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楼主: seven_nana

Nathan Okun大口径舰炮穿深表

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中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 15:29 | 显示全部楼层
ssvcrtfi79 发表于 2013-1-12 15:16
渗碳深度=硬汉深度+过渡层?

不对渗碳深度包含在硬化深度中
渗碳属于表面热处理中的,渗碳层厚度很低但由于改变了局部基材的含碳量就变特别硬而且还是马氏体,在渗碳层之后是含碳量与基材一样的马氏体这就是硬化层之后是延展性更高的基材奥氏体部分。

大校

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十二年服役纪念章

发表于 2013-1-12 15:33 | 显示全部楼层
seven_nana 发表于 2013-1-12 14:44
我也支持这个看法

以前见到过一种说法,说在重巡装甲这一级别上,美国的Class A是最好的

a face of substantial thickness was needed, but this thickness of face must be kept at the minimum possible for thick plates to prevent excessive scaling effects, though for thin face-hardened plates--under circa 7" (17.78cm) thick--a thicker face (within reason) actually increased resistance as the scaling factor worked in reverse to benefit thin armor.
大概这段就是原因了吧

中将

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 楼主| 发表于 2013-1-12 15:37 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2013-1-12 15:41 编辑
沼泽 发表于 2013-1-12 15:22
U.S. Navy BETHLEHEM THIN CHILL Class "A" armor (see below) was unusual in that it had essentially  ...


Midvale was also experimenting with its Midvale Non-Cemented (MNC) Class "A" armor, which also used a high Carbon content, but normal Krupp armor levels of Nickel and Chromium. By the way, "Non-Cemented" means no thin (circa 1" thick) "Harveyized" or "cemented" (carburized) surface layer so the maximum hardness was less for such armors.

这是一种非渗碳的硬化例子,VH也是一种非渗碳的硬化例子

由于渗碳与非渗碳都能达到一定的硬化效果,那么,专注于硬化层吧

我想说的就是足够厚度的,足以对抗假想目标射弹的硬化层,是表面硬化装甲中一个比较重要的条件

大校

论坛贵宾

十二年服役纪念章

发表于 2013-1-12 15:42 | 显示全部楼层
沼泽 发表于 2013-1-12 15:29
不对渗碳深度包含在硬化深度中
渗碳属于表面热处理中的,渗碳层厚度很低但由于改变了局部基材的含碳量就 ...


看来我也搞混了,渗碳层都是相当浅的

少将

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十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 15:47 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-12 08:52
哦,昨天把你第一句话理解错了,今早再看了一下才明白。

我是这样认为的:

有一个小问题。
穿透的过程中只要不是脆性破坏,那么硬度越高,破坏需要的能量越大。渗碳最好是表面一段硬得能撞碎弹头,中段在保证不出现脆性破坏的情况下硬度尽可能高,背板抗剪切能力要足以延迟冲塞到最小。
因此我觉得渗碳层厚度大也不是太大毛病,关键是背板抗剪切和中段的渗碳层别脆性破坏。
渗碳本身就是表面最硬,而渗碳层越往里越软,这个不是那么硬的中段,是有大文章可做的。

中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 15:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 沼泽 于 2013-1-12 16:07 编辑
seven_nana 发表于 2013-1-12 15:37
Midvale was also experimenting with its Midvale Non-Cemented (MNC) Class "A" armor, which also use ...


Class "A"和VH是两种完全不同的类型装甲Class "A"是均值装甲类型而VH依然是表面硬化装甲,反复提到了的日本使用氰化装甲,氰化和渗碳,渗氮碳氮共渗一样都属于非均值装甲,Class "A"里面提到了提高了含碳量来简化渗碳,这样就会出现基材本身延展性差为了避免这种现象才出现了以哈维和克虏伯为代表的渗碳装甲。美国那种无非是减低成本的做法
PS:感觉还是分差硬化装甲比较贴切,本打算写接近均值装甲,结果笔误等发现已经被回复了

中将

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 楼主| 发表于 2013-1-12 15:53 | 显示全部楼层
沼泽 发表于 2013-1-12 15:50
Class "A"和VH是两种完全不同的类型装甲Class "A"是均值装甲类型而VH依然是表面硬化装甲,反复提到了日本 ...

Class A怎么是均质的呢?

Class A是表面硬化的,而Class B才是均质的吧?

Class A armor -The general term Class A armor is applied, in the American Navy, to all face-hardened armor, whether Krupp cemented or Krupp non-cemented.

