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穿甲弹

军事术语2019-07-04 03:078A+A-
穿甲弹 (炮弹)

穿甲弹是一种典型的动能弹,依靠弹丸强度、重量和速度穿透装甲的炮弹,现代穿甲弹弹头很尖,弹体细长,采用钢合金、贫铀合金等制成,强度极高。

中文名
穿甲弹
外文名
Armor Piercing shell
出现时间
19世纪60年代
特    点
高强度、高硬度、高密度、高精度
核心材料
钨钢、铀合金
原    理
聚能效应
应    用
反坦克、直升机、坚固工事

目录

1特点2结构性能3作战应用4发展简史5结构类别6简要分类7国内发展8最新研究

1特点

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主要依靠弹丸强大的动能强行穿透装甲摧毁目标的炮弹。其特点为初速高,直射距离大,射击精度高,是坦克炮和反坦克炮的主要弹种。也配用于舰炮、海岸炮、高射炮和航空机关炮。用于毁伤坦克、自行火炮、装甲车辆、舰艇等装甲目标以及飞机、直升机、汽车、火箭炮、导弹发射运输/发射车、指挥车、通信车、雷达等非装甲金属结构技术兵器。也可用于破坏坚固防御工事。英文名称:AP(Armor Piercing shell)。

2结构性能

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反坦克穿甲弹素以强拱硬钻而著称,也就是俗话说的硬碰硬。它主要靠弹丸命中目标时的大动能和本身的高强度击穿钢甲。穿甲弹的弹丸,都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。穿甲弹弹头十分坚硬,是坦克、装甲车辆的强敌。发射时,穿甲弹丸在膛内高温高压气体作用下,一触及目标,就会把钢甲表面打个凹坑,并且将凹坑底面的钢甲顶出去。

旧式穿甲弹中,在弹体中装有少量炸药及引信,弹丸头部虽然已经破裂,但是弹体依然具有强大的动能,所以仍会继续前冲。当撞击力达到一定数值时,引信被触发点燃,就引起了弹丸装药的爆炸。这时,在每平方厘米面积上,可产生数十吨至数百吨的高压,从而杀伤坦克内的乘员、破坏武器装备。现代的穿甲弹,特别是尾翼稳定脱壳穿甲弹,弹芯是实心的,其中并没有炸药,击穿装甲之后,是依靠高速飞溅的装甲碎片和穿甲弹弹芯碎片杀伤装甲目标中的人员、破坏其中的装备。而贫铀穿甲弹在击穿装甲后,强大的撞击力会使得贫铀弹芯发生自燃,产生高温,引燃装甲目标中的油料、弹药,造成极大的破坏效果。

穿甲弹的穿透能力主要来源于弹丸运动时的动能,要增大弹丸击中目标时的动能,就必须提高弹丸的速度。穿甲弹除了用长管火炮发射外,还都将弹体做成流线型或长杆形,即脱壳超速穿甲弹。因为脱壳超速穿甲弹的弹丸形状像支长箭,所以,还有人称它为箭形超速穿甲弹。脱壳超速穿甲弹的穿甲本领更强。

按弹体直径与火炮口径的配合,分为适口径穿甲弹与次口径穿甲弹。按结构性能分为普通穿甲弹、次口径超速穿甲弹和次口径超速脱壳穿甲弹。

3作战应用

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穿甲弹是在与装甲目标的斗争中发展的。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,由于减轻弹重,提高初速,增加了着靶比动能,提高了穿甲威力。

次口径脱壳穿甲弹

20世纪60年代研制出了尾翼稳定脱壳穿甲弹,能获得很高的着靶比动能,穿甲威力得到大幅度提高。

4发展简史

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穿甲弹早在十九世纪便已在战场厮杀,当时,它主要对付装甲战船,用得还不普遍.直到第一次世界大战中坦克面世,装甲弹才风风火火冲进战场,其性能也有了很大改进。这期间装甲弹是一种适口径穿甲弹,即穿甲主体的直径与穿甲弹弹体的口径相同。这类穿甲弹又叫普通穿甲弹。根据穿甲弹的弹头不同,通常人们还把普通穿甲弹分为尖头穿甲弹,钝头穿甲弹和被帽穿甲弹。前两种穿甲弹主要用来对付均质装甲,而后一种由于在弹头上加有风帽和被帽,因而穿甲能力强,可用来对付表面经硬化处理的非均质装甲。

