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 ...

" u: f( @8 L. W你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
) _3 o" `6 T1 H  o' o! ^8 A! o
: {* H" s1 ^& k  Q- v; H5 W
% v0 z' ~. |) W3 a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？

. A3 V1 C. }' H4 {" t# i; 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.

8 M8 S! x; d/ h' [% Y& T

不爱吱声

. V3 E# x+ E0 W' f

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
  H! g5 Q" s* \. R- S3 N( t) i你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

6 v0 K: t7 ~: k) m! r* O- h
提前剧透一下吧

3 p( }# @5 f- f1 t7 C3 o我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

3 @+ \% h  c& U( c7 f4 u
为起爆后50微妙状态。

) r. ?; {, ~, F* I9 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
提前剧透一下吧

) I9 s" @+ ^( z我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

1 ]7 P( d# a" Z1 ]% ^9 ^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。

1 c9 n$ k" N9 z, Y! Z' ]  d0 p3 z
, L! ]$ F8 C3 O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.
/ y) _$ W! q2 V1 j3 B
下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
# @9 g* s' T$ S! t# W. q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 ...

$ v- S9 S+ u  c! R  E$ C" v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。。。
1 x' {/ J% V8 }, J+ p/ ]3 I8 S
" e2 z& Z, r& G4 }7 G( t" a& l! T
9 N8 }& {7 s( u4 P我军装备的125mm 破杀两用弹
% R4 ~6 g7 g: f
$ f* N6 E9 p  N% [, J
, o+ Q* l9 z# d3 b; D  b9 M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。。。


! T* n" n! G8 w1 d

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。。。
) Q8 @- X* }, M5 A
+ t+ u4 x; H* U8 m! F% p美军现役M83 ...

5 S+ J! J! E# h9 x4 p3 t
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.

) Y4 p, t* ~( ~$ a5 Q' ~3 f: O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.
, [. C3 I# I9 ?0 d3 ~6 p; o) a
# B# J0 R: X" E  q- x$ d9 s6 v% k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.
# R* _+ W0 g7 }1 g3 ?& I
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.
1 E% E/ ~; W8 N
这些都会影响设计理念,研究方向等等.

7 [$ P6 }& [* ]; u. g估计各行各业都如此.

1 X+ Y! X! C" X: g; L* e

不爱吱声

+ q* W$ k2 R7 y" k

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
# q% u1 J" L2 A) J% R, k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 ...

/ ?; S; h) F# P( `1 n+ C; k
@njyd
3 j$ j0 S, p3 b
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.
+ c7 [8 j5 @- g7 a- a; j
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 {% t' R% y- Z5 ~& g; P
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 ...

* `0 X3 p$ G4 D
( y8 `- A$ C  L" ~8 r; U

& V& o- J$ j/ o' H　　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。
6 E# U8 V) ~) w' D/ w: r. `" S0 [- x　　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。
　　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
* s/ }2 W  }* C; t( |7 \$ \" }3 M+ q　　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 ...

& d& @  o4 e& i8 y; {9 u见我上面的答复.
; A9 ]% S$ m( |' _  I; L
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.
" K8 D$ p% F: i, Z& ?2 q

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

7 R% W4 l' Q! L$ @% M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
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 ...

. Y' M, F* i; X: G你这里说的大体上是对的.
( P! ^+ p, N: F, w8 f
5 G" U! B4 p: u, L+ q' z9 D) L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.
; N0 ?/ s0 Q; w' L
0 ?0 N" F6 c# U$ I5 n" k  l/ O$ p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.

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 ...

2 c( l8 j; J9 \, |1 c7 [央视纪录片披露96坦克打59靶车



+ g# Q/ t, X' D. A, {7 u; v用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
$ \8 \7 I7 ^* `

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。。。
% Q/ B/ a( g. ^6 Z
1 x) G' t. r  u1 H9 v# q
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。。。
2 g) ^+ U" y- [& r$ D: @7 E
% o5 C) i, G) e/ ]

( _$ K9 t1 T% t$ g6 B9 J) ?/ S! y

njyd

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

5 G# k. ^' z$ F6 G　　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。
　　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。
8 w; n6 {- n! p　　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。
! [. x% U7 Y8 z) G/ D　　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。
1 T% H# z$ {0 M+ S3 y) m  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
5 A$ s2 K4 }+ i" q2 p...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

% q3 T2 ?8 U1 p9 f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。。。


这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
. h0 \5 r/ V8 ]; E+ a
* V, {! A2 a- m5 _6 m1 w3 P
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
. o# {5 L9 Z8 }: \( _2 q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 ...

8 x) x- C, z) n( J/ q. Q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。
　　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。
% x& i1 R- \: v/ T/ B* X9 n9 n　　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。。。


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。。。
& R% A1 q/ _! s+ O# T4 `
- _+ _) V1 D) M& `: w* g8 y. 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。。。

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。。。
$ V+ z% |2 v- e! A0 S

% Q/ d& T" ~9 f8 L' g# C/ d, x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。。。
: b/ m7 z( k0 j, i, K6 z

( Z4 `+ r1 ?8 t1 G$ F& o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。。。

( l! D' e- n" T' }# O0 a' G
' \7 w" |4 U9 }8 F9 z( u& 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。。。
( s; ~+ H0 y! J) R. D
4 l: P& v( p2 b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% s" J* @+ f+ r0 q" f1 `
$ G3 `+ @( r" J4 F1 ?- O/ t: R# G/ }

MacArthur

3 u4 f$ ]# F2 \% k- ^

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
6 Y7 a8 W1 M" C7 T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 ...

# j5 `2 m: e2 `! C忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
1 S2 x1 {: N( W3 K! ^( ?* |

解说说这个是破甲弹
8 X! p5 H; _0 f# E/ v
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


: z  h$ P4 A% I8 |' R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）
, r& y6 d+ w$ N
4 Q7 z* o" u* ~9 f
1 d+ b! U9 y5 Q" y: N/ A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。。。

; W- I. |) a4 N+ L! O" q+ h- r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。。。

& [  i4 ^4 F! A. ^4 p
不好意思，歪不爱的楼了。。。

3 F, I8 x4 `4 o0 h! F, L- e' E$ C

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。
6 J; B1 H/ F* E3 u4 \4 [" u7 e' d8 E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。
) O9 U# W8 j5 p; n" U1 A　　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。
6 q9 R+ e  h, |- `( R6 R　　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

. W8 p8 e$ o5 t2 u8 K5 B; c
! t" z0 ?2 E. J6 _) A5 U2 o5 u; I右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
, f$ I9 x4 x( f+ }, w$ P. l+ C& 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。
1 N. z, ~8 d* t4 R, v5 Y6 ~' K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。