空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
" B7 {) x5 n0 ]# X- `8 I' G2 Q% l! k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？

0 ^' i3 {% C6 Q: G; C; J& v# d  N6 s
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？

, z( K4 Y2 e$ u# y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: [% o/ d' e/ U

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？

* W$ o$ \" _: q2 a
/ v7 h! U4 x; o+ V; U* h提前剧透一下吧
, T  f" }% Q+ j$ H" T6 h
* d* h7 t, `* E$ u  o我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
$ J3 r2 {. A' R
' q7 G" \9 j9 w6 g
5 |- w0 X, @% h$ a, G为起爆后50微妙状态。
' t; Y' T2 U- _: h$ Q1 r2 B& ~
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* T# E2 M9 t$ ?提前剧透一下吧
( n7 g* a2 X3 o- l$ W; d, a6 T
我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

8 G' E' |' a, N3 L* M# K; J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
看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

6 l# j8 u2 s; b* p( ~0 c
0 T: q$ A; e8 V! d8 v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 w$ d& Y2 m+ |. f; ~3 l. jhttp://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
  Y% W4 r: u6 t2 W* R$ v见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
  l$ \: E; q5 H5 }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 ...

7 I7 v0 c7 f1 [  l; e' [' `4 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。。。
1 V& e# v' t) a
. F* ]8 L* C$ A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。。。
" i% K' h3 e9 n3 [8 c& g

: @6 U0 V, B7 w+ v" q9 }我军装备的125mm 破杀两用弹
; O9 e9 A& U% B! @: {, R+ {+ n) M
, ^2 q2 f8 f2 H2 j" w0 D
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。。。

4 ~  b5 |6 P) f$ S  k/ {
; m/ O2 d  y" J; j5 I
1 g: L( Y" s' T7 N" Q4 D' }

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。。。

美军现役M83 ...

/ i" D7 w8 `* s- C+ T0 [: u
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.
+ G  b( r/ X6 Q) P: G
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.
; A6 k  l) o+ _; ~
- I: O3 g! L2 J5 _) u4 o! d借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
. D  u6 `, c/ W1 T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.
  }& w" V; y. q% @! K" d
这些都会影响设计理念,研究方向等等.
/ ?1 I0 W7 J  S# Y$ S! K: M
估计各行各业都如此.

7 o) S8 G9 }! p: f

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
( k6 w! C- u8 n) j5 z; x$ g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。。。

5 H# ?1 Y7 P# |$ T( I美军现役M83 ...

* U; l( N2 q; t# V7 z: n  {, k3 [" m7 I+ p
! d( E) h* l( [8 L* n$ v@njyd

4 g8 ~  J' K% I' k" M; T0 t4 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.
3 i+ G3 Y& M" n0 |; G1 U( q9 u2 A
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.
. e& W. ^' M9 ]% d: W
! m" o; ?- \/ s# _) `  l; a/ y- p9 q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 ...

# K3 h4 ~7 |& a4 G
  ?( @) d0 L+ ^1 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。
# @$ j$ y' V+ m3 N　　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。
' s+ m! p. ]6 P　　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
" U/ T/ \; Z+ Z% e" @' ~/ n4 A9 T　　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 ...

+ j: A4 W1 u" @见我上面的答复.
% v) Z- I" ~& T: n) ]+ s8 {
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
' s* P! m' e" H" n8 L@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 ...

. T8 C' v" b, _1 M/ Y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

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 ...

& X; N+ v$ l: t: l# g
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.

" a& g* s( ~$ N8 C2 U* m4 u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.
, A; C' |- q3 _
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
* D' \: A) W5 x6 V3 H8 A5 v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
- ?1 F: Q) R1 {
6 _: o% x2 l% G$ A9 j2 O# S
( ]  v+ q+ @" K9 I/ v
" C4 s  j. M! j用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
/ \  m1 _( N* a! ]" S4 ]% U
4 x* T; [/ t, r9 T* _7 ^8 c4 c1 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。。。
% H+ t* }2 W1 A# X
" n. v' k, ]5 Q- c3 U4 b; x
  x5 Q" x' M+ p7 k! \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。。。
/ ]* b/ V4 w9 S% C$ B0 t5 y

9 B( p* N! E7 h. V
# K- c) }; H( L7 i9 h6 u; B

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
( l5 l: x3 U4 v5 P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。
' A( V& k/ D. E' V1 p! p　　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。
+ K  h* V: G+ K1 t+ n　　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。
+ s9 L, f; B- u/ E/ J7 W5 |　　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。。。
' C' {' i! ]0 Z7 f+ ^2 G; F3 a
9 j3 U9 w# D  Q" C3 K8 ?- l
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
, I$ F5 X4 K9 `$ Q! P( y2 ^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 ...

7 _. @1 @$ E& \- X( ?  H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。
0 p8 q$ Z+ |5 H. }& ^9 m/ F$ u　　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。
& ^8 c6 `. c. w7 [9 B$ j% Z) E　　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
  g" R- C2 W# d# }" E...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

: R4 H* b3 d- z未必哦。。。
+ l( U$ z1 I( s4 Q

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。。。
+ ]) R/ Y% ^" B2 n
9 I+ ~) k: b6 W+ K+ g  ^5 R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。。。

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。。。
$ {& s3 V7 \6 X" M8 |+ |

1 @' m+ {0 F# Y- O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。。。


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。。。
$ r6 s$ [% f3 G
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。。。
: S# ^1 j  g4 W# Z0 D- ?
' R4 `7 G+ E7 ^8 E, b

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
" J4 ?4 H& B5 p6 T$ s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 ...

/ O6 ?5 a2 j! V0 _0 q5 z2 ]+ w忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
2 u- e# y" q! i/ L/ |+ o! g+ N

( L% ]9 z2 q3 B+ C解说说这个是破甲弹
: S" o  ~! W0 X# Q2 h  ~6 n
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

9 ~9 Q1 M% ~2 W' z! W
$ x+ B5 ]6 n/ \. g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）

( e: K" F+ g1 U
# V, f0 n% I/ L. l7 ]; F# Z# o  O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。。。
/ q1 K0 L; P7 S' C, B& Y. 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。。。
/ l) u7 L( W8 B  |+ Y) o

/ A; j- [' Y4 F: Y5 ?' F不好意思，歪不爱的楼了。。。

8 x. {5 |$ k. i* z, `

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
1 i) E' t( z; i9 A忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

( U. [# y/ h4 d/ a/ S' q, y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。
9 }2 o" I7 l$ n　　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；
0 q# b3 V5 i% o& P# ?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。