А как же оно тикает?

Цитата: mid от 02.12.2008 12:02:45
Если кумулятивный снаряд, то он броню не пробивает, а типа прожигает.

Прожигание брони кумулятивным снарядом не более чем живучее заблуждение. Кумулятивный снаряд это не летающий автоген. Он ничего не прожигает.
Кумулятивным заряд протыкает броню струей пластичного металла ("проволокой"), вылетающей из вершины металлического кумулятивного конуса, обжимаемого взрывом бризантного заряда.
Элементарная теория явления с краткими историческим экскурсом и картинками описана у Лаврьентьева и Шабата в книге "Методы теории функций комплексного переменного" п.58, с.339
http://www.newlibrar…nnogo.html
Характерная скорость распространения кумулятивной струи ~10 000 м/с. На таких скоростях скоростях броня и струя взаимодействуют как идеальные жидкости, т.е. упругость и вязкость, обычно возпринимаемые как характеристики прочности брони здесь не работают.
Чтобы проволока проникала глубого, конус должен быть длинным и острым. А броня должна быть как можно плотнее чтобы эффективно рассеивать струю. Глубина проникновения кумулятивной струи в броню определяется формулой
h = sqrt ( p1/p2 ) * a,
где h - глубина проникновения  струи, p1 - плотность брони, p2 - плотность струи, а - длина струи.
Легенда про "прожигание" возникла из-за характерного вида пробоины, оставляемой кумулятивным зарядом. В отверстие созданное проволокой устремляются раскаленные продукты взрыва, которые и оставляют характерную обожженную поверхность отверстия.

Цитата: Mong от 02.12.2008 12:49:31
Про прожигает мне в данном контексте не интерестно.Дело в том, что чем тяжелее кувалда, тем сложнее развить максимально возможную скорость. Т.е. сил-то у Васи по-любому одинаковое количество, следовательно максимальное ускорение будет достигнуто как раз при очень легкой кувалде, следовательно по формуле m*v*v/2 лучше всего броню проламывать не кувалдой, а прутиком. Здравый смысл подсказывает, что процесс несколько сложнее.

1. Кумулятивная струя ничего не прожигает, а именно пробивает броню.
Давление продуктов взрыва, достигающее ~1010 Н/мм² (105 кгс/мм²), значительно превосходит предел текучести металла. Поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкой плёнки. Течение металла не связано с его плавлением, а вызвано пластической деформацией. Движущийся металл образует сходящийся под определённым углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины облицовки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью (~10 км/c). Действие этой струи и обусловливает высокую пробивную способность взрыва кумулятивного заряда. Высокоскоростная струя пробивает стальную броню. Глубина проникновения пропорциональна образующей конической облицовки. Давление, возникающее при столкновении струи с броневой плитой, значительно превышает напряжение разрушения стали, и прочность мишени не играет существенной роли.(Цитата)
2. Пробивающий эффект будет пропорционален кинетической энергии поражающего элемента (в момент удара по броне, а не вылета из пушки) и обратно пропорционален площади сечения сердечника. Естественно он будет зависеть и от поведения сердечника при пробивании.
Не важно с какой скоростью снаряд вылетел из пушки, главное с какой прилетел в цель.
Для этого он должен быть тяжелым, чтобы запасти больше энергии и иметь меньшую парусность, чтобы энергию сохранить.(желательно еще дополнительно эту энергию получать и в полете).
А задача разогнать снаряд  в стволе это отдельная песня.

Цитата: Kostyan_ от 02.12.2008 13:14:22
Собственно если я правильно понимаю именно перпендикулятность воздействия и дает выигрыш в энергии для "раскалывания" по сравнению с "???" в общем ударом кувалдой

Броня НЕ кристалл, а состоит из микрокристаллов с хаотической ориентацией, что и делает ее вязкой. Нет ничего прочнее алмаза, но он одновременно и хрупкий: предел пластической деформации очень низкий.

Цитата: Dobryak от 02.12.2008 13:43:30помножить на отношение плотности стержня к плотности брони

Только на корень квадратный из этого соотношения...

P.S. А равзе Ньютон гидродинамикой занимался?

Цитата: Mong от 02.12.2008 11:50:10
Доброго времени суток.

Меня (как человека, прогулявшего сопромат) давно интересовал такой вопрос. А каков механизм пробивания брони снарядом?

Для простоты возьмем двух придурков - Васю и Петю. По условию задачи Вася должен врезать Пете по животу кувалдой, а Петя может защитить живот пластиной из любого материала весом... ну скажем в 1 кг.

