门罗效应

      英文名称：Gathering energy effect
　　门罗效应(Munroe effect)源于1888年美国人门罗(Charles E. Munroe)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黄色炸药。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步枪上。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。
　　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，象透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.
　　聚能效应，即炸药爆炸后，起爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。因此，带凹槽的装药在引爆后，在凹槽轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都和高的爆炸产物流，在一定的范围内使炸药爆炸释放出来的化学能集中起来
　　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。
　　聚能效应-两个因素
　　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。
　　为了提高聚能效应，就应设法避免高压膨胀引起能量分散而不利于能量集中的因素，对于聚能作用，能量集中的程度可用单位体积能量，即能量密度来做比较。爆轰波的能量中，位能占3/4，动能占1/4。而聚能过程，动能是能够集中的，位能则不能集中，反而起分散作用，所以，聚能气流的能量集中程度不是很高的。如果设法把能量尽可能转换成动能的形式，就能大大提高能量的集中程度。
　　在药柱锥孔表面加一个铜罩，爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就能将能量传递给了铜罩。由于铜的可压缩性很小，因此内能增加很少，能量的加大部分表现为动能形式，这样就可避免高压膨胀引起的能量分散而使能量更为集中。此外，铜罩还有两个有利于穿孔的作用：
　　1. 罩壁在轴线处汇聚碰撞时，发生能量重新分配。罩内表面铜层的速度比闭合时的速度高1至2倍，使能量密度进一步提高，形成金属射流；罩的其余部分则形成速度较低的杵。严格的讲，锥形罩壁在向轴线运动过程中，能量已经在逐渐地由外曾向内层转移。
　　2. 金属射流各部分的速度是不同的，端部速度高，尾部速度低，因此射流再向前运动过程中将被拉长。但由于铜的优良的延性，射流可以比原长延伸好几倍而不断裂。当然，金属射流在延伸过程中不像聚能气流那样膨胀分散，仍保持着原来的能量密度。
　　由此可知，药型罩的作用是将炸药的爆轰能量转换成罩的动能，从而提高聚能作用，所以对罩的材料的要求是：可压缩性小，再聚能过程中不气化，密度大，延性好；铜是目前应用最为普遍的材料，也有少量使用金属钽制作的药型罩。
　　由上面的分析来看，聚能效应的主要特点使能量密度高和方向性强，但仅仅在锥孔方向上有很大的能量密度和破坏作用，其他方向则和普通装药的破坏作用是一样的；因此，聚能装药一般只适用于产生局部破坏作用的领域。
　　事实上，不仅锥形罩能产生聚能作用，其他如抛物线形罩和半球形罩等也能产生聚能作用，这些都属于轴对称聚能装药。锥形罩也有圆锥形、喇叭形、双锥罩等多种形式。有时，药型罩可以做得很长，用以产生一条聚能射流，起切割作用，这种装要成为线型聚能装药或切割索。轴对称和平面对称型聚能装药应用很广，如在军事上，用于对付各种装甲目标；在工程爆破中，可在土层和岩石上打孔（勘探领域）；在野外切割钢板、钢梁；在水下切割构件（打捞沉船时切割船体）。

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黄色炸药。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步枪上。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

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。