空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
) b; }/ e3 `9 p, H# \, n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？
, ?! h  |! p4 s$ J. p. U

3 f( V! u" D' d4 V) S, u6 g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
" w, i" k4 ?1 B3 l- d9 g) ~: c8 I你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

- R+ ^$ w# F- p# X, v3 o$ ?$ _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.

) s( V1 S+ ]' L5 _1 V0 h

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？

* h. M" G& ]: X4 ?: {
, C# }# \& s0 k0 k& U: k' O提前剧透一下吧

. ^& b2 a% q; k* B5 _我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

' d6 N; R; ~4 \9 L' b, n) x
为起爆后50微妙状态。
: _' M( Q( A* J! B* t* K
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
! d; o; X+ q& x: _% T
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

% L$ D% `) W2 _/ @/ b看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

1 B$ J' d' ^" Q8 R+ d5 t+ }& a8 G

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.
* b1 d, Y# F8 J: M  b! b
下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
$ Q1 _. Z9 W& G8 \4 x( L4 q! B* 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 ...

& r+ e; n4 U. [/ X) g& d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 ?& ?. N: G! J5 A/ `4 _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。。。
) ^; l2 r- Y- |, H* O
- _) [3 ]7 h" h
我军装备的125mm 破杀两用弹
2 H  r) Z, s2 x) q

7 n# U4 `( f# q! I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。。。
/ k$ S" C' [) c8 W
  E9 P8 j: E0 X. r7 v( C- ~

不爱吱声

: J2 W$ b& v9 N% Q: k4 E7 O- M

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
) g) q7 C2 ]# M1 F; S$ [5 `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。。。
; }  I9 L7 U' S2 m; t
' k2 O# A1 O9 ?5 K  s8 U美军现役M83 ...

! }/ {* W/ J; U. S% r/ e
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.
: D! [# {9 d3 ?* `% i! B
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.

- O1 {$ ]" _) u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.
$ _- E+ r0 X7 g. c# F; P3 `. d/ Z
$ I; l* n5 a$ b! T: J! s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.
2 s# ^# q5 z+ g0 H8 [
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
) W& w3 {! n5 H9 T  e3 }1 o7 I
: U3 [9 K1 V  Q0 l& Y, P, T$ w估计各行各业都如此.
& @" t+ C' {3 Q
1 T; L  @% C- o4 d. u4 M1 ?

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。。。
5 G9 ?  U& C. @1 U
美军现役M83 ...

% Q" }. J9 [7 Z) _- D@njyd

! O  e3 {9 Y/ ~: T8 l* R* R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.

; i. D! E! W5 N' P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.

0 Y6 h+ ^% n6 `' a- h: R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 ...

: o2 J9 m7 a7 I/ T# N
4 d/ s' Y+ Y* t; ?
　　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。
3 r( z- ~4 l- ^6 Z　　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。
+ q% R9 E, d9 y) b6 A　　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。
7 @% L' X0 z, S) z, W　　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
　　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.

# {7 s7 Z3 D- x. P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.
6 y6 t% O2 P/ |0 C' D0 m$ Q/ U

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
! V( }( o" R" l7 E@njyd
" N% P* S2 b9 O5 K5 @
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 ...

% o! ^3 e+ W( X$ }# t6 }' _( t4 C, O你这里说的大体上是对的.
3 M0 c" w1 m' E
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.

5 O! _. }9 h0 O: O, f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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车

# G3 t9 w9 E5 `, e& n, ^

" S, d) L, e5 H& h0 _7 L6 g用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


/ F' {: N5 J) t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 u# ~( |2 k9 f

6 V  D' o+ m6 ~  L6 B0 Z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。。。
/ v$ R9 Z) B$ p# `' \! Y5 T
3 q$ l/ }4 E. |

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
( Q4 k3 o) p+ K7 a+ n6 L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。
/ [3 o! G1 R$ q( F　　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。
　　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。
& ^/ W' L9 B' N: i1 M6 t2 q$ l　　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

" ?6 \3 M0 x8 P, [! v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/ B9 F+ k

这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
' u) y8 o4 w2 U4 T! c& O

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

, K' @2 o1 \1 l+ o$ P; {/ 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。
" U' u. Z1 z( X# E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。
　　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。
　　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。。。
5 x- K3 b; i6 P% @1 C
  D/ k0 Q; Z6 q0 b5 P$ 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。。。

9 F( b( f( d, s: Z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。。。
( q" t) l5 ~8 \

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。。。


* a( p: n) F2 o* k. Z( r# W6 n) V5 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。。。

2 j6 @! o! y2 a" L( ]4 \
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。。。

1 P; T* U2 D6 N% m. j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: v6 Y* ^* H' G* T% P% a
% }+ {, P5 q3 A' q  _. C; I

MacArthur

4 W' A; _/ t7 W, \

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
: k: [7 S7 D- \1 x# V; |! r7 r你说得很有道理。
7 ]. H$ |# d" g+ k, C2 V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。。。

5 F1 N$ O: f/ \. T
8 r$ Q- W& m4 {) ?$ N$ S解说说这个是破甲弹
: N4 h1 S6 J- Q' T( w7 @
8 T( P; l3 \* H8 Q- t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）
7 Q( Y' `* V) {4 R' v6 Z

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。。。
3 U4 d! Y- b3 h+ \" d" o" W
$ E: `. Z, z7 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。。。

& m8 O; y/ x& N" i
1 f3 [, w( N  _  o, k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。。。

2 V- D, o+ }+ q) v8 r3 `* T' y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。
2 K& C* F5 l7 ^* _　　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 C9 f% ?) X+ C1 i+ X

' u. U- p) G, h6 I: @1 n$ H右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
  E8 _# s; `) \+ r4 h2 r% 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。
4 w: n1 T+ k+ S' y, K" b. L3 r: v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。