使用者:N6 Marksman/破甲彈
破甲彈是現今反坦克用化學能彈的主流,大量用於坦克炮彈,反坦克導彈以及手持反坦克火箭彈上。
概述
原理
其作用的核心原理便是門羅效應。
破甲彈在彈頭前部裝有一個通常為銅製的藥型罩,藥型罩後面裝有炸藥,前面為中空。藥型罩主流為錐形,也有半球形和喇叭形等,錐口朝前,錐尖朝後。引信將裝藥從底部引爆後,爆轟波不斷向前傳播,爆轟的壓力衝量使藥型罩近似地沿其法線方向依次向軸線塑性流動,其速度可達1000-3000m/s,稱之為壓垮速度,藥型罩在軸線上閉合形成直徑為幾毫米的,能量密度更高的金屬射流,射向坦克的裝甲,把裝甲衝出一個洞。
其殺傷效應與穿甲彈類似。擊穿裝甲後,能量未耗盡的後部射流繼續向前飛行,而因侵徹裝甲消耗掉能量的部分則在後部推力的推動下,連帶着侵徹裝甲時崩出的裝甲碎片一起以穿出的洞為頂點呈一定角度在車內空間散開,毀傷車內設備和人員。
破甲彈侵徹裝甲的能力主要由以下幾種要素決定:
- 藥型罩:由於藥型罩是形成金屬射流的關鍵部件,其質量和結構直接影響了破甲彈的侵徹力。一般來說,喇叭形的藥型罩性能最佳,但為了降低生產成本,目前破甲彈使用的藥型罩絕大多數為錐形。
- 裝藥:破甲彈依靠的是炸藥的化學能,因此選用的炸藥越猛烈破甲彈的性能越好。並且可以通過改進裝藥結構,讓爆轟波形改變,從而優化藥型罩的受載,提升穿深。
- 炸高:即彈頭爆炸時藥型罩口到目標表面的距離,不同的彈頭結構都有其最佳炸高,炸高合適的情況下能將彈頭的破甲能力發揮至最大。炸高過大和過小都會影響性能,太小會導致射流未完全拉伸就擊中目標,太大則會引起射流的質量分散使得飛行速度下降。
誤區
由於破甲彈的英文縮寫是HEAT,很巧合的跟英文單詞「heat」相同,所以很多不知道聚能原理的人就會望文生義,將破甲彈認為是使用高溫來熔穿坦克裝甲,並將殺傷機理與高爆燃燒彈劃等號。但實際上根本就不是這樣。
破甲彈爆炸後產生的金屬射流溫度只有500~600攝氏度,而銅的熔點為1083攝氏度,所以金屬射流並不是熔融狀態的銅,而是藥型罩受到極大壓力後變為近似流體的狀態。同理,其溫度遠遠低於鋼鐵的熔點,因此並不是利用高溫來熔穿裝甲達到擊穿效果。
實際上錐形裝藥是通過極高的壓力在裝甲上打出洞來,就如同高壓水槍切割鋼板一樣。
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應用
聚能彈隨着門羅效應提出後開始運用於軍事領域,在西班牙內戰中,納粹德國干涉軍使用的槍榴彈就屬於這類武器,但這類彈藥仍然不算是破甲彈。真正意義上的破甲戰鬥部是由瑞士人亨利·莫豪普特(Henry Mohaupt)發明的,在二戰爆發前他將專利賣給了各個國家,因此各國在二戰爆發後都掌握了這一技術,相繼研製出了自己的破甲彈。
破甲彈並不需要依靠自身動能來擊穿裝甲,因此發射成本遠低於動能反裝甲武器,故在二戰中,各國便開始大量運用破甲戰鬥部,以「巴祖卡」為代表的單兵反坦克發射器使用的都是破甲戰鬥部,在坦克上也有使用破甲彈。但破甲彈並未在坦克上大放光彩,主要原因是因為由線膛炮發射時炮彈會高速旋轉,離心現象使得射流在運動過程中發生扭轉、斷裂以至分散,導致侵徹力下降,這是破甲彈的缺點之一。