普通穿甲弹一般在弹体内装少量炸药,以提高穿透装甲后的杀伤和燃烧作用。不装炸药的又称实心穿甲弹,装炸药较多的称半穿甲弹或穿甲爆破弹,装有燃烧剂(燃烧合金)的称穿甲燃烧弹。普通穿甲弹由弹丸和发射装药组成。弹丸有风帽、被帽、弹体、炸药 、弹底引信和曳光管 。风帽用于减小飞行阻力,被帽用于保护弹体头部穿甲时不受破坏,并可防止跳弹。弹体用优质合金钢制造,经热处理使头部硬度略高于尾部,以改善穿甲性能。曳光管用于显示弹道。100毫米普通穿甲弹弹丸初速900米/秒左右,在1000米距离上可击穿110~160毫米/30°(装甲 厚度/法线角)的装甲。1000米处的速度损失是初速的11%~17%。

第二次世界大战时,重型坦克杀上战场,出现了一种次口径超穿甲弹,即穿甲主体的直径小于弹径的穿甲弹。这种次口径超速穿甲弹的弹体内,有一个用硬质合金制成的弹芯。由于穿甲弹是依靠弹丸的动能来穿透装甲的,因而当弹丸以高速撞击装甲时,强度高而直径细小的弹芯就能把大部分能量集中在装甲的很小面积上,从而一举把“乌龟壳”穿透。后来,坦克不肯示弱,又把装甲增厚,于是便出现了威力更强的超速穿甲弹.这种弹按其稳定方式的不同分为两种:一种是以弹丸自身旋转稳定的,另一种是借助于装在弹体上的尾翼稳定的。

随着科学技术的发展和穿甲理论的研究,穿甲弹的初速和材料性能将会进一步提高,长径比将高达30以上,使穿甲弹具有更大的穿透力和后效作用。

5结构类别

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从结构上主要可分为:

1.穿甲弹=AP(Armor-Piercing)

2.被帽穿甲弹=APC(Armor-Piercing Capped)

3.易碎穿甲弹=FAP (Frangible Armor-Piercing)

4.超速穿甲弹=APSV(Armor-Piercing Super Velocity)

5.半穿甲弹=SAP (Semi Armor-Piercing)

6.脱壳穿甲弹=APDS(Armor-Piercing Discarding Sabot)

7.易碎脱壳穿甲弹=FAPDS(Frangible Armor-Piercing Discarding Sabot)

8.尾翼稳定脱壳穿甲弹=APFSDS(Armor-Piercing Fin Stabilised Discarding Sabot)

9.横向效应增强型穿甲弹=PELE AP (Penetrator Enhanced Lateral Efficiency Armor-Piercing)

右图是尾翼稳定脱壳穿甲弹,是依靠出膛的速度来击穿敌地面设施的。由于炮弹的质量集中于细

长的弹芯,所以初速极快,穿甲能力极强,弹道为笔直的直线。如:T72的脱壳穿甲 弹(1980年代定产)初速可达1800m/s,如此高的速度可以击穿1970年代的任意一款坦克;

脱壳尾翼稳定穿甲弹

线膛炮使得炮弹本身在发射的时候具有极高的转速,从而最大限度的消除炮弹的章动效应,进而提高射击精度,距离越远越明显(3000米以上)但是距离过远就会出现炮弹顺着旋转方向偏离瞄准线的现象。缺点就是高转速本身消耗了部分火药能量,因此线膛炮穿甲弹设置稳定尾翼的目的是为了降低炮弹的自转速度,从而使弹头获得更大的动能。

滑膛炮发射的炮弹由于炮身没有膛线导致炮弹不能自转,进而炮弹本身的章动效应对精度影响很大,因此滑膛炮装备的钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹所设置的尾翼是为了能够让炮弹在出膛后有一个自转能力,提高飞行稳定性。

