萌娘百科祝大家辛丑年新年快乐~
萌娘百科衷心希望新型冠状病毒肺炎疫情早日结束! | 创建原型类条目前请阅读关于原型类条目收录方针变动的公告
针对音乐条目收录范围的修正案(2021.02.20)正在讨论中,欢迎参与!
  • 你好~!欢迎来到萌娘百科!如果您是第一次来到这里,点这里加入萌娘百科!
  • 欢迎具有翻译能力的同学~有意者请点→Category:需要翻译的条目
  • 如果您在萌娘百科上发现某些内容错误/空缺,请勇于修正/添加!编辑萌娘百科其实很容易!
  • 觉得萌娘百科有趣的话,请推荐给朋友哦~
  • 萌娘百科群119170500欢迎加入,加入时请写明【萌娘百科+自己的ID】~
  • 萌娘百科Discord群组已经建立,请点此加入!

穿甲弹

萌娘百科,万物皆可萌的百科全书!转载请标注来源页面的网页链接,并声明引自萌娘百科。内容不可商用。
跳转至: 导航搜索

穿甲弹AP(英文全称:Armor Piercing Shell,日语:徹甲弾)又称动能弹或动能穿甲弹(Kinetic energy penetrator),是利用自身动能来击穿装甲的弹种。

简介

穿甲弹是一种典型的动能武器,依靠弹丸强度、重量和速度,以硬碰硬的方式击穿装甲的炮弹。这种炮弹是为反装甲目标而生的,最初主要用来对付覆有装甲的工事和舰艇,到了20世纪,随着坦克的大规模使用,反坦克的穿甲弹得到了迅速发展。

根据侵彻力学可知,炮弹在穿甲过程中与装甲为相互侵彻关系,为保证在彻底击穿装甲前不被破坏,穿甲弹的主体都是由强度极高的金属材料制成。

种类

穿甲弹主要有以下种类:

