Q) n8 m& q% {* w4 b6 h估计各行各业都如此.

  g/ J! L; _3 X5 m  G1 v

不爱吱声

, ]$ m% y6 J2 W+ D2 m/ w

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。。。
0 `% a+ v/ H( [# d2 D2 r& {
美军现役M83 ...

! i: _$ Q+ l, r
@njyd
( l/ h5 N4 G; K3 b& C9 i: s4 e
/ j/ N  l0 B$ 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.

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
& T1 s7 P3 j5 K6 W% [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 ...

1 a/ z' [) ]) @2 D5 a1 R

& X0 V* G, F8 N, Q% m
　　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。
, i+ U8 E. W5 r# B! Q　　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。
' I( j3 o& I4 A

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 ...

4 |: k; v6 R1 t/ b: M6 E! J6 {见我上面的答复.

7 O) D" j, n/ V$ 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
' C! i* `  @6 M0 N& Z* e; D- n@njyd
" K) w! K* [& p3 w- q9 C9 c
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 ...

0 |+ a3 c: i+ M0 v+ 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

: I4 h; n7 E6 J2 t! T

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 ...

& ]5 Y8 ^" C9 O: P+ d0 l2 T你这里说的大体上是对的.
8 I) b4 ?% J# i& C' `
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.
0 _2 [  U. ~( x) \9 n$ y
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 ...

& L9 b9 Q9 W" o" U/ y! n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。。。

1 l9 S" y/ ^9 @* {( X+ w; ^
6 e$ g* s& y3 ^* ~2 g! N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。。。


: g7 C  A7 R: r( j. V1 l! O1 F0 F( J

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
# X6 \( t' o3 P$ ?( B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。
, `, U2 r$ h  c/ r0 s　　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。
　　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

5 e' N7 ^$ z. t2 t6 F- U6 i2 G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。。。

+ v6 S- U4 O  L0 ]' c0 V$ a
  B4 @) k( ?) x9 [这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


; c' X- \3 c" c/ ?3 w伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
" b% e7 ?9 C+ H9 l$ ?# h
9 v' I. o( v/ J1 Y

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 ...

你说得很有道理。
  H/ O' A6 C1 d) E% n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。
# `/ Z+ S3 ~1 I7 E! k8 n　　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。
' J8 |+ j  C" O3 X　　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
. |* o7 ~7 k3 X( s6 y. }: ]...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。。。

" v" T0 V8 n  A. c
3 D' C8 ^/ h& x/ 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。。。

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。。。

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。。。
" C. k( f) J5 @9 q! [4 ^& s/ }

1 t! z$ R- z% 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。。。
0 J$ E* ~; }; N

6 L2 F! ?8 g: a" |& n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 d. k, {' o5 [
! l  l3 ~2 V$ A% V4 _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。。。
* J- @5 j! o1 V2 H$ e6 p# d* r
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。。。
0 N+ r9 |( T. I, F* q& A3 e: i* r

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 ...

% I3 M) ]6 L$ m2 ]忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

6 C/ |- `8 `. x4 ?# f3 R; X
解说说这个是破甲弹
8 {( Z4 f9 I( C* l& p
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

6 W2 s( i5 Y. t  q, P
- s8 w& t& b3 @+ _5 h, O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）
# @& t/ j* ~( k

7 p3 J5 w  \4 x2 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。。。
5 z3 d9 U! G: M8 R4 p
5 w( P6 i$ H! R6 R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。。。


( ^# g4 i! v; u4 W5 w: @不好意思，歪不爱的楼了。。。
* N1 q) t: r0 |1 p3 u7 Y* w

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
% `2 ?8 T% x) S4 ^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。
& H  F- V/ B! W& ~6 ]7 y- l　　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。
  Q, Q8 ]# G7 Z/ l' z* o+ W　　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

0 _% {4 j5 W. n& E$ X
( d, ?. h8 q1 e* {9 s/ X% C
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
* @) I/ z! A' ~$ p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。
5 r% W6 N2 m+ `9 L: O: j7 ?& {$ n