空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
/ D# `, o7 T) l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 ...

' d# }: D! s& V# t; T你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
4 t# @  J9 T+ |: d8 e
1 D2 U$ ]+ m8 ^9 o2 k0 y
+ C9 H6 e( r& Q2 e; C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 M: ]/ n+ H& X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.
2 v2 R; [1 Z6 I+ u0 V7 T" o
2 t9 w2 h; g7 Z9 y' l/ v

不爱吱声

: f; h5 c! z. N2 u1 @

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
) D: Z. i- q1 s: \, c0 ^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
! \# K8 _3 `' K2 E4 u
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。
3 x2 @2 G$ Q8 m: y+ 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
提前剧透一下吧

! i9 x1 _7 t6 |5 O* X我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

( t+ T9 G" k# [* D7 ~& a5 C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。

* ^; e% o5 V- W
$ L$ q" E. G) X4 f1 p( @0 T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
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
1 F, v: @8 n; E0 h; t: ~8 m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。。。
4 M1 A5 c" ?0 _- s7 l- {- M* w
* x. E6 |* w. y; U8 w9 C4 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。。。


- `1 R9 }" G. R4 `1 y9 }我军装备的125mm 破杀两用弹

# }& e$ T+ L' v
+ M; U4 Z$ v- P- E) u& r9 A: |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。。。
: r9 K" r6 o! I. [0 w

, c# V$ H" g3 x
! ^/ Q9 s9 P) _5 @) k- S. u

不爱吱声

- W  L8 g" t2 O+ C( |

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
8 ~9 j7 c; R8 D! K! @" Y; j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 ...

- l' w9 ^. a* \3 `  Q' Z/ X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.
5 B& n8 g) w( j+ }# s3 E# I
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.
( i& U- c; k( k
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$20,做试验的更便宜.
7 @6 ^' T. |$ I6 Z9 U
/ e: h, h2 l/ z- B6 E, |9 \/ Y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.
8 x+ q2 R9 }' V
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
5 R9 N; w; B3 V1 x
估计各行各业都如此.
/ @- o) W9 \3 V' q5 e2 l: h1 l/ J
4 n5 Q( \3 E. W- L4 F, J: u& [

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
/ i; c5 f5 m" y  u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。。。
. }5 g* [8 D$ e* X5 N3 I& ^
美军现役M83 ...

@njyd
6 r) g3 ^' U9 b8 M4 U/ P  [" t, u+ Q% h
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.
; r( u' F. g; g6 {5 @
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.

% R. n3 e6 O. r; l$ ]( w$ m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 ...

  j$ c! q, @( I: d% t$ T! q/ W. n
' r: T8 @9 s6 j
　　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。
/ n' i/ e% e) r! N4 P. a! g! i; o　　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。
! E1 H0 F: y% h3 n8 u　　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。
" d3 F; E& c$ T; v7 s: J

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
' z! `  h; z, x" W4 N: F7 K3 D　　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 ...

, o% M2 ^$ g' X3 _) j3 N4 v8 e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.
2 j$ h3 V( i) s$ ~

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
* c. M3 I4 R1 j1 g# M@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 ...

7 L2 d3 I3 v" N' L2 ]( V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

! K' p2 T/ P; `" ?9 q9 s

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 ...

2 t) k4 C0 C  c; d$ ]* ~
9 [! \5 h1 |& `; `& T- y& r( M你这里说的大体上是对的.
2 I0 Y/ _( o% A
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.
, C) ]$ s) ?4 Z( _  \
$ P$ q! u' F) n2 @# o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
6 K/ e' a! w4 [) \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 ...

) {: }# @. N) S7 l" N$ e6 e央视纪录片披露96坦克打59靶车

: `7 V0 a) u* F0 l( ?  y* l6 V9 a3 E: s

用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
9 O  S8 P: L) G% z7 V8 q- {
: S2 Z4 t; a7 s- V' f
/ S. ]$ G; o( u, r. L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。。。
6 s7 G1 J8 y/ M- u
/ r* b# R: d; N) v) N# T3 G
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。。。
" I% M+ c% ?$ h0 {) _& H0 N
; k$ `/ |) `' W# T( u* ~

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
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。
# G9 z- N8 o% x+ S) @. J( L, l　　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。
5 Q4 A. @, R+ R6 ]3 ~) b) a" Z# F7 M　　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。
9 i& O  c) J2 w4 U$ u8 m　　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。
# T# r0 v# b! V& J　　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

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。。。
. K4 e  _0 c8 {1 `2 _$ z" p4 y

) X! a: }- h$ v# Z1 Y, M: v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。。。

7 f2 g1 i7 `! V( ?2 }  o  s

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 ...

9 y' l( P, L+ Y" Y( x' q你说得很有道理。
# ^5 G6 J- f; x* y5 c  B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。
5 C$ E2 b8 x$ Y& W. c( p　　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。
! E8 i) Y- u% L# [" b) D# o　　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。
6 m, f: G: H4 G　　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
...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。。。
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- c% r, h& o* C2 M
4 ]1 s9 U/ y2 b/ w; U  ?7 |1 o; g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。。。
: L' a% x- e% N* ?, Q0 z
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。。。
" T$ E( h* m0 p4 X% {' ]/ ^
; Z6 ^# [4 }, O' _- D' y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 @) t% B0 @7 p" L4 ]
4 C" t7 J1 o: d/ `+ e+ j, d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。。。

4 s' V- T( ^$ {
$ k4 j) [: x0 r# X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。。。


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。。。
% T1 s1 t! d2 R- C/ j0 A3 @
6 J9 n+ w" |4 h5 |% @' Q
" ^5 F; y7 t. J' K/ M6 o7 `& ^
  P6 w, |: f: w3 Z4 `. f

MacArthur

0 E) [4 r* y9 Y, d! ~6 n

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
& b$ q% B6 Z& q7 W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 ...

' F0 @2 {7 v( e" a5 R忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
5 E' H- H. P' i( j8 {8 K
1 }* y( a" [( Y
解说说这个是破甲弹

: o5 ?+ f; b$ h9 `6 [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）


/ r& m( @+ c! o8 x% A/ ]# w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。。。

; d7 q: e7 H- _: C8 Y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。。。
5 ]" H0 h9 w& G& n; o. o9 s* o

, G) l4 Z4 ?, z* X) q- r不好意思，歪不爱的楼了。。。

& p0 Q" G& N1 W2 O  Q

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
  w  |, M, q) d, A* p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。
　　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

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
  p# i7 t5 }) _. K& U! ?* e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。
+ c( r: v, A3 H# V2 ?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。