基本介紹
- 中文名：穿甲彈
- 外文名：Armor Piercing shell
- 出現時間：19世紀60年代
- 特點：高強度、高硬度、高密度、高精度
- 核心材料：鎢鋼、鈾合金
- 原理：聚能效應
- 套用：反坦克、直升機、堅固工事
特點,結構性能,作戰套用,發展簡史,結構類別,簡要分類,外形,穩定方式,國內發展,突飛猛進,相關新聞,最新研究,
特點
穿甲彈也配用於艦炮、海岸炮、高射炮和航空機關炮。用於毀傷坦克、自行火炮、裝甲車輛、艦艇等裝甲目標以及飛機、直升機、汽車、火箭炮、飛彈發射運輸/發射車、指揮車、通信車、雷達等非裝甲金屬結構技術兵器。也可用於破壞堅固防禦工事。英文名稱：AP（Armor Piercing shell）。
結構性能
反坦克穿甲彈素以強拱硬鑽而著稱，也就是俗話說的硬碰硬。它主要靠彈丸命中目標時的大動能和本身的高強度擊穿鋼甲。穿甲彈的彈丸，都是用比坦克裝甲硬得多的高密度合金鋼、碳化鎢等材料製成的。穿甲彈彈頭十分堅硬，是坦克、裝甲車輛的強敵。發射時，穿甲彈丸在膛內高溫高壓氣體作用下，一觸及目標，就會把鋼甲表面打個凹坑，並且將凹坑底面的鋼甲頂出去。
舊式穿甲彈中，在彈體中裝有少量炸藥及引信，彈丸頭部雖然已經破裂，但是彈體依然具有強大的動能，所以仍會繼續前沖。當撞擊力達到一定數值時，引信被觸發點燃，就引起了彈丸裝藥的爆炸。這時，在每平方厘米麵積上，可產生數十噸至數百噸的高壓，從而殺傷坦克內的乘員、破壞武器裝備。現代的穿甲彈，特別是尾翼穩定脫殼穿甲彈，彈芯是實心的，其中並沒有炸藥，擊穿裝甲之後，是依靠高速飛濺的裝甲碎片和穿甲彈彈芯碎片殺傷裝甲目標中的人員、破壞其中的裝備。而貧鈾穿甲彈在擊穿裝甲後，強大的撞擊力會使得貧鈾彈芯發生自燃，產生高溫，引燃裝甲目標中的油料、彈藥，造成極大的破壞效果。
穿甲彈的穿透能力主要來源於彈丸運動時的動能，要增大彈丸擊中目標時的動能，就必須提高彈丸的速度。穿甲彈除了用長管火炮發射外，還都將彈體做成流線型或長桿形，即脫殼超速穿甲彈。因為脫殼超速穿甲彈的彈丸形狀像支長箭，所以，還有人稱它為箭形超速穿甲彈。脫殼超速穿甲彈的穿甲本領更強。
按彈體直徑與火炮口徑的配合，分為適口徑穿甲彈與次口徑穿甲彈。按結構性能分為普通穿甲彈、次口徑超速穿甲彈和次口徑超速脫殼穿甲彈。
作戰套用
穿甲彈是在與裝甲目標的鬥爭中發展的。穿甲彈出現於19世紀60年代，最初主要用來對付覆有裝甲的工事和艦艇。第一次世界大戰出現坦克以後，穿甲彈在與坦克的鬥爭中得到迅速發展。普通穿甲彈採用高強度合金鋼做彈體，頭部採用不同的結構形狀和不同的硬度分布，對輕型裝甲的毀傷有較好的效果。在第二次世界大戰中出現了重型坦克，相應地研製出碳化鎢彈芯的次口徑超速穿甲彈和用於錐膛炮發射的可變形穿甲彈，由於減輕彈重，提高初速，增加了著靶比動能，提高了穿甲威力。
次口徑脫殼穿甲彈
20世紀60年代研製出了尾翼穩定脫殼穿甲彈，能獲得很高的著靶比動能，穿甲威力得到大幅度提高。
發展簡史
