请问EFP、JET、JPC,形成、作用原理,有哪些不同呢?为何说“炸高”是“严峻挑战”?能像乔巴姆、贫铀那样,改进材料、合金么?

最近,看到 @瘦驼 老师 的回答:
“这得益于制导技术的进步,让反坦克导弹可以从坦克正上方经过时引爆向下的聚能穿甲装药
原图可以清楚的看到聚能战斗部起爆时产生的向下金属射流,以及坦克内弹药被引爆引发的二次大爆炸”
baidu了一下:
空中爆炸的方式,提高终点破坏效能
因此,传统的 金属射流 破甲
受到了严峻的挑战

EFP,逐步 在 攻顶 Selectable Warhead
得到应用

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9个答案
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pin008摄影光学航空兵器杂项自由撰稿人

2016-12-05 21:40

JET、EFP、JPC都是聚能破甲战斗部,性能简单比较:

JET:射流/聚能射流。

1888年美国人Charles Munroe发现了聚能效应:炸药爆炸后,爆炸物基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。带锥形结构的空心装药爆炸时,锥形轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都很高的爆炸产物流。利用这一原理,当这个锥形表面覆盖金属时(一般是紫铜合金),金属罩被高温熔化成高速液体金属射流。这是早先破甲弹的基本原理。

三种破甲方式中,聚能射流速度最高,破甲深度最大,但是破甲孔径小,穿透后后续破坏效应相对小。

炸高,指破甲弹药型罩口部到装甲目标之间的距离。传统理论上,炸高为装药口径3-8倍破甲效果较好。2倍口径以下,射流尚未完全成型,破甲能力不足;10倍以上,射流变形,前后拉裂,速度下降,其破甲深度都会下降。因此,炸高是很重要的设计因素。不少大口径破甲弹选用了长杆鼻部引信控制炸高↑。所以传统金属射流破甲不适于空爆,因为炸高过大,破甲能力基本丧失。


EFP:爆炸成型弹丸,也叫自锻破片,是近几十年发展起来的新技术。基本原理就是通过成型装药技术,使金属药型罩形成状高速侵彻体↓,击穿装甲。其自锻是通过控制药型罩形状材料、装药和爆炸设计实现的。最明显的差异是聚能射流装药的锥角普遍小,爆炸成型弹丸的锥形较为平缓。

与传统破甲弹相比,EFP是“弹丸”而不是细长的液态金属“射流”,不容易拉长或断裂,在几百倍弹径的炸高下仍能有效作用;不容易被反应装甲切割,大幅减小了反应装甲的效果;金属药型罩利用率高,贯彻物体积质量大,容易形成装甲崩落,侵彻后效也大。但是,其破甲厚度小于聚能射流。因此,EFP更适用于空爆弹药,攻顶。



JPC,聚能杆式侵彻体,近年来国内比较热,JPC字面意思是射流抛射体装药,本质上,可以看做是爆炸成形弹丸的一种特殊形式,通过调整爆炸系统、装药设计和重金属,爆炸形成长杆型弹丸。与普通爆EFP相比,杆式侵彻体更像长杆穿甲弹,飞行速度高、断面动能比大,穿甲能力强,侵彻厚度接近聚能射流。但是,由于长杆的稳定性不足,有效炸高远低于爆炸成形弹丸。因为性能介于EFP和射流破甲之间,对于混凝土、砖墙等厚目标,EFP贯彻力不足,射流的后效小,JPC则更为有效。


无论EFP还是JPC,理论上都可以使用密度更大的金属增强破甲能力,但使用的金属必须能够适应爆炸成形的需要。简单举例吧,爆炸成形弹丸需要软化金属,紫铜合金更适合。杆式侵彻体需要高亮度,类似穿甲弹,则钨合金更适合。当然实际还要复杂些。

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Ralph临床医学学士

2016-12-05 09:56

我也来凑个热闹:

空心装药破甲弹的基本原理是通过炸药爆炸,将特殊铸型的药型罩变成高速的金属射流,从而穿透目标。

无论是传统破甲弹头还是现代的攻顶弹头,又或者是为了对付反应装甲的串列穿甲战斗部,基本原理都是一样的。

然而,在反装甲子母弹上,这种作用模式就遇到困难了。传统金属射流顾名思义,其本质是一束熔融的金属流体,就必然存在流体的一些特点。譬如形成点和作用物距离太近,流体来不及集中,太远了又会扩散影响效果,这就要求金属射流的形成点与作用物之间有适当的距离,这就是“炸高”。

