贫铀弹：性能试验与结构分析

对付装甲目标通常选用两种弹：穿甲弹和破甲弹。穿甲弹利用动能穿透装甲，因此需要有极高的动能，而穿甲弹的着靶动能与弹丸着靶速度的平方及质量成正比。以脱壳穿甲弹为例，为了提高其穿甲性能，弹芯必须有较大质量以及较高的着靶速度。因此，穿甲弹弹芯通常选用密度高的金属材料。另外，弹芯质量大、断面密度大，也能显著改善其外弹道性能，使得弹芯在飞行较远距离后，仍保持较高的着靶速度。此外，由于穿甲弹弹芯通过与目标撞击而穿透目标，弹芯除具有良好的机械加工性能外，还要有足够的强度、韧性和硬度。

贫铀材料具有优良的物理性能，可满足穿甲弹芯对重金属材料的需求。由于钨制穿甲弹弹芯在撞击装甲时会钝化为蘑菇状，侵彻性能将受到一定的影响；而贫铀穿甲弹弹芯在撞击装甲时具有自锐特性，穿甲性能优于钨制弹芯。另外，贫铀具有硬度高、延展性好、韧性强等特点，当加入少量其他金属材料处理后，性能还可以进一步提高。例如，在贫铀中加入0.75%的钛时，强度比纯铀金属高3倍。从价格方面而言，贫铀是核反应堆燃料的废弃物，价格比钨便宜。

由于贫铀所具有的独特性质（高密度、易燃易爆，贫铀合金的高强度、高硬度，贫铀穿透时表现出的自发锐性）、丰富的储量和良好的机械加工性能，美国从20世纪50年代开始研究用贫铀制造各种武器，用来取代军事上广泛应用而又价格昂贵的钨。20世纪60年代先后对用于单兵、车载、舰载、机载，用枪、炮、导弹发射的7.92mm，20mm，25mm，30mm，105mm和120mm等多种贫铀穿甲弹的战术性能进行了大规模的试验。20世纪70年代开始正式装备部队，并研究和开发了贫铀合金的其他军事用途，如贫铀合金破甲弹，以及有穿甲燃烧功能的贫铀航空炮弹和贫铀装甲等（图4-42和图4-43）。

图4-42　正在射击的主战坦克

图4-43　各种类型的贫铀弹药

贫铀弹，其弹芯采用贫铀合金材料制成，可用于炮弹、炸弹和导弹战斗部（图4-44）。试验结果表明，这种贫铀合金弹芯比同类型的钨合金弹芯的穿甲性能要高出10%～15%。用贫铀合金（如铀钛合金）做弹芯的反坦克弹药可以穿透很厚的装甲，而且在穿进坦克装甲后还能引起车内的燃油和炮弹燃烧爆炸，增强穿甲弹的杀伤破坏威力，因而是对付现有主战坦克的有效武器。(www.xing528.com)

图4-44　贫铀弹结构

目前已有不少国家将贫铀用于新弹药的研制，生产了贫铀弹。美国在贫铀的利用方面取得了突破性进展。美国生产的新式M1A1坦克采用了贫轴装甲，大大提高了坦克的防护能力。在海湾战争期间，美国使用了贫铀穿甲弹。贫铀穿甲弹的穿甲性能很强，首先是由于贫铀密度大，制成相同体积的弹丸时质量大，侵彻装甲目标时，其比动能较大，穿透能力强；其次贫铀易氧化，穿甲时发热燃烧，形成较大的后效破坏作用，杀伤乘员并破坏坦克的内部设备。

美国从1975年开始投产贫铀弹并装备部队，主要包括以下5个口径：20mm，25 mm，30mm，105mm和120mm。例如，120mm坦克炮配用M829系列尾翼稳定脱壳穿甲弹，而105mm坦克炮配用M900式尾翼稳定脱壳穿甲弹。另外，陆军M2/M3布雷德利战车25mm“蝮蛇”自动炮、空军A-10攻击机30mm航炮和海军“密集阵”火炮系统20mm自动炮也都配用贫铀弹芯穿甲弹。

M829式穿甲弹是在德国DM33式120mm穿甲弹的基础上研制而成的，为定装式长杆式侵彻弹，用于对付敌方装甲目标。其改进型M829A1式炮弹贫铀弹芯长径比为20∶1，初速为1 675m/s，在2 000m的距离上可击穿550mm厚的均质钢装甲板。随后，美国又于1992年研制出了改进型M829A2式炮弹，并于1993年开始生产并装备。目前美军装备的120mm贫铀穿甲弹为M829A1式和M829A2式。在M829A2式炮弹中，弹托采用碳-环氧树脂复合材料制造，采用新的机械加工工艺来改进贫铀侵彻弹芯的结构性能，并采用特殊的加工工艺对药包进行处理。与M829A1式炮弹相比，M829A2式的初速提高了将近100m/s。该炮弹在2 000 m距离上的穿甲深度为730mm。