空腔聚能与金属射流(三)

njyd

不爱吱声 发表于 2013-10-28 02:17
9 r5 P) D- N+ L7 N+ v. Y5 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？

9 C$ P: J( t3 l. x! S# @, n
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
; Q* t! @0 e4 u1 \) x( R* B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.

. |- ~: K  C- d0 O( D

不爱吱声

6 B% u& {: v& K+ o

njyd 发表于 2013-10-30 09:30
9 Y  t7 Y( l8 t) Y0 s' W你的意思是shaped charge爆炸时各方向能量分布大约是这样的？

! v" m5 a6 v7 x3 _% A7 I8 `
9 I0 y5 V% i  S/ ?5 Y提前剧透一下吧

# ~9 l9 H2 Y( M# D3 f我制作的计算机三维模拟shaped charge形成射流过程图。
& \% a  g% |* E
3 \* O' K" o& o+ ?3 k
为起爆后50微妙状态。
- |+ `- P/ W7 d9 G" c* U
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/ H0 E8 L$ j# p6 K/ 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。

4 a2 i8 R) D% x) c9 d3 O, P% I8 s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
( [  R6 C7 X4 @8 J. u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.

0 u: Y9 E$ _" c, a+ t6 r, `下面这个帖子也有说明
http://www.aswetalk.org/bbs/foru ... 1835&pid=212559
) p* k9 G8 C* y( S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 ...

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。。。

- H8 H0 d! H- ^2 t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。。。

/ ^. W9 T  `. I) h7 y
& c2 y( a( ?$ }4 \% U' p9 S6 N我军装备的125mm 破杀两用弹
* F% W7 Y: A3 S/ b, F( ^3 |$ r

  ~$ O/ O# s+ f2 o! d" v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。。。

3 h1 W; ~  v" r8 S: x5 `

4 B, L- v; L7 U; P

不爱吱声

  d8 V3 c6 P$ L* S

MacArthur 发表于 2013-10-30 10:37
8 U8 j& S! M8 _& d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。。。
. \* n7 ?5 q. b( _
+ {5 }; U0 e8 S, e0 S, ~8 E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.
) }$ w( E" h3 J) J7 C
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.
0 g- O9 k* @1 K7 S0 d( S4 X6 |& E$ b
借这个话头,顺便说一下军用和民用的差别:
8 j; E9 |/ t# A. w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.
( ~7 S9 m& d' l3 g0 G' L
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.
8 c! \+ a# {' \8 y9 q
$ _) V5 U* w) T+ w- h" V6 n这些都会影响设计理念,研究方向等等.
5 u: D# H5 O: O1 s
估计各行各业都如此.
4 C1 `/ k1 Q, K. D8 x2 s% D' b
4 G( m/ D7 t+ P7 N

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。。。

美军现役M83 ...

+ W2 v/ d7 W( g& c# o# ^, D
- l! s' u1 f7 g@njyd

. D0 D; X( R. Q) }8 S+ @* I% z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.

1 M  G, m7 Q- z* ?* Z$ H1 b8 l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
3 h! R7 Q) ~  j3 ~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 ...

8 s8 G- }6 \- I1 D) ~# i: c8 ~
8 X! w2 i0 K, e1 V4 K

9 G; ?# @4 F( e. ]* R　　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。
7 F4 h' \) k( u3 _% 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.
  D. u+ t( j# b( O7 C- i
) }+ ?6 q" O, q% F- j# A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
. S- V- {/ Z3 _4 S4 G" T- D- i8 P
& w) E/ U' N+ q$ w1 q1 f4 ^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 ...

- G$ O6 |6 o) l9 f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

& q" j" \5 S% D2 \% S

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 ...

6 ]' [  H. Y. @% P& T: p9 B$ s
- L, ]' o3 t% _: Z  \* m- m: X, m你这里说的大体上是对的.
* p5 O0 [, I3 ~- m5 }( ^! E
1 ?, x0 ]$ n" |3 L1 ?& Z" `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.
) ]# H: a: i7 S9 u$ G' u
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 ...

7 R! A1 I" Y* B" d# i  E央视纪录片披露96坦克打59靶车



用的是破甲弹，也有长杆穿甲弹。。。


; z% P" s& P$ g  }7 a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, X( @4 E+ W: J; w  o5 `, v" E

- \! {/ t7 k6 K8 W2 d7 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。。。
: P& w" d( X2 h! O1 ]

0 p8 ~5 Z  n5 ]8 [  u4 s/ D

njyd

MacArthur 发表于 2013-11-21 02:44
7 d* _$ W2 r7 @$ |1 s% [2 m央视纪录片披露96坦克打59靶车

# V( k' O* `5 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。
　　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。
. }% ]+ C7 h% j　　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。
! W6 F0 C# p9 f5 W8 l# [# W' `& Y# ]$ l　　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
  _2 O1 h7 I* _: j# y' H7 S...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。。。
* J0 b% F, ~7 }( Y# M, b4 ^. Z) u
* d/ H) T; Q0 K, T; d6 C& }
* U4 X: h- D5 Z' E8 L这是虎式坦克炮塔被穿甲弹命中后的样子，
) H8 O- _* _% T, F9 A! h
- m. p2 S8 I* `) x1 t% }0 h4 b: S
7 H/ R# f0 q0 L$ A伊军T-55被米帝贫铀穿甲弹命中后的样子。。。

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 ...

0 r$ I# J8 k* [$ Y. Z% s; R你说得很有道理。
0 I2 g$ B  x: A- o! V3 E4 L( 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。
" K4 w. h' F* l- J+ X. W* y$ `2 X　　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。
3 `; e7 F" O) z$ r! _' j　　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。
" L0 T2 b7 I# W* o  q　　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

; P7 U1 ?5 p. I: e& N* r% r

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
5 A( |) X: q, y# W, 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

6 }# {$ R% ?6 R9 k) m; e$ T未必哦。。。
( B0 \8 M$ @% Z% C

# K  T5 a( r. N! N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。。。

( S+ z. ^3 ]4 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。。。
6 T2 e( B/ o( n- W" b! d9 S
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。。。


; T- |" D( z) n" G3 N. ~6 q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。。。

8 u  N. r5 G+ V1 R' m. F* a- P
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。。。

1 I- D& l! {+ y* D6 t2 b: ~
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。。。


+ d; }6 c0 p/ U4 P, M- @. e

MacArthur

% q/ E( Z; v6 K( @  i7 U# b& i: m3 k

njyd 发表于 2013-11-22 08:28
; \* L' w# G4 g5 o( d( C6 @你说得很有道理。
# h2 z$ |: H- S8 ?2 ~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 ...

8 \3 G6 S. M7 l) [- }忽然发现CCAV又胡说八道了。。。


解说说这个是破甲弹

# J) a1 r& r) h; E看看96坦克真正的破甲弹是啥模样的


' }3 h# h+ g% _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）

6 U, D3 M' U/ ]/ u! ]; S& U+ Y
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。。。

; A; F* P' B2 h. _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。。。


0 O( [6 ]3 u5 X8 w# V0 ^不好意思，歪不爱的楼了。。。

3 D" |6 V' v; I" L

njyd

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

( i5 @4 e' F" L' q2 P7 H8 h, v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。
& Y5 D7 v$ l2 P: _1 }　　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。
% ~9 f! }4 x# H$ O) A9 \0 B% J: j! `　　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

1 X, H8 H' ^- Q& [# F: _

右边这个孔，更像穿甲弹的孔；
& n- Y. ^4 L9 _0 X' t2 A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。
7 A) E) g0 ^6 Z% ^