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 ...

- \$ u4 j( a& x; ?你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
( e3 V8 Z' P) v9 G

; U5 N9 v0 N* }$ a+ d9 p& W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？

  |# Q# u* u% }0 ^& Z, N0 K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

! ?% @0 x9 w. H# n8 ?$ s! ]0 w

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？

. g$ k+ m7 D# o; g: N. D2 C
" Y3 T+ A2 z  h: B. j/ o! o提前剧透一下吧

8 V: k/ s' _2 z, M- f& u我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

6 [, @3 i. }( H+ E, o3 c3 x
# l4 m/ [, K  u% K. F& K8 o4 Q$ a为起爆后50微妙状态。

- t  D* i( E; T$ x; y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
1 _9 ?3 A# |5 ?) k+ `
2 I0 g8 ^, y3 U5 I2 A& d我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

3 N3 i  T$ T* u! s$ M" Q6 T$ x看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

. v' s- K9 C  o" Y, t$ [9 q

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
( a5 `- W5 n: }+ U看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

/ i( i/ V8 h- L! \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.
' ~$ G# K) w% @
" a" @$ D7 L7 R下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
, w4 y( d& D& R1 r" D! n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/ v0 ], d3 `: W# n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。。。

  M$ P: F; m& |% V. O
我军装备的125mm 破杀两用弹
' p% b8 Q; j) F% u) ]

$ A' u6 R2 ?9 M7 H' _1 Q# ~. n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 [% @! Q* A* T
0 c& U8 u3 O- J  `
2 s, u1 q  [5 D2 O; w5 E* T* R

不爱吱声

$ x' Q. ~; q) x, h  ^

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。。。

+ k7 h/ q( g8 o' y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.
5 v& ?, ~5 n' a/ V# e! {& \$ q
) a0 W8 P/ F5 I5 _& N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.
- j$ U) F6 y' u( 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.
) L# x. k. J" q, Z. E* J* 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.
5 Y+ M: p' y/ S; m6 c: R
这些都会影响设计理念,研究方向等等.

/ D5 n2 |0 v' O8 B3 o估计各行各业都如此.
! g9 e( Q' Z( ~: o
% |1 K' Q0 M6 m$ b! y

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
( U+ P/ ~, Q/ p3 @: ]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。。。
, O( X$ D3 B/ q4 W; H6 ]8 A
美军现役M83 ...

" h1 o- ~; J6 r
@njyd

0 k* g, x/ b2 t+ h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.

, C) P  t$ w( E8 M9 d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 ...

' k) K' [2 k+ ]! }; N( D5 Q  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。
% u. F9 w' x  E# K1 Y# c　　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。
/ F, M# m4 |) y3 z3 ?: c　　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+ T( V4 X2 m7 I: k( c5 Y3 A: B　　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。
5 K2 z" D! e& U: Y# Q0 x- r

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 ...

3 j& u* Q1 n9 f3 v6 C, p见我上面的答复.
6 h0 s+ [; m& u  P1 Q
* F: j- B9 e1 s' _2 [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.
+ @" ?: l0 e. f. |( `4 s; m

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
$ A, b& N/ L: B" 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

8 y5 h0 X$ y, k- T# n

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.
8 g, `( @/ E) @9 b  }
" c. J1 J6 T" Q8 U% X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.

! T7 T8 m. n% q! ~" ^2 R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.

3 u8 _/ A% V* j0 G7 E0 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
9 J1 a+ u- _, n0 S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
: `9 e) r9 @2 w2 t, D

# v' D, V  R; M. ~8 X
8 L. B, F; d7 D# K用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
* ?  Y$ n8 P- v
4 w# [) f) a9 f
! Y" {$ f6 i& m# K4 l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。。。


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。。。



/ v6 T7 Z+ O0 _7 ?

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
央视纪录片披露96坦克打59靶车

3 X  [8 T. S/ b% Y8 Q5 {  x　　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。
  u  |( w5 X/ n2 E, Y3 _　　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。
& I2 a- q( G! |& D　　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。
% J5 ?4 k/ M& x. s( z6 Z0 k　　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。
　　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
- g3 W& @: K. f9 O' u...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

+ o8 w, f- R6 X& Y3 }; b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。。。
9 ?  Q9 y5 t  y% m8 H& e

( \" Y$ g0 M- t1 X% K这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，


伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
; O) s& j" p) e. g
- B% h& r# m: f9 @$ V

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。
% z2 B' z  c6 t9 E( d4 p' 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。
$ f! e4 \$ n, ~; @" L# Y' u　　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。
2 z0 `" L& h. o8 G2 L2 V! v　　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

: u4 T2 U/ L( I7 s

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
. H6 f" I, o7 J$ N2 ?! X  x2 R" H...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。。。
: n+ p5 b# s; V7 p6 v

4 N  L- g9 l5 V) b; n2 W: z( \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。。。
3 V# Y/ R: U9 U$ c6 Z& w, v
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。。。

1 R0 b2 z  K6 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。。。

: n) v5 ^( {/ Q) N  R+ Y
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。。。


5 E6 M) n! x3 V) E) _1 \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。。。

9 ^9 {+ V" L" F3 a. \$ D
  H+ K) P8 ], @; u0 Q0 {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。。。

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。。。

- [& D: k9 ]+ ~- X; u2 j

MacArthur

( g7 h% g# g- b6 B2 A

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
9 N3 u4 V5 T7 o/ `% q) ?' I; g你说得很有道理。
8 X9 v( K# z; b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 u1 `3 h# P. ~  R9 s

9 I5 r2 D* |9 k6 S# z7 M; t/ k/ u解说说这个是破甲弹
0 S7 C, {% `4 _7 O$ k; ]& D  z
3 x3 Y4 @& D9 C看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

! Y9 S. S! Q5 p# n# U9 h/ M9 O0 F" H
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）
; m8 {0 z2 n# X, Y1 E
' e! S: c$ y# _, S
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。。。
* g1 _  v0 z/ C: g4 j+ \( {1 @* k
$ u( `9 a) H7 O- m* 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。。。

7 l: |' p" y. g) Z2 ]1 {0 Y
不好意思，歪不爱的楼了。。。
% |" H6 u# K; V6 G' u; L8 w

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

* d* ?; n# C  u3 v楼就是用来歪的。
+ g: d! y% J7 n, H, B9 ]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

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
9 |$ ]: \( Y& b! x+ s) t5 P! I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。