在反装甲子母弹上,即使是智能弹药,也难以确保恰当的炸高,所以就在传统穿甲弹的基础上发展出爆炸成型战斗部(EFP),也叫自锻破片战斗部。自锻破片战斗部在炸药爆炸后,形成的不再是射流,而是把药型罩直接炸(砸)成(锻在金属处理中就是用力砸)成特殊形状的破片,实际上更贴切的理解是锻成一颗弹丸,然后用动能打击目标。由于作用物是固体,因此对炸高的敏感性大大降低。但是这样也有缺陷,破片的穿甲能力比金属射流要低:现代主流破甲弹的射流速度大约是8000m/s,穿甲深度可以达到弹药直径的8-10倍;爆炸成型战斗部的破片速度大约是2000m/s左右,穿甲深度大约是弹药直径的4倍。优势就是炸高不敏感,以及击穿装甲后的后效比空心装药更好(这是相对的,只要打穿了基本上都是重创人员和装备的)。

说了这么多,顺手盗几个图,对爆炸成型战斗部的原理解释的很清楚了:


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JET就是最常见的金属射流,利用炸药爆炸的高温高压熔化金属并形成细长的金属射流,以高温融化装甲并击穿,就像用烧红的刀切黄油一样,JET的工作原理决定了起爆时候弹头和目标之间的距离是很重要的,太远 太近都会影响效果.

EFP-爆炸成型穿甲战斗部,利用装药起爆的高压让金属板挤压成弹头形状攻击目标,因为是动能弹,所以引爆距离就不那么重要了.

JPC-聚能杆式射流,大概是介于JET和EFP中间的东西,以前没听说过,也没找到具体资料,不多说了.

视频中的坦克比较老了,现在坦克即便是被jet击中,一般也不至于这么惨,首先jet射流很细的,比筷子粗不到哪里去,具体可以看下在伊拉克被击穿的M1的图,如果射穿后没有直接击中弹药,那也就是穿个洞,损毁一些设备,坦克内的灭火系统可以在击穿的瞬间把可能的火灾扑灭,各种复合装甲,反应装甲,栅格也能有效的抵御和破坏金属射流,所以才有了串联战斗部这样的东西.


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其实方式都是差不多,基本都属于对目标硬杀伤,破顶只是能更好杀伤车内人员,以前还要考虑射入角度,破顶基本靠的就是引导,红箭12听说非常NB,现有资料显示红箭12靠的是热红外成像,如果就这个角度看,就是靠成像锁定,到达一定距离来实现引爆,所以到现在能做到单兵导弹的不多,难就难在小型化和计算速度修正速度,在发射以前需要先锁定目标,由于对于目标需要参照物,特别是移动物体,听说红箭12理论能打4000米(相当4000米半径包括空中),在发射后如何能更快识别目标与修正就是难点,如果你需要这类单兵导弹射击空中移动目标,那么你的识别速度和修正速度就很关键。

其实EMP能更简单的解决问题,单兵使用,无需考虑装甲厚度,一打一大片,不过就是敌我不分而已。

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agein兵器科学与技术专业博士生

2015-01-08 12:40

没看懂LZ想问的是什么……囧……

是说自锻成型对射流的挑战吗?

这个无所谓啊,都能摧毁目标,不存在谁挑战谁的问题,不可能出现自锻成型发展了,射流就失效的情况。

而且目前自锻成型缺点也很明显,短期内只能作为攻顶弹药使用。

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月夜魔术师航空工程研究生

2015-01-09 06:50

EFP和传统的金属射流在弹药结构上差不多,简要地说,区别就是,金属射流是用炸药产生的高温和弹头的管子共同作用,把金属片变成液态挤到装甲上;EFP是让金属片在爆炸作用下变形成金属棍,扔到装甲表面。金属射流有最合适的炸高,远了近了都不行。而EFP对炸高不很敏感。不过EF目前似乎还无法穿透很厚的装甲,主要还是用来打击薄皮目标,或者坦克顶甲一类的。

加两张图片,上图是金属射流,下图是EFP。红色是炸药,绿色是弹药的外壳,橙色和蓝色是金属药型罩金属射流多用铜,EFP多用钼。

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毛骡金属材料学博士

2015-01-08 11:06

谢谢邀请我,但是这对我来说已经是另一个世界的知识了。既然是来了,那我抛砖引玉吧。

找不到之前看到的穿甲弹动图了。传统炮弹的引信在前端,当炮弹触及物体时,就会诱发末端的炸药从而将金属熔化并形成射流穿透敌方装甲。这是基本原理。

而这种新的空中爆破没有办法使用这种触发式引爆。只能使用其它引爆方式:延时,手动,感应等……不管哪一种,都面临最麻烦的一个问题:如何确保炮弹或者导弹以极高的速度飞跃目标上空的同时在恰到好处的位置引爆?如果导弹的飞行速度是200m/s,老实说这很慢了,飞跃坦克炮塔上方的时间也就只有10微妙左右的时间。光看这个数字就知道,这对精确制导来说可是一个相当头疼的问题,因为不但时间极短,而且目标不在行进方向上……导弹或许可以采取末端机动,改变一下终末弹道;对于炮弹而言,这难度无异于登天。

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坦克主炮一般不打这玩意儿吧,反装甲不是一般用APFSDS么?

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这要是制导导弹换成廉价无人机 不敢想 不敢想啊....

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