门罗效应-门罗效应是什么

门罗效应破甲弹的空心装药技术源于1888年美国人门罗在炸药试验中发现的聚能效应（通常称为“门罗效应”）。1930年，伍德进一步改进了门罗的实验，在药柱的圆锥孔腔表面镶上金属罩，可使穿甲能力大大增强。其原理是带锥形孔的空心药柱爆炸时，能量沿药柱轴方向高度集中，能击穿很厚的钢板。但由于不明原因，瑞士人掌握了这一技术，而美国军方却对这一发明一无所知。1938年，一批瑞士专家就组织了一次新型的反坦克炸药表演试验，并且特别邀请了英国驻瑞士武官前往观看。在试验中，一发炮弹命中靶板后爆炸，并把很厚的靶板击穿。瑞士人想使英国人对这种新型的反坦克炸药感兴趣，并能购买这项技术。由于瑞士人要价很高，并对其详情秘而不宣，因此，英国武官暗中进行窥察，他发现这种新型炸药不过是市场上可以随意买到的诺贝尔**炸药。为了进一步探明这种炸药之所以具有如此巨大的穿甲威力的奥秘，在第二次表演试验时，英国武官专门请来伦敦伍利治兵工厂的爆炸专家前来瑞士观看。 英国人在探知了这一技术秘密——“门罗效应”原理后，很快就研制出了一种反坦克枪榴弹，并把它应用到英国制造的恩弗尔德上。英国的反坦克枪榴弹是世界上第一种使用空心装药原理的反坦克武器。

门罗效应的两个因素

当装药凹槽内表面衬上一个药形罩时，装药爆轰后，凹槽附近炸药爆炸的能量就会传递给药形罩，使药形罩以很大的速度向轴线运动，此时，药型罩在高温高压的爆轰产物的作用下，形成金属杆，可以看作流体。其中，药型罩的内表面形成细长的金属射流，药型罩外表面形成杵体。药型罩压垮并产生射流的过程，射流吸收的爆炸能量不会象爆炸产物那样再散失掉。金属杆在轴向上存在速度梯度，从而，引起了金属射流在飞行过程中拉断现象。炸药性能和重量、装药结构、起爆方式、药型罩材料及其几何尺寸等对金属流的形成和侵彻具有显著影响。

圆柱形药柱爆洪后，爆轰产物沿近似垂直原药柱表面的方向，向四周飞散，作用于钢板部分的仅仅是药柱端部的爆轰产物，作用的面积等于药柱端面积。带锥孔的圆柱形药柱则不同：锥孔部分的爆轰产物飞散时，先向轴线集中，汇聚成一股速度和压力都很高的气流，称为聚能气流。爆轰产物的能量集中在较小的面积上，在钢板上就打出了更深的孔，这就是锥形孔能够提高破坏作用的原因。

门罗效应的空心装药

锥孔处爆轰产物向轴线汇聚时，有两个因素在起作用：

1. 爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇聚，使能量集中；

2.爆轰产物的压力本来就很高，汇聚是在轴线处形成更高的压力区，高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀，使能量分散。

由于上述两因素的综合作用，气流不能无限的集中，而在离药柱端面某一距离处达到最大的集中，以后则又迅速飞散开了。

门罗效应的应用

所谓“空心装药”，指的是战斗部中存在一个空腔部分的破甲弹头。

破甲弹头在弹头前部装有一个圆锥形金属罩（一般是紫铜的合金），锥口朝前，锥尖朝后，金属罩后面装有炸药，前面是空的。弹头爆炸时，金属罩被高温熔化成高速液体金属射流，象凹面镜那样聚焦到空心部分的中心，射向敌坦克的装甲，把装甲冲出一个洞，并毁伤里面的设备和人员。这就象我们用高压水龙头在沙堆上冲出一个洞道理一样。

门罗效应的种类

门罗效应的最好应用便是用于对付拥有钢板防护的装甲车以及坦克，于是空心装药的破甲弹便产生了。之后有人在实验中发现如果在破甲弹空心部分加上一层薄薄的金属（比如紫铜），就可以使破甲威力大大增加，原因是原先的破甲实体是炸药爆炸后的爆轰产物，是一团高温高压的强气流，而加装了金属药罩后，爆炸产生的高温首先摧垮了金属，之后高速气流才遵循门罗效应将这些被压跨的金属向中央压缩并以极高的速度推出。这些以高温（1000℃以上）高压（100万大气压以上）高速（大约8000到9000米每秒）方式前进的物体被称作金属射流，它代替了原先简单的爆轰气流，大大加强了对重型装甲的侵彻能力。

炮弹的破甲弹

大概可以分为：大锥角型、小锥角型、喇叭型、复合型、半球型等等。下面数据以某个固定量的RDX装药为基准，大家可以作为对比参考各种药型罩的性能。（不同种类和量的装药，其测试结果会有所不同，因此下列数据表非准确数据，只可用于不同形状药型罩性能的对比参考）

锥角大于120度的药型罩，可以称为大锥角型药形罩。此种药型罩形成的金属射流速度较低，只有5000～9000米每秒，但其好处是能够降低炸高，提高了命中率，适合用于对付较薄弱装甲目标。

锥角小于120度的药型罩，可以称之为小锥角药型罩。一般情况下锥角会大于30度小于90度，此种药型罩形成的金属射流速度更高，可以达到8000～11000米每秒，对装甲侵彻能力更强，但相对要求更高的炸高。

喇叭型药型罩，其截面曲线非规则的圆锥形，而是类似于喇叭一样的形状。这种药型罩形成的金属射流速度最高，能够达到18000~21000米每秒的速度，对装甲的侵彻能力也最强，但其生成工艺对精确度的要求比较严格，限制了这种装药的应用。

复合型装药，其尾半段为一段较小锥角药型罩（锥角小于30度），后半段为一较大锥角药型罩的一半。此种药型罩是喇叭形药型罩的简略版本，金属射流速度可达15000～18000米每秒。

半球型药型罩。金属射流速度较低，只有3000～5000米秒且射流精确度较差，适合用于大炸高非准确打击的，比如对空导弹弹头。

破甲弹是利用“聚能效应”（又称门罗效应或空心效应）原理制成的，主要由弹体、空心装药、金属药形罩和起爆装置组成，大多采用电发引信。其破甲过程为：当击中目标诱发装药爆炸时，炸药所产生的高能量集中在金属药罩上，并在瞬间将其融化成为一股细长（直径3－5毫米，长达数十厘米）、高速度（高达8－10千米/秒）、高压力（100－200万个大气压）、高温度（1000℃以上）的金属射流，这种具有强大能量金属射流的在顷刻间穿透装甲后，继续高速前进，加上它所产生的喷溅作用，就会破坏坦克内的设备，杀伤乘员，并极易引燃油料及诱爆，产生“二次杀伤效应”。破甲弹的优点：一是其破甲威力与弹丸的速度及飞行的距离无关；二是在遇到具有很大倾斜角的装甲时也能有效地破甲。其缺点：一是穿透装甲的孔径较小，对坦克的毁伤不如穿甲弹厉害；二是对复合装甲、反作用装甲、屏蔽装甲等特殊装甲，其威力将会受到较大影响。因此，在现代坦克炮的中，破甲弹的配备率已经下降，如T－72坦克基数为39发，但只配备5发破甲弹。