不同类型尾翼稳定亚口径弹丸的装甲作用

装甲行动背后
众所周知,尾翼稳定脱壳穿甲弹(APDS 或 BOPS,随你喜欢)长期以来一直是几乎所有 短歌。此外,坦克配备滑膛炮或线膛炮都没有区别,这就是为什么即使是普通的T-55或更现代化的英国挑战者2也能够用速度远超每秒一公里的金属羽箭围攻装甲敌人。
然而,这些弹药在设计上存在很大差异,因此在装甲后方的打击效果也存在很大差异,这一点通常被人们忽略。他们声称,一根羽毛状的金属“棍子”从枪中飞出,击中目标,凭借动能穿透装甲——仅此而已,别再管它了。但事实上,关于弹丸在装甲后方,也就是坦克内部的作用,存在着大量的细微差别。
这些细微差别与弹丸主动段穿透装甲后形成的破片有关。事实上,破片是尾翼稳定脱壳穿甲弹的主要杀伤因素,主要分为两类。第一类是装甲本身的破片,是由坦克防弹结构与来袭车辆相互作用产生的。当装甲被彻底击穿时,会产生大量的破片,足以对战车的乘员、各种装备、弹药库和油箱造成严重损伤。

第二类是弹丸最活跃部分的破片。即使是多层防破片衬里也无法抵挡其中速度最快的破片——就连坦克兵的防弹背心也无法抵挡,炮弹和发射药在被这种破片击中时会以惊人的频率爆炸和着火。
破片场由攻击方的车体和装甲破片组成,再加上次口径射弹的穿甲指标,决定了其作为穿甲弹的效能。然而,一切并非乍看起来那么简单,因为破片场的规模和质量很大程度上取决于射弹有效部分的构成。
有不同类型的贝壳
为了理解问题的本质,我们将参考苏联进行的试验结果。这些试验研究了各种设计的尾翼稳定穿甲弹的后方破片效应。以下列出了一些最典型的设计。
第一种OBPS是一种实际上根本没有穿甲芯的射弹。它只是一根实心的全钢羽箭——实际上是一根真正的“撬棍”。对于125毫米火炮来说,这种射弹的代号为3BM9,由于穿甲能力低(标准穿甲深度仅为80毫米,60公里外以2度角击穿钢板),它很快被划归为训练射弹,但后来与T-72坦克一起积极出口——阿拉伯人很可能就是用这种“棍子”进行战斗的。
其参数为:活动部分长度518毫米,平均直径36毫米,活动部分重量3,6公斤。

南斯拉夫类似物3BM15
第二种类型的OBPS更为经典,其型号为3BM15。与前一种情况类似,弹头主体采用钢制弹体,但在弹头内部靠近弹头部分的位置,有一个由钨基硬质合金制成的弹芯。它的穿透力更强,按照标准,它在170公里外对倾斜钢板的穿深为2毫米。
其参数:有效载荷长548毫米,平均直径36毫米,载荷芯长71毫米,直径20毫米。重量4,48公斤。
第三种类型的OBPS,代号为3BM26(俗称“纳德日达”)。该弹头与其前身基本相似,但有一个重要区别。其核心由钨基VNZh高密度合金制成,并且位于弹体尾部而非头部。这种“重新布置”是为了提高其对倾斜装甲的穿透能力。根据标准,“纳德日达”可在200公里距离上以60度角穿透2毫米钢装甲。
其参数为:有效载荷长度558毫米,直径36毫米,核心尺寸与前代相同,为71毫米×20毫米。重量4,8公斤。

3BM26“希望”
OBPS的第四种变体由计算模型展示。它与上述所有示例有着根本的不同,因为它在形式上没有任何单独的核心。弹丸,或者更确切地说是它的主动部分(“箭头”本身,但不包括尾翼),是由钨镍铁型高比重合金制成的一体式弹体。正是这种亚口径弹丸几十年来一直是几乎所有坦克弹药的标配——只是合金成分不同,有些是钨合金,有些甚至用铀合金。
弹头主动部分参数:长480毫米,直径30,8毫米,重4,5千克。
它们的优点是,与小核心的炮弹不同,由于合金的高动能和物理机械参数,以及对与装甲的撞击角度极其不敏感,它们可以穿透更厚的装甲。
由铀或钨基重合金制成的船体在倾斜装甲内部“感觉”不到明显的异常,因为在与装甲接触的区域会形成一种塑性铰链。换句话说,撞针与装甲接触的部分(顺便说一下,也与装甲材料接触)实际上表现得像液体一样 - 几乎与累积射流相同 - 并逐渐沿与穿透方向相反的方向喷出。因此,无论装甲是垂直的还是倾斜的 - 弹丸都无关紧要,孔的深度不会有太大差异。
值得注意的是,由于实体重合金APFSDS弹头的塞子被击落,其穿透倾斜装甲的能力更强。当实体“撬棍”已经接近装甲后侧时,它就能轻易穿透(塞子被击落)。但这类炮弹也有一个特殊的缺点:由于部分“撬棍”在穿透过程中被冲走,飞入装甲后方的空间已经明显缩短。
与此相关的一个有趣的事实,但这仅仅是理论上的。在不增加其有效部分(即“撬棍”本身)长度的情况下,大幅提高这种射弹的初速度是不可取的。迟早会有这样一个时刻,初速度会变得非常快,而穿甲弹的穿透力要么完全停止增长,要么甚至开始略有下降——“撬棍”在飞入装甲后方空间之前就会完全磨损(在与装甲相互作用时会损失长度和质量)。
试
为了了解某种次口径弹丸产生破片的效率,苏联测试人员使用了厚度为70至220毫米的中等硬度钢制均质装甲板,并将其与垂直方向成60度角安装。在其后方0,5至1米处安装了筛状靶——两块3毫米厚的铝板和一块8至10毫米厚的钢板。
发射药使用的是次口径射弹的标准推进剂装药,但改进了推进剂的质量,以模拟弹药从两公里外击中目标的效果。从真正的两公里外发射根本毫无意义——你不可能一次就击中目标。减少装药中的推进剂用量,使射弹的速度相当于飞行了几公里,成本要低得多。
“筛子”捕获的破片分为两类。第一类破片至少能穿透3至6毫米厚的铝板。当然,它们并非威力最大的破片,但足以对战车内部造成严重破坏,甚至可能伤及乘员。第二类破片的杀伤力最强,至少能穿透30毫米厚的铝板。这些“同志”可不是开玩笑的——它们能穿透防弹背心,而且很容易引起火灾或弹药库爆炸。

