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 ...

  w- C2 J, m6 @你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
0 H( {0 z4 g; e* Y

  m/ c; @3 p* j& c0 E8 f2 J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？

$ [) @; e( ]% R" l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.

9 {0 G( }" p: n; ?2 T% r

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？

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。


为起爆后50微妙状态。
. [1 o5 x* V* j: `
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
/ K# c. M. {* v8 z/ u" {0 u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

! j& E& y! {8 Z2 }' b3 L8 ^+ }

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。

) T8 E6 d) @. B" x1 M% ^* U6 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.
- J. w; P! n: i  _% \2 L* v
下面这个帖子也有说明
; `) |6 ^6 e* z( [* p8 V1 s$ ?" |3 Y) Whttp://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
' h& B4 r$ Y# d+ }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 ...

$ t% l7 J! i' y2 o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。。。

, u3 i6 m+ n6 D- z: }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

4 e0 ?# V: t+ E( J- b
$ n8 U3 A, q8 h3 {  ?4 K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。。。
9 r0 x) T5 a3 O, x7 P  F+ V. N
- Y' \0 k  y. u* \0 V% V& L: W
6 ~& V1 }3 _3 K
" M0 z0 p6 f( [) G

不爱吱声

! N6 {0 f9 ^4 M& y

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
, r4 z3 x. L  ^$ C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 ...

. d  k, g( A* T! w
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.
0 g( Z. D% q, b8 z
: y0 o( W* A' ~2 L1 m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.

" r5 e) L2 g+ z% b% U借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
! r% }5 n  t  u* {$ B5 n9 b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.
8 k7 s5 A# e4 s* F
$ }" s7 y5 D2 w  J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.

$ l' p! ]! |- e估计各行各业都如此.

1 E+ M* {% S3 i1 C0 t0 S

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
9 s$ s; m) }- y. Y$ P5 ?' q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

% g7 l1 O+ r0 l* e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.

; M9 x- v) ?: ~. d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
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 ...

- G3 _8 W4 T; Z' i4 a. ^+ [" N& z
' B* Y0 _% r- V

4 U+ B4 `8 y, S" y& [　　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。
$ U" }4 `$ J( s　　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。
4 c. _/ ?# [$ t　　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。
+ u; f$ y+ u8 [7 W3 U6 C; w- {　　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
9 \% }8 b& R7 Z6 E  E　　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.
. y5 e$ U9 }* g3 |2 ^7 ~+ L
( V  D) L8 b  P. |+ v8 J0 p% F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
/ L6 `- u* C8 B: R) C0 A1 ]@njyd
) _" i) |1 S" B/ w, x
: V  S+ k. x) V6 o& r0 l7 J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 F! k  X* z! J4 x; c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

* l" O1 q& I; n  f0 u

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
' c, q2 E! H! 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 ...

; C4 i" U( b$ n* ~5 q
! h+ B1 N. J5 `1 h$ x' Q你这里说的大体上是对的.
# S9 ~+ B3 S0 w7 K
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.
8 T2 |4 ]+ W- k! n. n2 O+ f: l" d3 x
8 N  c  a1 K! G- E, \) T9 f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.
+ D5 j, ]* \4 D8 p8 W8 H. f
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
! M% a8 D4 p0 ~# f! y3 `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 ...

. ]# ]  q, b5 k4 X4 B$ [2 ~$ H央视纪录片披露96坦克打59靶车
! P$ J3 ]) q' `% G. l2 R) m

, p- p8 u( }' _+ a* H- x
. N4 ]: l: Z% \  B0 L6 M用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
1 P* u4 w- U/ x( b+ o' g4 Q
0 {1 H% G6 J8 I1 S6 s) G
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。。。

) N, u6 K* G5 s
! L( B% ?9 |1 N* W' f3 {: S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。。。

! A: j$ b. I1 m7 g# B9 v

! e3 t8 f: P3 i* e

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
* i: P) a) v) I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。
　　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。
/ r8 |" y  x6 n　　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。
% t" k/ d5 q6 W) ?: }) \+ K8 d- A　　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。
$ |2 c# h/ n0 j5 |. v　　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 t$ k" G7 z5 [+ Q: L　　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

+ f+ z; r/ Y1 ]' J5 D. x; {3 [; D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。。。

4 F3 g4 c; ]% a
这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
6 }5 y" a+ y; r: _! S" J; {

伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

3 `7 p) h) k$ h% c" v

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
) E6 [! t- J9 C, ?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。
# n$ h% q5 A3 w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。
0 c: |. e! H. P" G& m- |2 H( S　　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

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。。。
; m/ `  D0 w& y  p
! l( `- _% o( {: W4 C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。。。
6 G$ g5 N& b4 P9 M( j
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。。。

: M7 A' K5 Y# u
6 d2 u1 |  `* 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。。。

: r: _4 E: @3 O% p0 H
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。。。
" ]/ {/ r) r/ o6 d

5 g1 v( @" M% ]  a  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。。。

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。。。

( `$ c9 O$ Q9 h: L$ y

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
3 e$ m! e9 @0 N你说得很有道理。
* L/ y2 U8 d% r# ~" S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。。。
8 j- f5 }; H0 v- q" C

解说说这个是破甲弹
# C4 e! r! G/ k& |7 D" s* t
; E/ Y$ ^$ U# n+ `. B+ o6 [看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
1 A5 L: d9 y/ e: Z
- M9 p+ H) D3 f5 U; O) h
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）


& D! c8 n' o6 g+ K; }5 \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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
' Q* p9 M6 s) R4 X7 ]

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
% V, _/ D4 B9 z8 t. k4 |忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

# f' D6 C( E2 [. C" M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。
1 [- c4 C/ ~: c  P# s! C　　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

7 v2 j5 B% p' y
8 O; _: t  S% t- t0 a& Q: h
; S9 Q# ^9 {( M# j: d4 w# ?* }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。
2 k- p4 L6 V7 j, v0 p+ O2 o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。
5 {, q# @9 t& [# Y7 p