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秒速1700米!為了擊穿坦克裝甲,人類竟把炮彈變成這樣?

原標題:秒速1700米!為了擊穿坦克裝甲,人類竟把炮彈變成這樣?


昨天咱們說完了坦克裝甲,但是俗話說的好:「穿、甲不分家」,有了盾,肯定就有矛,所以虎哥說今天還要聊一聊坦克的穿甲彈,下面就開始填坑。


由於現在的反坦克武器多不勝數,坦克的「剋星」從天上到地下都有,尤其是用武裝直升機對付坦克有很明顯的優勢,以致坦克在戰場中的作用比過去已經有所削弱。



但是這並不意味著坦克已經過時了,實際上在未來相當長的一段時期里,陸上戰場的裝甲部隊集群決戰仍然不能避免,「陸戰之王」的地位難以被替代。

裝甲部隊決戰的勝負,在很大程度上表現為雙方主戰坦克的攻擊能力和防護能力之間的較量,也就是「矛」與「盾」的較量。


當然,這不是以一對一的「單挑」,而是「群毆」式的混戰。在這樣的坦克集群決戰中,最好的反坦克武器當然便是坦克本身的主炮。


這裡要談的就是由坦克主炮發射的反坦克穿甲彈。坦克主炮發射的反坦克炮彈有穿甲彈、破甲彈、碎甲彈等幾種,而這其中尤以穿甲彈的歷史最悠久,其穿甲效果也是最好的。



其實早在19世紀60年代木質戰船被鐵殼戰艦取代後的海洋爭霸時期,用於對付鐵甲軍艦的穿甲彈便已經問世;直到坦克在第一次世界大戰中初露鋒芒後,穿甲彈與坦克之間的較量就開始了。


一戰後,坦克的裝甲越做越厚,裝甲材料的硬度也越來越大,也迫使穿甲彈不斷改進。


而穿甲彈共發展了四代:普通穿甲彈、次口徑超速穿甲彈、旋轉穩定式超速脫殼穿甲彈、尾翼穩定脫殼穿甲彈。


第二次世界大戰前的老式坦克裝甲較薄,當時用合金鋼質彈頭的普通穿甲彈對付這種薄皮大餡還是比較有效的,但是在實戰中人們發現當穿甲彈著靶傾角較大時,經常導致跳彈現象。



隨後到了第二次世界大戰,反坦克已經成了坦克的首要任務,坦克火炮的威力也是衡量坦克性能的三大指標之一,而普通的坦克穿甲彈已經很難再擊穿裝甲厚度達100-200mm的重型主戰坦克正臉。

這時,如何最大程度的提高反坦克威力便成了各國孜孜不倦的追求。



接下來,英國首先在他們的17磅反坦克炮上實驗了次口徑脫殼穿甲彈(APDS),但是當脫殼彈心的長度超過它的寬度的5-7倍後,沒有了足夠的彈體直徑來儲存角動量(維持穩定飛行的旋轉)炮彈的飛行穩定性和精確性便下降。


為了保持彈體在飛行中的穩定,蘇聯科學家為這種穿甲彈加了尾翼,成為了真正的尾翼穩定脫殼穿甲彈。



到了60年代,蘇聯率先在它的T-62上使用115mm口徑的滑膛炮,之後西方國家也不甘落後、紛紛效仿,從此線膛炮一統天下的局面被打破;


到了上個世紀九十年代,各國的最新型主戰坦克除英國,印度,中東等一些小國仍然使用線膛炮以外,絕大多數國家已經轉而使用滑膛炮。


滑膛炮沒有膛線、結構簡單,因此膛壓高、炮彈炮口初速高。滑膛炮的再次運用也使得次口徑脫殼穿甲彈得到迅速發展,目前穿甲彈已經成了主戰坦克的最主要彈種。



▲T-62坦克


▲線膛坦克炮



▲滑膛坦克炮炮管


尾翼穩定脫殼穿甲彈是由最初的普通穿甲彈一步一步進化而來,穿甲彈的威力取決於炮彈擊中目標時的動能(速度、質量)和炮彈材料自身的物理特性。


穿甲彈在炮膛中被發射葯加速出膛之後只受阻力和重力的作用,為了使穿甲彈在擊中目標時仍然存有較大的速度,穿甲彈在設計時就必須採用有利於減小阻力的形狀。



根據基本的物理學知識,彈體越細,阻力越小。


但是考慮到火炮口徑是一定的,科學家們想出了用一個輕質彈托把穿甲彈彈體夾在中間,彈托的口徑與大炮口徑一致,穿甲彈被做成細長的桿狀,出膛之後彈托由於阻力的作用自動脫落,彈體沿著炮管指向繼續飛行,這就是「脫殼」一詞的由來。


為了保證細長的彈體在飛行過程中的平穩和精度,在製造穿甲彈時,在尾部安裝有四片尾翼,成十字形排列,故稱「尾翼穩定」。

而經過如此設計的尾翼穩定脫殼穿甲彈,其速度能夠達到1500米每秒以上,快的甚至能夠達到1700米每秒!也就是五倍音速以上!



實際上,傳家的那速度達到這麼快,幾乎已經到了化學能火炮的上限,而再想要增加動能以提高穿甲威力,就只能在別的方向上下功夫。


大家都知道,動能取決於速度和質量。在速度一定的情況下,增加彈體的質量就是增加動能的另一種方式,故而如今的穿甲彈一般由密度較大,較為堅硬,同時耐受高溫的金屬製成。


這樣還可以保證彈體在與被打擊裝甲碰撞時不易彎折,碰撞產生的熱能不會降低彈體的強度。


而現代的脫穿較為廣泛採用的材料是碳化鎢和貧鈾,其中,貧鈾的密度更大,且具有自銳性(撞擊過程中保持尖銳),是更為理想的材料,不過由於貧鈾具有輻射,倍受人道主義人士的譴責,僅有少數國家使用。




貧鈾穿甲彈是美國於1970年開始研製含0.75%鈦的貧鈾鈦合金製作尾翼脫殼穿甲彈彈芯,並在海灣戰爭中大量使用貧鈾穿甲彈(戰爭結束後殘留在伊拉克和科威特的貧鈾超過290噸,造成伊拉克大面積貧鈾污染),貧鈾穿甲彈是依靠其發射後獲得的動能來實現的。


當它擊中坦克等裝甲車輛後,產生巨大的撞擊力,貧鈾的燃燒產生的溫度可以達到10832華氏度(6000℃以上),所以,彈芯在穿透裝甲的過程中,還會自行燃燒,降低裝甲局部強度,破甲而過,殺傷車內人員和內部設備。


鎢合金穿甲彈相較於貧鈾穿甲彈,最主要的區別是將彈芯由貧鈾合金替換為鎢合金,鎢合金密度不夠高,物理特性也沒有貧鈾好,但是鎢合金沒有放射性污染,耐高溫;


並且熱穩定性好,在穿甲彈飛行過程中與空氣摩擦產生大量的熱,要是穿甲彈中的填充物熱性不好就會是它粘結在一起,無法達到穿甲的作用。鎢合金的這一特性使穿甲彈很好的發揮了應有的功效。



就目前來說,複合裝甲和爆炸反應裝甲的運用使得破甲彈和碎甲彈的威力大減,因此,世界各國都在不遺餘力的研製發展尾翼穩定脫殼穿甲彈。


總之啊,只要坦克仍出現在戰場上,穿甲彈與裝甲的「矛」與「盾」之爭仍會持續下去。

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