6简要分类

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外形

分为线轴型与流线型两种。主要由风帽、弹芯、弹体、曳光管组成。 弹芯是穿甲弹的主体。

稳定方式

分为旋转稳定和尾翼稳定两种。由弹托与飞行弹体两部分组成。弹托在膛内承受火药燃气压力,支撑、带动和引导弹体正确运动,出炮口自行脱落。 旋转稳定超速脱壳穿甲弹仅适于线膛炮发射。由于弹丸断面比重或比动能受旋转稳定性的限制,使穿甲威力不可能有更大的提高。

尾翼稳定超速脱壳穿甲弹又称长杆式穿甲弹,其飞行弹体由风帽、弹体、尾翼等部件组成。长杆式穿甲弹的弹托有花瓣型和马鞍型两种典型结构,花瓣型结构适于滑膛炮发射,马鞍型结构由于采用尼龙滑动导带,既适于滑膛炮,也适于线膛炮发射,弹托由铝合金制成,弹体材料多为钨合金或贫铀合金。杆式穿甲弹具有长径比(飞行弹体长度与弹体直径之比)大,长径比可达12~20,穿甲能力强,飞行速度损失小等优点,初速可达 1500~1800米/秒,1000米飞行速度损失是初速的3%~8%,可击穿300~550毫米的垂直均质装甲,并具有显著的后效作用。

应用比较广泛的是依靠尾翼稳定的超速脱壳穿甲弹,也称作“长杆式”尾翼稳定脱壳穿甲弹。“长杆式”尾翼稳定脱壳穿甲弹重量轻,初速高,再加上弹丸飞出炮口后弹托(卡瓣)在气流作用下脱落,使空气阻力大为减少,因而通过细而坚硬的弹芯能将大量动能集中作用在装甲很小的面积上(它的穿甲能量比普通穿甲弹大四倍),就好像用锥子扎鞋底一样,击穿很厚的装甲。

为了提高长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹的性能,出现了用高密度贫铀合金(比如美军使用的贫铀穿甲弹)和钨合金(比如中国99式)制作弹芯的穿甲弹,它们的穿甲本领更强,尤其是贫铀弹芯的穿甲弹在硬脑壳钻进装甲后,还能产生1000℃以上的高温,使装甲局部熔化,发出强烈的白灼光。而且它的造价仅为钨合金的一半,所以各国都重视发展这些。不过贫铀也会带来“副作用”,对环境和人体健康会有较大的危害。

7国内发展

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突飞猛进

进入20世纪90年代,中国坦克炮技术突飞猛进,先后研制了多种钨合金和贫铀穿甲弹,使引进的俄罗斯BM19穿甲弹退到了三线部队。其中,88B坦克的105MM特种合金穿甲弹2000M可击穿580MM匀质钢甲。98/99式坦克的125MM钨合金尾翼脱壳穿甲弹2000M可击穿850MM匀质钢甲,125MM特种合金穿甲弹同距离可击穿960MM匀质钢甲(弹芯长比30:1),96G坦克的钨合金穿甲弹2000M可击穿800MM匀质钢甲,特种合金穿甲弹2000M可击穿900MM匀质钢甲(弹芯长比25:1),所谓特种合金穿甲弹其实就是贫铀穿甲弹。中国在坦克炮方面已达世界顶尖水平。

相关新闻

据英国《金融时报》报道,即将离任的美国副助理国防部长理查德·劳力斯(负责亚太事务)表示,美国政府对阿富汗和伊拉克境内的“中国制穿甲弹”感到担忧,并正就此事与北京展开“交涉”,因为这些穿甲弹能轻易摧毁美军的“悍马”战车和其他重型装甲车辆,导致美军重大伤亡。

击碎美军装甲

理查德·劳力斯在接受英国《金融时报》采访时语出惊人地说,驻伊拉克和阿富汗的美军面临的穿甲弹威胁越来越大,许多防弹性能颇佳的“悍马”和其他装甲战车频遭“新型穿甲弹”的袭击,这些穿甲弹能“像撕纸一样”击碎美军的装甲,使得驻伊和驻阿美军的伤亡率急剧上升。令五角大楼意外的是,这些“新型穿甲弹”据说是“中国制造”。

