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卧看春秋负平生

[转帖](4)稳定尾翼脱壳穿甲弹

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穿甲弹是靠动能穿甲的, 那么怎样增加动能呢? E=1/2mv^2, 只有两个途径: 提高
炮弹初速及增大炮弹质量.


捡弹地说, 炮弹的初速 Vo=(2^(1/2))PAL/M. 式中P为平均堂压, L为炮管长度,A为炮口截面积, M为弹头质量. 为增大动能, M只能增大, 不能减小, 那么显然要增加Vo, 就只有增大P, A, L中的一项或多项. 膛压的增大需要以材料和加工工艺 做基础, 这方面较差的话, 有时就不得不加大炮管长度了. 增大炮弹质量, 要求更强的推力才能达到较高的速度. 当代坦克主炮中线膛炮差不多已绝迹, 主流都是滑膛炮. 线膛炮虽然可使炮弹飞行中更稳定, 但同时也使部分能量消耗在旋转上了, 而且空气的阻力也增大15%左右. 现在已有办法解决炮弹稳定的问题, 不再 需要在炮膛刻线了. 虽然在现代坦克中采取了很多措施, 但推进火药爆炸产生的能量的利用率仍然不高. 我查到的一组数据是这样的: 只有约1/3弱分配给了炮弹的直线运动, 其它未燃发射药的残留能量约44%, 炮管和炮弹的加热升温约20%, 燃烧气体的热运动约3%, 弹头的旋转和对炮身的反作用各小于0.2%. 这里应该有潜力可挖.


增大炮弹质量的方法不外叁个, 增大直径, 长度和比重, 实际上, 这叁种手段全用上了. 二战时, 也可能战争史上最杰出的坦克当属苏联的T-34, 它有两种基本型号, 即早期的T-34-76和后期的T-34-85, 主要区别是分别装备了76mm和85mm主炮. 当代主战坦克的主炮口径, 西方国家为120mm, 中俄为125mm, 各国在研的基本上都是140mm. 为增大单位面积能量, 如前所述, 当代的APFSDS的弹芯使用了高 硬度的重金属, 主要是钨合金和贫铀. 此外还增大了炮弹长度, 炮弹的长径比一般在10:1以上, 甚至可以到30:1, M1A1的120mm 贫铀APFSDS的长径比就为20:1.长径比超过6:1, 炮弹在飞行中就会不安定, 解决的办法是加上稳定尾翼, 制成APFSDS. 这种长杆式的炮弹有一个无法克服的缺点是易受气流的影响, 这就要求战车的火控系统能根据第一炮的弹着点迅速做出修正, 打出第二炮, 如果第二炮还不中, 那恐怕就再也没有机会了.

当代的APFSDS的弹芯使用的重金属, 主要是钨合金和贫铀. 美军使用贫铀弹; 中俄等主要用钨合金弹, 虽然两国也生产少量的贫铀弹, 但是似乎目的都是为了出口, 并未在本国军队中列装. 贫铀比重大一些, 但加工困难; 钨合金弹比重略小, 但加工性能好. 德国的120mm钨合金弹含钨 90%, 镍7%, 铁3%, 比重17.1克/立方厘米; 美国的120mm贫铀弹含铀-238 99.25%, 钛0.75%, 比重18.6克/立方厘米. 贫铀弹会造成严重的污染, 我打算在后面谈这个问题. 美军使用贫铀弹, 确实有些有苦说不出. 钨合金弹与贫铀弹的性能相差无几, 但是只有中俄富有钨资源, 其中中国的钨矿储量占世界的80%, 虽然赶不 上稀土, 也算是得天独厚了.

穿甲厚度如无特别说明一般是指在2000米的距离上垂直击中目标时击破的标准钢装甲的厚度. 这里还有个问题, 就是同一门炮发出的炮弹, 其能量差可达正负10%. 不同国家定义的穿甲概率分别有80%, 100%不等, 美国的定义为50%--意即该弹在2000米垂直击中某厚度的标准钢装甲时, 击穿概 率为50%. 国际上比较流行的是美国的定义. 这里设对某装甲穿甲弹的碎片刚好50%贯穿时需要的速度为V50, 击中目标的瞬间速度为Vs, 炮弹质量为M, 被击穿的装甲的质量为m, 那么在时刻t炮弹的速度
Vt=[M/(M+m)](Vs^2-V50^2)^(1/2)

由此可见增大装甲的比重可增强防护能力, 这就是美军使用贫铀装甲的原因. 另
外, 对防御方来说, 弹体较长的穿甲弹击中倾斜装甲时炮弹会发生旋转运动, 因
此可通过使用多重复合装甲逐渐改变弹道方向.


M1A1的120mm APFSDS, 弹重近5公斤, 其它的120mm或125mm弹的重量与之相似, 炮
弹的初速大都在每秒1500米或1600米以上. 俺常想, 以如此之高的能量砸到坦克
上, 即使没有穿透装甲, 里面的乘员恐怕也会被震得晕头转向. 可实战结果似乎
并非如此, 俺常为此感到奇怪. 此外, 坦克里面的火控系统等的耐震性能应是非
常地好, 远非汽车里的CD可比, 呵呵.

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