空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
1 d. Z% ^8 F1 t  p4 r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 ...

7 S) G+ B2 {% o0 l% Q你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

: d' u6 d1 c1 \" t" a
( A1 U) g2 w1 ]# \- R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
6 s, R* d/ @: ?* `6 F7 R你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

2 }9 ~1 y# J1 `! _; `/ M9 H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

8 g8 A0 |) p  z

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
: q5 O$ |+ L6 [% W你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

6 a6 m2 l' ^2 L/ c3 @. r提前剧透一下吧
, ]' r' O7 t4 A4 o8 T/ b* C
# V4 U; i3 l/ U( j2 S我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
7 r7 d, i+ `* t( I8 l' K* ~

为起爆后50微妙状态。

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

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
4 K# l  g. c8 }" K看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

, S3 B3 I8 P5 A- S1 B1 T
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.

3 A2 I9 f6 ]5 K- X) h' w下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
# t# \$ _6 ^; E: z! w+ F& w3 H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。。。

; t% ~% E* Z9 T0 g8 ~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。。。
  x& G+ K- B' T! T

$ v% V( K# _* {! B6 c. Q我军装备的125mm 破杀两用弹
4 H( I( I6 {" [% u
' f$ u" q# _; H4 R
. C- v  K9 \" F4 ?3 F0 b( t6 h9 H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。。。

8 ?: b) C- O- d! ?1 v

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
8 o* m  V9 y; q3 s& Q$ ], F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。。。
4 t" ^4 Y3 c+ ^* F
美军现役M83 ...

9 N; z6 ?! t  d, U& ?4 X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.

4 W$ L/ I4 u  P9 Q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.

$ Q$ [. j$ q. H& g; Q4 }* X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.
, |7 @4 A6 x- O* c5 A
7 h0 {) @& ?1 v& U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.
4 z  J) h8 S& A0 b; ]; K
估计各行各业都如此.

不爱吱声

' L) [/ h4 K0 F3 u. T1 |: B7 d

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。。。
4 B. X' i+ a3 Y7 X3 T0 H) o" a
美军现役M83 ...

9 ^. r* b; Z% s
& h' y6 M4 ^$ B' V/ p3 k@njyd

# `( B7 `. A) Z) G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.
# [6 d" ]; n, b
3 |4 l+ [8 p# p9 d5 K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
4 d8 f5 Y) p1 @7 ~* t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 ...

, S& l9 O7 a5 k2 X: d" G
/ M9 ~/ t! Q. T% M! k- {9 X$ A1 m
) O9 M& p( x* O# N6 V+ 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。
5 e7 E9 t1 c* x0 |( k" h) c0 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。
/ N0 L0 r: V# L4 {　　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。
$ S2 J' j+ p' D! @" ~( F2 u: S　　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 ...

" L7 G% x0 F. p6 D' k9 H8 |见我上面的答复.

* \+ h( T# l  i/ |% F0 v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.
: t+ p9 I' w, w0 f1 }

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
1 J0 Y1 `5 r+ @" v; W) }$ M
9 g% [$ @3 s2 [9 W. J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

( k) \1 I6 _: ~  n4 W

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 ...

) A0 G) k& I) `
" H1 w& F( ?7 |9 h5 p8 n你这里说的大体上是对的.

/ ]4 s4 D/ e( b7 w$ q$ T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.
. n( }  j# a% J  ?
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.

: C! b9 \& I% |, a: R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
, x3 w$ }2 ]1 a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 u* G+ Q+ U: r3 q; K/ u+ r3 R


用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。

+ d: B! ~0 z2 [5 S( L+ I0 Y$ 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。。。
6 T  Z; k) J! [+ [/ V  M
* D2 i1 L% X: ^8 ?3 J
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。。。

0 q- i* F( }. }# D+ J

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。
1 q6 B' E4 ^' }/ m! f# T　　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。
# c+ x; `6 T  ]  M* j　　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。
2 ?& U, a; |" D" w2 m2 g1 C: O　　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。
' P5 e/ |. P( n6 L4 ?　　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

( j  `6 B8 l0 _) [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。。。

* _/ c5 R, F6 B
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。。。

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
- p% T: B6 _2 |" y0 v" z% d; E$ s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。
　　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 f4 q/ z  `5 ~& p　　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。
# G  C1 G8 e7 n$ W% X0 b+ F　　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

2 C: R8 {( r( ?4 K! o未必哦。。。

- d7 U( O$ ], \3 S& @
4 R" b6 X4 n( O; G3 q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。。。

& c4 [3 ~! g! N/ N% L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 |" B# }# N4 F% u- j- I  q
  ?5 ^8 d& T- z! c) C0 r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。。。

* b5 j9 e' T" u
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。。。
1 @7 X- o4 f2 S. t# n* A) j

$ T5 U: s# [# T* q. I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。。。


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。。。

+ S9 p0 k: @$ Y0 e- F; a1 t5 S- k0 }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。。。

, ^) M5 {: h8 \& E9 B

' T7 G4 q$ A6 W) Y9 [- K8 \

MacArthur

9 Y$ X% y$ @- o

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
6 u0 a% y9 S) ?5 ?$ q3 x% Z: O' T你说得很有道理。
; r6 b' G5 E( D# v% M" l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。。。
: K$ ?5 Q* H* O/ B9 ~
- P( k2 Z0 {/ s' c6 P
6 Y% i  F/ d1 j. G/ e! h解说说这个是破甲弹
8 a/ T( F) u8 a, n+ V# C
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


: |$ y2 K$ L1 W& b( N2 }, V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）

$ r7 [3 \9 O4 z# R+ Y$ H
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。。。
  V5 v. e; t! X0 O5 c% R
1 \4 ?; R$ y9 I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。。。

3 B' }! Q1 h' h
% p) z! \5 E' Q8 {1 b1 H* c不好意思，歪不爱的楼了。。。
) l0 ~, c2 E/ \( }# c# ?7 B1 o
8 D! w! V: c" G! B) M

njyd

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

* v# X$ y% f5 J5 ?/ e$ M3 o+ b& B. Z楼就是用来歪的。
3 a- ]$ V2 E8 G6 v, o9 I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。
- J" M) H3 k& x& ]　　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

. y8 X* d' `8 ^; V. g& A6 E
# T" c5 G6 a9 S! i" z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。
! L* d* Y3 k  E. 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。