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穿甲弹发展历史回顾

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:穿甲弹是依靠自身的动能来穿透并毁伤装甲目标的弹药。穿甲弹是在与装甲目标的斗争中得到发展的。第一次世界大战出现坦克以后,穿甲弹在与坦克的斗争中得到迅速发展。尾翼稳定脱壳穿甲弹具有相对较低的成本和良好的战场抗干扰特性,在未来战争中将占据重要地位。穿甲弹技术的发展穿甲弹是在与装甲的对抗中发展起来的。发射穿甲弹的火炮的口径现以105mm,115mm,120mm,125mm为主,不久将出现140mm,145mm等更大口径的火炮。

穿甲弹发展历史回顾

穿甲弹是依靠自身的动能来穿透并毁伤装甲目标的弹药。其特点为初速高、直射距离大、射击精度高,是坦克炮反坦克炮的主要弹种,也配用于舰炮、海岸炮、高射炮航空机关炮,用于毁伤坦克、自行火炮、装甲车辆、舰艇、飞机等装甲目标,也可用于破坏坚固防御工事。在穿甲作用过程中,穿甲弹弹丸会发生镦粗、破断和侵蚀等变形和破坏。当装甲被穿透后,穿甲弹利用弹丸的爆炸作用,或弹丸残体及弹、板破片的直接撞击作用,或由其引燃、引爆产生的二次效应,杀伤目标内的有生力量和各种设备。

穿甲弹是在与装甲目标的斗争中得到发展的。穿甲弹出现于19世纪60年代,最初主要用来对付覆有装甲的工事和舰艇。第一次世界大战出现坦克以后,穿甲弹在与坦克的斗争中得到迅速发展。普通穿甲弹采用高强度合金钢做弹体,头部采用不同的结构形状和不同的硬度分布,对轻型装甲的毁伤有较好的效果。在第二次世界大战中出现了重型坦克,相应地研制出碳化钨弹芯的次口径超速穿甲弹和用于锥膛炮发射的可变形穿甲弹,其由于减轻了弹重,提高了初速,增加了着靶比动能,故提高了穿甲威力。20世纪60年代研制出了尾翼稳定超速脱壳穿甲弹,其能获得很高的着靶比动能,穿甲威力得到大幅度提高。20世纪70年代后,这种弹采用密度为18 g/cm3左右的钨合金和具有高密度、高强度、高韧性的贫铀合金做弹体,可击穿大倾角的装甲和复合装甲。随着科学技术的发展和穿甲理论的研究,精确制导技术用于穿甲弹,又出现了超高速动能导弹及X-杆式弹,能在2 000 m以远遂行反装甲作战。

(1)穿甲弹发展中的几次飞跃

随着与装甲的“碰撞”,穿甲弹经历了适口径钢质实心弹体或装有炸药弹体的普通穿甲弹(AP)、具有次口径碳化钨弹芯的超速穿甲弹、旋转稳定脱壳穿甲弹(APDS)与尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)等发展阶段。穿甲弹的穿甲能力主要取决于弹体结构、材料特性、着靶比动能以及着靶姿态。穿甲弹的发展与改进,主要是围绕以下几个方面进行的:

①采用钨、铀合金弹芯。侵彻机理研究表明,在穿甲弹芯长度一定的情况下,侵彻深度与靶板材料密度的平方根成反比,而与弹芯材料密度的平方根成正比。穿甲弹最开始采用适口径钢质实心弹芯,侵彻效果不理想。随后人们发现,钨合金密度约为17.6 g/cm3,贫铀合金密度约为18.6 g/cm3,均是钢密度的2.2倍以上,是更好的弹芯材料。其中,贫铀材料是提取核材料的副产品,性能和密度稍优于钨,使用它主要是为了合理利用资源。

②采用“脱壳”方式。比动能是指着靶时作用在单位面积装甲上的动能。比动能越大,穿甲能力就越强。而要大幅度增加穿甲弹的比动能,就应该设法提高其离开炮口时的初速,同时降低飞行时的空气阻力,以减少速度损失。于是发明家想到一个“鱼与熊掌兼得”的高招——设法让穿甲弹飞行时的弹径远小于在膛内获得火药燃气推力时的弹径——于是出现了脱壳穿甲弹。脱壳穿甲弹在小直径高密度材料(如钨或铀合金)的飞行弹体外,包以一个低密度材料(如铝合金)制造的适口径弹托。这样,脱壳穿甲弹在膛内受燃气推动时,由于安装了弹托,因此承受火药燃气推力的面积比较大,而弹丸质量比较小(约为普通穿甲弹的1/3),可以提高初速;而出炮口后,高密度、小弹径穿甲弹芯很快与弹托分离(即脱壳)而独自飞向目标,从而减小了阻力和速度损失,提高了到达终点时的比动能。因此,脱壳穿甲弹的穿甲能力是普通穿甲弹无法比拟的。

③采用“尾翼稳定”方式。为了减小飞行阻力,改善着靶姿态,穿甲弹要有一个理想的飞行弹道和稳定的飞行姿态,以避免弹丸在空中出现翻跟头的现象。最先出现的是旋转稳定脱壳穿甲弹,受旋转稳定方式的限制,穿甲弹的飞行弹体(即弹芯)的长细比一般不超过6,其应用受到局限。继而问世的是尾翼稳定脱壳穿甲弹(因穿甲弹芯为杆状,俗称杆式弹)。它可以大大提高弹芯的长细比,脱壳后就像一支带尾翎的利箭。尾翼稳定脱壳穿甲弹的比动能远大于旋转稳定脱壳穿甲弹,能有效地对付复合、间隙装甲目标,对均质装甲板的穿深可达700mm以上,现被各国广泛应用。

现代的尾翼稳定脱壳穿甲弹采用高密度钨、铀合金材料的大长细比弹芯,是中、大口径火炮的主要反坦克弹种之一。小口径火炮上除了配有普通穿甲弹、旋转稳定脱壳穿甲弹之外,也逐渐配备了尾翼稳定脱壳穿甲弹。尾翼稳定脱壳穿甲弹具有相对较低的成本和良好的战场抗干扰特性,在未来战争中将占据重要地位。

(2)穿甲弹技术的发展(www.xing528.com)

穿甲弹是在与装甲的对抗中发展起来的。从20世纪60年代至今,50多年的技术进步可归结为:

弹芯材料从低密度的钢发展为高密度的钨、贫铀合金,穿甲能力大幅提高,同时综合机械性能也满足了新一代高膛压火炮的强度要求。

弹芯结构经历了从整体钢结构,经钢包钨、铀芯(为满足发射强度),到整体锻造钨、铀合金结构。为了避免跳弹,并兼顾各种靶板的抗弹特性,除整体弹芯加断裂槽结构外,又出现了球头式、穿甲块式等多种头部结构。弹体的机械物理性能沿轴线及截面可以有不同的要求。

尾翼外径从同口径并承担膛内定心的大尾翼,发展到不起定心作用的小尾翼;材料也由钢改为铝合金,再加上对弹型的优化,使气动力性能大大改善,提高了终点比动能。

随着材料及工艺性能的提高,弹芯长细比不断加大,现已达到30~40,可满足提高穿甲威力的要求。

发射穿甲弹的火炮的口径现以105mm,115mm,120mm,125mm为主,不久将出现140mm,145mm等更大口径的火炮。

由于初速的提高、新技术的应用,射弹密集度逐步提高,概率误差一般在0.2密位以内。

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