普通穿甲彈一般在彈體內裝少量炸藥，以提高穿透裝甲後的殺傷和燃燒作用。不裝炸藥的又稱實心穿甲彈，裝炸藥較多的稱半穿甲彈或穿甲爆破彈，裝有燃燒劑（燃燒合金）的稱穿甲燃燒彈。普通穿甲彈由彈丸和發射裝藥組成。彈丸有風帽、被帽、彈體、炸藥 、彈底引信和曳光管 。風帽用於減小飛行阻力，被帽用於保護彈體頭部穿甲時不受破壞，並可防止跳彈。彈體用優質合金鋼製造，經熱處理使頭部硬度略高於尾部，以改善穿甲性能。曳光管用於顯示彈道。100毫米普通穿甲彈彈丸初速900米/秒左右，在1000米距離上可擊穿110～160毫米/30°（裝甲 厚度/法線角）的裝甲。1000米處的速度損失是初速的11%～17%。
第二次世界大戰時，重型坦克殺上戰場，出現了一種次口徑超穿甲彈，即穿甲主體的直徑小於彈徑的穿甲彈。這種次口徑超速穿甲彈的彈體內，有一個用硬質合金製成的彈芯。由於穿甲彈是依靠彈丸的動能來穿透裝甲的，因而當彈丸以高速撞擊裝甲時，強度高而直徑細小的彈芯就能把大部分能量集中在裝甲的很小面積上，從而一舉把“烏龜殼”穿透。後來，坦克不肯示弱，又把裝甲增厚，於是便出現了威力更強的超速穿甲彈.這種彈按其穩定方式的不同分為兩種：一種是以彈丸自身旋轉穩定的，另一種是藉助於裝在彈體上的尾翼穩定的。
隨著科學技術的發展和穿甲理論的研究，穿甲彈的初速和材料性能將會進一步提高，長徑比將高達30以上，使穿甲彈具有更大的穿透力和後效作用。
結構類別
從結構上主要可分為：
1.穿甲彈=AP（Armor-Piercing）
2.被帽穿甲彈=APC（Armor-Piercing Capped)
3.易碎穿甲彈=FAP （Frangible Armor-Piercing）
4.超速穿甲彈=APSV（Armor-Piercing Super Velocity）
5.半穿甲彈=SAP （Semi Armor-Piercing）
6.脫殼穿甲彈=APDS（Armor-Piercing Discarding Sabot）
7.易碎脫殼穿甲彈=FAPDS（Frangible Armor-Piercing Discarding Sabot)
9.橫向效應增強型穿甲彈=PELE AP (Penetrator Enhanced Lateral Efficiency Armor-Piercing)
右圖是尾翼穩定脫殼穿甲彈，是依靠出膛的速度來擊穿敵地面設施的。由於炮彈的質量集中於細
長的彈芯，所以初速極快，穿甲能力極強，彈道為筆直的直線。如：T72的脫殼穿甲 彈（1980年代定產）初速可達1800m/s，如此高的速度可以擊穿1970年代的任意一款坦克；
脫殼尾翼穩定穿甲彈
脫殼尾翼穩定穿甲彈線膛炮使得炮彈本身在發射的時候具有極高的轉速，從而最大限度的消除炮彈的章動效應，進而提高射擊精度，距離越遠越明顯（3000米以上）但是距離過遠就會出現炮彈順著旋轉方向偏離瞄準線的現象。缺點就是高轉速本身消耗了部分火藥能量，因此線膛炮穿甲彈設定穩定尾翼的目的是為了降低炮彈的自轉速度，從而使彈頭獲得更大的動能。
滑膛炮發射的炮彈由於炮身沒有膛線導致炮彈不能自轉，進而炮彈本身的章動效應對精度影響很大，因此滑膛炮裝備的鎢合金尾翼穩定脫殼穿甲彈所設定的尾翼是為了能夠讓炮彈在出膛後有一個自轉能力，提高飛行穩定性。
簡要分類
外形
分為線軸型與流線型兩種。主要由風帽、彈芯、彈體、曳光管組成。 彈芯是穿甲彈的主體。