1.Как применить к этой задаче научный подход?
2.Какую кувалду взять Васе? Понятно, что меньшая площадь "ударной" части поспособствует, но как насчет массы?
3.Т.е. какова формула бронепробиваемости кувалды в зависимости от массы и скорости в момент встречи с броней?

Аналогично с Петей.
4.Какой материал ему взять - сталь, резину, дерево? А почему? А если можно использовать композит? Понятно, что конечный результат делится на две ветки "если броню пробьют" и "если броню не пробьют" и в обоих случаях Пете можно только посочувстовать, но хотелось бы понять принцип действия.

Понимаю, что это далеко не ядерная физика, но что делать, темные мы... Спасибо  :)

Это скорее не сопромат, а теоретическая механика. Всё упрощенно и "в вакууме".
1. E=m*v*v/2
2. Т.к. "v" в ф-ле в квадрате, то выгоднее увеличивать его, а не массу.
3. в момент удара Епотенц. = Екинетич. Чем меньше площадь ударной части кувалды, тем большее напряжение на единицу площади пластины. Материал пластины может выдержать усилие N<=P*t*R (N-сила, P-периметр, R-сопротивление материала пластины).
4. Энергия кувалды будет тратиться на деформацию и разрыв молекулярных связей пластины. Деформативность стали и дерева мала (можно считать АЖТ - абсолютно жестким телом), резину не рассматриваю, дружу больше с АЖТ. Для стали и дерева актуален второй пункт. Сталь обладает сопротивлением гораздо большим, низколегированная к тому же имеет "площадку текучести" (увеличение деформации при постоянном напряжении), поэтому ясно дело лучше сталь выбрать от кувалды.
Формулы работы стали на срез (ситуация с ножом) или смятие (с кувалдой) будут к тому же отличаться.

Так, обед закончился, а мы не ели...

Цитата: Mong от 02.12.2008 12:53:21
Вас не затруднит мне, неучу, поподробнее рассказать (желательно с формулами), чем именно с точки зрения физики удар ножом отличается от удара кувалдой за исключением площади соприкосновения снаряда с броней и прочности самого снаряда?

Физикой и отличается.
При ударе кувалдой напряжения в материале тела не превышают его предельной прочности (предел текучести).
При ударе ножом - соответственно, превышают.

Какие вам формулы нужны?

Если никто не возражает, мне бы хотелось увести разговор подальше от пробивания современной танковой брони современными снарядами и вернуть его поближе к двум придуркам с кувалдой. Уверяю вас, Вася не сможет разогнать кувалду до скорости звука  :D

Итак, чисто в теории (примитивной). Допустим, размах кувалдой длится одну секунду, Вася применяет к ней в течение этой секунду свою силу равномерно. Значит, если принебречь сопротивлением воздуха, то скорость, которую наберет кувалда к конку удара будет обратно пропорциональна массе. Однако мы живем не в вакууме и сопротивление воздуха нужно учесть, оно будет создавать свою силу пропорциональную площади сечения и ... на данных скоростях вроде бы V? Хотя в принципе формулу сопротивления воздуха я нашел, можно просто посчитать на практике для конкретных порядков величин...

Любопытнее другое. Какие свойства брони и в какой степени поспособствуют сохранности живота Пети? Прочность на разрыв, твердость, упругость, что-то еще? Ведь понятно, что импульс в любом случае будет передан, но в какой степени?

Цитата: Dobryak от 02.12.2008 13:49:11
Броня НЕ кристалл, а состоит из микрокристаллов с хаотической ориентацией, что и делает ее вязкой. Нет ничего прочнее алмаза, но он одновременно и хрупкий: предел пластической деформации очень низкий.

Не совсем так, хрупкость определяется отсутствием (или небольшой длиной) стадии пластической деформации. Т.е. на графике сигма-эпсилон материал не показывает горизонтальной линии - площадки текучести. Разрушение наступает сразу после неупругой деф-ии.

Цитата: Mong от 02.12.2008 12:53:21
чем именно с точки зрения физики удар ножом отличается от удара кувалдой за исключением площади соприкосновения снаряда с броней и прочности самого снаряда?

