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？
' {4 M3 }. t8 {2 I* h' Z

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？

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.

) t0 T9 }5 M: B1 y% r# b; B3 T! ^

不爱吱声

7 V: Z6 H$ h, k0 j; p, c0 I

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
9 L# H9 u# t4 m6 Q1 ]4 j% l你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

( M5 y2 E7 @+ T7 S
提前剧透一下吧
$ n& [" `: m. ]2 o4 r8 J0 A
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
. Y/ t6 ~6 O/ ]1 N, N, F
2 f. u" ~; I. c* Z0 E
为起爆后50微妙状态。

$ [+ j6 }( y. H! ?/ d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
$ `3 S9 b3 {! z4 ?6 A% O提前剧透一下吧
7 Q- u2 t: H- }3 Y, ^1 V; X4 ]
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

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
$ V+ r: [# j$ U7 e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.
' a) @- c! P+ }" V
下面这个帖子也有说明
3 e; x& C4 k) n6 q' @  K/ Q: Khttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
6 E; W& C# K1 W: b$ I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。。。
' w% a, Z( x5 h. ]+ _, t8 z! ~- [: j4 B
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。。。


3 {' @' {$ Q8 W3 L我军装备的125mm 破杀两用弹
1 x- n0 ?- D3 n# \" ]' D+ N
; i' n, X1 b1 _" ^  [/ s+ `- |3 k
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。。。
  l1 K9 t- I7 {# z' N

2 C' g( k6 N" t' z' G, E; c% n

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。。。

美军现役M83 ...

8 o8 B" p& m% x
  S2 S) ?0 w7 v4 C' h) Z9 g9 Z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.
! a: \$ V/ b; u8 j4 u! O; q& ]4 `
2 w! C! R9 A' ]3 z" j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.
$ }& ~8 p( ], v0 g% Z% q
* s, v+ A7 @/ ]& J& T2 h借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
+ C/ i6 Z4 u- W3 h& J" U' K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.

% Z$ W! c2 l4 S/ l5 p  ^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.

: \# F5 m& g6 m# N这些都会影响设计理念,研究方向等等.
) [, _2 v4 q- U, o5 Y
估计各行各业都如此.

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。。。
$ C+ n! k, o$ c4 b$ K
+ j4 O6 W3 b5 r% U2 n美军现役M83 ...

/ ^, |; O1 |  }  s& _
@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.

1 Z; _/ B1 @; o( R8 y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
; m- [% _3 O$ i- D$ q- u9 x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 ...

7 q8 W/ h( T- x4 @1 r2 F) a4 Z
$ F' z( V8 R( P
; c6 i( o# W  B　　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。
' X! F. y* d2 W' n1 r# e2 Y0 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。
/ M+ C5 W0 w) H3 j1 F4 l& P　　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。
+ X$ ], s; A& p　　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。
, l$ D  O& V7 X

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
. ~! g/ g4 v7 c1 `; u7 @　　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.
( _4 U( |5 U+ b
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.
( x3 V3 v5 c: \) Y! t

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@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 ...

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
3 B) G. V$ l$ a! s9 n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 ...

' `) v3 b1 d1 u% m+ H2 D
你这里说的大体上是对的.
. g2 c; w1 q/ g8 i; \
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 n6 ~- u' x" o  c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
$ r4 a1 O9 B, V9 f( V7 M) c) 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 ...

% e0 j7 E/ d2 h1 ]4 q' L3 s. V/ V央视纪录片披露96坦克打59靶车



5 Q' w6 G# D2 l4 k8 p. |用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

3 \2 I) G' }! n, i% \4 B) c  P
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。。。
2 V7 G% Q! m* `

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。。。

6 w' v  X9 @- W- c, `4 I
6 C: L7 g4 k5 Z7 M% t

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
, _+ w4 ^! y- Q央视纪录片披露96坦克打59靶车

6 S- |9 {1 d5 P/ n, H9 c0 F; Y　　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。
) v% f$ k& F, N4 c1 u# n　　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。
8 B# e; d( o1 l+ Q/ 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。
2 L( P2 k& t1 a# E+ y+ B, _　　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。
/ V5 p8 r) n7 }3 W  C1 C2 b6 |: J　　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。
  n9 e* ?  @9 `5 N/ X: D$ f　　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
8 U) ^5 {! L- R5 O& i* ]6 L...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。。。

: X! e* ?0 f) N" Z3 _& `
# w8 S) {  r5 l6 |  \这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，

3 E  O) B! f6 ?; P/ \
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
6 P" ?- j: Y8 @/ h2 J% U# p
- V: k+ ?5 ]$ R) Q# c' ^; A! `

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 ...

+ W1 G! y7 b3 H, |" W# V: ~你说得很有道理。
* U: u2 m9 }6 y! I) ?$ J! j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。
$ j! k- N; ^# |/ J! Q3 X# M7 L　　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。
! f1 m- K& L9 ~' m　　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

- m% P9 }" q7 \# ~

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

) D: v7 D" D' Q未必哦。。。
- |* A- u" D; j+ B5 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。。。
( y+ l' L+ y! i
: s6 S  D$ z7 P- v- Y: ]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。。。


5 O+ @4 z3 T. t- K% {' [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。。。
3 o7 g4 Q8 f4 O5 P/ M& N* R! V

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 u% o0 L( B0 w" L/ X, E& T
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。。。
* K* D9 [" U* V& |
: g' Q7 W6 I4 z2 W3 c% J* C  |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 @3 P4 q& b' g0 B4 V) _

! O5 Q% h  J+ B, K' Z. T6 |! ]( ~. R
% @- g/ Z2 _/ N6 b; ^+ @

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
6 M- E4 y4 Z0 n0 A  Y! U# ^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。。。


) |4 j/ v/ N1 Q, D! J, Y解说说这个是破甲弹

/ ^9 m3 c8 g( C. N, R看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

% |! M7 p; L: I9 ]/ i
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）


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。。。
+ y4 r% ~) H' H% \+ K. U) t' _/ Q
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。。。
% \+ [( {( m9 O5 i: }
( \2 }1 a! Q) V6 j( l; S" Z
9 ]  ]* r$ u# J不好意思，歪不爱的楼了。。。

( t3 E5 F. r9 F% N0 x# r! B! ]6 X$ o4 ^

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
' m( @# b' E) o  s& r0 G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

9 T7 U0 T5 M- y0 q! p) u# S

; B) @! \: c; H3 O5 F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。
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。
: o# R" w& M0 V2 a$ e. b