空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
- \) d; t+ G, p" X3 j1 e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 ...

/ V8 ?" W& e6 Y你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


# H7 h9 L, {) W- E1 d, v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？

4 ]& i' b. T6 ~2 P! I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.

$ r" L  N$ I9 x! k, c8 D2 j# z& W

不爱吱声

5 @+ I) }0 J# P5 S5 O! I3 U

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
/ }$ m4 M0 Q2 M% C你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

* B6 f' J% e3 q* m6 H  Q
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。

( P% ?3 U, |" l8 {
& i/ H) s5 A- K# R为起爆后50微妙状态。

) ]( T% D: R4 l/ z/ w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
, w+ `( h) Z+ W5 l) a- P  F# T7 m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

2 p6 W& ?1 ]9 W" m" B$ d  l

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。

" u! T8 P: v$ }; H9 \' f2 ~
/ i( o1 \, ?) ~3 n7 B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
9 [3 W& c) K. b7 P8 Phttp://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
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 ...

9 [$ T$ G; ?8 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。。。
% p# C5 ], d; H8 \6 X
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。。。
( G- ?' m  ]. j" ~0 q
# U/ o0 p, Z" h# s; e
( d0 o: k$ Z$ Q5 K, ?' `5 Q$ S我军装备的125mm 破杀两用弹
' D9 X' d. O0 y2 S3 d. y9 Z" q

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。。。

2 K! j# l! h) Y/ _+ D; p& ?; E2 A
( i7 A3 P+ h1 m* |- R# }& N
+ C: W) o4 f+ `: `7 f$ `! E

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
% F+ z# J/ v; c; I- M' z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。。。

) {7 O9 S& G2 ^" U: L美军现役M83 ...

& ]8 }0 _. b+ O; W! M3 u# e7 X# S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 i* @; K" z" 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.

9 Q2 _- G. d8 O+ S: ~借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
3 O# ~. i8 k7 l# }: E! n) W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.
- m# {  D0 N3 a! y/ }
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.

8 W7 T& w" H+ }这些都会影响设计理念,研究方向等等.
( ~3 N* \: T7 x* s4 V* s
" U' V9 ]8 k' V估计各行各业都如此.

2 V  C8 v7 F6 [4 K. k

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
/ A  \4 j/ Z0 g5 \. ]6 d; _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 ...

@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.
! f  A& O2 L  A) f4 c/ L
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$ z* N
; A4 C& ]- ^: x. w8 o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 ...

$ s7 e4 f* k9 x& b" I' u: T5 N
5 l( p/ \/ x, ^4 M
　　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。
  L2 b# U' j) s　　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。
) z) y) P% T+ P6 o7 i0 o0 i3 v$ g# ?2 _8 M　　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。
' v, g6 e1 s& C- h/ K2 J0 v

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
9 ?) O9 A* O! j8 Z( m, |　　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.

+ G; [) G) N8 f3 Y3 Y: O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.
! M* L: q) i7 F0 u3 C+ F4 O: w

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
) ?* B$ H- {$ N  m  K
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 ...

  E" ~2 Q9 B* O  S  o- 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，这部分能量也会对较弱的目标造成损坏。

不爱吱声

3 {2 Y  p: d( X$ {$ r! X1 y

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
( v" D9 d2 V' r5 E+ J$ r) Q# N* d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 ...

5 X) K9 D* N, V  l; c8 M, [你这里说的大体上是对的.
( h% q+ @, A" B4 c! Q$ C0 D: 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.
  i0 g! k" ?4 ^4 f; t( [# i
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.
! t% m9 r6 q$ z! p$ v
  t* S! \, P% M7 N( T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
2 M$ u5 P1 v: F" a+ C- I. F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 n, @, ~* J1 d, w4 ?/ O' E央视纪录片披露96坦克打59靶车
9 d; R' w# C8 ~7 [( `. [, i8 ]2 m

$ `9 W) X' U7 \" Q
9 i9 J5 f2 r0 e' E% k" L& X用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
0 `6 n4 t3 w9 c+ K/ o
! m/ l+ y5 Y  o' \9 R" M
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。。。
8 V& L8 ^+ c7 F! o) M  n& O  |4 z' m

1 r) F! w9 s/ ^3 S" [6 p9 h( ?0 x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。。。
3 g+ U. A9 w+ i1 V; m4 }


. ^& a0 ?* i+ S: N

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。
7 L/ q! p. D4 u. C$ Q　　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。
% z0 Z8 d) W# ?$ h) C8 h% 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。
　　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。
9 e; U# A/ F" M& I8 J3 y  q　　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。
- Y8 N$ W' o- k  A# d$ C" L4 T7 S　　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
$ B* w; H/ K- ?/ g...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

: V9 @& s+ K) 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，
6 W2 h2 ^2 a3 B, o9 ^- f, K0 G% ~2 E0 R

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
8 ]) n& c6 r/ w! ^" k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。
) J" z9 {- N- ^  [' T: J& u1 r; P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。
# [- l4 k' {- f# |5 O0 a　　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。
; f- ?6 S4 d: |+ }1 B, ]) @　　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。
$ N! _/ _* }0 |  L$ u　　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。
$ T, M3 `% N2 F0 g　　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
, a& _$ A, _7 t. n; R...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。。。
+ {2 r+ R- D1 m

+ x+ V1 d3 V3 c0 X- @* g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。。。
% H( y/ }/ o( o
: ~9 v0 o5 q. @) T. @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。。。

' ^; M" Z. q; _: d7 ~2 K, b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。。。
; W0 P$ o( q1 H5 h' j: A
3 F" g# n2 P5 @# L' A) [# z9 [
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。。。

% M/ U# ^9 U! w! O; Q0 l) o6 P
* p3 |$ B* C# n8 ?- Y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。。。


/ B: f. I8 `  n$ h! @; p. K9 r3 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。。。
% m, ^4 h" f" L7 Y  [) K7 B7 d
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。。。

7 g' Q; I+ {8 x  x( {

. R( D7 z. T  f

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
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。。。


: O7 h4 M" n1 M+ M' ]解说说这个是破甲弹
; s& A( L+ e$ ?4 d+ r! t0 A& ~
& j( [3 {6 H* V& w! J% Q看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


" U1 m1 g! v. Y" \  [- v. ^9 X; \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）


" l* n! `8 G0 H% G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。。。

: s9 l! M, {3 x: v% F( S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。。。
' D8 ^/ |) G9 D
4 ^1 O) s# G8 K$ X/ B0 g# J
不好意思，歪不爱的楼了。。。

, |( K! Y" [2 C0 C

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
) o  v" b- u) P- B# O" K% a$ m0 X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

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。
! a. \- E; s+ Y1 e# y