В вершине трещины в линейном приближении напряжения бесконечны. Нож или колун работают клином, т.е. втыкаясь создают трещину в глубину материала, и дальше гонят ее перед собой. Если материал пластичный, вершина трещины оплывает и клин вязнет.
Как кувалда действовал английский пластичный снаряд. Такой снаряд передает всю свою кинетическую энергию на упругую деформацию брони. От места попадания в броневой стали распространялась волна сжатия, причем на внутренней поверхности брони скорость волны оказывалось достаточной,чтобы преодолеть предел прочности металла на растяжение. В результате, изнутри от брони отрывается здоровый кусок, крушит все в заброневом объеме, а сквозной пробоины не возникает.

Цитата: Тори от 02.12.2008 14:01:48
Формулы работы стали на срез (ситуация с ножом) или смятие (с кувалдой) будут к тому же отличаться.

А где можно посмотреть на эти формулы? А в какой момент сокращения площади кувалды смятие перейдет в разрез?

Импульс будет определяться количеством пороха в гильзе.
Вот сколько оно отожжётся - таков и импульс, бОльше не будет.

Снаряд - посредник в передаче это импулься от химии пороха к физике преграды.

Соответственно - критическим является вопрос о приложении этого конечного импульса к минимальной площади поверхности. Идеальным снарядом был бы нейтронный сердечник, то есть - из нейтронов.  ;) При этом импульс передавался бы на минимальную площадь, превышая пределы сопротивления любой преграды. Кроме нейтронной. При одинаковом материале - вопрос в плотности упаковки. Кристаллической решётке.

Поскольку сталь имеет хитрую структуру - из кристаллического и амфорного состояния, то тут начинают изгаляться над всякими способами поверхностного уплотнения - ковки, прокатки, закалки, отпуска. Или легирования сталей, пытаясь за счёт введения в решётку дополнительных связей основанных на других атомах - повысить её прочность, плотность, внутреннюю энергию сопротивления разрыву.

Причём процесс этот - обоюдный. Производитель бронепреград занимается тем же.

Цитата: Mong от 02.12.2008 14:25:06
А где можно посмотреть на эти формулы? А в какой момент сокращения площади кувалды смятие перейдет в разрез?

Конечно не бывает "чистого" среза (касательное напр-е), условно чистый сдвиг дислокаций относительно друг друга. Напряжение в пластине возникнет двух видов: нормальное (сигма) и касательное (тау) в каком-то процентном соотношении. Срез гораздо опаснее, т.к. например для стали Rсреза/сдвига = 0,58Rсжатия/растяжения.

Цитата: nihilist
Эффективнее всего энергия рассеивается на пластическую деформацию вплоть до разушения материала защиты.
Во-вторых, против однократного удара кувалдой лучьше всего поможет блок пенопласта. Кувалда в нем нафиг увязнет, а Петя почуствует только слабый толчок.

Ну то есть - при условии, что прочности материала окажется достаточно для того, чтобы не разрушиться под воздействием удара, наиболее эффективную защиту обеспечит материал, имеющий максимальную пластичность, так? Или это по-другому называется?

Вообще-то нет, не так. Более точно - ЕСЛИ удается обеспечить такое соотношение пластичности брони к энергии удара, что энергия удара гаснет в ней полностью, то такая броня будет оптимальна.
Кстати, а что там с законом сохранения импульса? Куда он денется?

Далее, для гомогенного материала брони - ведь Петя жизненно заинтересован в том, чтобы энергия удара была распределена броней на максимальную площадь. Пластичность с этим как-то связана? Понятно, что можно поместить толстый слой резины поверх тонкого листа стали, но в рамках одного материала?

Цитата: nihilist
"Ты жаждешь объясненья познай пакет ANSYS". Почти Хлебников.

Нифига се советик  :o. Я бы порекомендовала это http://dwg.ru/dnl/2567. Mong, почитайте, интересная книга для нефизиков... ну короче гуманитариев.

З.Ы. Наверное лучше это http://dwg.ru/dnl/2562, автор тот же, давно читала, но вроди она больше понравилась.

Добряк, ответьте плз на вопрос (заинтересовал Ваш пост про приливы) захотел "прикинуть на польцах" как это будет, выглядеть.
не могу определить силу притяжения земли в точках прилива\отлива.....
КАК рассматривать землю в этом случае, точнее факт отличая земли от шара?
земля рассматривается, как 2 тела
1 - шар воды M1 = V0*p(p = 1000 кг/м3) сдвинутая на высоту прилива к луне вдоль оси З-Л, от центра земли.
2 - "твердое ядро земли" массой M2 = M0-M1, в центре земли
т.е. нас будет интересовать "тлько" М2 = М0*9/11 или?????


и далее давление столба "приливной" жидкости равно давлению столба "отливной" ^)^)
т.е. с учетом неравномерной силы притяжения луны?

