空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
% q" c# h8 |; p. P  v  e1 ~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？

7 i* ]% c- `9 P9 h
' [: q9 M. {* d* H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
' v/ }  w. n; y& n6 M1 n你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

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.

  l) y& _& d2 X6 j

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？

, c; _( c" E8 c* E2 z+ L( S
3 X3 L! X+ V% O6 U* \$ e( 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。

6 o! O1 N2 h; S
为起爆后50微妙状态。
$ G9 t; d. L6 B) |% ?0 `- x  ~% p8 X
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
$ {* k6 I0 @2 A" p
6 m- j7 G% F" D: U0 c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
% u6 o7 y' _  g看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

3 I, W. O8 D& y  {: A" q/ R# g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
6 p/ X! x2 n( K3 Nhttp://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
. j9 ^. R% @& O- 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 ...

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 B& Y- s2 x. P% y' d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。。。


我军装备的125mm 破杀两用弹


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。。。

; J9 T9 r. A: \2 v( E9 F: t
5 A0 t6 N6 `' r1 k
# s& n7 t( k$ s7 a+ }5 Q* d

不爱吱声

" H4 A: I5 _  o) M* k0 s

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
! |" m2 `( n7 I9 s' T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。。。
" s* D( U6 V6 M: r; C* m8 C$ j
+ J, x' L7 z1 q' a) Q美军现役M83 ...

# A" E7 X7 Q& A/ d6 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.

! _$ V2 s  j1 r& V8 [% K& [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.
2 Y7 s& t( G1 {, S8 E
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
) U' e! o4 e/ {1 e- d8 ~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.

* Z0 w" V- }6 w/ L* J' V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.

不爱吱声

" {% d# W" \4 f' i- q+ V

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
2 S- T  ]% ]: ~5 n9 |# H) k7 S3 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。。。
& u5 p, i# t6 M2 \( J, @6 m7 r# ?
美军现役M83 ...

( U! K! ~1 G& z9 ~
+ f) ]$ c7 L0 ]! }3 k( g@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.

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" A. m  m/ j. e) X3 _1 K) U
* U) v8 q0 s4 z  g( y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
( K  {4 J) {3 Q  h& }3 ~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 ...

$ W9 m+ b. h: y/ I) {! [
  ^9 h. S8 K/ I6 d/ @　　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。
　　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。
. ^2 H2 o: f2 P6 M; d4 ]7 ^

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.
$ G0 \4 R+ k' `6 c5 v4 S
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.
9 g( {" r9 T0 t6 O* J

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
$ l* @0 D5 W% n, q! T' {@njyd

, t3 c7 p6 r! e1 w/ `6 h( _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 ...

2 W: {/ q* q( c. u5 M7 o6 a. D% 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

; u- T! F$ j& U/ ~9 c4 g

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 ...

0 X( q: Z7 O' X# a: O$ o$ o
你这里说的大体上是对的.
& A% s$ {0 a5 d# U* s
! y$ t7 `: k& e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.

5 G2 @% H$ ?3 G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
( ]  ^( H. D5 \+ \" l; h& t7 H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
6 V6 A; G) K7 W
9 k. X+ w$ C+ ]1 I6 w1 c

0 R- t6 J: g3 `用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


8 ]7 `) i8 q+ N* ~$ S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 U0 u9 y  _  O- z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。。。

5 z1 {9 u" @9 f0 j- H; p
; F' D7 q/ x/ q
: \/ ]2 N  A, a8 v! H! I

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
) `9 ?5 p* g% \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。
4 f8 i1 ~" X! c, }　　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。
1 m1 U5 w1 V% J. ?. T2 W. X; T　　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。
+ [& s/ ^: S/ s1 k1 ]　　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。
" \& u+ F# F& 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。
　　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
  G6 L  |) e$ k+ \" ^5 U! W...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。。。
6 W3 s, s* x! W( L( Y: F# y$ r# {
7 z1 c+ a4 V* j8 f
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
& t/ ?& _' j2 A4 B; n" r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 ...

  ?# L9 t+ q/ j) _. }你说得很有道理。
1 a7 F3 ~1 M2 ]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。
( s% G: L+ i3 s, v# }! t) Z  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。
* ?  P9 N4 y1 ~( m, d  j$ v　　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。
5 R  M5 Y, G) u/ h　　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。。。
1 _, r/ H" I" H) U7 b. X* V
! R/ w% x; T9 o" h/ a/ J
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。。。

# G+ N1 |) J  v2 [8 ?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。。。
4 ?. L2 y) n  e. e, g& e, X
) T  B) [2 v, a* v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。。。

" L4 X8 j4 `. A, A! n0 Q% q
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。。。

0 W2 A* S' t8 F, n/ P) {8 j# s
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。。。


# t: h) d! H0 J5 C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。。。

5 o5 r1 g' E, i+ o2 e  s

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。。。

" a) l$ T' q) s4 a2 t9 V  i. c
1 o; r( t6 h. D" h! G( g解说说这个是破甲弹
* H$ s+ G2 Z( d  ?# [$ \' v
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
: f: B* y. r% ^! c9 e
- ?; W$ S" d1 k
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）
- Y% M+ A2 F1 J5 O7 G! r) z  F
3 s) o0 w' v  t- k' g4 i- x
9 D1 o# C% \, H8 Q+ b; 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。。。
! q9 x- \% g0 N( y* g7 e8 e1 v
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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
0 l0 d. Y8 G8 V

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
4 L6 |0 N* `5 N  K, W, c忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

. g  k' F2 l9 M楼就是用来歪的。
' {  P9 O7 N( W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。
% ?1 x2 H" l* c! t$ Z$ Z# V　　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

) \& Y" X0 k, M
5 k- s% H. }. w( R! {# S1 v, h# K, b' {右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
7 q) V3 y  S0 O5 b3 Z: z9 p' b9 C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。
$ ^8 j2 P0 b# j: x; 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。