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最牛逼的穿甲弹能穿透多大钢板(弹头越尖穿甲能力就越强)

最牛逼的穿甲弹能穿透多大钢板(弹头越尖穿甲能力就越强)▲韧性穿甲,这种破坏形态多出现于尖头弹,当高强度尖头弹击中一些强度不高的韧性装甲时,装甲金属向表面流动,同时随着穿甲弹的继续侵彻,装甲金属沿着弹孔轴线向前后被挤出,形成出现开裂的凸缘,最终随着破碎的弹片一起飞出,有时候还会出现穿甲弹尾部断裂的情况一般的穿甲弹都是侵彻目标后,依靠弹体残留的大量破片杀伤人员和毁坏设备,此外还有一些内部装有炸药的半穿甲弹,这种半穿甲弹多用于对付敌军海面舰艇目标,一般的穿甲弹对装甲的破坏形态可以分为4类:弹与甲的发展从来都是螺旋上升的,发展至今,已经出现了4代穿甲弹,从最早的普通穿甲弹到次口径超速穿甲弹到旋转稳定脱壳穿甲弹,最后到如今的尾翼稳定脱壳穿甲弹,弹芯也从最早的钢铁逐渐演变成为了钨、贫铀等高密度合金材料,这种新型材料不仅穿甲威力巨大,后效作用也十分可观,下面我们就溯本求源,回到穿甲弹最初的样子,来一探穿甲弹的穿甲机制。▲被穿甲弹击穿的威力考核靶,因为如今主

前不久印度军方公开了一则消息, 俄军授权印度生产的3VBM17型穿甲弹正式定型试射成功,即将列装印军。自从上世纪80年代印度从苏联购买了T-72坦克以后,这种大口径穿甲弹就一直依赖于进口。 因为国家环境的不同,俄罗斯生产的穿甲弹很容易在印度出现水土不服,必须经常更换发射药和药筒,因为印度并没有获得生产授权,这些炮弹只能送到俄罗斯重新“回炉重造”,但是像穿甲弹这种基础弹药在高烈度的战争中很容易就被消耗殆尽,必须有一个稳定的供给来源,当然印度人也非常的清楚这一点,但是奈何自己的工业实力实在是造不出像样的穿甲弹。到了2014年印度磨破嘴皮终于同俄方签订了协议,俄罗斯授权印度在本国生产3VBM17型穿甲弹,并派遣人员进行相关的指导。虽然这已经离3VBM17型穿甲弹诞生过去了快二十几年,但是对于印度来说终于有了一个稳定的大口径穿甲弹来源。

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▲印方生产的3VBM17型穿甲弹,这款穿甲弹1986正式列装苏军,苏联解体后俄罗斯开始出口这种穿甲弹,这种钢套钨弹芯的穿甲弹可以在2000米的距离上击穿450毫米厚的均质钢装甲,俄军自用型的弹芯为3BM42型,出口型则为3BM44型。从俄军的报道来看,印度方面也仅仅是能够组装这种炮弹而已,至于真正解决大口径穿甲弹国产化问题,恐怕还要打一个大大的问号

那么穿甲弹到底是一种什么样的弹种,让号称“世界第三”的印度都如此的可望而不可即呢?随着火器技术的进步,与之相对应的防护技术也是突飞猛进,在面对这些装甲防护时一般的炮弹很难对付,于是就出现了一种用于穿透敌方装甲的专用穿甲弹,这种弹药完全依靠动能来完成侵彻,并用灼热的金属碎片杀伤人员和破坏设备。由于其独特的作用机制,穿甲弹不容易受到屏蔽装甲的影响,不像破甲弹和碎甲弹那样拥有致命的缺陷,所以这种能撞击击穿各种硬、半硬装甲目标的动能弹越来越受到各国的重视,而在各种复合装甲、反应装甲横行的今天,不容易受到影响的穿甲弹几乎成为了各国主战坦克的标配。

