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 ...

你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


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
# b# _+ R) [- Z! M2 M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.

% t; }2 S+ g0 C; D& J6 c5 X/ ?- }6 N4 K

不爱吱声

: }7 ?9 W+ \. m4 x

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
' ?8 p. D' |, n+ y) B6 M你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

$ O: y3 K$ o. S" U. H3 m
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。
& c& ^: G2 t8 s" _% P0 u
. U! H$ @* J# n1 g. I
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
0 {$ O) t9 v  O4 r8 P$ H提前剧透一下吧

( B8 G4 k. g9 c: P' w2 y) ~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

' q% C. d( F7 D& q- H

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
% f5 {( l! g9 a' Q+ Y6 ^8 c$ ?看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

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.

( U0 M2 n' {6 f) 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
( F6 N% }5 l4 u8 c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。。。
+ |  F% s) o2 e& k, `5 ^! V
* |; `7 [$ x2 n! C2 o6 a9 [% o6 ?8 i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。。。
/ {$ x) m) e! q, h1 ?
4 L3 D5 r% ~+ n5 G! U
% R# S7 J/ M' F# |2 i; D我军装备的125mm 破杀两用弹


- r7 ~/ x$ _! y6 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。。。
1 M; X- J/ }) I0 @7 Z
2 ]9 h1 V/ E. e

不爱吱声

: b, _; O7 z" K9 K) y( o

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。。。
& X# Y0 `# [; t
' d' C/ S; P& F( l% }& G' C美军现役M83 ...

" x6 y% X% |$ H* Z) ]
# d2 F7 r8 h( \) x& M5 O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.
1 P( c& ]3 w: O/ Y! v; A3 Y3 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.

8 W2 c/ ~) z5 E. F. m借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
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.

( Q2 c7 l6 O3 f$ ]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.
3 }; s% v. C( T' H0 W1 n  z5 \+ L
估计各行各业都如此.

% {+ T9 e/ G, ~# R4 a) T8 J& w

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
# ]& h$ ?" V, @1 t0 b3 W/ W2 U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 ...

: D3 z% K' `* ?# x
' G7 L" @2 H: x) J! 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.

6 Q. e+ L9 b6 J4 m& r2 L- D; W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.
4 U, ^# b9 d& k6 b) W+ t
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 ...

  g8 c: ]( k: ]7 I; y
( I4 W2 j0 F" V, ~; C3 [) 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。
3 P3 e) j. H1 d5 Q" Y' `　　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 P8 ^8 x: ]1 E* 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。
$ N$ N$ W+ }1 ?( x2 f6 F, t; d

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
$ s* k: Y8 N6 ]) J1 ]' 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 ...

# C$ y+ H, D3 Y  Z3 b- }& ^见我上面的答复.
" f) }! o5 B- F4 Y* H# M2 g7 U# E% O
, C8 I$ x+ ^9 F8 V& b& W( H  i4 w2 H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.
2 f3 o2 M8 R: ?. }0 {, w' s+ x

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@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 ...

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
" v' |8 `5 X* o; x* F3 q* Z, Y7 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 ...

  u/ r2 s8 @2 d/ d! g; ^
- p  H2 g* I4 D) ]- X( }你这里说的大体上是对的.

' V! P& O# s9 W' ~: u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 {+ m5 d3 c, t$ o3 W/ z9 D+ {# J
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.

1 M0 u$ z1 K0 U$ ~) ]3 p, P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
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 ...

: i3 n7 E0 _/ W9 i央视纪录片披露96坦克打59靶车

" R( G6 e6 G6 G
: }2 ]/ d/ o: t4 h
1 ~" x5 f; {( p7 N* L: L+ @用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


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。。。
0 F! r4 W9 o4 U9 D

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。。。

! o' {& u* s9 w; B& ?0 ~0 k

* v* Y3 `1 N: V0 n

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
% E' d" X, u5 I! {9 J央视纪录片披露96坦克打59靶车

' @" v) C; M. [' ]' K　　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。
- [% K9 g: r6 k1 L# V  b" Y) m7 y, S　　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。
- ]  G4 C' A( ]: B, h; ^　　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。
' I* A+ [& Z- ^( H7 d# u9 p- T　　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。
　　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。
) m5 |) V/ v4 @　　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
. w) N; X. [; m9 |...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

/ T$ C! T8 z7 }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 x+ H/ b) R; L. V% i' c这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
2 p9 H$ }/ S9 y- k% ]) P
6 s/ }; O  M- O( |& R  ^
, N+ @) z' h0 {# F& b伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
6 J5 ~/ f5 I, C+ b6 P$ H
1 [1 @) t. g5 K

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
  d: U. i$ M$ c  c* O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 ...

: O9 f) T' o1 n. N$ `2 i你说得很有道理。
% |) g9 |% b" O  h* q1 i, A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。
; Q& i3 q) r. _$ _　　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。
% G( V9 K# A) E; X0 Q5 N! ]& _　　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 o+ c# c" }1 `% a4 i- R0 m　　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。。。
( f  M) J& ~1 z* ?) Y( b; m5 q
% r1 R/ e0 K( h" ?
/ c7 L( q; D9 F1 m4 `6 m7 X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。。。

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 j! a$ c, O7 B" V' n: M
* O2 r6 |8 e+ \/ `% D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。。。
: o, P6 j3 ]3 z; P8 o% N

* M5 a5 a2 O6 |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。。。
9 B4 `9 y/ A% Q' z+ I
3 q( i" @# F, D) M
0 `1 [3 ~7 @- D6 N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 U2 C& \+ {& f9 V: w0 c& I  |* h; @
7 a) T- r( O7 R4 j, Q0 p
8 c2 A# W& Q9 z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。。。
5 y- _9 u) [, q7 U2 I
# i- g( Z! b2 S3 U7 Q0 y1 E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。。。

8 ?9 L) h2 R( J, g
" g  p4 M8 Q: ^; l8 B

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。。。
0 b6 k% }, a% n$ I. A

解说说这个是破甲弹
7 X% m. U$ ~1 S) R
看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

0 i: Y% u9 Z' q0 V0 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）


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。。。
2 |7 M; k! [% \
6 C3 g$ G. h7 \' v; S2 I0 j+ g
不好意思，歪不爱的楼了。。。

& M: g. e( L" w) u7 m

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

$ S0 O& X3 C( h5 _# z1 k- O$ J+ ]楼就是用来歪的。
5 I0 q4 H. J) _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。
　　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

- K) d/ n8 H* X, b" z- N7 E' E
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
1 P0 [: M4 t4 n- I: k& d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。
/ Z7 Z+ W! g% ?9 V4 ?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。