Бронебойный пенопласт

[alex-brab.livejournal.com]

Понимаю что школьной физики должно быть достаточно - но что-то меня смущает...

Итак, есть неподвижная толстая (ну вдруг важно) броневая плита в вакууме. Есть снаряд, бронебойный, который её пробивает.

Теперь представим что есть снаряд такой же формы и размера - но выполненный не из стали - а из чего-то очень мягкого и не плотного. В голову приходит пенопласт или монтажная пена - но наверное есть и более мягкие субстанции.

Разгоняем его (неважно как) до скоростей в 10, 100, 1000, 1000000 раз больших чем скорость стального снаряда. Кинетическая энергия в результате будет (m*V^2/2) на порядки выше чем у стального. Обеспечит ли такая энергия пробитие брони таким мягким и легким снарядом?

Comments

[yurik-70.livejournal.com]

Кумулятивный снаряд.
Пробивающая составляющая это струя расплавленной меди.

[khathi.livejournal.com]

Нету там никакой расплавленной меди.

[yurik-70.livejournal.com]

"при взрыве ИЗ МАТЕРИАЛА ОБЛИЦОВКИ СПЕЦИАЛЬНОЙ ВЫЕМКИ во взрывчатом веществе формируется тонкая кумулятивная струя, находящаяся в состоянии сверхпластичности, направленная вдоль оси выемки."

[khathi.livejournal.com]

Где здесь слово «расплавленная»? ;) Это особое состояние вещества, в котором металл проявляет некоторые свойства жидкости, но расплавленным он при этом совершенно не является. Температура ударного ядра градусов 300, ЕМНИМС, чего для расплавления меди совершенно недостаточно.

[yurik-70.livejournal.com]

Ах извините, не расплавленная, а сверхпластичная, что сути особо не меняет.

[m-maeglion.livejournal.com]

струя расплавленного пенопласта воздействует на плиту не сильнее аналогичной струи мочи)

[yurik-70.livejournal.com]

Зависит от скорости. Гидрорезка металла тому пример.

[wheyayeman.livejournal.com]

Бронебойный (кумулятивный) снаряд пробивает не за счёт массы. Отсюда очевидный ответ: нет, куча пены не пробьёт. Но не пробъёт и болванка.

[khathi.livejournal.com]

APFSDS/БОПС — очень даже бронебойный, но ни разу не кумулятивный. ;)

[wheyayeman.livejournal.com]

Ну так там всё равно не болванка, а оперение, ну и для некоторых типов даже составная конструкция самой ударной части.

[khathi.livejournal.com]

Нет. Поскольку энергия будет распределяться по куда большей площади, это раз, и снаряд рассыплется в мелкие дребезги задолго до того, как передаст всю энергию — это два, то он плиту всего лишь немного оттолкнёт.

[elk-killa.livejournal.com]

автор разрешает разгонять до скорости света
плите точно поплохеет

[m-maeglion.livejournal.com]

а как вы разгоните снаряд из пенопласта до скорости света? его тупо сопротивлением воздуха раздавит

[alex-brab.livejournal.com]

в посте есть слово вакуум.

[zaiats-2k.livejournal.com]

Откуда в ваккууме сопротивление воздуха? ;)

[alex-brab.livejournal.com]

мм... когда он успеет рассыпаться? допустим длина метр, скорость скажем миллион метров в секунду (за скорость света вроде не вышел).

[khathi.livejournal.com]

Ну, на релятивистских скоростях и пук эффективно сработает. ;)

[alex-brab.livejournal.com]

это нерелятивистские скорости вроде, всего-то 1000 км/с - в 300 раз медленнее света

[http://users.livejournal.com/hayate_/]

"Разгоняем его (неважно как) до скоростей в 10, 100, 1000, 1000000 раз больших чем скорость стального снаряда."

Миллион километров в секунду?
Рассыпется?
хммм...

Каким образом деформация сможет дойти от "носа" до "дна" снаряда, если скорость его на порядки превышает скорость звука в среде?

[khathi.livejournal.com]

Ну-у-у-у... «неважно как» — это уже жульничество. ;)

[kumir-millionof.livejournal.com]

Немного не в тему, но похоже. Видел в одном научно-популярно фильме, как старинное дульнозарядное ружье заряжали обычной парафиновой свечкой и стреляли в дерево. Она пробивала его не хуже свинцовой пули.

[krylo-ff.livejournal.com]

Помнится, в школе на занятии физического кружка учитель поинтересовался, мол, слабо рассчитать, с какой силой надо выстрелить в окно шариком для пинг-понга, чтоб разбить стекло? Мой друг прикрутил к партам резиновый жгут, взял шарик... отошел метра на четыре... "Стекло за твой счет" - сказал учитель несколько обеспокоенно. После чего мы посчитали упругость резины, длину жгута, растяжение и т.д...)))

[irq-a.livejournal.com]

В конце-то всё-таки подтвердили экспериментом? :)

[krylo-ff.livejournal.com]

Да. Но позже. Без учителя.)))