中将

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发表于 2013-1-12 15:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-13 10:46 编辑
剑桥的老铁匠 发表于 2013-1-12 15:47
有一个小问题。
穿透的过程中只要不是脆性破坏,那么硬度越高,破坏需要的能量越大。渗碳最好是表面一段 ...


我认为您的第一句应该稍微改一下,是在炮弹撞击装甲的时候,装甲表面硬度越高,弹头能够有效刺入装甲所需要的速度就越高。
速度高就意味着需要弹头更大的能量,但这并不意味着装甲表面越硬,消耗炮弹的动能就越多。相反,脆性破坏实际上并不会消耗多少能量,塑性破坏才显著消耗能量。

如果不说硬化层厚度的问题,只说其后的塑性层。很显然塑性层越厚,消耗炮弹能量的能力越强。也就是说,如果不考虑硬表面破坏弹头的作用,那么完全没有硬化层才好。
但现实情况当然不是如此,表面硬化装甲需要在有足够厚的硬表面以破坏弹头、显著降低其穿透能力,和选择尽量小的硬化深度、以保持尽量厚的塑性层之间做个折中。

中将

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发表于 2013-1-12 15:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-12 16:41 编辑
沼泽 发表于 2013-1-12 14:52
不是渗碳是渗氮日本人用盐浴氮化处理或是氰化
Carbonitriding also has other advantages over carburizi ...


关于渗碳以及其后的热处理,07年我在SC发过一个帖子。当时查阅了碳在钢内扩算速度等的一些数据,稍后我再找一找这内容发上来。
为了避免跑题,这内容我将单发一贴,请稍候。
http://www.warships.com.cn/thread-4371-1-1.html

中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 16:01 | 显示全部楼层
seven_nana 发表于 2013-1-12 15:53
Class A怎么是均质的呢?

Class A是表面硬化的,而Class B才是均质的吧?

意思是元素构成和均值装甲一样,只是结构上有区别,分别由奥氏体和马氏体构成(但轧制均值装甲同样采用了淬火工艺)而VH元素构成表面氰化层中元素构成和后面的基材是不一样的

少将

外务总督

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 16:01 | 显示全部楼层
沼泽 发表于 2013-1-12 15:50
Class "A"和VH是两种完全不同的类型装甲Class "A"是均值装甲类型而VH依然是表面硬化装甲,反复提到了的日 ...



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发表于 2013-1-12 16:07 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-12 15:53
我认为您的第一句应该稍微改一下,是在炮弹撞击装甲的时候,装甲表面硬度越高,撞碎弹头所需要的速度就越 ...

“表面硬化装甲需要在有足够厚的硬表面以破坏弹头、显著降低其穿透能力,和选择尽量小的硬化深度、以保持尽量厚的塑性层之间做个折中。”正确。
但需要补充一下。
其实渗碳是表面最硬,越往里面越软,直到跟背板一样才最好。
足够厚的硬表面破坏弹头。
中间那段被渗碳提高硬度,但还不至于给人脆性破坏的部分,实际上比背板那些不硬的装甲,延性破坏它们需要的能量大得多。
背板就是要玩韧性了,不然给人剪切就完蛋。

中士

十一年服役纪念章

发表于 2013-1-12 23:09 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-12 15:56
关于渗碳以及其后的热处理,07年我在SC发过一个帖子。当时查阅了碳在钢内扩算速度等的一些数据,稍后我再 ...

This manufacturing process can be characterized by the following key points: It is applied to low-carbon workpieces; workpieces are in contact with a high-carbon gas, liquid or solid; it produces a hard workpiece surface; workpiece cores largely retain their toughness and ductility ; and it produces case hardness depths of up to 0.25 inches (6.4 mm).
看到这个深度了吧

中将

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发表于 2013-1-13 13:02 | 显示全部楼层
沼泽 发表于 2013-1-12 15:22
U.S. Navy BETHLEHEM THIN CHILL Class "A" armor (see below) was unusual in that it had essentially  ...

你标红的这句话说的是米德维尔非渗碳A装甲,而不是说伯利恒“薄硬化层”装甲。
关于装甲方面深入的问题请到那个帖子讨论吧。

中将

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 楼主| 发表于 2013-1-13 13:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2013-1-13 14:05 编辑
沼泽 发表于 2013-1-12 15:22
U.S. Navy BETHLEHEM THIN CHILL Class "A" armor (see below) was unusual in that it had essentially  ...


老兄,说实话,我一直没看懂你到底想表达什么,但是,请你不要断章取义好嘛?

