空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
* p. r; W+ a! G2 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 ...

; v& q9 e# F/ F. \; U你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
7 _2 o2 t+ T1 C9 d
1 F! \( ]+ ]$ z% B- 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？

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.

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
0 r- `0 q6 l1 o3 S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。
0 J/ s5 c/ V2 k7 J

为起爆后50微妙状态。
' B* X7 v( k4 z/ d9 W7 |
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
6 @$ j- D. ~8 X/ a5 S
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

1 h3 j( U  P9 C" M. r1 n' f看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

3 Q$ p' `- V, l: ^* S- `; c

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
# A0 O" L$ c! F! l; F5 V" [  w看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

, `5 l1 l4 n8 b# l" 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.
+ g1 [' ^9 D5 k; h
下面这个帖子也有说明
http://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
6 i  D9 g( H7 _; Q, \, P, n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 ...

( ~6 {3 J) n7 g- n& C/ 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。。。

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。。。
) q/ ~8 b* f( |
* n8 @1 x, e/ Z+ K2 Y7 z
我军装备的125mm 破杀两用弹
* h! m* t( H0 T

0 `* D' {, ?# E8 K; l  {" ~/ c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 _, o; o: b- \, p
8 ]% _4 f  G6 N! ?. G

. x* }: K7 j% F! }

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。。。

, N1 L- p4 t* f2 Y6 F" S3 Z美军现役M83 ...

1 u4 B4 j, z  B" G6 x6 |' a: h/ G9 c
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.

( C3 U6 \) Q8 Q- {2 X3 b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.
* ~: N4 F0 @- t" G' C  I/ a2 F
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
4 R+ A* i( l: ~+ C. N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.
/ \' H' r0 \  L7 @- U( ]/ V0 R
9 O% A' g8 F" t2 Y  X! l/ b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.

  G+ F3 d8 j$ ^1 N/ ]  _) {' F, x这些都会影响设计理念,研究方向等等.
% r( e7 N5 y7 f+ P7 C( |6 J
3 t% @9 l. T7 N9 B/ Q估计各行各业都如此.
8 G  i5 i! Y0 M+ e7 _* I/ B' [) T2 w7 U

不爱吱声

" o& j4 r7 U' h  s* X5 ~) p9 e

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。。。

美军现役M83 ...

  R* r* G+ `6 W0 w! o
@njyd

2 @" p: c/ O/ B' h. 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.
9 t- [! R0 m% T3 o& m
: ?! s) S3 l: H4 C6 y, P# }" }* {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
4 }( H+ n: j1 F. o: A+ W  N. }: A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 ...

/ u# T; ]* d0 \, D; J, G
# _" J: j. ^6 j8 E1 x  z. U
1 ?  X5 h6 r3 l0 @4 @- 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。
4 B# y1 f# e6 c  d  O' d, ?0 f　　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。
1 S3 s$ K" k- o: D3 n! g/ 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。
# {! p* u6 `3 X/ }! C, I, j% 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。
" e1 Q" R8 l3 a& C  l

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
; ~$ R. l8 P3 s4 p　　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 ...

& k& O# y9 c* L2 W) r见我上面的答复.
1 x$ J* P1 r2 }  W1 x$ D& Y
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
) P/ ^- E* G- }, K2 n@njyd
, i  X7 u4 B6 y
- Z  G: e2 A. m7 F/ {$ P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 ...

& m% s' D% }/ [3 ]8 \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

6 D( _+ X1 I, J) H+ Z

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
% z) X# f" `- `( F' f1 I3 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 ...

# I% ~/ G+ i) l. u" p5 l* [: U
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.
. n, ^5 _; }6 n/ w+ t, @
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.
$ T9 [0 ?4 Y1 r2 K2 T; S$ G
* ^0 D9 x( t7 G/ s0 `4 ~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 x3 q, a* n( 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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
& M# I' x0 ^; |. z


8 G, N- |/ z; i. Q, V用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
8 W- l$ T  {+ m6 p
; X- I* |& q( v/ R4 N: o8 H; {
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。。。


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。。。

" e3 ^, C6 \2 M/ e

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。
　　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。
6 {0 q' m8 U2 r; y2 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。
　　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。
$ f# K9 Y) k+ O' E　　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。
) R& x' `3 ?) H+ q  o* Y9 i5 }　　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。。。


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。。。
* n! a$ j" ]- `. j

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
- @6 ~1 E! F3 c3 K( F# W5 E6 T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。
2 N* S1 ]/ U9 k* G　　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
" Y& i# E; {. ]  U  \5 N3 R, i, C9 l2 h...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。。。
4 ^+ T9 ]2 z9 Y% `/ k( Y# Q

. g2 S- ~4 I0 V2 b( k9 i' d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。。。

; K" z+ O5 q. [- m- W1 @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。。。
: h2 s! Z. Q& n+ W! a
) P+ _3 _* r4 q4 V) y8 ~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。。。


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。。。
( ]4 y' C2 C$ Y; C0 s
. y  ^: O4 p. Q: ^4 E
5 U! [* ?- j: p: y7 S$ i! R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: e% o% P& @& r, h) M
& x' `) J9 a/ f3 f0 m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。。。
( y( k9 j( d. G$ `* Z
& T2 ^# K/ g6 e& [* c) T% }

" }" _+ W9 T+ u

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
4 @9 g& s6 D6 _6 c4 A" ~8 \你说得很有道理。
' l$ z) u  Z( x1 G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 ...

3 Z4 o* S3 P* u% E7 E: M, L忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
8 K; Z% F# w  D/ s
$ n' i+ m0 T& T4 v1 p9 H% K0 |
  G) H' d4 ]9 a: \; A解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


. C$ S% v8 {! V; W; b  e2 p: 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）

( q% T! [8 l. x" ?- `: e4 q5 Y
- H1 Y/ D2 s; M5 m/ A5 s: M% {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。。。

1 e8 i& ~$ T) F" Q2 n: x  o5 k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。。。


* g1 O) r  V" [5 w不好意思，歪不爱的楼了。。。

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。
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。
1 [& w; A/ m/ E# M7 M　　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

6 B2 d5 C& h( x- l/ X- e  }2 N
! l/ q: ]0 h  i, t- i
  ^! M; e1 D& w/ {! Z7 f右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
* A/ X" L9 c" U( H/ V/ H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。
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