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？


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
/ ^' F+ M5 H$ M. K& A你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

) z% a' y& ^; Q+ s3 G) A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.
" ?+ A% q9 L5 X$ q" Y0 H3 c! `8 i1 ]8 k
, S& ]* D% }+ l+ S$ B0 T% v

不爱吱声

- h) I: i2 e9 u. u

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？

: D& r1 Q; _6 N6 i0 B
+ K1 w( ?! v7 }# W8 ?# i提前剧透一下吧
; X7 L; Q# B( P6 _! c$ D
! V, X- p3 y0 n7 x( u我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
+ `: ^, `4 l1 p8 P% {

) `3 v- S7 [. K. M8 S' T为起爆后50微妙状态。
* A! d. b, v3 A7 C' ~
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
) ~) J- g$ ?- W2 m, ]) u4 w- z提前剧透一下吧
  ?9 q3 o; c1 S
% X8 s1 T+ g, Y! y. l$ G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

7 }5 c/ a% }5 a, y. o3 ?7 _. e" l

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
0 f1 a( }, B- k# _; }( t' A, Y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.

" V3 k; b/ [8 j6 G下面这个帖子也有说明
6 x2 i$ Y6 k: c/ \7 q. [/ h1 Uhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
$ x; G% U% x2 g! N4 v# @; V6 B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。。。

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 Q* K/ I. H, i! c) V6 E
2 O6 {; n6 f& N
$ ]% q8 a0 Z1 |% n5 t我军装备的125mm 破杀两用弹
% g! M7 j- ^, O& o
( j( r: u: [2 O$ y+ ]5 V6 e4 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。。。
6 k- `, J: b1 G; d( S


. s# {! z( X1 _- m

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
5 c" y( n1 i! G& i" T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。。。
) I- `4 Z4 Z5 ~7 l2 d
" P5 d/ c2 F/ J& c0 k美军现役M83 ...

$ B5 m  H' m. _0 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.

1 h8 i& c3 e9 L7 B4 B5 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.

; c1 t  J/ P8 J1 U. o: j# H  H  m: ~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.

5 I) k( p8 X8 R5 J$ z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.

估计各行各业都如此.

# o( D1 [% t7 g' F1 A: A" U/ I

不爱吱声

: h0 i% i4 P, D. L

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
  v4 |( x/ |0 T' H0 A5 H# s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。。。

$ ~, u0 I5 O: Q7 ?  W美军现役M83 ...

$ w8 w. t+ C4 i4 s
4 G! w* p- w1 \% u@njyd
1 _5 m1 p, J- n0 Q2 p5 W* M
) w. K; C8 z+ g+ {6 K' O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.
% B1 r, u0 s7 L* I
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.
9 ^+ y5 X& S7 D3 X2 x) f$ g6 u
) @8 q" b+ b" n# x" N1 a3 I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 ...

　　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。
　　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。
5 y* V9 A" q0 o6 D; K5 O3 X: d　　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
! T! j1 A3 A. u6 r, n; s　　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 ...

9 D2 Y9 U$ p4 ]5 J/ J见我上面的答复.
7 Q6 [' C- M( [7 e  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.

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
! p) z6 q7 u3 ]. _7 k@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

# V, {* @6 i! W. `+ \% h6 a# L

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
/ ^. G. Q; x3 h& m" H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 ...

& M) U) H# e2 h
你这里说的大体上是对的.
1 I% h+ v, N# i( O/ n+ w
0 G- G6 u$ [! s# q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.
5 K% |9 m. w# l+ f4 t8 O0 o2 {! g
( b$ L; U/ \) l, w* c2 P( S) o/ l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.
4 K( @% _, ~* f$ A+ N- C3 B3 ?% i, d
! O0 x4 p+ T4 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
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
7 [4 j# V( P5 }' I( k


2 e. u- r/ Y" _6 ~; i用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
  S6 [( B( V( S7 P) }- Z' ]. V6 b

! Q! \: v! `; t& [6 f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。。。
9 U2 D4 \$ e. |# u! {

7 _% O! t% Y9 Q6 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。。。

" y, d( Y0 F' k5 x1 s
% P1 @* y6 ]5 D0 W8 {

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。
　　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。
: k: [3 C% x/ c3 w2 E* [　　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。
4 O: _4 q* U% S　　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。
+ Y4 \* t' i* Q2 |　　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。
　　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
/ E; @4 {( b* M/ [: z* ]  \. F) Q...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

# h) ~/ o6 v! J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。。。

' [& g! z9 p  X! p. Q) X0 L8 v
/ p. S0 F* w; m+ S这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
" A  m9 P" Q7 [) e* H. Z
$ N4 Q. X+ s+ \& ?; E
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

5 W- f0 j: }- s- p5 f

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。
% Y/ `$ D+ d0 |) ^+ g. ^" s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。
, V" U8 b/ e5 v0 o. j$ c* P! R# q　　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。
3 A/ r) x7 a3 l　　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。
6 f4 Y( L2 n0 [3 a　　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

* F+ K% Z1 b. t" h. D

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
' V; j* n* e- V. m/ E. ~...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

1 a; M: [9 o3 N未必哦。。。
) ?7 l3 N( ^! [
3 l. w8 h& T+ `- [# j% i7 L7 B
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。。。
7 l4 R) |+ z) d: x# k% U2 p8 |! h
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。。。
4 t: Q+ M- }/ d5 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。。。

8 D% Y9 k. @7 A6 s) b8 M! Q
" n2 J  N* y8 B4 f& e, ]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。。。

$ j1 O" l1 o% z2 w
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 U) I0 \, [# F5 @7 a
7 v6 {2 D. H0 t: N8 M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 X/ G& ?5 _) m9 t( y! E0 D

MacArthur

/ R; |8 Q. p; I4 a. K

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
/ G; P8 X' ~! _, l你说得很有道理。
$ l$ y6 q: \! [" Y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。。。

8 H" ~  u$ b) o8 d! |. N' Y8 D! a
" P& J: a" c/ C# y/ k8 @3 J) B4 [解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

# S( k1 Y4 h& b& s- E) U1 T0 D7 T
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）

& i% x. @( w/ J
2 O' v  Y4 }9 _5 b$ u" W0 w. o4 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。。。
. A# c2 N" G9 ], V
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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
2 k0 [/ E! p) O

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
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。
% Z$ b- c  @6 u; y7 B( }0 {4 e　　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。
/ N8 I$ H% P1 w　　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

" W7 n7 v" W2 ?, h8 x% z
: g) F& i+ U6 q& J4 {- r: C6 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。
8 |7 s7 y: H9 J