穩定方式
分為旋轉穩定和尾翼穩定兩種。由彈托與飛行彈體兩部分組成。彈托在膛內承受火藥燃氣壓力，支撐、帶動和引飛彈體正確運動，出炮口自行脫落。 旋轉穩定超速脫殼穿甲彈僅適於線膛炮發射。由於彈丸斷面比重或比動能受旋轉穩定性的限制，使穿甲威力不可能有更大的提高。
尾翼穩定超速脫殼穿甲彈又稱長桿式穿甲彈，其飛行彈體由風帽、彈體、尾翼等部件組成。長桿式穿甲彈的彈托有花瓣型和馬鞍型兩種典型結構，花瓣型結構適於滑膛炮發射，馬鞍型結構由於採用尼龍滑動導帶，既適於滑膛炮，也適於線膛炮發射，彈托由鋁合金製成，彈體材料多為鎢合金或貧鈾合金。桿式穿甲彈具有長徑比（飛行彈體長度與彈體直徑之比）大，長徑比可達12～20，穿甲能力強，飛行速度損失小等優點，初速可達 1500～1800米/秒，1000米飛行速度損失是初速的3%～8%，可擊穿300～550毫米的垂直均質裝甲，並具有顯著的後效作用。
套用比較廣泛的是依靠尾翼穩定的超速脫殼穿甲彈，也稱作“長桿式”尾翼穩定脫殼穿甲彈。“長桿式”尾翼穩定脫殼穿甲彈重量輕，初速高，再加上彈丸飛出炮口後彈托（卡瓣）在氣流作用下脫落，使空氣阻力大為減少，因而通過細而堅硬的彈芯能將大量動能集中作用在裝甲很小的面積上（它的穿甲能量比普通穿甲彈大四倍），就好像用錐子扎鞋底一樣，擊穿很厚的裝甲。
為了提高長桿式尾翼穩定脫殼穿甲彈的性能，出現了用高密度貧鈾合金（比如美軍使用的貧鈾穿甲彈）和鎢合金（比如中國99式）製作彈芯的穿甲彈，它們的穿甲本領更強，尤其是貧鈾彈芯的穿甲彈在硬腦殼鑽進裝甲後，還能產生1000℃以上的高溫，使裝甲局部熔化，發出強烈的白灼光。而且它的造價僅為鎢合金的一半，所以各國都重視發展這些。不過貧鈾也會帶來“副作用”，對環境和人體健康會有較大的危害。
國內發展
突飛猛進
進入20世紀90年代，中國坦克炮技術突飛猛進，先後研製了多種鎢合金和貧鈾穿甲彈，使引進的俄羅斯BM19穿甲彈退到了三線部隊。其中，88B坦克的105MM特種合金穿甲彈2000M可擊穿580MM勻質鋼甲。98/99式坦克的125MM鎢合金尾翼脫殼穿甲彈2000M可擊穿850MM勻質鋼甲，125MM特種合金穿甲彈同距離可擊穿960MM勻質鋼甲（彈芯長比30：1），96G坦克的鎢合金穿甲彈2000M可擊穿800MM勻質鋼甲，特種合金穿甲彈2000M可擊穿900MM勻質鋼甲（彈芯長比25：1），所謂特種合金穿甲彈其實就是貧鈾穿甲彈。中國在坦克炮方面已達世界頂尖水平。
相關新聞
擊碎美軍裝甲
理察·勞力斯在接受英國《金融時報》採訪時語出驚人地說，駐伊拉克和阿富汗的美軍面臨的穿甲彈威脅越來越大，許多防彈性能頗佳的“悍馬”和其他裝甲戰車頻遭“新型穿甲彈”的襲擊，這些穿甲彈能“像撕紙一樣”擊碎美軍的裝甲，使得駐伊和駐阿美軍的傷亡率急劇上升。令五角大樓意外的是，這些“新型穿甲彈”據說是“中國製造”。
另一名美國高級官員不久前在接受《金融時報》採訪時也表示，“看樣子”是伊朗向阿富汗的塔利班武裝和伊拉克反美游擊隊提供了“中國製造”的武器。不過，這名高官承認，華盛頓“沒有證據”證明中國與這些武器有什麼“直接關係”，但美國政府與北京方面進行了聯繫，強調了他們對伊拉克和阿富汗戰場上“中國武器”的擔憂，希望中國能“在武器出售管理上做得更好”。