為此在戰後,蘇聯設計師去除了火炮膛線,將炮彈改為尾翼穩定,便誕生了世界上第一款滑膛坦克炮2A20(U-5TS)以及第一款滑膛反坦克炮T-12。而法國則另闢蹊徑,將破甲彈設計成內外兩層,中間間隔滾珠軸承,在炮彈飛行時,外部因膛線高速旋轉,而內部只能得到一個較低的轉速,從而達到抗旋的目的,其中的產物便是著名的G型破甲彈。其他國家也開始着手對線膛炮用破甲彈的改進(如加裝活動彈帶和使用錯位抗旋藥型罩等),以保證自家線膛炮發射破甲彈的能力。
60年代後,破甲彈已成為主要的反裝甲彈種,其對傳統均質鋼裝甲的毀滅性效果促成了西方一代「裝甲無用論」坦克的誕生,產物就有西德的「豹」1型坦克和法國的AMX-30主戰坦克。破甲彈同時也推進了蘇聯和以色列對複合裝甲和反應裝甲的研究。
由於後續殺傷依靠的主要是藥型罩形成的金屬射流,相比穿甲彈來說,破甲彈射流無論是質量還是體積都遠遠小於穿甲彈的彈頭,因此擊穿後效不如穿甲彈。英軍的「挑戰者2」坦克曾在伊拉克被RPG-29從正面的複合裝甲未覆蓋區域那個正面投影面積奇大無比的3英寸紙褲襠擊穿,除了駕駛員被穿出的射流擊中導致他雙腳截肢外並未造成其他關鍵性的毀傷。破甲彈如果想要一擊摧毀目標,則必須要命中裝甲車輛的關鍵要害,如油箱和彈藥架等。
雖然坦克進入了滑膛炮時代,但是坦克用破甲彈依然得不到質的飛躍。尾翼穩定相比自旋穩定來說最大的一個缺陷就是存能不佳,而破甲彈由於自身結構的緣故不可能使用跟長杆動能彈一個級別的膛壓來發射,故炮射破甲彈的下墜不是很理想;而且現代主戰坦克的正面均有複合材料裝甲甚至爆炸反應裝甲的保護,對破甲彈射流的防護能力極佳,在坦克的正面對戰中破甲彈基本起不到什麼作用。因此炮射破甲彈一般只用作攻堅或中近距離內擊毀敵方輕裝甲以及坦克競賽。
儘管有着以上的缺點,但還是因為其發射成本低、侵徹力不受自身動能影響等緣故,破甲彈並未被取代,現在仍在各國軍事力量中大量使用。
破甲彈發展到了現在,已經有了不少的變種。有為了應對爆炸反應裝甲而誕生的串聯破甲彈,例如RPG-7使用的PG-7VR戰鬥部,其為大小兩個破甲戰鬥部串聯,擊中目標後前部的小型戰鬥部先將反應裝甲引爆,接着主戰鬥部再將沒有反應裝甲保護的坦克主裝甲擊穿。一些國家則通過改進破甲彈戰鬥部結構,以犧牲一定侵徹力為代價增加了破甲彈的爆炸殺傷範圍,使其對步兵、建築、碉堡、直升機等軟目標同樣具有破壞力,稱為多用途破甲彈(High-Explosive Anti-Tank Multi-Purpose, HEAT-MP),如西德的12cm DM12破甲彈以及美國的M830A1破甲彈等。
有趣的是,破甲戰鬥部不只是可以用來當做「矛」,也能作為抵擋反裝甲武器的「盾」。烏克蘭的「利刃」爆炸反應裝甲便是如此,它把數個凹槽型的藥型罩封裝在裝甲內,裝藥爆炸後射出一道道金屬射流,意圖將破甲彈射流甚至長杆穿甲彈的彈體切斷,從而削弱來襲炮彈的反裝甲能力。「利刃」目前裝備於T-84主戰坦克上,據官方所稱,其防護性能是蘇聯「接觸5」反應裝甲的2~3倍。
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