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克伊鸥 发布于2017-03-13 10:50
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聚能装药小小介绍

楼层直达
  自一战中现身以来,坦克就以无坚不摧的铁骑的姿态在战争中横冲直撞。建功立业的同时也诞生了诸如谢尔曼M1等的一系列精英型号(雾)。基于坦克的巨大威力,针锋相对的反装甲弹药也层出不穷。而作为反装甲弹药中的重要成员,聚能破甲弹以低成本,高威力,简单结构,方便投射等优点成为了现代反装甲体系中的重要一员。其核心结构就是基于聚能破甲效应的聚能装药战斗部。

图片:uploadCompressPicture.jpg


  聚能装药爆炸时,炸药爆轰波驱动药形罩加速,在装药中轴线上猛烈撞击(称为“压垮”),药形罩内层金属被挤向前方,形成一条高温高速的金属射流穿透装甲。因为在炸药巨大的压力下,药形罩材料的强度相对非常小所以被忽略,所以这种状态下的药形罩几乎相当于流体(射流的温度一般在900℃-1000℃,而铜的熔点是1083℃,所以射流并不是熔化的流体,而是被忽略结构强度后的准流体)。与其把它看成金属与金属的碰撞,不如看做是水流冲击结晶的蜂蜜。

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 英文名译为“高爆穿甲弹”,这让一些人认为它是靠大量装药炸穿装甲,某种程度上这是对的,聚能射流的动能来自于炸药的爆炸能,只不过最后完成破甲作用的是射流而不是炸药本身。
  

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图上可以

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看到,和原来的药形罩口径相比,射流的直径要细的多。药形罩形成射流中只有约15%形成了拥有足够动能的射流,剩下的85%形成了射流后面的膨大部分,也就是杵体。射流的头部速度在6000m/s以上,越往杵体方向速度越低,杵体的速度一般只有1000m/s。因此实际上拥有足够能量来破甲的射流质量很小,穿透装甲后能进入目标里起到杀伤效果的射流更小,这也是为什么破甲弹后效不高的主要原因。因为射流中头部速度高杵体速度低,所以射流在飞行过程中会拉长。射流长度越长穿甲深度就越高,所以破甲弹的药形罩顶面到弹头部一般都有一定高度,即所谓炸高。但如果炸高过高,射流就会因为拉的太长而被拉断成小颗粒,破甲效果大大下降。因此改变破甲弹的炸高是防御射流的重要方法之一。屏蔽装甲和格栅装甲就可以提前引爆破甲弹,从而改变破甲弹的炸高。为了提高破甲弹后效,可以在弹上加一些带有燃烧性的零件,比如在弹头部加一个锆金属环。射流从金属环中间穿过后可以把锆金属点燃并带入穿孔内造成燃烧。
  

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当射流撞击到装甲表面时,在接触面上产生巨大的压力(200w大气压)和高温(5000K),这时强度又被忽略,碰撞点产生冲击波传入目标材料中,材料被冲击波压缩,在碰撞点建立一个高温高压高应变率的三高区。这是破甲的开坑阶段,也是破甲过程的第一个阶段。开坑阶段消耗的射流能量较大,所以使射流在装甲表面多次开坑是防御聚能装药攻击的有效方法,间隔装甲和反应装甲就利用了这个原理(其中反应装甲还有使射流被干扰部分弯曲的buff)。

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因为射流破甲时要建立三高区,在射流和冲击波的作用下三高区的金属材料相对地面有了一定速度,所以增大金属的密度以增加惯性也是消耗射流能量的方法之一,高密度装甲和贫铀装甲部分利用了这个原理。
  开坑完成后后续射流推动前面释放完能量的射流残渣向周围运动,使穿孔孔径扩大,然后与三高区的装甲材料相撞继续破甲。这个阶段产生的孔深占全孔深的大部分。
  因为射流存在速度差,尾部射流速度要低于头部。当破甲接近尾声时,射流速度已经很低,材料的强度效应不能再忽略。而且速度差使射流拉长,尾部射流可能被拉断成颗粒,也影响了破甲的进行。当射流速度低于一个特定值时,射流再无足够能量,破甲过程便终止。杵体因为速度太低,一般起不到破甲作用,在射流穿透后也往往留在破甲孔里。

描述:图上留在破甲穿孔里的就是杵体

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图上留在破甲穿孔里的就是杵体
[克伊鸥于2017-03-13 14:54编辑了帖子]
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  • BadboyFly100MT币2017-03-13 12:00

    内容可以,不够建议编辑一下吧图插进去

    BadboyFly
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BadboyFly 发布于2017-03-13 12:00
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内容可以,不够建议编辑一下吧图插进去
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克伊鸥 发布于2017-03-13 14:56
板凳F
真的希望论坛把APP完善一下QwQ手机浏览器不能插图而且真的卡出翔。
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罗恩格林 发布于2017-03-13 15:09
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克伊鸥:真的希望论坛把APP完善一下QwQ手机浏览器不能插图而且真的卡出翔。回到原帖
今年晚些时候论坛会换架构。另外现在论坛的服务器位于美国加州圣何塞,所以有时可能访问速度不佳,请见谅
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克伊鸥 发布于2017-03-13 17:20
4楼F
轻骑兵的噩梦:爆炸成形弹丸
  爆炸成形弹丸(EFP)同属于聚能装药家族,它的药形罩的特点是较大的锥角。聚能射流装药的药形罩一般在30°-60°之间,而爆炸成形弹丸的药形罩锥角一般超过了90°。

