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？
/ Q: H9 s, J6 I% W) e
% `4 H' e7 Z! G: E8 ]+ L
( B9 e$ q9 U! m; j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？

4 r* |  S9 h$ M& g6 [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 Q4 d  W( m3 i  i, M# }1 m

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
; Z% G. }% J* m  ?, |0 G7 `你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

) r1 n/ U* R) W3 e9 @  F8 Z( [提前剧透一下吧
/ a3 S4 b! M! z, N8 Y$ w. V
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

2 h4 L8 D& @" {
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
7 ~+ E3 b; g- i, x1 q
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

. m5 G. O+ m& X. [看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

( v' J: q% g" Q1 @3 S

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。

9 F, h6 ?  ]4 K8 O1 ]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
4 a' a; ^* y  h2 Ohttp://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
1 d" h  D3 w1 V0 p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 ...

0 H5 n9 [8 `7 ], M) T9 ^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。。。
9 X# R6 C7 q* w* {
2 L3 N6 U6 R& K5 L- Z
我军装备的125mm 破杀两用弹


! _, z9 D6 f$ W5 {0 M: }' c: L, g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 g' c5 z% \) B, \) E% y

5 c. n% Y' a. F- a( }2 @9 n7 \

不爱吱声

6 C" s" C5 n8 P' Z$ w" Y

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
/ x" q9 u$ Y; A1 v3 n9 L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。。。

; k$ I1 W* [" W7 ?8 F% U( X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.
1 L  s- m6 F4 g3 C
. R  {$ A$ W4 r3 C' G7 R0 x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.

# g4 P0 B6 z+ o) L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.
/ t7 z% z6 M- k0 U( S; n
这些都会影响设计理念,研究方向等等.

# `- r) L1 S  f" u: c% e估计各行各业都如此.

不爱吱声

) C4 ?; ^4 q$ g1 q- O& K7 U' [

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
7 T+ s* Y/ \: y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 K8 ^5 H! _  q
- H2 a  h" s: N5 f8 Q美军现役M83 ...

1 q& D; n+ H  e: f5 f( |2 l6 g! z
; k* A# C4 q9 _) U7 z@njyd

$ K( Z. t( |) E8 Z8 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.
% G2 u' v+ O6 t2 f# 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.

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
- X) E/ @' Y1 [! ]% }: K( B% Y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 ...

/ t. ]8 u2 ?7 y, B" ~' G/ @9 T+ S

  D" t* W; G* E9 k* w% 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。
8 H; N1 G" T+ D& ?　　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。
2 I7 q) v" K, q: k) c  t　　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 |3 x3 S- v, Z4 y# _: |

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
0 a# M3 v: V& F% ^* U  N2 L　　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 ...

+ P6 O8 E4 g0 A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
@njyd

3 p/ N, g8 c9 V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
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 ...

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.
6 O9 S% d4 d# K, T5 c% @; P# I8 \* O" ~
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.
" y. j1 }& a! s+ V9 D% {4 w
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
  o4 w+ l- y( R( N3 V1 u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 ...

" Q2 G: x& ]: D+ L. E  u5 m, h央视纪录片披露96坦克打59靶车
9 Y  y2 Y7 F1 N! y8 g. a

+ G$ P2 W  ]! Y
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

3 T' b* |0 i3 S* m
: J# I- J4 W) o5 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 q( ~- l% p4 S2 S7 L8 n" Q
  ]8 S+ C6 r( G& S* A8 v
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。。。
* s* l/ M* e0 l) F) ?# O# s" k

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。
9 d8 n; h$ a3 i4 [0 W$ O　　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。
! f% c8 h/ l+ L7 Q; \1 g/ 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。
0 a/ Q7 c; ^* G1 l8 D　　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。
! e. P1 j- n1 B) \/ o5 l6 E　　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。
+ b# c. O3 J( j  E# c* T6 c( r5 ?　　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
2 r3 m* v4 o, a( O5 E...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。。。
) R( L7 v: C" o. m. g

$ w( s7 N& {5 r% N2 {这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

9 |7 @& J5 k# F) o! v' c* B0 R2 C
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
1 N. m: v8 ^6 o2 s6 Z6 \9 Z
; u& {. ?6 [' k0 ~, H' s

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
. i& y# E6 {" M: T/ O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。
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。
% M% \! z+ N: A* G( f- ~　　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。
8 M! ]2 U- _! H. l. `# I# }/ p$ @　　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。
) U& t  M1 x% `9 S" c# Y; m　　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
# M( S8 D4 v" _% n9 ^! t: |2 g...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。。。
% ~! G! \1 y, P9 }
  q3 q& D9 M, Q  u6 @) I$ u/ C6 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。。。

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。。。
% b" K6 V. I/ w6 w/ s
" k8 P3 a% ]* k0 l6 P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。。。
, F, A/ a$ V( Y0 @3 f9 g3 T2 E

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。。。

" J2 a# f: }% N5 O
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 k  ?4 r  {5 k! U& p7 Z# Z# L
( N* p7 S& @/ _6 V! X2 e7 {
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。。。
2 d4 w7 S. Q( k0 j5 U! R  r# \  e
. t6 Y, f3 ?# K7 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。。。
$ |/ V4 x$ n  H" X! n' O. `0 F

3 h, x3 T1 P  {. K& W6 X4 R

MacArthur

' ~. K3 K2 a+ ^+ g  ]) _; o: t

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
, u1 n$ p5 x! {9 f" }$ W& k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 ...

8 t; s- Z7 w! U* R# C+ I忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


解说说这个是破甲弹
% D  v  n: _" \; L
( S2 e& Z& ]2 [$ u) F看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
# A9 _4 D6 T  p# i
  B0 V+ @9 L, q! `
( s/ j9 J$ c) ^8 Z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）
; `, _5 g5 d9 f1 S  U! t; Y) V3 {

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。。。

% c! S) `, X7 D
2 X: I( o6 |) @  q# [/ j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。。。

. t& c  w, C# R9 H4 @! H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。
9 y! P+ u4 D, n7 ~, p2 F4 o　　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

  u- e. ]  ?/ }) l1 y0 a

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。
/ J' Q" z$ o- g7 H8 @' p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。