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 ...

4 @% d# m+ `% g$ \$ I5 H你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？


3 {$ \) v; [  O7 l- Q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？

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.

' l- P% F) l3 O& ~' d$ z

不爱吱声

8 w5 _- ^0 _, [

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 r4 h- @% r  R. r+ z% @! v, q" C
2 c/ Z/ |0 b, B/ Y& J' a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。

, E7 y3 d1 O9 T% r# t
. r  ]9 {# h1 G' z* `1 G- \- s为起爆后50微妙状态。
6 N; C/ j1 [8 q0 t/ H) T
  r# X8 ?1 n" h2 |7 B8 m4 h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
# S5 a: {  V+ M9 y/ O5 `, ]3 q提前剧透一下吧

' R7 l5 J! U- r7 C我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。

% n% E) z: Q' U0 ]. l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。

8 e. Y" t0 H3 q1 m
# O* u: [+ v( E" f3 Q. n) c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.
1 A. ]- {* e- ~* y3 z) r( x
. P9 B7 ?/ l! V1 ~: l+ q! [下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
7 c3 D/ X& J5 p) e见第二条

MacArthur

不爱吱声 发表于 2013-10-27 13:17
9 \  F! g) X  D* P" D! B* [) g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。。。
/ J" R/ \% M- {* C( w/ G# F
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。。。

' T( U/ z5 G* L0 s
/ r& c$ Z7 K# E/ d: D; q+ t我军装备的125mm 破杀两用弹
' V& _% q6 H0 e5 o

9 G, C. o: U' a! o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。。。


, a2 ?$ }; G0 Y( O' a

不爱吱声

# r7 j; q# c) I

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
: j0 r: d) N8 o: H* x/ 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。。。
9 q4 d& X/ ~- y% }5 U1 ^
美军现役M83 ...

! [+ m# a+ n  o7 t+ |8 W! {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  P; ~0 L: E8 ?4 W. 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.

借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
0 N+ J% l! z; B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$20,做试验的更便宜.
; a5 V( T+ C  r+ X# P! o
  z1 [  D6 Y5 c; q1 Y) R6 F他告诉我们他们最普通的试验charge基本上也有几百美元成本,他们连白金都试验过.民用哪敢想.
5 k5 b3 R3 r; o4 q, S9 A3 z
, R, w$ F0 a0 t, ^. C这些都会影响设计理念,研究方向等等.

! E% t- b' f+ p6 e; s估计各行各业都如此.
/ ~% n! L5 m: A1 D7 Y! B( F; i  h

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。。。

2 Q1 N) X( Q4 R! Q5 z% k8 E- n" X美军现役M83 ...

/ T! U' D/ o( T
@njyd
3 k- X8 k" S- {! A1 Y. |
( V: T' G) {2 f6 ]8 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.

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.
1 ^* }8 t. ^9 R3 [' r1 T9 s( h
. t/ l* m# m. w1 C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
7 h' }) R" _% V( ~+ 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 ...

2 N. V) i* X1 d( S


- r! l) n6 J( P　　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。
　　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。
; e4 A7 Q9 B8 x, [: D

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 ...

7 @. Q& F- J3 A9 w" [; P  D$ t见我上面的答复.

  G0 e' n) C/ }( P1 ^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
, p. O3 \; P* s) }+ O@njyd
1 l/ O/ V8 [+ ?) c" d
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

5 ^3 K% R3 ^' k2 ]1 q

njyd 发表于 2013-10-30 11:22
* k8 s6 Q# S' ~8 h/ C+ R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 ...

( z5 q1 t! b: I& R9 C% U( [你这里说的大体上是对的.
1 h6 U% E9 v2 p% a4 ~6 ]: O
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 W; O8 H$ A- a' Z
& n- N  t4 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.

- n/ D4 K! r, G! h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
2 d: u7 T6 G# 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 ...

( y+ _6 A  B/ Y: ?1 y2 P央视纪录片披露96坦克打59靶车



# F- a7 O; S) X9 l3 ~用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


% w: m% b/ j# o% F* s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。。。


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。。。


' f4 o0 Q4 h( s: I" R
+ H% O. }8 R6 x

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
4 ?0 D% ?0 E; S5 y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。
　　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。
7 M+ B% ~: j7 u( F　　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。
　　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
6 ?6 `7 I/ z! L% u  \7 q9 e...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。。。
0 z$ C6 H( Q2 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。。。

" _5 q, ?6 @" Z+ t

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 ...

你说得很有道理。
* m$ k2 K. r- s* ~' c' F, L( K0 L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。
　　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。
- q7 K. A: j! o0 Y3 g! {　　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
3 E1 ^* \0 p+ ?* t* O...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。。。


$ K- q( r& A$ v, D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。。。
1 d! J5 W. c) U1 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。。。


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。。。
" E: T; ]/ b4 y( F) o6 s/ r

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。。。

9 ]+ G; A* ]3 I4 i! v& K# x, F& J+ C
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。。。

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。。。
) n! C2 b7 @- |  H  q( s, z


7 J0 f( b# E9 l0 g

MacArthur

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
你说得很有道理。
$ D8 B1 r) s8 h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 ...

# X7 Q5 |8 @: F" {忽然发现CCAV又胡说八道了。。。
1 B( [+ j& l8 d8 B; B) ?

解说说这个是破甲弹

看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的

! j* n3 [8 f* f8 C8 j' A
& H4 h) i4 h5 h5 E4 \4 K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）
; Y0 N. p+ x; ?
3 T! X9 t: A  r
2 D+ g+ @! g& _9 ~! _6 H; B  G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。。。
2 v# x* P& Q: [/ a
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。。。


不好意思，歪不爱的楼了。。。
0 t0 T$ S3 a* o0 L7 Q4 [

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-23 04:56
' x2 T8 l: E9 z忽然发现CCAV又胡说八道了。。。

9 I" h; @6 E0 W  L& z) o楼就是用来歪的。
' \$ X/ \9 }  d8 @# A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 ]5 o2 w  O' U* \" ?& Q　　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

; n2 d* _- J% g  u, `7 |7 w
右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
/ u3 a& s7 t( k0 y6 v+ t: G( N' o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。
& S$ F6 a- u) R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。