勞力斯也強調說，事實上，重要的是誰運來了武器，而不是武器是在哪裡製造的。
最新研究
經過幾十年的不斷研究和發展，大口徑高密度鎢合金穿甲彈已成為主戰坦克和大口徑反坦克炮的主要彈種，但隨著各國主戰坦克裝甲防護水平的不斷提高，新型反應裝甲已具備了一定的反穿甲彈的能力，特別是超高速動能彈的出現和套用,對高密度穿甲彈彈芯材料的力學性能提出了越來越高的要求。多年來，國內外在想方設法提高鎢合金彈芯性能的同時，也開展了各種複合材料彈芯的研究和探索，試圖通過用高密度絲或纖維製備的各種複合材料來進一步提高穿甲彈的強韌性，而其中研究最多的是用鎢絲束製備高密度的複合穿甲彈彈芯。
這些研究主要有以下兩個方面：一方面，在現有合金系和工藝條件下，通過最佳化合金成分和工藝參數來獲得最佳的穿甲性能,或者是通過設計新的合金系，添加合金元素或開發新的工藝來獲得更高性能的合金。另一方面，國內外還對鎢合金的形變強化和預應變時效等進行了內容廣泛的研究工作，其中旋轉鍛造工藝已經廣泛地用於大口徑彈芯的生產，而且將液力擠壓技術用於小口徑彈芯，取得了令人滿意的效果。預應變時效可大幅度提高鎢合金強度的同時保證材料具有良好的韌性，但由於其強韌化機理的研究一直沒有突破，且處理性能不夠穩定，並未在制式武器上套用。此外，有人還對鎢合金的強韌化開展了多種新工藝方法的研究：如等離子熔化-快速凝固法，濕法冶金-等離子熔化法和活化噴霧熱分解法，這幾種方法都可以製得非常均勻的預合金粉末，用這些“預合金粉末”燒結高密度鎢合金時可以降低燒結溫度，縮短燒結時間，從而使合金同時具有較高的強度和較好的韌性。綜上所述，雖然經過了幾十年的不斷研究，高密度鎢合金的強度和韌性有了很大的提高，但對於未來超高速動能彈或要求大穿深的穿甲彈，其強韌性不足的問題並未從根本上得到解決，為此開發其它高密度材料的穿甲彈芯，特別是研製高密度複合材料穿甲彈彈芯便引起了各工業已開發國家的高度重視，而且研究也越來越廣泛和深入。
英國皇家兵工廠對用某些鎢合金絲作增強相。用於穿甲彈進行了可行性研究，實驗表明，有必要在合金絲表面塗履一些氧化物，來防止燒結過程中增強相與基體發生反應。
德國曾進行了絲束製造穿甲彈的研究，其方法是在重金屬絲上沉積粘結相金屬後集束燒結，再經鍛造或軋制。另外還進行了將重金屬絲裝入燒結鎢合金管中鍛壓進行機械複合工藝方法的試驗研究。
日本制鋼廠研製絲束複合穿甲彈的工藝方法是將多種粘結相元素鍍在絲上，再進行液相燒結製成穿甲彈彈芯毛坯。
國內一些研究所和院校也曾進行過多種鎢絲束。
美國海軍的一項專利公布了一種較為經濟的用鋼—鎢複合的穿甲彈製造工藝。該工藝方法是將一定細直徑的鎢合金增強絲用線束準直儀均勻地平行分布，把準直儀和增強絲一起放入橡膠包套內，再加入預先混入-203石墨粉的B0鋼粉末（也可用B00-鋼粉末）。封閉膠套並進行冷等靜壓，去掉包套和準直儀後將壓製件在氫氣中燒結，使坯件緻密之後，坯料再經模鍛後的鎢絲排布會發生一些變化，絲與絲之間的距離將減小，但絲的外形尺寸基本沒有變化。將毛坯在GGH下奧氏體化，淬火後，在回火，其硬度可達很高程度。