另一名美国高级官员不久前在接受《金融时报》采访时也表示,“看样子”是伊朗向阿富汗的塔利班武装和伊拉克反美游击队提供了“中国制造”的武器。不过,这名高官承认,华盛顿“没有证据”证明中国与这些武器有什么“直接关系”,但美国政府与北京方面进行了联系,强调了他们对伊拉克和阿富汗战场上“中国武器”的担忧,希望中国能“在武器出售管理上做得更好”。

劳力斯也强调说,事实上,重要的是谁运来了武器,而不是武器是在哪里制造的。

8最新研究

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经过几十年的不断研究和发展,大口径高密度钨合金穿甲弹已成为主战坦克和大口径反坦克炮的主要弹种,但随着各国主战坦克装甲防护水平的不断提高,新型反应装甲已具备了一定的反穿甲弹的能力,特别是超高速动能弹的出现和应用,对高密度穿甲弹弹芯材料的力学性能提出了越来越高的要求。多年来,国内外在想方设法提高钨合金弹芯性能的同时,也开展了各种复合材料弹芯的研究和探索,试图通过用高密度丝或纤维制备的各种复合材料来进一步提高穿甲弹的强韧性,而其中研究最多的是用钨丝束制备高密度的复合穿甲弹弹芯。

这些研究主要有以下两个方面:一方面,在现有合金系和工艺条件下,通过优化合金成分和工艺参数来获得最佳的穿甲性能,或者是通过设计新的合金系,添加合金元素或开发新的工艺来获得更高性能的合金。另一方面,国内外还对钨合金的形变强化和预应变时效等进行了内容广泛的研究工作,其中旋转锻造工艺已经广泛地用于大口径弹芯的生产,而且将液力挤压技术用于小口径弹芯,取得了令人满意的效果。预应变时效可大幅度提高钨合金强度的同时保证材料具有良好的韧性,但由于其强韧化机理的研究一直没有突破,且处理性能不够稳定,并未在制式武器上应用。此外,有人还对钨合金的强韧化开展了多种新工艺方法的研究:如等离子熔化-快速凝固法,湿法冶金-等离子熔化法和活化喷雾热分解法,这几种方法都可以制得非常均匀的预合金粉末,用这些“预合金粉末”烧结高密度钨合金时可以降低烧结温度,缩短烧结时间,从而使合金同时具有较高的强度和较好的韧性。综上所述,虽然经过了几十年的不断研究,高密度钨合金的强度和韧性有了很大的提高,但对于未来超高速动能弹或要求大穿深的穿甲弹,其强韧性不足的问题并未从根本上得到解决,为此开发其它高密度材料的穿甲弹芯,特别是研制高密度复合材料穿甲弹弹芯便引起了各工业发达国家的高度重视,而且研究也越来越广泛和深入。

英国皇家兵工厂对用某些钨合金丝作增强相。用于穿甲弹进行了可行性研究,实验表明,有必要在合金丝表面涂履一些氧化物,来防止烧结过程中增强相与基体发生反应。

德国曾进行了丝束制造穿甲弹的研究,其方法是在重金属丝上沉积粘结相金属后集束烧结,再经锻造或轧制。另外还进行了将重金属丝装入烧结钨合金管中锻压进行机械复合工艺方法的试验研究。

日本制钢厂研制丝束复合穿甲弹的工艺方法是将多种粘结相元素镀在丝上,再进行液相烧结制成穿甲弹弹芯毛坯。

国内一些研究所和院校也曾进行过多种钨丝束。

美国海军的一项专利公布了一种较为经济的用钢—钨复合的穿甲弹制造工艺。该工艺方法是将一定细直径的钨合金增强丝用线束准直仪均匀地平行分布,把准直仪和增强丝一起放入橡胶包套内,再加入预先混入-203石墨粉的B0钢粉末(也可用B00-钢粉末)。封闭胶套并进行冷等静压,去掉包套和准直仪后将压制件在氢气中烧结,使坯件致密之后,坯料再经模锻后的钨丝排布会发生一些变化,丝与丝之间的距离将减小,但丝的外形尺寸基本没有变化。将毛坯在GGH下奥氏体化,淬火后,在回火,其硬度可达很高程度。

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