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 ...

- w( M3 b# z! |8 e7 F9 i6 W' G你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
% q1 n- V6 W( U  L7 @

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
" i1 V1 c- F5 }* P9 Y你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

: _: \1 A" v# l1 S8 E. |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.

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
* E& Z+ |+ g  }2 @5 [. S; F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
' a# t2 [) t( x
" O( y0 _5 h/ a$ E我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
+ J6 O. ]/ g( h; g
- t2 m; d+ B/ A9 U# b- V8 |' W
. C- L1 A# z7 j# e; ?* y1 i: p为起爆后50微妙状态。
5 \; ~. B1 Z: T# L- R
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 A/ u1 X. ~9 F8 V- C5 X' V- z9 A我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

( F( z: v! I( D7 h; D% u9 A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
, G- N$ G! }1 }2 L看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

4 r2 x9 \9 l( Y& ?1 u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.
# M& B- S4 T9 Y% a  D3 T
下面这个帖子也有说明
$ {- W( M) A" J2 phttp://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
( n6 C9 [0 _' o/ b) T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。。。

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。。。
* g- |, x* B& \0 l
  B" v, M, `/ i& a( Y" a
我军装备的125mm 破杀两用弹
1 f/ e* u4 f7 C9 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。。。
1 ]8 p; X  j. [% V- \" u/ b2 s
' Z& H% r6 K) t% M
; A) Y1 z4 L" F& Q: F
6 r2 D! j! q# H8 o3 l7 M

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。。。
" ^6 V  C& n' h3 k! C
4 q" A" o) y# h6 C1 @% w, y2 l美军现役M83 ...

0 A7 P+ V# O( U6 O: K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.
- U! h2 K' P2 Q% B" P4 h. 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.

1 y  V1 H3 p% I2 S) U: i借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
8 q) O. o0 [) y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.

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.

/ `! T2 |# g7 v+ j8 o这些都会影响设计理念,研究方向等等.
% H( R% f# I# X7 u% Y: R+ d
+ }, k8 ?0 ^+ W/ H8 j4 K估计各行各业都如此.

不爱吱声

6 h# R9 ~: N1 ^

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
1 j5 }' w  D# N; T/ 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。。。
) {% |- |% h" c. c3 _6 e9 F: v
美军现役M83 ...

@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.
  r6 ^  I, S: u; _4 N
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
8 h! b% s( B2 x! f6 J3 P$ q/ s2 o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  p9 l& e- {. {" _8 D
8 F) x6 d4 p6 V+ M

& b/ x& y! w& ~+ c　　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 ?! y7 q, X4 ~　　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
+ O0 h" u: k3 I3 D0 {3 ]　　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.
  U* {6 x& `3 p+ t1 n( M
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.
$ O% I1 m0 k) q" c2 \

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
& @( V5 |  D2 ~@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 ...

" U& y; V4 Q% P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

# I7 @! Q" q- G% i

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
  D8 A2 X8 F0 Y, v% ^$ ]. j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 ...

9 ]! M5 _) @6 x2 k9 k4 n你这里说的大体上是对的.

) J: G  ]$ }. ]' L8 U& T( Z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.

+ z5 J* d0 O5 n" X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.
5 A( x+ G8 A) a
0 o, ~: |2 p* ?0 E9 q2 N) `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
9 {& \  {+ x) U: Q' \0 a! 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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
1 i& T( D- o9 H# U) y4 L% l
; S3 d% R9 N) c+ r
! p- j) }3 U0 a) l
6 o  m: r3 w3 w6 q8 T  U用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
. Z# T7 X6 }4 H. q
0 h- W, C4 y2 k5 e4 L, T
  P+ n% X. F6 ?* I( R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。。。
# n8 k- ?# [) D# M8 `$ h
: \- }- j  {; t. f% ]" {
6 p. ~5 d& E* X! y. ]+ Y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。。。

& k% X7 Z% H$ J, `

- \* {$ |+ l! @- p

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
8 x( a" z8 G) U: n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。
8 d+ f  F0 Y& M9 V7 x6 x4 S　　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。
% g4 a2 m$ Q4 B& k) ^' q2 k　　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。
+ G6 h6 I0 T" J) R. |& `- P　　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。
( m9 r, h* h1 i! \4 B" `  f7 [　　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

8 W5 e1 T- `3 _3 O0 q4 N% w" 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。。。
5 O  W! L( C8 ~6 c
6 ~! z/ @9 B& Y4 f/ E
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
  C  K, u: J) p! _# @, M

/ F5 l: W1 v% K& t伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
& P- L5 Q+ o! h5 f8 p

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。
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。
: H5 t8 @7 B. a3 ^　　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。
* f& [9 K9 m2 q, D8 ?- r# `6 P; n　　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

8 T& u  m& Q3 w3 }9 ?0 I

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
. H3 v$ J! `0 C# E: z. 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

8 W! W2 n6 x! A( S. @* B% e未必哦。。。
  k( l' A8 r* Z. P! }, D6 d. i

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。。。
! W7 B6 H- U- X
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。。。

! H: A9 L8 C' R0 x( I
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。。。
/ N7 \5 U( N. z* _" x7 J* A8 H" L
. L9 m  K$ v9 v! W" ^8 G/ \
2 u8 O1 J0 l! Z1 _  e/ a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。。。

& k6 n4 @: J% Z/ G
3 Z4 ]/ D: M/ }7 p9 c7 U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。。。

* Q' m1 b( h: L3 P, ~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。。。
" t* F0 L- s; b7 F8 X- K
, }4 S7 i! J! E6 d& m4 m
$ u3 r; I7 Y7 _7 C9 g5 C

MacArthur

' |. Y( f9 F1 s6 X/ h4 D, r$ [

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
* ?# s7 J' I, A# a* O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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


. L5 L; K3 t2 J6 m解说说这个是破甲弹
% x6 W) _: V( i+ b( K
' p# M2 ]& q0 V# a9 Q! t6 E看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

1 |, n; E# H0 Q# p7 J3 c  s/ t
! `' C7 w! h' p4 e# `' |% y  Y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）


9 Y3 ]8 W5 Q2 ]# m  M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。。。
" M1 I% ?* D  U
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。。。

9 D" f2 d& E$ ?
不好意思，歪不爱的楼了。。。
! P# e3 B# B0 Q- C9 g! J, a0 P
2 a. O' Z4 `; w/ r# i

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
% E) K- H. Y% Z' s5 t* g! m; `) ?忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

& O8 S/ Z! H% y( g& _9 ^* @4 i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。
( b( m# ]' t6 _+ 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。
$ q2 B6 ?0 B; M. [　　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

! z. y3 Q$ |% T- ~# W  D& k

4 Q4 Q( N( v3 t: z/ V3 [+ J右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
3 h$ ~$ p  ^& E1 `$ N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。