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？


! D; b6 G2 p) E( S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
$ {& ]+ c( \; U/ v' p! }& W) y; Q你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

) A( N. k3 G3 Z. x! s  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.
. V( ]# a1 R% `' W& s  w7 P

不爱吱声

2 b, ]. \+ Y! t1 M4 _* f( {

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
" ^0 y# N6 u% x# F" O, C/ A4 B7 A你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

提前剧透一下吧
  H0 h' q. [) W& o" L* ~9 v) z9 R5 e
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

* R5 i0 q3 P' S' A
为起爆后50微妙状态。
8 Y& r; x1 T4 L5 f0 A9 @3 M$ {4 W
1 [4 k0 A+ n0 w  G7 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
提前剧透一下吧

# ?1 g6 D; W5 e5 ]. q  ^我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

2 l* N' H( G$ J) h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
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

% p* D4 i. ]! k% ^6 o0 T4 h
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.

下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
0 ]% T7 M7 t! k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。。。

# O+ w* P' Y- z4 Z7 \- H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。。。
" V. y9 v: K' F0 ?4 q) j+ J. h
8 e; ^& l% ~9 e8 _
( M3 ]* E- ?: d我军装备的125mm 破杀两用弹
# b0 i  x$ }( B2 a# Y' I, B! d4 F: S

* m; o) [; C$ g# c% {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。。。

' G% D- A, H* |! w/ Y5 D5 n
9 E$ h, ~. w# Q* k9 `8 ]( g6 s1 F
! s6 ?& o4 S6 ?/ p" |# D( b

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
+ E! K# D% E: ^8 j% @$ _# X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。。。

6 n: Y  K; Z5 I0 f$ T% L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.
( \( v! e  x; D5 J. V
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.
. s% Y8 V; ^4 u- X& y+ Z6 \
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.

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.

6 z$ J% w" v$ C/ E. ^  N' s: p这些都会影响设计理念,研究方向等等.

5 z" D7 m- N: j4 D/ o! X估计各行各业都如此.
! N. v1 i( x  o, i' b, ?7 `! w- @) T

不爱吱声

* F5 H( E1 r7 {+ X' E2 f* j

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。。。
6 k$ c2 f( Q& N" n  e
美军现役M83 ...

" g8 ~* r4 _* N  d4 w
@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.
: X, J& x) N+ |. N" `
: _7 Z6 ~+ Q5 _* t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.

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 p+ D2 ?' ~! V0 X2 N2 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 ...

7 a; l: h4 T$ q

3 Y% O/ `+ q* b2 R
　　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 P4 r# `, U0 t2 ^- T　　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。
# J" L) I- M1 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。
# [0 O0 i+ o* m

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.
0 `% v9 w. P( m  \; V1 q
+ y8 p7 t8 y2 m- D- M% m* x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
@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 ...

$ m1 }. j7 H1 Y9 E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

: e+ J8 _) L/ R

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
: s2 t& H' C+ n3 g: O0 V% |: p" L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 ...

  q5 ?# O) h9 F
8 _- C  v$ b  r$ ?$ O2 s! {) B% e- o你这里说的大体上是对的.
3 H2 N6 a, t' }9 w4 A
5 L; F+ ^& q) H& K! T* R  C$ O, y* N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.
8 F  Z( F0 T1 z4 h
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 ...

/ s, q6 _, {7 J' z' Y/ q2 y+ g7 {! r央视纪录片披露96坦克打59靶车
  q7 d& j  w! F1 f# Y  ~
7 v% h9 A% f/ v. g+ S, s
- D6 @2 H& h! e
6 O& M! `$ V2 O5 {( o用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


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。。。

. J7 X- q1 \, g- e5 v1 w
* q( _0 c0 ^3 g: W6 Q/ N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。。。
8 \3 u- ~6 ?1 v7 Q: J
( ?- e$ ~' Y& ]( Z" W% M+ g
( e' m0 {" }7 ]  V. ]
4 K3 e4 U5 a& w+ `/ x9 Q

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
5 K) q" h6 j1 @+ l! G央视纪录片披露96坦克打59靶车

, S5 x' i5 c" _4 v　　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。
( G2 b4 X1 S* U　　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。
2 |" i) `: k# B2 X　　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。
/ o5 T! o& M+ m4 c& F　　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。
8 A- E) M4 ~) ~5 n8 f+ c$ D　　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

' X+ Y, o# ^3 M' X) A9 e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。。。

) c/ \' ?; K( w$ \
" r5 v* J# g! B3 T8 V这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
1 b/ `1 ?$ R3 r' b+ F. f, B
5 c( q) w) V4 C% Z. u- v
* `8 d; Y* f* C& n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
9 p" N; d( Y: r/ x. L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。
# B4 K: E5 r2 C% m# ^　　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。
* g% m3 ^- p7 p4 R1 \: J7 ]　　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。
: v: Y; g$ i7 V  w+ X$ F　　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。。。
+ N+ I4 g! r8 r: C

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。。。
: A5 w% a4 [0 }- }% j, ~# Q
* v1 Q5 `& L* p# W% `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 ^: i/ c# o5 S$ K- q' R& I4 k
1 s" k" s% }/ A! d! W2 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。。。


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。。。


# W& d5 n! i' L5 p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。。。


3 h) ^7 l& z1 {6 F! b: W4 a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。。。


; e% c1 K4 U( u5 Y; ~4 e

MacArthur

$ m6 B+ e3 l; ]; O

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
7 b9 \* \6 u# f3 r0 P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 t  W6 D# u! n. N- Q
' L9 O% P- B5 J* @
解说说这个是破甲弹
8 R7 ~$ Q6 k! [" x1 u( n
) j5 b  q* O! s6 p7 e( _8 F* Y看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
# }+ @; h: G9 ]/ }1 ^, y
: x3 U% |0 K: Q! J, r2 q/ y
4 N: ]) d9 I; m$ ~. b( O7 i  U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。。。
2 D& ~* W( k! Y9 z" G, 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。。。
9 ?0 x4 @' `( @6 [0 N5 Y
+ E  {& s) M& B  N% ]; l4 G
, m! O, |2 v( c& A  ^不好意思，歪不爱的楼了。。。

4 U, W; X" A! }# \# W

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。
　　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

/ {! e$ ~( j/ q
6 t+ U- d  Q* P6 j/ U% Q; t$ G# g
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。
* W9 V2 R9 S: M3 u: s, F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。