图片为便于解说较实物作了简化,仅供参考。
穿甲弹的设计经历过两次变迁。
早期的穿甲弹,即普通穿甲弹,是全口径弹药,整个炮弹由高强度的金属制成,在底部装有少量炸药(红色)(也可以不装)。弹形可以是尖头的(图a)也可以是钝头的(图b和图c),图c中是增设被帽(黄色)的弹药。钝头穿甲弹和被帽穿甲弹因为阻力较大,常在顶端增加一个易碎的风帽(绿色)以降低阻力。
第二次世界大战是首次变迁,出现了次口径超速穿甲弹,炮弹的主体部分是高强度的弹芯(橙色),其底部由弹壳(深蓝)包裹,而顶端仅由被帽(黄色)包裹,弹芯直径小于火炮口径,在攻击目标时全靠它穿透目标,而被帽和弹壳会在命中目标的时候剥落。不像普通穿甲弹,它没有装药,其结构有线轴型(图a)和流线型(图b)两种。
第二次变迁发生在冷战时代,出现了超速脱壳穿甲弹,特点是次口径的弹芯(橙色)由易脱落的弹托(浅蓝)固定,炮弹出膛后弹托掉落,而弹芯以极速飞向目标。分为线膛炮使用的旋转稳定脱壳穿甲弹(图a)和滑膛炮使用的尾翼稳定脱壳穿甲弹(图b)两种。
这些炮弹大多都在底部装有曳光管(灰色),当炮弹飞行时曳光管会留下一道尾迹,炮手观察尾迹的走向能有效地控制火炮。
  • 穿甲弹(Armor Piercing, AP):最基本的穿甲弹,通常也被叫做“普通穿甲弹”用来避免和穿甲弹这个总称混淆。发射后依靠弹头自身的结构强度和巨大动能来将装甲击穿,击穿装甲后利用高速飞溅的装甲碎片和弹头变形破碎后产生的碎片对目标内的人员和设备造成杀伤。最初的穿甲弹弹头是带有一定弧度的尖头,之后人们发现这种结构的弹头在大倾角着弹时侵彻力不佳,甚至炮弹还有可能直接被弹飞,为此便诞生了钝头穿甲弹。
  • 半穿甲弹(Semi Armor Piercing, SAP):又称穿甲高爆弹(Armor Piercing High Explosive, APHE),是一种介于穿甲弹和高爆弹之间的弹种。弹头主体与传统穿甲弹基本相同,但在后部挖出了一个空腔,在空腔内装有炸药和弹底延迟引信。穿透装甲一段距离后引信将炸药引爆,以爆炸产生的破片和冲击波为主要杀伤手段。这种弹药最初由舰炮和防空炮使用,在二战时为了增大击穿后效,各国也将其使用在坦克炮等直射火炮上。
  • 风帽穿甲弹(Armor Piercing Ballistic Capped, APBC):由于钝头穿甲弹的风阻较大,为了解决这个问题,在钝头穿甲弹前面加个软金属制成的风帽可以有效降低风阻系数。击中目标时风帽破碎,不会影响穿甲弹主体的穿甲性能。
  • 被帽穿甲弹(Armor Piercing Capped, APC):为了应对开始大量运用的表面硬化装甲而诞生的穿甲弹。这种炮弹的弹头前焊接上了一个钝头被帽,被帽主体材料与弹头相同或相近,在碰撞装甲时,被帽先撞碎装甲的渗碳表面,同时被帽受力变形,从而使担负主要穿甲任务的弹头免遭破坏。钝头被帽也起到跟钝头穿甲弹一样的作用,在击中倾斜装甲时会产生转正效应,减少跳弹几率,增大入射角度保证穿深。
  • 被帽风帽穿甲弹(Armor Piercing Capped Ballistic Capped, APCBC):与钝头穿甲弹一样,被帽穿甲弹的钝头被帽会极大影响炮弹的气动,于是人们便在被帽前加装一个风帽,解决了气动问题。
  • 硬芯穿甲弹(Armor Piercing Composit Rigid, APCR):又称高速穿甲弹(High Velocity Armor Piercing, HVAP)(国内部分文献称次口径超速穿甲弹),是为了应对越来越厚的坦克装甲而诞生的炮弹。弹头主体是一个口径较小的弹芯,由钨合金等高强度高密度材料制成,包裹弹芯的是与主炮口径相同的弹托,由轻金属制成。击中目标时,重量相对较大的弹芯从弹托中被“挤出”,继续侵彻装甲,轻质弹托在脱离弹芯后只会留在装甲外。相比全口径穿甲弹,这种穿甲弹弹头的重量较轻,并且弹芯的口径小,故拥有较快的出膛速度和优于传统穿甲弹的垂直侵彻力。
    • Armor Piercing Composite Non-Rigid, APCNR:另类的硬芯穿甲弹,由纳粹德国特有的锥膛炮发射。其特点是有两个软性裙边弹带,发射时锥形炮管会不断挤压弹带,锥膛炮有更好的闭气能力,以期许更高的初速。但锥膛炮并未被大规模采用,这种另类弹药也随着锥膛炮很快就消失在历史的舞台上。
  • 脱壳穿甲弹(Armor Piercing Discarding Sabot, APDS)(国内部分文献称超速脱壳穿甲弹):这种弹药是英国人在二战中基于硬芯穿甲弹改进而来的产物,与硬芯穿甲弹不同的是,弹托被设计为出膛后脱落。由于线膛炮让炮弹发生自旋,在出膛时弹托因为离心现象以及空气阻力脱离弹芯,最终只有弹芯飞向目标。因此比起硬芯穿甲弹,这种炮弹拥有更好的气动外形,弹道和侵彻力也更佳。初期的脱壳穿甲弹也有跟尖头穿甲弹一样的毛病,后来人们便在弹芯的头部加装了与APCBC一样的被帽和风帽,提升了倾斜装甲着弹的穿深。
    为了和后来出现的尾翼稳定脱壳穿甲弹区分开来,这种穿甲弹也被叫做旋转稳定脱壳穿甲弹
    • 尾翼稳定脱壳穿甲弹(Armor Piercing Fin-Stabilised Discarding Sabot, APFSDS):为配合最新研发的滑膛炮,苏联人在上世纪60年代基于脱壳穿甲弹研发出了尾翼稳定脱壳穿甲弹,此后各国便开始效仿这种设计,发展到现在已经成为了现代主战坦克的标配反装甲弹种。这种炮弹为长杆式设计,整体就像是一根箭,长径比极大使得其拥有惊人的穿甲能力,穿杆尾部装有稳定尾翼,并与脱壳穿甲弹一样在穿杆的外部有一个与主炮口径相同的弹托。弹托在炮弹出膛后利用空气阻力脱离穿杆,与脱壳穿甲弹不同的是,由于没有了膛线的作用,穿杆在飞行过程中并不会发生太大的旋转,是通过尾翼来保持飞行稳定。目前穿杆的最佳材料主要有三种:合金钢、钨合金和贫铀合金。
      我们现如今常说的“脱壳穿甲弹”一般就是指这种弹药,通常简记为“脱穿”。
  • 易碎穿甲弹(Frangible Armor Piercing, FAP):这种穿甲弹的弹芯经过人为处理(例如对用作制造弹芯的钨合金等材料进行渗铜处理)使得上面有着许多细微的裂纹,形成集中应力的效果。在弹头击中目标时,应力达到临界值之前,微裂纹将稳定存在,只有应力超过临界值,细微的裂纹才会扩大造成断裂,弹芯最终形成大量高温高速的破片。这种炮弹拥有比传统无装药弹更强的击穿后效,但由于牺牲了一定的结构强度,导致其侵彻力逊于传统穿甲弹,所以这种炮弹一般只用来针对轻装甲目标。
    • 易碎脱壳穿甲弹(Frangible Armor Piercing Discarding Sabot, FAPDS):结合了易碎穿甲弹脱壳穿甲弹特点的穿甲弹。这类弹药目前由口径相对较小的自动炮使用,比如步战车上的机炮,以及水面舰船的近防炮系统。
  • 横向效应增强型穿甲弹(Penetrator Enhanced Lateral Efficiency, PELE):一种采用横向效应增强对装甲后目标杀伤力的新型炮弹。PELE的弹体与传统的穿甲弹相同,仍由钢、钨等高强度材料制成,但是弹体内部挖出了一个空腔,空腔则用塑料、铝等低密度材料填充。当击中目标时,弹体的高强度材料侵彻装甲,而空腔内的低密度材料因受力而膨胀,膨胀到达一定程度后,弹体外壳由于承受不住内部压力而炸裂,释放巨大的能量并飞溅出破片进行杀伤。此种新型炮弹可以做到无需任何装药即可造成范围杀伤。
  • 主动横向效应增强型穿甲弹(Active Lateral Penetrator, ALP):是在PELE的基础上改进而来,主动利用横向效应进行杀伤的炮弹。炮弹内部装有少量炸药,在击中目标后炸药爆炸,爆炸的压力场经惰性传导介质(例如液体、气体或者金属)传输给弹体外壳,引起炮弹炸裂而生成高速飞溅的金属破片。