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  大锥角和厚的壁厚使EFP战斗部的药形罩在受到爆轰波压力时不再形成射流,而是在获得足够速度飞开后,因为自身不同位置的速度不同而在飞行中被压合成一定的形状。按照压合模式的不同,EFP分为三种形态:向前压合型,W压合型和向后压合型。

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  向前压合型形成的弹丸长径比更大,更密实,穿深一般在1倍口径左右。但因为弹丸头部形状通常不好控制而造成飞行阻力大,飞行稳定性也差,因此这种模式一般用在炸高没有太大要求的战斗部中,比如反坦克地雷。
  向后压合型形成的弹丸长径比中等,头部形状容易控制,弹丸成杆状,容易在空气中翻滚,影响着靶姿态而影响穿甲效果。因此一般通过特殊的药形罩结构,在弹丸尾部形成尾裙或尾翼来改善飞行稳定性和精度。近年来还出现了带偏转尾翼而使弹丸旋转,进一步提升了精度。

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一般用在需要大炸高情况的战斗部中(最大可达1000+倍口径)比如各种反坦克末敏弹和一些掠飞攻顶反坦克导弹(tow2B)中,在三种EFP中是使用最广泛的。但这种EFP的密实度不太好,影响了威力(数百倍口径炸高下一般达到0.8倍口径)。更大密实度和更大长径比是这种EFP的发展方向

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  W压合型形成的弹丸成球形,不必担心在空气中的转动问题,因此在爆炸成形战斗部发展的早期是主流。但因为球形弹丸穿甲能力太低,

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在向后压合型EFP逐步解决空气中飞行稳定性问题后便开始慢慢停止发展。
  一个爆炸成形战斗部也可以不只产生一个弹丸,一次爆炸产生多枚弹丸的战斗部被称为“多爆炸成形弹丸战斗部”MEFP。MEFP战斗部对轻装甲目标有更大的毁伤威力,可以通过布置多个药形罩产生,也可以在单个药形罩上刻槽 使药形罩变形中裂开成多个EFP。

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  爆炸成形弹丸的飞行速度一般在2000m/s上下,命中目标时的毁伤效果和普通穿甲弹类似。面对轻装甲目标时拥有比射流更高的后效,加上EFP战斗部结构简单,制造使用方便,EFP战斗部已经成为反装甲武器中的一名重要成员,在反舰、对空、特种作战领域都发挥出了它独特的作用。
[克伊鸥于2017-03-13 17:30编辑了帖子]
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克伊鸥 发布于2017-03-13 17:47
5楼F
补图= =手机APP一次只能上传9张图

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长杆EFP的X光照片和穿甲效果

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两种MEFP战斗部的结构

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末敏弹

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一种旨在提高EFP后效的特殊结构,向前压合型EFP包裹着燃烧材料成型,压燃燃烧剂,成为一个火球飞向目标

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一种特殊结构EFP,药形罩形成的是圆筒状EFP,可以在目标上打出一个圆形的穿孔,大大提高了穿孔直径。

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大长径比式EFP
[克伊鸥于2017-03-13 17:59编辑了帖子]
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克伊鸥 发布于2017-03-13 20:59
6楼F
杂合子:聚能长杆射弹
  聚能长杆射弹(JPC)是聚能战斗部中一个相对年轻的成员,对它的研究大约在上世纪70年代才开始。JPC战斗部自大长径比EFP战斗部发展而来,将EFP和聚能射流的特点集于一身。具有穿深高于EFP,大炸高性能和后效强于聚能射流的优点。特别是对石块、含水夹层、混凝土和土壤目标具有无与伦比的打击性能。虽然诞生较晚,但已经是聚能战斗部家族中最重要的成员之一。

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  •  JPC战斗部药形罩的变形类似于EFP,但只有向后压合型,而且长径比和速度(3000m/s-4000m/s,高于EFP的2000m/s)都高于EFP,且药形罩几乎所有质量都转换为射弹,这为它强大的打击性能奠定了基础。当面对大厚度的土壤或混凝土层目标时,聚能射流足够击穿但后效不足,EFP后效足够但无法击穿,JPC作为融合两者优点的结构,既能击穿厚厚的土层,又能保持足够的后效杀伤掩体后的目标。

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    K型装药是JPC家族中一种性能出色的结构,是介于射流和长杆射弹之间的装药结构,穿深大,穿孔直径大。图为K型装药与EFP对混凝土穿孔的比对

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现有的JPC战斗部一般作为串联战斗部的前级装药,用射弹穿透足够厚度的土层并留下足够直径的穿孔(JPC的穿孔直径在0.45左右,EFP为0.85),后级爆破战斗部就可以沿着这个孔侵入掩体足够深后再爆炸。这种串联战斗部不需要载体有太大的速度,就可以对混凝土目标造成足够的毁伤,因此被用在巡航导弹等无法达到过高的速度但有打击坚硬目标的需求的弹药中。

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描述:数值模拟成的JPC射弹和X光照片,及对装甲的穿孔模拟及实物

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数值模拟成的JPC射弹和X光照片,及对装甲的穿孔模拟及实物

  总结一下三种战斗部的优缺点:
  聚能射流战斗部:穿深最大,穿孔直径最小,受炸高影响最大。
  爆炸成形战斗部:穿深最低,穿孔直径最大,受炸高影响最小。
  长杆射弹战斗部:穿深中等,穿孔直径中等,受炸高影响中等。
[克伊鸥于2017-03-13 21:19编辑了帖子]
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  • 罗恩格林100MT币2017-03-13 22:01

    图文并茂,很有科普意义

    罗恩格林
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Psychonaut 发布于2017-03-18 10:02
7楼F
考古鸟真棒
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杩斿洖椤堕儴