这是Nathan Okun对渗碳的描述:

CEMENTING: By either packing a steel plate's face tightly against bone charcoal (the original "Harveyizing" technique also used by most makers of versions of KRUPP CEMENTED-type armors (see below)) or by continually spraying the face with methane ("illuminating") gas (Krupp's version of this process also used by some other manufacturers), in either case in an air-tight oven raised to well above the CHT, the carbon would slowly soak into the austenite to a depth of about 1" (2.54cm) or slightly more over a period of about 2-3 weeks, raising the carbon content to about 1-1.5% by weight, which can easily be quench-hardened to the hardest kind of martensite afterward.

这个厚度是远远超过你上面引用的wikipedia的数据的

而你引用的那段,则是描述DECREMENTAL HARDENING这种处理方式的

U.S. Navy BETHLEHEM THIN CHILL Class "A" armor,在渗碳层后只有很浅的一层过渡层,基本可以视为渗碳层后直接就是背板

而U.S. Navy MIDVALE NON-CEMENTED Class "A" armor的淬火层则高达80%,非常厚

这两段话只是用来做对比的,作者想表达的是BETHLEHEM的背板厚度,占总厚度的比例非常大,也就是非常厚;而MIDVALE的背板(即未硬化的部分)占总厚度的比例很小,也就是很薄

并通过这些文字,表达表面硬化装甲中,硬化部分与非硬化部分厚度之比例,不仅决定装甲对射弹的破坏能力,还决定装甲的易碎性。


PS 装甲部分的讨论,请移步钢的渗碳热处理简介

中将

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发表于 2013-1-13 15:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-13 15:33 编辑

又发现一个问题,就是在 Nathan Okun  计算的这套数据表中,至少法国15''/45的弹道参数与 NavWeaps 上的弹道表对不上。
比如在16千码距离上,它的落点速度是1861英尺/秒,落角10.1度;而在 NavWeaps 上的弹道表,在15公里即16.4千码距离上,落点速度也高达1995英尺/秒,而落角则只有9度。这就是在18-26千码距离上它甚至还比不上德国38厘米C/34的主要原因。

我倾向于认为是 Nathan Okun  把弹道参数(就是落点速度和落角)计算错了。因为按照前一套数据,则法国这种884千克炮弹存速性尚明显不及德国800千克炮弹:虽然前者炮口初速为2723英尺/秒即830米/秒,后者为2690英尺/秒即820米/秒,但在同样的射程上比如2万码,前者落点速度仅剩下1708英尺/秒,后者则为1743英尺/秒。
法国这种炮弹, 不仅弹重比德国同口径炮弹大,而且长度也更大,这有利于获得更大crh,以便减小风阻。所以它的存速性不应该比后者差。
(我对这两种炮弹的crh没有深入考证, NavWeaps 没有各自的crh数据,只有弹长,前者是5倍直径,后者是4.4倍直径。至少,在风阻方面前者不应该比后者有明显劣势)

另外,在 Nathan Okun  计算结果表格的上面给出了这门炮这一初速下的最大射程,45600码。显然这是该炮在炮塔中最大仰角35度下的指标。
通过我以前在网上下载的弹道计算软件,用35度仰角/45600码射程这一组数据去反推,其弹道系数约为0.147,而这也与 NavWeaps 上的弹道表中其它数据组反推的结果基本吻合。

中将

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 楼主| 发表于 2013-1-13 17:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 seven_nana 于 2013-5-9 20:53 编辑
克虏伯火炮 发表于 2013-1-13 15:31
又发现一个问题,就是在 Nathan Okun  计算的这套数据表中,至少法国15''/45的弹道参数与 NavWeaps 上的弹 ...


Nathan Okun的这个表不一定是完全正确的,但给出的数据都有炮弹,落角与着速等参照指标,此外有多种不同装药的情况,也都会标明,因此我们可以有所辨别,这也是这个表格的优点之一

法国380,一共有三组数据,我们可以对比一下这三组数据,来进行辨别

法国380毫米/45倍经/M1935型火炮,发射原配法制穿甲弹,射弹全重1,949磅,弹体重1,715磅;最大射程45,600码。
Range0246810121416182022242628303234363840424445.6
Br32.93129.126.92523.221.720.318.817.316.315.214.213.412.611.911.410.810.39.89.28.88.37.4
00.280.560.841.11.41.61.92.22.52.83.13.33.644.555.96.98.310.211.913.515.2
US36.834.632.63027.725.723.922.320.618.917.716.515.314.413.512.712.111.510.810.39.79.38.88
00.280.560.841.11.41.61.92.22.52.83.13.33.644.555.96.98.310.211.913.515.2
It31.129.327.625.523.72220.519.217.816.415.414.413.512.711.911.310.710.29.79.28.88.47.97
00.320.650.971.31.61.92.22.62.93.23.53.94.24.75.367.18.710.813.315.517.519.6
Ger34.132.130.227.925.823.922.320.919.317.816.715.614.513.712.812.211.61110.49.99.498.57.6
00.310.630.941.21.51.82.22.52.83.13.43.84.24.65.25.86.98.410.412.81516.918.9
Jp37.636.433.330.828.626.524.723.121.419.718.517.316.215.214.313.512.912.311.611.110.5109.58.4
00.30.60.91.21.51.82.12.42.733.33.63.84.34.85.46.37.4911.11314.816.5
Descent00.791.62.845.46.78.210.112.414.416.919.722.525.728.731.63538.24144.247.55154.8
Velocity272326072493235722372130203519521861177117081646158915461512149014791475148214961520155516041668

