空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
# X7 Z+ Y" _7 z7 k9 |/ i  T. l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 ...

; B5 ^" G6 F& ]你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？
' q* J$ C4 I: ]6 M
, A( ~3 K$ ?7 l5 J1 w2 v- h
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
1 i* U# Q% p& w. H" O$ k: L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
" r# F. o  R) ~) ?& M# X# ]1 K2 M你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

# P4 g1 ]+ I5 r5 L* `
# F; A# _* \# S3 w提前剧透一下吧
  {  t1 t' ^9 t  h7 M- U
+ \  ^0 o1 F( ]  P+ ]( q$ x, S我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
. r4 d) H' Z. x7 ?$ m# ]% x
2 ^" o/ g, |& K/ l  n# P
# X1 y. o. O0 W* ~: ]为起爆后50微妙状态。

& a5 F. g7 J1 Z. k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( ?- E' B8 J6 ~* ?提前剧透一下吧

0 _, u9 l3 i% V6 x( p; @. @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

njyd 发表于 2013-10-30 10:10
6 t) w/ d. z9 }& ^2 C8 U% m+ ]看不大懂，看上去前侧方也有不小的压力。

1 c/ ^( |7 ?! z6 C  C/ z8 G- Y
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.
' k3 W. n& K0 M5 x/ `7 P! f
下面这个帖子也有说明
" R1 h6 w' y: N( ~* P! g5 bhttp://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
  X" J* j3 [; K6 z2 Z  {1 P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。。。

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。。。
/ e8 F5 |: F1 ^: x. V) O! o2 `
1 q1 n. S: h4 _  @* v
我军装备的125mm 破杀两用弹
; Y9 T8 D1 V7 \: K& Z! Q
2 V4 c0 u8 Q5 O; D7 ?5 ]/ T; v' }, f
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 R8 W: m4 z% ^2 |2 s$ K

# i: M4 {- e4 C3 d
$ i% L/ C% G& Z3 X# k% O

不爱吱声

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
& w6 g+ |+ ?% R7 O3 Z: m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。。。
& q$ [+ b6 S, z/ g
美军现役M83 ...

3 |' ?/ }1 F" S, ]8 G
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.

. P6 J' g( s3 @, H, I0 g9 w2 V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.

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.

9 i3 y: \- [1 t0 d% 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.

3 c- s8 ]& m0 w$ [8 g( e0 K  \9 D这些都会影响设计理念,研究方向等等.

& g! z$ m. C& j: a& B& b  v) A: a估计各行各业都如此.

! u5 L' }# r  H$ B( S  k

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。。。

$ c' }" C" D, I3 P: l5 A美军现役M83 ...

7 y% j" j! |. l' Q5 Q@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.
" k/ X  S$ s; J& Y
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.
. c# }  q* B& w; K3 ^* f, c4 e4 R* _
, q4 E( ^* S0 b# F* l2 W/ V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
+ L1 [2 s# p& h) q# 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 ...

- x2 U0 y0 g* ~7 ^, D
; E" ?0 X# e2 E% r

- I' g; 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。
* I, J$ f2 J$ W, i　　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。
9 C9 e& D- \5 ~5 y3 W. H　　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。
) e. p" g$ V* l! Q　　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。
  S2 m( [- }1 N9 {; q

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.
9 _* L+ {6 D/ c5 r" t1 C
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.
" ]6 ?7 [; l' {  J

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-31 01:09
@njyd

) X6 ^/ a# w. K) x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

/ K* b# t, T2 A; R% c

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 ...

4 ~* N- M/ Z& h3 y/ k
你这里说的大体上是对的.
! m4 a7 z2 b$ K. W! B
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.

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.
3 [1 D1 q9 Z1 W  C
, ^1 M  n, ?6 {1 S2 q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 ...

1 J9 K4 t* @3 H$ R& E6 E$ l央视纪录片披露96坦克打59靶车



' x6 O2 a) j. n1 g5 Y4 D用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。
) n8 \8 ~7 v, q8 }
& B) Z2 l' I! g1 D, X/ X
1 N1 c+ n! D+ c9 L5 L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。。。
) M+ b6 k& I: F4 t0 i1 f

4 Y4 H1 k. `1 G* i: C+ B4 M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。。。
  R9 h8 t  T' f: N7 E# y
! J2 T  I( ?- U5 U
0 `; F& @, K. s" `

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。
& K1 i) f2 y' b6 o3 A　　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。
2 k; {% ?! u) \　　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。
; J  U3 U" H, ~　　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。
　　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，

5 M4 `. e7 d9 P6 v
伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

! f. i' O9 W7 o: j4 N

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 23:28
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 ...

3 T& o( {2 k9 A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。
# g; @/ s: V& H. l$ W* B4 F　　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。
+ A- }( A; _/ C1 U& c! O# N- i　　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。
! k7 K0 ~; N8 h- Y) ~　　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。。。

3 q# ^9 f$ H. e( `
$ |+ P0 K$ M+ Q  X2 Q3 k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。。。
) O, z  m6 R3 q* X& l1 c( K& ?
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。。。

$ }3 u- X$ h( @1 n; K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。。。

: H( K' s2 o2 R% ~$ T3 t
/ n, q0 [  Y% }( [& ^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 j: C9 Y; D( h% V( K5 m" D
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。。。
5 ?* \$ w% z3 n, a- N

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。。。

4 J; n$ d* K& K" e0 e  t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。。。
/ U7 o# y4 S) e/ ]0 s
. m# ]6 ]! }: z' a3 `& e( r  U

) P' \( ^6 J( o. F0 P

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
9 a1 g- S5 c! Y0 e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 ...

$ ^! s* d1 d" B' w忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


- f( c& E+ B1 z1 T解说说这个是破甲弹
# t+ }1 Z1 G# o' p5 u7 s6 C
0 i) ], T. X! v看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

2 F+ b; {0 p% S8 g) n: N
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）
; r! j1 ]$ b2 i

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。。。

0 z" }5 V- A3 J- x- Z' 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。。。
! J( @- [" A  p# }

. H) [0 m0 G" l不好意思，歪不爱的楼了。。。

9 S) X, P. L( p+ }$ J7 G2 i

njyd

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

  X1 d+ V+ S7 e4 [  ~% e楼就是用来歪的。
: h, {: e0 W  X+ p6 k) r. w3 |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。
+ t1 p. l7 M/ [3 i7 _' v3 ~　　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。
# _- z4 v; b# j1 E% S: B　　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

0 Y; y+ X; ]8 m1 p' s1 U% N

- W3 t! i1 ~/ F8 E# P4 X$ V9 g右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
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。
- J* K$ Z' N" @/ N6 b& {* y. ?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。