правильно ли я понимаю физ. смысл. задачи?

кстати теряюсь в догадках: будет ли приливная сила действовать на однородное тело из жидкости.....

Цитата: Kostyan_ от 02.12.2008 17:09:21


правильно ли я понимаю физ. смысл. задачи?

Саму земную кору и все, что внутри нее, можно считать твердой. На это твердое налили жидкость, которая держится силой гравитации.  То, что где-то континенты мешают, можно почти забыть. Жидкости кот наплакал.... Если бы Луна была геостационарной, то Земля в гравитационном поле Луны  была бы квадрупольно (эллиптически) деформированной выпуклая под Луной, выпуклая с обратной стороны и поджата по бокам. Дипольной деформации нет в силу равенства инертной и гравитационной масс --- тут надо чуток подумать, но это не так и важно. С лунной стороны вода за счет большего притяжения приподнялась бы и так оно и стояло бы. Но относительно земной поверхности Луна бежит, и эта выпусклость хочет поспеть за Луной. Но чуток не поспевает, так что опухоль не прямо под Луной, а чуток сбоку. Вот вроде и все.

Для яхтсменов важны т.н. сигзийные приливы, в моменты полнолуния и новолуния, когда Луна, Земля и Солнце на одной прямой. В открытом океане приливы незаметны, но на тех же Канарских островах есть знаменитая бухта у острова Грациоза, где приливная волна втыкается в остров, и из-за этих почти 2-х метров не одна яхта оказывалась лежащей на мели!

Добряк, у этого чуда геометрический центр не будет совпадать с точкой, наиболее точно описывающей центр массы (лучшего понятия я не могу подобрать), надеюсь вы меня поймете. Или все-таки у него будет центр массы?

(по моему вопросу) М2=М0 или нет? (даже при "кот наплакал жидкости" по-моему результат будет близким к моему, если брать строго интеграл.
дело в том, что мы смещаем как раз самые крайние участки хм... "тела(сисмемы) Земля" соответственно хоть воды и "кот наплакал" а центр масс должен вроде сместится заметно (едва ли на порядок меньше высоты прилива).

Цитата: Kostyan_ от 02.12.2008 17:57:30
а центр масс должен вроде сместится заметно (едва ли на порядок меньше высоты прилива).

Я не знаю, какую посоветовать разумную литературу, но мои слова про равенство гравитационной и инертной масс и отсутствие дипольной деформации означают, что центр масс не смещается: "опухоль" под Луной компенсируется "опухолью" с обратной стороны Земли --- деформация именно квадрупольная. В жизни все не так, как на самом деле, так как слой воды неравномерный... и торчат континенты.

Добряк
"читать" наверное отсюда: "элементы теории поля" (заодно пополню пробелы в знаниях, а то со школы ничего практически и не читал в мат-ке)

Нигилист, извините, если неверно интерпритировал этот Ваш пост

Цитата: nihilist
ЦИТАТА: Вообще-то нет, не так. Более точно - ЕСЛИ удается обеспечить такое соотношение пластичности брони к энергии удара, что энергия удара гаснет в ней полностью, то такая броня будет оптимальна.
Кстати, а что там с законом сохранения импульса? Куда он денется?


ОТВЕТОпять таки, не забывает что речь идет о конструкции. Снаряд ударил - побежали волны, началось перемещение-разрушени. Так что с импульсом все в порядке. Энергия снаряда уйдет на разогрев и разрушение защитной конструкции.

"Пенопластовый" снаряд передаст системе земля-танк меньше кинетической энергии чем стальной, при равной массе и скорости (считаем, что стальной снаряд летел медленно и упруго отразился).

самое интересное, что в "отсутствии разрушений в системе, исключая снаряд" пенопластовый снаряд передаст БОЛЬШЕ энергии, чем [абсолютно] упруго отразившийся стальной
П.С. а об "отсутствии разрушений в системе" можно говорить, раз уж снаряд "[абсолютно] упруго отразился" - если я еще что-то помню из физике (хотя Добряк эту мою уверенность поколебал )

В случае снаряда и брони имеет смысл рассматривать не только свойства брони, а и снаряда, и самое главное, ДИНАМИКУ их взаимодействия. Так что про пенопласт - мимо, т.к. совсем другие габариты, площадь контакта и поведение "снаряда".

Народ, хватит про пенопластовые снаряды. И почистите ветку каждый от своего "пенопласта". Вернусь - проверю.