法国380毫米/45倍经/M1935型火炮,发射原配法制穿甲弹,但使用敦刻尔克的发射药包,射弹全重1,949磅,弹体重1,715磅;最大射程43,000码。
Range02468101214161820222426283032343638404243
Br32.529.727.625.723.922.420.719.217.916.615.514.613.812.912.211.61110.59.99.38.88.17.2
00.290.580.871.161.451.7422.322.62.93.23.43.74.24.75.56.47.89.711.613.414.7
US36.333.230.828.626.624.822.821.119.618.116.915.814.913.913.112.411.711.110.49.89.38.77.9
00.290.580.871.161.451.7422.322.62.93.23.43.74.24.75.56.47.89.711.613.414.7
It30.728.126.124.322.721.219.618.216.915.714.713.91312.211.61110.410.19.698.587.1
00.330.660.991.31.61.92.32.62.93.33.644.44.95.56.67.910.112.715.117.419
Ger33.630.828.526.624.723.121.319.818.417.115.91514.113.212.511.811.210.6109.48.98.37.5
00.320.650.971.31.61.92.22.62.93.23.53.94.34.85.46.47.79.712.214.616.818.4
Jp37.13431.529.327.425.623.621.920.418.917.716.715.714.713.913.212.511.911.210.5109.38.3
00.30.60.91.21.51.82.12.42.733.33.644.455.96.98.510.612.714.716.1
Descent00.81.934.35.67.39.11113.315.718.120.824273033.736.940.243.647.251.454.7
Velocity26902515238322652160206619621873179617191656160415571518149114741466146914811503153715901638

法国380毫米/45倍经/M1935型火炮,发射美制穿甲弹,使用美国发射药包,射弹全重1,949磅,弹体重1,715磅;最大射程41,065码。
Range0246810121416182022242628303234363841
Br30.829.42826.725.424.122.721.32018.717.516.315.214.513.813.212.411.511.210.810.3
00.270.550.821.11.31.61.92.22.42.733.33.63.94.34.95.56.68.410.7
US34.432.931.329.928.42725.423.922.420.919.618.31716.215.414.813.812.912.512.111.6
00.270.550.821.11.31.61.92.22.42.733.33.63.94.34.95.56.68.410.7
It29.127.826.525.324.122.921.520.218.917.716.615.514.413.713.112.511.710.910.610.29.8
00.330.660.991.31.61.92.32.62.93.33.63.94.34.65.15.86.68.310.913.9
Ger31.930.429.127.726.32523.522.120.719.418.116.915.81514.313.712.811.911.611.210.7
00.310.630.941.21.51.82.22.52.83.13.43.84.24.555.76.5810.613.5
Jp35.233.632.130.529.127.62624.422.921.42018.717.416.615.815.114.113.212.812.411.8
00.30.60.91.21.51.82.12.42.733.33.63.94.24.65.25.97.19.211.7
Descent0123457911.113.115.217.219.321.824.32730.333.636.940.343.8
Velocity257524972419234122632185210720291951187317951717164416081572155515201485151615521585

我们可以看到,使用美制发射药,发射美制炮弹时的数据,尽管在近距离上由于初速较低,穿深不如法制炮弹的数据,但在远距离上,明显存速更好,穿深也较高。

那么,就有两种可能。1,是法国炮弹的数据有误;2,是美制炮弹存速性的确更好。

然后,我们可以与NW中的数据进行交叉对比。按照NW的穿深表,M1935在24,060码上的垂直穿深为15.49英寸,水平穿深为4.15英寸,落角为19.3度,注释中说,这组数据是按照美国经验式计算的,但对应的初速有两种说法,一种是按2,575(即表中美国炮弹与美国发射药)的初速计算得出的,另一种则是按2,690的初速得出的(即表中使用法国炮弹与敦刻尔克发射药的数据)。Nathan Okun穿深表中美国炮弹在24,000码处的落角为19.3度,与这组数据中的落角对应。此外,NW穿深表中29,528处的落角,及38,280码处的落角,也与Nathan Okun穿深表中美国炮弹在30,000码及38,000码处的落角近似,可见Nathan Okun穿深表中美国炮弹这一条,与NW穿深表中按美国经验式算出的这一条,数据上较为符合,较有参考价值。

另外,美制炮弹那一栏,写着US shell with US powder using D&G velocities,即使用美制炮弹与美制发射药时的初速数据。但其中的D&G一词,我不明白指的是什么。D&G总不至于是指Dolce & Gabbana的副牌吧?

