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德玛尔公式在海军领域的运用

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中将

七年服役纪念章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章荣誉勋章维多利亚十字勋章行政立法委骑士团勋章海武魂旗手TIME TRAVELER终身荣誉会员

发表于 2013-7-6 23:53:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 seven_nana 于 2017-6-22 19:37 编辑

本帖内容未经允许不得转载

德玛尔公式是一个知名度较高的穿甲计算公式,其诞生时间较早,运用范围较广,但相对来说精确性不太好,非常依赖准确的K值和倾角修正值。

在陆军领域,该公式的运用是较为广泛的,而在海军领域,据我所知,至少美日法意这四国是用过的。

本文主要介绍德马尔公式在美国海军与日本海军中的使用情况,法国和意大利的缺乏有效资料,暂不涉及。

德玛尔公式在美国海军中的运用情况

资料出自Ordnance Pamphlet 8 - Armor Quality, Test and Penetration



这份报告写于1920年代,彼时美国人尚未发明Ord. Sk. 78841(即著名的美国经验式)。

资料展示

公式形式:



Vd = 1022×(D^0.75×T^0.7)/P^0.5

V = 击穿速度,单位为英尺/秒

D = 弹径,单位为英寸

E = 装甲厚度,单位为英寸

P = 弹重,单位为磅

K = 德玛尔系数(用来调整公式结果,使其能与各类炮弹/装甲的实测数据相吻合的一个系数)

Mθ = 倾角调整系数(用来调整公式结果,使其能与不同倾角下的实测数据相吻合的一个系数)

K值是一个上下浮动的值,根据美国人当年的测试结论,在入射角为0度时,K值数据如下:



在入射角为0度时,Class A装甲的K值为1.135

在入射角为0度时,Class B装甲的K值为1.21

在0度入射角时,均质装甲的K值反而比表面硬化装甲的K值大,这可能会让不少读者大跌眼镜,但这是符合实测数据的。

这份报告中并未单独列出Mθ值,而是依照实测结果,以KMθ的组合形式,分别列出了针对Class A与Class B的综合修正值。

这是对Class A(表面硬化装甲)的实测结果,以及根据这些数据总结出的修正值:



这是对Class B(均质装甲)的实测结果,以及根据这些数据总结出的修正值:



这是以上两组修正值的对比图:



测试角度修正系数
ClassAClassB
1.1351.21
10°1.221.26
20°1.4051.35
30°1.621.51
40°1.851.76
50°2.0952.21
60°2.3952.84

当入射角为0度时,Class B装甲的修正值大于Class A装甲,即Class B装甲的抗弹性能更好;当入射角为15度时,两种装甲的修正值相同,表明其抗弹性能趋同,当入射角处于15度到45度的区间内时,Class A装甲的修正值大于Class B装甲,即Class A装甲的抗弹性能更好,当入射角为45度时,两种装甲的修正值再次相同,表明其抗弹性能再次趋同,而当入射角大于45度时,Class B装甲的修正值大于Class A装甲,即Class B装甲的抗弹性能更好。

实际运用

依照上述公式与参数进行试算,并通过对比穿深曲线,验证计算结果的准确性:

依照穿深曲线,在30度角下,8英寸(260磅)穿甲弹射击7英寸厚度的Class A装甲,击穿速度约为1920f/s,而射击9英寸厚度的Class A装甲时,击穿速度约为2280f/s。



在30度角下,8英寸(260磅)穿甲弹射击7英寸厚度的Class A装甲,计算结果如下:



在30度角下,8英寸(260磅)穿甲弹射击9英寸厚度的Class A装甲,计算结果如下:



计算结果与实测数据基本相符。

依照穿深曲线,在30度角下,8英寸(260磅)穿甲弹射击8英寸厚度的Class B装甲,击穿速度约为1950f/s。



在30度角下,8英寸(260磅)穿甲弹射击8英寸厚度的Class B装甲,计算结果如下:



计算结果与实测数据基本相符。

德玛尔公式在日本海军中的运用情况

资料出自USNTMJ Report O-16 Japanese Heavy ArmorUSNTMJ Report O-19 Japanese Projectiles General Types

Vd = 1530×(D^0.75×T^0.7)/P^0.5

D = 炮弹弹径(单位为dm)

T = 装甲厚度(单位为dm)

P = 炮弹重量(单位为kg)

日方使用的德玛尔公式中并没有角度修正值,且原是用于估测老式穿甲弹在0度入射角下的穿甲能力的,因此无法直接估测91式穿甲弹的穿甲能力,故需要经过质量系数(Figure of Merit)的修正。修正后的速度即为弹道极限,其衡量标准与美国类似(弹体大部分穿过装甲板,且剩余速度为0)。

以下数值乃是20.3cm穿甲弹在各个角度下射击均质装甲时的质量系数(此处并未考虑T/D比值发生变化时质量系数的变化情况):

炮弹类型装甲类型测试角度质量系数
20.3cm 91式穿甲弹NVNC/MNC1.30
10°1.30
20°1.32
30°1.37
40°1.48
50°1.72
55°1.92
60°2.17
65°2.49
70°2.91

中将

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 楼主| 发表于 2014-9-25 11:52:49 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2014-9-25 11:54 编辑

神教点评

关于公式

美国海军所用的德玛尔公式,若将单位改为公制,则K值会变为1530。



日本海军所用的德玛尔公式,若将单位改为英制,则K值会变为1022。



可见,两国所用的公式是完全相同的。

关于修正值

美国数据指美国炮弹对抗Class B装甲时的修正值,日本数据指日本20.3cm 91式穿甲弹对抗NVNC/MNC装甲时的修正值。

测试角度修正系数
美国日本
1.211.3
10°1.261.3
20°1.351.32
30°1.511.37
40°1.761.48
50°2.211.72
60°2.842.17

通过对比我们可以发现,当入射角为0度和10度时,美国方面所用的修正值更小;当入射角为20度以上时,日本方面所用的修正值更小。这其中固然会有装甲材质区别所导致的差异,但最主要的原因在于日本20.3cm 91式穿甲弹采用了平头结构,因此在入射角较小时表现较差,而在入射角增大后表现逐渐转优,故导致了以上结果。

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