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▲现如今最先进的尾翼稳定脱壳穿甲弹穿甲过程,该弹也被称之为杆式穿甲弹,其常见的形态如下图

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弹与甲的发展从来都是螺旋上升的,发展至今,已经出现了4代穿甲弹,从最早的普通穿甲弹到次口径超速穿甲弹到旋转稳定脱壳穿甲弹,最后到如今的尾翼稳定脱壳穿甲弹,弹芯也从最早的钢铁逐渐演变成为了钨、贫铀等高密度合金材料,这种新型材料不仅穿甲威力巨大,后效作用也十分可观,下面我们就溯本求源,回到穿甲弹最初的样子,来一探穿甲弹的穿甲机制。

威力考核靶

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▲被穿甲弹击穿的威力考核靶,因为如今主战坦克的正面装甲一般都达到了700毫米左右,直接使用700毫米厚的垂直威力靶在成本和便利性上都很差,所以各国一般都会通过改变法向角来模拟不同厚度的装甲

在讲穿甲机制之前我们先来看看一个最基础的东西——威力考核靶,在穿甲弹的研制过程中,为了直观的考核其威力,都会将目标装甲转换为等厚度的靶板,但是直接将坦克的装甲板拿过来似乎又不太现实,虽然这种方法最能真实的模拟穿甲弹的战场环境,但是这种装甲板的造价非常的高昂,而且一般的装甲板都特别不经打,不利于重复试靶,最重要的还是特别难以获得稳定的穿甲数据,于是具备相同抗弹能力和厚度的均质钢装甲威力考核靶应用而生,这种考核靶一般具备造价低廉、耐重复打击、易于数据获取等特点,可是到了新世纪,随着坦克装甲防护技术的进步,一些坦克正面的装甲防护能力已经达到了700多毫米均质钢装甲的等效效果,将一块0.7米的装甲用于测试还是会带来诸多不便,所以现代的威力考核靶厚度一般不会超过450毫米,而是选取不同的法向角来得到不同厚度的威力考核靶。

穿甲弹的破坏形态

一般的穿甲弹都是侵彻目标后,依靠弹体残留的大量破片杀伤人员和毁坏设备,此外还有一些内部装有炸药的半穿甲弹,这种半穿甲弹多用于对付敌军海面舰艇目标,一般的穿甲弹对装甲的破坏形态可以分为4类:

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▲韧性穿甲,这种破坏形态多出现于尖头弹,当高强度尖头弹击中一些强度不高的韧性装甲时,装甲金属向表面流动,同时随着穿甲弹的继续侵彻,装甲金属沿着弹孔轴线向前后被挤出,形成出现开裂的凸缘,最终随着破碎的弹片一起飞出,有时候还会出现穿甲弹尾部断裂的情况

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▲活塞穿甲,这种破坏形态多出现于钝头弹或者是被帽穿甲弹,这种弹药最大的特点就是弹头会受到一个转正力矩,所以不容易跳弹(如下图),首先弹体在装甲表面造成一个弹坑,同时产生剪切效应,目标装甲后部出现塞块,从而杀伤内部有生人员和设备,这种钝头弹的穿甲能力一般是强于尖头弹的

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▲钝头弹和尖头弹在以一定入射角击中目标装甲时产生的不同力矩

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▲破碎穿甲,这种破坏形态主要出现在一些高强度装甲中,弹体击中装甲表面后会发生形变并产生大量的破片,同时高强度装甲也会崩落产生大量的碎片,所以装甲钢除了要具备一定的强度外,韧性也是很重要的一点,二战后期德国缺少足够的金属钼,导致了其装甲强度足够,但是延展性极差(也就是韧性),而恰恰钼是提高延展性的主要材料,这直接使得虎王的装甲质量大幅下降,遭受打击后容易破裂,抗非击穿能力极差,会造成大量的二次伤害,具体参考下图苏军在战争末期对德国坦克装甲的打靶测试