[ai-see.livejournal.com]

Да, конечно. Обычно, вещество разогнанное хотя-бы до 1 км/с начинает вести себя при столкновении как жидкость. Здесь важны только импульс и площадь (mv/s). Снаряды делают из металла просто потому, что чем больше масса в наименьшем объёме - тем лучше с точки зрения сопротивления воздуха и площади, которую надо пробуравить, например.

[alex-brab.livejournal.com]

гм... прямо противоположные точки зрения http://useless-faq.livejournal.com/14630051.html?thread=480074147#t480074147

[ai-see.livejournal.com]

Ну, здесь можно мыслить граничными условиями. Разгоним грамм тополиного пуха до скорости света (в вакууме, в котором и находится плита). Что будет при ударе? Вся энергия пушинки (mv^2/2) передастся плите на площади, скажем, 1 см^2. Как-то так: http://www.wolframalpha.com/input/?i=1g+*+c%5E2+%2F+2&lk=4&num=1 - т.е. количество энергии будет ~= 0,72 от ядерного взрыва бомбы, сброшенной на Хиросиму. Плита, если она не размером с дом, просто испарится за исключением возможных мелких брызг.

[krazzzer.livejournal.com]

Тут все упирается в скорость звука в материале.
Например, если стальной болванкой после выстрела столкнется со стальным объектом на скорости больше 8 км/секунду (скорость зависит от сорта стали), то болванка обязательно разрушится и превратится в нечто типа жидкости.
То есть материал на таких скоростях неважен.

Другое дело, что в формулу кинетической энергии входит масса, так что если объект будет в два раза легче, то его энергия будет в два раза меньше. А если он еще и по плотности в два раза меньше, то его площадь столкновения будет в четыре раза больше и он совершит заметно меньшие разрушения.

А в реальном вакууме был случай, когда на орбите кусочек отслоившейся краски пробил иллюминатор в "шаттле" больше чем наполовину.
Вот вам и ответ.

[magryba.livejournal.com]

Вот поэтому в условии задачи сразу сказано про энергию, что она будет бОльшей, чем у стального снаряда на его артиллерийских скоростях.

[krazzzer.livejournal.com]

Так я именно такие скорости и рассматривал.

[magryba.livejournal.com]

Ну раз сказано, что энергия бОльшая, значит, скорость гооораздо выше из-за маленькой массы.

[magryba.livejournal.com]

Да, если соблюдено условие "Кинетическая энергия в результате будет (m*V^2/2) на порядки выше" - тупо по закону сохранения энергии ей надо куда-то деться. Как за счет сохранения импульса, так и за счет взрывного испарения металла в месте удара.

[blood-again.livejournal.com]

Поддержу ув. ai_see в том, что мягкий снаряд на высоких скоростях можно рассматривать как поток жидкости.

У М.А. Лаврентьева есть работа, посвященная действию кумулятивных зарядов. Если верить автору, глубина пробития преграды струёй жидкости мало зависит от скорости струи.
Он приводит формулу глубины пробития: (длина струи) * корень из( (плотность жидкости)/(плотность преграды) ).

То есть скорость мягкого снаряда отразится на скорости, которую приобретёт бронеплита в результате столкновения, и, возможно, на характере разрушений в пределах указанной глубины. Но на глубине пробития практически не отразится.

[magryba.livejournal.com]

Скажем больше, глубина пробития при одинаковой плотности заряда должна быть больше у жидкости, поскольку энергия не тратится на трение о броню - то есть меньше нагревает эту броню по бокам.
Поэтому военные так любят урановые снаряды - при большой удельной плотности они ещё и легко расстаются со внешними слоями, сами смазывают себе дорогу.

[http://users.livejournal.com/hayate_/]

Если бы военным давали неограниченные финансы - они больше любили бы вольфрам или осмий :)

[magryba.livejournal.com]

Вольфрамовые снаряды гораздо дешевле (и их наклепано больше, чем урановых), за осмий не скажу.

[http://users.livejournal.com/hayate_/]

Полез освежать свой склероз и вроде наиболее серьезно выглядит вот это:

A COMPARISON OF THE ADVANTAGES AND
DISADVANTAGES OF DEPLETED URANIUM AND
TUNGSTEN ALLOY AS PENETRATOR MATERIALS

http://fhp.osd.mil/du/pdfs/1999279_0000010.pdf

Using the above round rules, an itemized cost comparison was formulated (Table 6). The procurement cost for the DU version is substantially lower than its WA counterpart. The $137 WA core cost is approximately 77% higher than the $77 DU core cost. When the balance of the costs necessary to assemble and ship a cartridge to the field are considered, the cost difference is tempered by the larger unit cost and the WA cost is 15% higher.

Вроде как утверждается, что даже с учетом доставки/хранения/утилизации урановые снаряды дешевле.

[magryba.livejournal.com]

О как, оказывается.
Видимо, сначала наклепали вольфрамовых, потом поняли,что дорого, и перешли на уран. А вольфрам переделали на слитки и позолотили.

[http://users.livejournal.com/hayate_/]

Да.

Кусочек бумаги пробивает жестянку кофейной банки - если летит с достаточной скоростью, километры в секунду.

Если тополиную пушинку разогнать до скорости 0.99c - то думаю, она пробьет навылет далеко не один танк.

[deadmadcat.livejournal.com]

Энергия уйдет на разрушение самого снаряда.