空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
2 [6 ?3 B  v1 u1 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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
. j! t; d% n  c& n- u

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？

, R' ]: U# i2 g+ v% ~. F) }$ s3 V% Q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.

* u- E, W7 Y, P* ]/ v. b

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？

# e! t: k7 e% _5 Y
提前剧透一下吧

, T; n! p7 i6 x. h9 k# s3 V我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

1 ^" {( P3 q: {9 f% E" z6 ^9 @" C6 x
, B/ a9 `& t8 s2 Z9 V为起爆后50微妙状态。
* A5 B; z5 ^  [- p8 |
% X4 @! e, y- o; i) 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

& P( f7 W+ t! ^" a我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

; \5 G& |0 ?2 A: ]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
) O  X' D+ |& F0 B) `, S8 L看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

+ w) G+ V1 \: Y# V( Q0 _
8 }: Y' H1 g# t+ ?# p0 B( u# O8 ^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.
) o: c9 Y% A* o' a& s
9 U; v5 k4 R( ~5 e7 J下面这个帖子也有说明
% Y2 d! ]0 c# l: n% _; F# y7 nhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
$ p, i, u: ]1 w& Z3 ~( {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 J- K- j0 P- g1 ~4 K6 w% |. x2 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。。。
. e, U6 e. \# `/ {0 r! ~) h
, \, @. n5 ]" [5 K" B* L$ s6 D. 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。。。
5 X1 N# i$ i3 D; t' U) z

# g6 H( j& s) n我军装备的125mm 破杀两用弹
/ U6 E. b( @7 P+ C

& |; Y3 ]2 T, Q8 F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。。。
& n4 y( c  H; ^3 A

8 y6 C6 M& S9 S

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
6 r% {) S/ E1 B' ^% `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 ...

0 i9 Q1 v; }+ N) c2 R9 C3 ]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.
) k' o# _3 d- @! \5 J7 l
; l" P3 t% N' \1 e6 _, }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.

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.
5 N! _/ {6 X5 B) S3 ~. a
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.

估计各行各业都如此.

2 f, ?1 z6 e% m! o8 T

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
( D  U) K7 p3 ?" c; l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 ...

- X3 \# o* b- Z
@njyd
$ v% I! Q) Y. q
* b/ f7 }. o' g3 U/ k7 \& @: R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.

% B& w1 x- s( R- _. |3 B+ Q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.

% m0 a6 b% Q4 i8 [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 ...

+ R& [. m. l* q
0 S8 K( p! O% \/ r6 X, _

　　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 F* p/ @, a+ U, N0 M　　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。
! L: F9 X; G6 ]　　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
( i. u) m; W5 U' _! z+ j* o　　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 ...

7 z! m* V; ~  E见我上面的答复.

) O' r0 [; {( y9 \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.
* ]$ v" t) j9 A( K9 M, P

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd
7 l/ X. Z) r/ E- T6 v
4 C" `4 V5 A) I* u8 ?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

0 V9 Q$ B$ o, {! S: u2 O

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 ...

: [+ [) [; `# _, n; J
你这里说的大体上是对的.

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.

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
6 H1 ~: |1 }$ F: a0 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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车

, R9 J; Z' `$ W# ?* w

2 l9 h8 L2 t7 R2 T# \' G9 p' ?用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


7 G& |7 N- H1 |4 Q. n* X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。。。

" R+ _' s5 U* \- G0 q2 G% L9 v4 K
& V! j  ?# G% m; W; `. U1 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。。。

, }( U% g, f9 b$ d# r+ v8 X! c1 I. n* `
" X  m, h# x" Z( N7 N
6 y+ a" H7 p4 N! T; m

njyd

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

, O1 W2 c7 E' n　　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。
　　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。
4 V8 O& O  c) A2 D9 h6 J　　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
...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

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。。。
8 k+ d) g. I9 [- O: D, r) K+ H% ^
# G  I; p* }+ q) T; e
. I6 q% T! F. J8 }这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
" h  p, L; l0 K. v+ G) v

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
5 `8 c# n$ N$ i0 w2 N2 Z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。
8 k9 k2 P7 t& F* U# L3 q- }　　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。
　　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

6 R( k& i! G8 m* c

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
6 x: [+ L+ d/ l& i( r1 i...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。。。
0 W! Y- ]. V; X6 t

7 g2 a3 g. A" x6 B  X" R! u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。。。
7 ]8 \) M& w6 ?, t
. v' s. r0 _4 N) v* N1 r6 V0 I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。。。
& z9 o8 `* N4 |  z- o* C
/ G( ?) h5 @% o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。。。
  @$ I$ Z3 \9 M. }) 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。。。


) O7 Z: \% m! ~8 q0 M) L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。。。

) ~% p7 i6 c7 O* r5 c6 _
, `, \8 c" |& a% M  R! 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。。。
- x+ V+ N) d: ^7 j: {
/ ~* g1 C& z" d: G4 M8 N$ x. n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。。。
5 I# ~- P& J' e) a3 {

+ ?% f) w# E& y; u7 m& @" b
2 f: [& Z. C" ^# F! z+ }

MacArthur

: @% p0 j' o% s3 C# E9 V

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
0 I1 r' i. @  a$ K# |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 ...

' e. ?% @: [# M) V忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

+ W) M* J2 U& h. t0 _, {, ?" V6 n0 ~
解说说这个是破甲弹
% l+ f! ^0 X- d
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


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）

+ {2 M' a/ T" e+ X
; M3 ^+ R5 |! |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。。。

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。。。
0 R, V) B6 c: U1 J: P/ }
* h  r; T9 g0 V/ T
" D' w" ]1 `& U2 Y* c3 V9 q  C不好意思，歪不爱的楼了。。。

  M9 q* r, s$ v* i

njyd

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

# g8 ~, o5 K  u  _楼就是用来歪的。
$ m4 w: V; b7 q' n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。
3 M4 g4 o8 S% s& Q" N' l, c　　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# s7 U! c7 h/ V: y2 z/ R" Z

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
; Q0 Z* h/ |7 _$ ~& j3 S+ G( Q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。