在ACGN作品中的出现

  • 在《坦克世界》《战舰世界》之类的特别需要对炮的游戏里,穿甲弹是绝对的常客。
  • 在《合金弹头2》《合金弹头X》和《合金弹头3》中,穿甲弹是一个可以让SV-001原本打下坠弹道的炮可以打出平直弹道的道具。
  • 在《战舰少女》中,存在日本的91式穿甲弹、1式穿甲弹和美国的超重型穿甲弹。

Gallery

这是猎虎使用的12.8cm被帽风帽穿甲榴弹。纳粹德国非常喜欢使用穿甲榴弹,在二战中使用的穿甲弹除了硬芯穿甲弹之外几乎都是带装药的。
图中的是纳粹德国7.5cm Pak41锥膛反坦克炮所使用的两种炮弹:APCNR(左)以及没有硬质弹芯的训练弹(右)。
美国M829A2 APFSDS的结构示意图。
可以看到,穿杆的头部并不是尖头而是阶梯状的钝头,弹药整体的设计仍然有着许多APCBC的影子。这一时间段内的APFSDS基本都为钝头杆体+尖头风帽的设计。
DM53(上)与M829A3(下)的剖面图。
相比前代型号,M829A3不再是采用中空风帽而是将一小节尖头合金钢穿杆装在主穿杆的前部,目的是用来针对以“接触5”为代表的可以削减长杆穿甲弹穿深的重型爆炸反应装甲。当击中目标后,钢制穿杆将反应装甲引爆,让炸出的抛板将刚制穿杆打飞以抵消作用力,保证贫铀合金穿杆不被破坏,能继续侵彻主装甲。
但是由于穿杆直径从系列传统的22mm增加到了26mm,为保证长径比穿杆的长度也跟着增加,穿杆整体重量上升不少。虽然换装了强力发射药,但是由于穿杆实在太重,导致M829A3的炮口初速仍为系列最低,仅有1555m/s。低速重弹是美利坚特色,不爽不要来
当然,不是所有的APFSDS都是长杆弹,在脱穿的大发展时期也出现过短杆弹之类的“异端”。
图为苏联3BM15穿甲弹的弹头剖面。为了解决前代3BM9钢制弹体穿透力不足的问题毛子当时造不好一体式穿杆也是原因之一,苏联人选用了硬芯穿甲弹的思路,将一枚碳化钨弹芯装在飞行体前端,负责击穿装甲的就是那枚弹芯。然而这种设计导致苏联一票细钨芯弹的斜穿和后效烂的令人发指