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？
% p5 c4 ~& J) g+ W. H: i5 J' d

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 a9 |" N2 @! g( }- ~  a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.
1 X0 W5 |  `9 W3 Z

不爱吱声

+ V$ t% H4 S6 b/ e( [, b/ T2 x" B

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？

+ Y3 V0 J1 H# A/ Q$ S2 O; ^6 h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
* E& ?* D- k: W( A; s& b提前剧透一下吧
/ U( Y8 j; F% l/ H* x
+ z' y9 m1 K8 x2 Z4 ~0 Y- F我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

4 E  B. b4 D  x9 D# E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
+ c; o) P1 W. B  A" d' \/ b: x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.

下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
9 M, H6 t5 q# w) b- r) i1 I2 z见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
% u) s" y0 {5 T8 C% |0 F2 U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 G/ G$ f+ N7 @# d' {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。。。
4 Z( |9 l7 I: F0 D

我军装备的125mm 破杀两用弹
6 c/ e) x- z8 e+ ], y; h& E
) Y# w0 Q) _3 e2 r
$ Q* M# g3 `3 w: P3 y5 ?  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。。。


7 E7 ]2 s' M& b, B$ m
3 [4 n0 u! D! W  G. B

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。。。

+ E, J' l. b4 S1 d美军现役M83 ...

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.

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, |2 t0 h' x( n+ O/ V借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
, _: R" G% J) ]' y3 [  B+ Y0 ]& n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.
. `+ K6 q5 `% k# e% N' J
! J; M: z  Y3 {/ M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.
9 R" Z% }& z7 r$ N2 ]) l: n' k
估计各行各业都如此.
: o, w# x5 A2 u' U

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。。。
9 N+ V2 K2 k. j/ K8 n) n
. i, F- w) m' T( s6 {美军现役M83 ...

@njyd
7 N* k: {8 \$ |4 Y  a. z' P
* }& l) h1 y- i5 [! R) 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.

2 c4 ]( T$ X6 }9 d! f' |' @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.
" T# ]& Z+ J# L6 m& x3 H
% r& }. }1 _7 {7 B7 u7 [: N( t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 ...

& k3 t+ o' D  v4 |
) S5 f; s' c0 A9 |8 u/ Y; y; M
- }; o2 F; I- ]
; z# u( f" N' i) p. i　　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。
( |5 e# m) n- b　　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。

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
& u  {  P7 E( H! z; p3 y　　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.

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
0 N) s; p" c) {' c+ `@njyd

5 v* n7 Q0 G: m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

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
0 e1 m* n; L; Q6 H' r2 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 ...

5 a1 m# _" T! A; k
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.

" k. D! X. v0 m. Q' _  k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 ...

' E% X! l. E, K* A+ \4 c央视纪录片披露96坦克打59靶车
6 u  B: j: l+ v( ]8 H& r

; l2 k- |5 w! P9 p  f2 \
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


7 }( q$ z1 K7 s; O% P/ P  s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。。。

+ M4 _7 u5 P8 J' r
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。。。
, C8 Z, P! x& }8 g; c4 @


  Y- T0 M/ o( P0 I0 r

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
( z/ @$ j/ ~/ H8 j4 C央视纪录片披露96坦克打59靶车

7 _; W, ^+ W1 ]  P　　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。
0 Z8 Z/ P- s+ k4 ?6 R　　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。
+ h7 N( I% f  H3 F( r6 ^6 ^　　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。
& T5 R3 \" m5 z　　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。
: w1 C* V( S8 x' a* q; [7 a　　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。。。


这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


+ k8 y" j) e  n" x1 R+ ?( ]# j+ u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
) ~* d( `" o: j1 e7 D) 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 ...

你说得很有道理。
/ b" ~' o& Q7 v1 a6 ^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。
4 `9 |$ D( T  z% Y　　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。
% y' r, y* w9 z4 k4 C　　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

3 B. v- f  Q* u: T2 s/ j0 j! i" t未必哦。。。
; S- X1 i4 i. w4 N% M& d

' h& X# r# ~+ j4 ~6 Y% D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。。。
. i! j- J0 e/ U
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。。。
2 r# }, O  c, P* k8 W( k' ], @
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。。。
5 \9 Y# p' F! @+ J
- ]& ~4 w1 q1 r) w- S
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。。。
* z. o# l7 E# Y% ~  t8 c
# B7 \2 n. v+ Y9 |- D
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。。。
% d0 X: ^& q6 A
) A" e& q" l/ m$ e2 p! z, `( z
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。。。

1 u) l- X9 F3 m# U6 P0 S( i6 h) H# r

MacArthur

% B* x2 t/ K. U" I  J2 v/ }

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
: [1 K; ]- o; g4 t, U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。。。

  B! [9 M. M6 i- C; g3 Z
解说说这个是破甲弹
: X* Q) A7 W/ X: L
: z3 U" }* e) S, a1 |. i看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

+ ~% F0 v+ z/ J# r& l
8 X) L6 E# J4 d" ?6 e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）

  e4 `% \) a* M' n
; R' M+ }) b! Y5 C1 S9 E3 H) U) w. t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。。。
7 A4 f( h% ]' T' \! ]; N
- e" _& Q7 h+ m& l4 E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。。。
1 f" ~" g  O) A. Y9 l  B' H

. w$ M5 g( P4 n* w$ b$ p; c/ G不好意思，歪不爱的楼了。。。
8 Q; A4 p2 S- z6 C

njyd

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

- y! d. z4 O7 R2 k  i' i/ J( T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；
' t% g0 T, }( f; }( D0 m2 I% t- x; }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。
: \. W- c% O5 a7 a. t; R& y