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除了上面这三种破坏效果外,在面对一些薄装甲时,穿甲弹的破坏效果呈现一种花瓣状,就是弹头快速击穿装甲目标,装甲材料随着弹体表面一起扩张,同时产生大量的裂纹并向装甲背面弯曲,这样就会在装甲背面产生花瓣形状的破口。虽然在文章中能清楚的描述出各种破坏效果,但是真实的穿甲过程中一般是一种综合性的破坏效果,首先弹体会在装甲表面造成一个浅坑,然后弹体一边破碎一边穿甲,最后发生活塞式穿甲,使得装甲被侵彻并产生大量的碎片。

影响穿甲弹性能的因素

一般衡量穿甲弹性能最直观的性能要求就是靶板穿透率、密集度、直射距离和武器的机动性:严格来说穿透率是一个随机事件,因为在着靶时间段内存在着太多的不确定因素,所以穿甲弹击穿装甲服从正态分布,比较常见的有50%穿透率和90%穿透率这两种概念,与之相对应的着靶速度越小,则说明穿甲能力强,该着靶速度的方差越小,则说明穿甲能力很稳定。此外还有一种说法就是每一种穿甲弹都有自己的最小穿透速度(也被称之为极限速度),当速度小于该值时就不能有效的穿透威力考核靶,极限速度越小,就说明穿甲能力越强。

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▲在央视的节目中演示过穿甲弹的威力,200米的距离上直射230毫米厚的靶板(倾斜角大概为60度,等效装甲厚度大约为500毫米),为了达到科普效果,两边圆形头部和截锥头部的尾翼稳定脱壳穿甲弹轻松击穿了目标靶,只有尖型头部的发生了跳弹

由于穿甲弹毁坏目标主要依靠的是炙热的破片,所以必须直接命中目标并击穿才能有效毁伤目标,但是现代的装甲目标一般机动性高,而且有些目标为了减少被击中的几率还会主动降低横截面积,这就要求武器必须具备很高的精度,对于穿甲弹来说其密集度必须要很高,如今的穿甲弹在1000米的距离上高低中间误差和方向中间误差都不会超过0.3米。此外穿甲弹必须具备极高的初速和低伸的弹道,这一点则和穿甲弹的直射距离有着直接的影响(当弹道的顶点高度等于目标高度时的射程),直射距离越大,弹体的弹道性能就越好,弹道系数就越小。

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▲杆式穿甲弹的穿甲全过程

此外作为机动作战武器平台,武器炮口动能决定着穿甲能力(弹丸的着靶比动能影响着穿孔的大小,穿甲的厚度以及产生的二次破片质量),但是提高炮口动能就会提高武器的质量,降低机动性。所以如何平衡穿甲弹的质量和初速的关系就尤为重要,如今最常用的尾翼稳定脱壳穿甲弹就完美的解决了这个问题,炮口初速(也就是炮口动能)极高,威力也不俗,但是其弹丸的质量却不是很大。由于穿透装甲消耗的能量是随着弹体穿孔的容积大小而改变的,所以弹体的直径越细越好。

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▲当着靶速度矢量和弹体轴线的角度过大时,没有装备被帽的尖头穿甲弹很难击穿目标,而是在装甲表面开一个大坑

杆式穿甲弹会尽量增大长径比,同时提高弹体的密度,良好的气动外形布局也能减少外弹道上的速度减少量,从而大幅的提高弹体动能,增加穿甲效率。但是普通的等口径穿甲弹则不同,这种靠旋转稳定的炮弹必须提高质量,但是考虑到外弹道的飞行稳定性和速度减少量,其长径比一般不会超过5.5倍。此外弹丸的着靶姿态以及靶着角都影响着穿甲厚度,靶着角增大时侵彻行程也会被增大,导致极限击穿速度上升。而当着靶速度矢量和弹体轴线的角度增大时,弹体在装甲表面的开坑就更大,从而导致了穿甲深度的减少。

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