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美新型穿甲弹为打穿99A坦克设计 俄军水平还不如韩
2016-12-31 23:16:00           作者: 综合
 
美国M829系列穿甲弹,可以看到穿甲弹的杆体和弹托越来越长

  对于坦克装甲这样结实的东西,要怎么打穿它?对于穿甲弹来说,最基本的思路并不复杂:首先炮弹要足够硬、足够结实,然后利用它去高速撞击坦克装甲,把最大的飞行动能,全部集中在最小的装甲范围里释放;最终破坏装甲结构,让炮弹和装甲的碎片残渣随着打穿的通道飞进去杀伤内部设备和成员。

  这种思路发展到极致,就演化出了我们今天所常见的尾翼稳定脱壳穿甲弹。它的真实口径非常小,用额外的弹托来适配炮膛直径,封闭燃气,实现“大炮打小弹”来获取极高的飞行速度。在发射出去以后,弹托马上脱落,非常细小的穿甲杆体不仅飞行阻力小,而且击中装甲时的面积也极小,巨大的动能全部集中在一点上。

 
长杆穿甲弹命中大倾斜装甲的穿透过程,塞子部分是即将被冲出的变形装甲块

  再加上穿甲的过程里,穿甲弹的杆体会与装甲互相损耗消耗;很显然,弹托的重量越轻、杆体的长度越大、杆体越重、侵彻装甲时的材料和动能消耗越低,穿甲弹的威力就越好。这几个条件约束下,就出现了穿甲弹材料和技术划代的区分。

  最早的一代长杆穿甲弹,它的杆体很短,而且真正起到核心穿甲重要的钨合金(又重又硬)杆体很短很细小,被包裹在高强度钢制造的筒状外套里。而它的弹托,同样也是合金钢制造。到了第二代时,杆体就变成了纯的钨合金或者贫铀合金,而且长度比原来大不少。

 
图:苏联时代的长杆穿甲弹,只能用“一窝子烂到根”来形容。注意弹芯的剖面,中间的小细杆子才是钨合金,外面都是刚套。杆长短,而且弹托都是钢或者铝,尾翼也非常大——重量和阻力都高;整个穿甲弹的死重和阻力控制水平,都极其低下。

  第三代穿甲弹的突破,在于杆体进一步演变成超长杆。而长度和体积随之增长的弹托上,传统的钢、铝合金材料都必须淘汰了,只能使用高性能的碳纤维复合材料弹托以减轻死重,并保证超长杆体在火炮发射过程中的稳定,不至于精度严重丧失甚至弹托直接在火炮内碎裂。而到了第四代穿甲弹上,杆体虽然外形看不出变化,但是结构和加工工艺有了本质的不同;它不同地方的密度甚至材料都不一样的,属于金属复合结构。

图:贫铀合金(左)与钨合金(右)的自锐效应对比。同等条件下,贫铀的穿甲能力比钨合金要高出10~15%。钨合金穿甲弹打中装甲以后,因为形成蘑菇头,要形成1.5-2倍大的洞,侵彻阻力高的多。

  目前主流的穿甲弹杆体有钨合金和贫铀合金两种。贫铀合金更硬更结实一些,而且穿甲磨损的过程中,头部有自锐特性,磨损出来是尖头;而钨合金磨损完了是蘑菇状的钝头,目前下一代以钨合金纤维和非晶态金属为材料的新型钨合金穿甲弹,有望实现与贫铀合金相同的自锐性能。

  美国现在自用的穿甲弹中,一直以贫铀合金弹为主。目前广泛使用的M829 E3穿甲弹,属于第四代穿甲弹;包括美国M1A2自己在内,没有任何一种坦克能靠基础装甲扛住它。因为要能够依靠材料的被动消耗去烧完M829 E3的超长贫铀合金杆,装甲厚度重量增加和重心平衡的需求,会使坦克的重量到90吨以上都扛不住。

  二:现代爆炸反应装甲严重削弱穿甲弹的性能

  冷战结束以后,西方坦克体系的研制就进入了放缓和停滞期。除了大规模战争压力消失以外,最大的问题在于找不到发展的明确方向。未来再次爆发各顶级军事强国之间的大装甲集群交战时,战争形态会演化成什么样?未来的坦克应该具备哪些设计特征,采用哪些技术,走何种发展路线?这些问题至今没有明确的公认权威结论。

直到T14上,现代主战坦克的总体设计才有较大突破

  坦克总体设计上,西方近30年的发展停滞期,给了中国和俄罗斯以充足的追赶时间;99A和T14这些新一代坦克已经开始赶上西方三代坦克的总体水平,在部分方面性能甚至有所超出。尤其是后发优势的存在,使得这些坦克设计时能够更具有针对性。

  比如99A坦克,在防弹陶瓷等关键材料性能差距较大的情况下;采用了压缩坦克体积、减小基础装甲面积,尽可能挤榨出重量余地用来加强防护能力以外;最主要的设计思路之一就是在防护性设计上,大幅提升对于爆炸反应装甲的依赖。

99A坦克,注意块状的爆炸反应装甲

  前面已经提到过,到M829 E3时,现代坦克的基础装甲就根本耗不过它了。因此99A和T14这类新坦克上,基础装甲和爆炸反应装甲的权重就明显向后者倾斜了。我们在99A坦克上,能看到非常厚重的大倾斜角度布置的重型爆炸反应装甲一直铺设到了炮塔顶端。

  爆炸反应装甲的原理,是在两层装甲之间铺设钝感炸药;这样小口径炮弹之类的弹丸,就算打穿了外层装甲,也不会将其引爆。但是一旦碰上大口径破甲弹、穿甲弹这样的高能侵彻,顿感炸药就会立刻引爆,推动外层装甲板高速飞行,从侧面主动挤压、切割穿甲弹的杆体。这种半主动性质的干扰,能够有效降低穿甲弹的穿深;尤其是一旦杆体被打断,穿