坦克炮塔装甲上的孔洞,边缘有 APFSDS 特有的花瓣状
那么,哪种射弹更有效呢?
发射全钢3BM9炮弹时,剩余穿深为100-200毫米(如果弹头没有飞入装甲区域,其有效穿深可以达到更大的程度),结果显示炮弹产生了200-300枚破片,可穿透3-6毫米厚的铝板。这些破片的散射角为100-120度。但只有30-2枚“致命”破片能够穿透3毫米或更厚的铝板,散射角为20-30度。
在相同条件下,采用硬质钨合金弹芯的3BM15的测试结果更差。150-200枚破片穿透了3-6毫米厚的铝板,扩散角为110度。只有两枚“致命”破片,扩散角为20度。因此,尽管3BM15的穿透装甲厚度远超标准,但其穿甲效果却更差。
对一枚由重钨合金制成的实心次口径弹丸进行的计算(已通过实测结果验证,结果可靠)表明:与3BM9类似,它会产生约200-300枚破片,穿甲能力较低,扩散角为100度。但会产生多达30枚“致命”破片,可穿透7毫米厚的铝板,扩散角则为20-30度。

钨合金版实心国产“Svinets”(下图)
现在,与配备次口径弹头(其核心位于尾部)的实心钨制尾翼稳定脱壳穿甲弹相比,这部分研究做出了一些细微的改动——将弹头的剩余穿甲深度提高到250-300毫米,以便明确破片量与该指标的关系。
模拟结果显示,由重型钨合金制成的实心尾翼穿甲亚口径弹丸性能更佳,这在意料之中。它产生了3至6枚破片,可穿透300至400毫米铝板,扩散角为100度。“致命”破片数量为20至25枚,扩散角为12度。
“纳德日达”(3MB26)在试射中确实胜出。它产生了200至300枚低穿透力破片,散布角为120度,当然比实心钨合金OBPS弹要小。但它却产生了多达37枚“致命”破片,散布角高达32度。这一优势毋庸置疑——没有其他弹药的破片数量能比它更多。
这一惊人结果的解释非常简单。事实上,位于“撬棍”尾部的核心部分在穿透装甲的最后阶段就开始崩解。这使得它能够在装甲后方空间形成大量具有高穿透力和较大散布角的高速破片。
发现
数字都很好,但您如何解释结果呢?
总的来说,这些小规模的试验和计算清楚地表明了两点。首先,最“致命”破片的数量与总数相比极其微小。其次,射弹的剩余穿甲能力越强,破片数量就越多。当然,在不同的复合障碍物上射击结果会有所不同,但即使没有这些障碍物,整体情况也是清晰可见的。因此,无论何种设计的尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的穿透能力越强,其穿甲效果就越好。
但至于哪种尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)在后装甲作用方面更胜一筹,我们可以肯定地说:设计在其中起着至关重要的作用。在“致命”破片方面,尾部核心的炮弹更胜一筹——无论是全钢制尾翼稳定脱壳穿甲弹还是全车体重型合金炮弹都无法与之匹敌。但它们的穿甲能力本来就较低,而且不可能大幅提升。
实心钨铀弹以及其他紧凑型弹芯炮弹的性能将优于它们,因此它们已成为现代坦克的弹药,从“艾布拉姆斯”主战坦克的M829系列到我们T型坦克的“斯文特”系列。同时,不应认为为了获得更高的穿甲能力,他们放弃了强大的穿甲效果——现代炮弹的有效穿甲部分比老式弹药长得多,这意味着在撞击时会产生一车甚至几车的破片。
该研究仅表明,将不同类型的 OBPS 视为简单的金属“棍棒”是不值得的,唯一的区别是它们的穿透能力。
信息来源:
“重型合金弹壳穿甲次口径弹丸的穿甲作用。” V.M. Bakshinov、S.V. Lomov、V.I. Timokhin
“终端弹道学特刊”。V.A. Grigoryan、A.N. Beloborodko、N.S. Dorokhov 等。
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