空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
$ u' I: s+ B7 D3 e2 E4 Z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 ...

" E% k8 J. f1 n& p. V& M你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

1 f/ V$ k, K, l7 D. K
, Y) {4 a4 M) c7 B: M5 B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？

3 e/ c3 s1 `0 C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
你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

8 N: T! r- I, L( o6 O8 C' [提前剧透一下吧
, D6 D$ n( W5 i* j' j# d1 _2 T
+ [  R$ b3 v/ [7 n' q我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
) x" n8 @6 {0 f" n
0 [1 @6 k  P( Z5 J. {3 C! [4 K
' c% e3 |6 A. \! M) ^, l# {: t' P3 Q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
, s+ e$ K  P3 Y0 H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

8 z6 d- g  R3 f1 B/ [1 f

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
9 j+ |2 p, i; S) a' ?看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

* C5 I. B0 `3 \) B& i
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.
/ X  X: H: e) X) 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
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 ...

9 N) t/ P6 s9 A; Z5 E* h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。。。
( ~6 H1 [4 R6 K# A' W7 F0 I) Y
7 t' ]* A( m& R/ W5 e5 l0 r; c
我军装备的125mm 破杀两用弹
3 L: A8 Q6 L4 g  X) a( `
- m) R9 T# H$ r0 M8 R
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。。。
. Y" a+ U3 `8 K( A
  J. ]/ h+ c8 o

: E( y" D) i1 C6 m/ W9 b

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
# E9 Y6 z/ X& P; A; ~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。。。
- E/ ^% Z0 T; t, y4 @) ?
1 \1 U$ e: Q: O, j& z0 q' P- ~$ I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.

- y9 P9 }8 K# _% _7 y7 [9 o' 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.
7 X; l! M, \) z' ^! y
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.
& A8 Q- k, ~( T7 E
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.

2 C5 R$ x! P& ~' r1 ~" A) a& y( h! c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

# U* E! l) D: {; p

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。。。
" g2 M$ B8 b9 q/ K
美军现役M83 ...

7 _# s' N4 S& `$ N: \! h
@njyd
( T0 @# k0 J8 f/ m% I
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.
0 K) I' r0 `2 I: C1 n
. b. i$ P- g! Z0 G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
. c2 t7 l" I* X! s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 ...

4 D$ z% v: j, `6 ?& J; ^
0 d& s! g% T( R, Z7 t8 l
" T6 p7 l6 Q- R$ g+ ^
　　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。
/ L/ Q* K. [! v8 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。
$ K6 L" M/ g& A" L. A　　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。
　　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。
$ b* ?( h2 C: c  e

不爱吱声

njyd 发表于 2013-10-30 11:14
　　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.

' O% M3 I$ v# j. {" R  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
) J# h3 a" N# C; |% K@njyd

# k& N4 Q# n, P- n" Q1 S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

- R. F+ u7 u( j) H6 p) r

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 ...

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.
! @* \- F( `6 t& I& n
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.
% `: h& T7 Y! z7 I/ M( H- n: v. e% e
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 ...

央视纪录片披露96坦克打59靶车
; y! K# j6 T: z2 n0 P( F
% ]! t2 `8 O5 }! P* S3 `1 Q) w
7 |! z! x6 U, \. u. t: Y
, y) u" j/ j8 b用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
1 t9 q& X! c$ ~. n5 T
) a8 |, \4 H8 V5 \' a3 w
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。。。
7 }% X, @7 S! U' Z/ z
) V  |( T. F) U9 e9 c7 g. k: z. D
! `- r; L$ S8 j6 B: W: p2 C( k/ L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。。。

. a9 n; e  D$ H2 c  J

  A% E: b, p3 Z1 N( W7 E& r

njyd

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

4 r+ M6 ?- c" p　　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。
　　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。
　　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。
3 j  S2 |, W2 X3 `( ?, D0 r　　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
" B. q( `" `  O+ u$ p6 O...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

( A6 g) A+ p' a$ W7 B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，


" \( J& y% o4 C伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。
5 v/ \; m; S3 \* b# [2 [
; c0 g4 H! V1 g  r6 R! H

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
  d( u/ C- i6 `6 @5 c' @% z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。
　　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。
' C  {, J9 {/ C/ ~　　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。
( q; U" j7 c9 U. Z/ y: F　　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

8 L( t1 N3 h% a

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
' n; l- y' F  _...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

# ]3 c% I1 \% v未必哦。。。

: k0 e; r/ M! g/ q7 h; W
. H' P/ @+ e4 s! ~5 @/ 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。。。

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 o) r7 f5 G. j. y; v7 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。。。


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。。。


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。。。
% H$ z0 t+ m" s% ^* b  E
6 Q/ i) M/ t9 ?! 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。。。
) A( b( J' p3 U9 S7 L# k+ B) P( [


) j5 i8 b  D9 u" Q; a

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
& c% N$ r# c! Z# ], 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 ...

忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


解说说这个是破甲弹
+ ], P' W  P$ k* D' F1 }
. P) b4 l0 M0 y; N( t看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的
! \+ s3 k2 _# G) A
, y% B* `) T: x! d4 _
9 ?* f4 R  q  U8 d! }  q- F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）

% h" E. A( ~5 i) R& w
- A# x, D. I+ T0 G# ~' d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。。。
$ M9 z" E6 P$ o2 q9 J5 F4 u! s( y) Z& \' }
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。。。

* h6 G- J& g* k) B  n
不好意思，歪不爱的楼了。。。
  J2 h4 o( X! A2 u" N0 Z

njyd

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

8 G: i& L5 k/ Q$ i# |' f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。
$ d( o/ i  j2 S5 [; q5 h* Y* C　　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。
! U) ~8 w# m' X- r* X3 |1 Q　　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

! ?) i- ]" Z- n* s2 k/ n$ [
1 W% e+ a4 \8 W; ?右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
; V' n# S$ m0 X7 Z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。
/ {# {) v! L1 U8 K4 }2 I. [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。
0 h8 m4 @$ D& g