因此,我们基本可以得出结论,美制炮弹与发射药的那条,准确性是比较高的。而法制弹药那两条则存疑。具体原因,究竟是数据有误,还是的确是法国炮弹存速性差,我不知道。

其余还请大家分析指正


补充说明:个人观点,NW上的那条经验式穿深数据本身也有些问题,M1935的穿深数据,确实是扑朔迷离啊。

中将

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发表于 2013-1-13 21:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-13 21:20 编辑

我用弹道计算软件又核算了一下,上诉三个表中的弹道参数还是对不上啊。
举个例子,第一个表。按照近距离比如2、4千码等的数据来反推,其弹道系数约在0.17左右,而且因为角度计算只能取小数点后一位,所以看似符合,实则不一定。再拿中间数据比如22千码的参数反推,则弹道系数就变成了0.181左右,其落角倒也算符合。但大的数值比如36千码的参数反推,就对不上了。如果弹道系数取0.182,则落点速度只有1469英尺/秒,比表中的1482差多了;而如果弹道系数取0.178,则落点速度虽然为1482英尺/秒左右,但落角则只有37.5度,与38.2度相差也很大。
第三个表格也类似,按照近距离数值估算,弹道系数只有约0.12。而远距离上同样也是无法吻合的:按照弹道系数0.151计算,36千码射程下落角36.9度,但落点速度则为1540英尺/秒左右,比表中的1516大了不少;而按照弹道系数为0.158计算,则落点速度为1516英尺/秒左右,但落角却增大到了38.4度左右。

另外,表1上明确写了最大射程45600码。假设这个射程是在仰角有限的条件下(即炮塔最大仰角35度)达到的,则弹道系数就应该是0.147左右,但这又与从其它数据反推来的结果不符合。
而假设这个射程是不限仰角的,则弹道系数在0.19左右、50度仰角能达到这个射程。但0.19这个数字与从其它数据反推来的弹道系数仍然不一致。

总之:
第一,表上标注的45600码最大射程是与其它数据组所表现出来的“弹道系数”即存速/远射能力是矛盾的,这是这表的硬伤之一。
第二,每个表上的数据,尤其是射程较大时的数据,其落点速度/落角与弹道计算软件反推的结果对不上。
第三,就算无视上述两个参数中的某个,那么每个表中的各组数据也对不上,即小射程下的数组反推出来的弹道系数,与大射程下数组反推出来的弹道系数有明显不同。

中将

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 楼主| 发表于 2013-1-13 21:45 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-1-13 21:15
我用弹道计算软件又核算了一下,上诉三个表中的弹道参数还是对不上啊。
举个例子,第一个表。按照近距离比 ...

我不懂如何算弹道,请教下,如果单看第三条数据,也就是美国炮弹美国发射药那条,弹道数据合理吗?

因为这条里的落角,同NW里那个穿深表对的上。并且NW那个穿深表,计算时采用的数据很有可能就是使用美国炮弹美国发射药时的数据。

中将

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发表于 2013-1-13 22:05 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-1-13 22:06 编辑
seven_nana 发表于 2013-1-13 21:45
我不懂如何算弹道,请教下,如果单看第三条数据,也就是美国炮弹美国发射药那条,弹道数据合理吗?

因为 ...


这倒确实是,至少从能看到的数据上是对得上的。
但是具体到某一组数据中的落点速度/落角,则就与“弹道计算软件”对不上了。简单地说就是随便找一组数据比如24千码的,先按照初速度、射程和落点速度反推出一个弹道系数,再算出此时的落角,就与表中的落角数据对不上;反过来也一样,先按照初速度射程和落角反推出一个弹道系数,再算此时的落点速度,也与表中的落点速度数据对不上......
当然了这个也暂不能算作确认的“反证”,毕竟那个弹道计算软件也没有经过详细的认证,不能说完全正确。虽然它是“南京理工大学802教研室”编写的,我也用NW上一些弹道参数做过验证,出入不算大。

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