空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
( C: Z, y2 y# ]4 v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？
, N# k8 N/ p- d. q' [( T- }

  P5 s+ _- s) \$ o: A- @. w9 l$ a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
, L, r  ^/ }  Z; O: d0 N" B你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

) n. Z0 k. T5 d! q; j8 Z/ w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.
$ |& d1 V: \5 m2 y# r% u
$ j7 b$ T0 a* c3 T: k/ z/ X, _

不爱吱声

1 O. N3 {6 ]0 ^  I

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？

  d. b% i  D8 h4 N) c' 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。

$ I  w1 e3 A+ j# \8 G) P" {9 r0 s
. {3 g1 a# g2 e为起爆后50微妙状态。

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
( t6 A1 ~( L) F提前剧透一下吧

& x. P6 W+ |  k) ?9 s$ f我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

+ k0 Y9 i  z: c0 a5 Q* k" O- k看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

不爱吱声

8 ?7 ~4 F! G- ]1 Y/ ^8 h, Y% ^" D. [0 M

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
) e" h0 g" m: c" v看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

! D  o9 R; x6 k
: o) h: ^; u. t1 m( D9 p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
4 S5 f8 {1 F( y5 ^0 Thttp://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
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 ...

- L5 T# v+ E. P- x5 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。。。

% @; }% |# x  I2 c: 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。。。
% b# F5 h. }; f( ?, j' q+ p
9 t3 G5 G9 P' h  g! u
7 c/ O. }& p% ?+ ^: Y, ~; |5 R我军装备的125mm 破杀两用弹


  g9 H# Y8 g7 q- e8 Q' P# \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。。。

+ E9 d2 G8 k5 d1 ~# v
! a  n& D' X9 R! |4 g
8 e' v% K, y3 d! o( {

不爱吱声

0 L) J# J# B( E: X. M. N0 K+ H

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
6 d: x1 G& c  e, m0 y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。。。
% W9 i4 G& Q  h% C6 @! a6 ^
美军现役M83 ...

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.
4 @; t# T1 \* o# ?: I
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.
1 r/ F+ H  V( I2 `) l
9 T+ S2 k  ]( U6 t2 w2 m& `借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
8 u& w0 {" ?, r% z9 t8 ?; X6 V/ K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.

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

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。。。
( G1 Y" U7 e5 D" ]" K$ L
美军现役M83 ...

@njyd

3 {. M3 U0 z0 D' ~' y. v, 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.

, y6 o2 D- h5 m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.
3 p7 m1 @6 a' R. p! I
3 ?9 t. ~: P+ ?7 a1 K6 o2 U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
$ g: ^$ `/ N9 L! A! H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 ...

# \# k( P, c8 I& s; a


　　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。
* o0 x, m6 v; H$ H　　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。
5 M. M3 Y# I. A% }7 i9 R　　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
# B5 m- e- A. I* X2 H% b3 S" [. n1 J　　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.

# }3 |$ t! X. v; T. Z1 E2 O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
@njyd
" H; ?% o, {$ U, P0 |# K) B% J+ \
0 C% ^2 Q) ?* F9 O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 ...

$ Y2 W* }% o$ ?- t2 p5 |) R! e% 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

. Z8 e% x1 ?; {) Z( s1 g6 M4 _

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 ...

; H5 j  Z1 p: [3 s8 w% t- P你这里说的大体上是对的.
' n8 e; V2 y  A
( b, ^, P- u& i0 p% t3 y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.
; K3 ^( |( K- {8 u" z8 P1 |  {9 A
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.

, R2 M% i; z6 m1 L, r/ _- [+ [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
* v* B- R& u& Q6 g0 I0 N1 s+ x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

4 \+ R: S, a4 S" w
  x& i+ C0 h1 E9 A3 ]+ D
用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
2 b( {: y. _9 l% j$ x6 Y

. t1 Z6 R$ g: n4 o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。。。

5 {  l) B* D9 Y- x, j
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。。。


2 }. h  e5 X# m$ \+ `/ Z

njyd

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

% I. j, U' B: k( r7 x　　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。
/ Q" c+ }1 y$ C　　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。
$ X1 J+ X5 m% Q1 _: {7 f. ]- q　　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 c' c6 x5 D* ~* M6 ?　　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
& J- ^; i; O4 l; o8 Z9 G...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

1 o  o5 n; B9 V' i$ a" D% e3 }! Z1 v8 Y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。。。


7 e3 U) `$ l9 g7 |这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
+ g$ U; K# L5 z; g1 O3 n6 p
/ E5 y7 x/ b: t! L4 g" ]& w- }& ^& p
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

6 _0 r, ?, t/ t  j6 l- t& _

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
) U) ?- [6 a# 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。
5 N8 d9 d1 |2 M- o/ z2 O( S" e* 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。
　　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。
- K7 d% C& k& V) S. Q* V　　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。
0 @& z4 N7 O) y1 P　　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

* F7 Q" v/ ^, @/ t3 h! M9 |9 R. k5 @

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

/ U( S- ]; s/ w5 T1 Z未必哦。。。
( X" a' x- s2 {5 o- N& ?: a
, ?$ G% [; `' [, H
& i# P2 k4 [6 b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。。。
8 ^9 N# E  I+ s/ B. m
  s9 o& W- C8 O) G+ ]* v+ @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。。。
- _+ U$ K1 ]  F- K7 p5 A+ b
+ g- r7 v6 C. ]' P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。。。
1 m: I2 ?' `& D$ C: }# h1 F" Y
* S7 O' u# O5 U6 u* o' y3 l& s
' _% s, F7 D; y- H+ `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。。。


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。。。

2 a8 H0 R0 V4 }6 Y9 o' E' x$ j
* y5 j3 |& q: u& w+ _9 L* S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。。。
  T2 C. @/ f; H) z  P1 d
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。。。

MacArthur

/ d& P& |0 B9 n2 V& Z+ Z( a

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
6 m5 Q0 j  k3 H- x& c# Y7 I6 L! ~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 ...

5 I1 m9 M& L* x+ I  a& R. q忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

7 {: w! X; H( E
解说说这个是破甲弹
' G, \* O# B9 G
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）


0 M& k. f# B; `0 g0 K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。。。

' L! g0 @' y+ Y+ G) [+ w5 J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。。。

) K1 X) a. q' l
7 `8 H8 r3 c/ \% J3 u不好意思，歪不爱的楼了。。。
$ d1 _* @0 E$ g/ V! q
7 }. U0 w0 a8 w; x4 ^4 ?6 r/ Z

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
+ ]0 g9 n+ [9 Z" b% m* {- J* `' `忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

" ]/ X( A# k2 |% _2 P1 v2 x楼就是用来歪的。
$ D( c5 Y( c5 u, S2 V) g2 R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。
4 K; l( X2 L. p　　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

3 g; E' g; m8 q5 u8 n

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
1 v- O2 G( B( \% a# W. _. P  Y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。