脫殼穿甲彈為什麼要脫殼?

彭國放


首先可以先想一下為什麼弓箭要比彈弓殺傷力大?其主要原因在於細長的弓箭在飛行過程中所受到的阻力極小,並且由於箭桿的作用在相對大的質量上只具備極小的接觸截面,因此弓箭在殺傷力、殺傷距離和穿透力等指標上完勝彈弓。

同樣的道理也適用於穿甲彈彈上。脫殼穿甲彈是一種次口徑彈藥。利用大質量狹長的箭形彈芯完成了和弓箭相同的攻擊動作。

那為啥要脫殼?直接弄成一個小口徑炮管發射細細的彈頭不就可以了嗎?原因出在物理學問題上!

初中物理書上講到壓力問題的時候往往會寫是多少多少大氣壓,壓強是多少多少帕斯卡。但要注意一點是壓強的真正單位是 牛頓/平方米 這樣的書寫格式。因此在膛壓相同的情況下,作用的截面積越大則物體所受到的壓力也就越大。

如果是一個小炮管發射脫殼穿甲彈的彈芯的話,由於單芯潔面太小,因此所受到的力f也就很小,彈頭很難獲得極高的初速。

因此彈藥設計師就考慮增加彈頭所受的力量。最簡單的辦法就是加大截面了。在劍形的彈芯外面加一個彈託這樣在開炮的時候由於截面增大炮彈所受到的力量f也就顯著的增大了。

這就是彈芯的作用,壓強公式 p=f/s 推導 f=p·s,加速度公式 a=f/m,在增大彈丸截面s則可以最終使彈丸獲得更大的加速度。

同時這裡的m中包含m1彈芯質量和m2彈託質量。如果在開炮後彈託和彈芯分離那麼m1:m2越大則彈芯所保留的能量也就越大。這也是為什麼彈芯使用密度大的金屬製成,而彈託都是輕質量的鋁合金的原因了。

再有就是彈託在離開炮口後失去了炮管對其的約束,在氣動設計上就會直接分離使彈芯高速的飛向目標。

這時候的彈芯從原理上則和射出的弓箭相同了。


軍武數據庫


尾翼穩定脫殼穿甲彈縮寫:APFSDS,是目前反坦克使用的主要彈種之一,一般由大口徑滑膛炮發射(英國採用線膛炮發射),脫殼穿甲彈的威力一般也是衡量坦克火炮威力的最重要的標準。

穿甲彈的威力取決於炮彈擊中目標時的動能(速度、質量)和炮彈材料自身的物理特性。穿甲彈在炮膛中被髮射藥加速出膛之後只受阻力和重力的作用,為了使穿甲彈在擊中目標時仍然存有較大的速度,穿甲彈在設計時就必須採用有利於減小阻力的形狀。

根據基本的物理學知識,彈體越細,阻力越小。但是考慮到火炮口徑是一定的,科學家們想出了用一個輕質彈託把穿甲彈彈體夾在中間,彈託的口徑與大炮口徑一致,穿甲彈被做成細長的桿狀,出膛之後彈託由於阻力的作用自動脫落,彈體沿著炮管指向繼續飛行,這就是“脫殼”一詞的由來。為了保證細長的彈體在飛行過程中的平穩和精度,在製造穿甲彈時,在尾部安裝有四片尾翼,成十字形排列,故稱“尾翼穩定”。

實際上就是炮彈做細了,穿透能力增強,但是太細的炮彈無法使用大口徑的坦克炮給發射出去,所以為了解決這個問題,就在細長的炮彈外面給包上一圈彈託,這樣就可以使用坦克的主炮來射擊了,彈託在炮膛內時由於受到炮膛的約束不會散開,但是一旦被髮射出炮膛後,經過空氣的阻力就會分離,這樣就只剩下帶尾翼的彈體朝著目標飛去,這樣可以有效發揮它速度快,衝擊力強大的特性。

與線膛炮發射出去的炮彈不同,滑膛炮發射的尾翼脫殼穿甲彈上加裝的尾翼是為了讓彈體保護一個旋轉姿態,這樣有利於保持射擊精度。而線膛炮發射的炮彈本身就是一種旋轉方式,因此不需要裝尾翼來保持旋轉。

下面用圖片來直觀說明一下:

堅固的金屬棍,比如鎢合金和貧鈾合金由於質量密度大堅硬,可以用來射穿裝甲板。

通過高速的衝擊力再利用自身的堅硬彈體逐步來穿透裝甲

穿透裝甲板

為了讓彈體在飛行時保持穩定並減少阻力讓其飛得更快,採用這種前端尖頭,後端裝尾翼的造型

這種細長的炮彈裝進坦克炮裡是無法被髮射的

為了讓它順利發射出去,就被其設計了彈託。

炮彈發出炮膛瞬間,加固彈託的金屬環被破碎散開

隨後彈託也散開

只剩下彈體向前繼續高速飛行

最後彈體依靠強大的衝擊力射穿目標


鼎盛軍事


首先,穿甲彈全名叫“次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈”。

我們都知道,不論是子彈還是炮彈,發射出去都是高速旋轉的,利用的是陀螺穩定原理。因此,槍管兒和炮管兒裡都有膛線,為的就是讓發射出去的彈丸產生旋轉。

但是,現代坦克幾乎都是滑膛炮!!!幾乎都是滑膛炮!!!幾乎都是滑膛炮!!!重要的事情說三遍!!!

採用滑膛炮的原因就是為了發射“次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈”(後面稱穿甲彈吧,簡單一點)!

這要從穿甲彈的結構說起,說白了穿甲彈的彈芯就是一個重金屬的杆兒,後面有幾片尾翼,當然還有發射藥。這個重金屬的杆兒的直徑大大的小於坦克炮的口徑!!!這就是“次口徑”的由來!!!那麼怎麼把這個小於口徑的杆兒發射出去呢?在這個杆兒上還有彈托兒!發射藥點燃後,火藥氣體推動彈託,彈託帶著重金屬桿兒飛出炮口,飛出炮口的瞬間,彈托兒就均勻的飛散。彈托兒能不能均勻飛散開是影響穿甲彈射擊精度的重要指標!!!

金屬桿兒利用的是慣性穩定原理!!!慣性穩定原理!!!慣性穩定原理!!!

金屬桿兒低速旋轉的高速向前飛行,直到命中目標。

以上就是穿甲彈要脫殼的原因。

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永l喜歡兵器和攝影


脫殼穿甲彈也稱超速脫殼穿甲彈。它只在膛內保持彈丸是適口徑的。彈丸出炮口以後彈託自行脫落,彈殼後的飛行彈體高速飛向目標,這也是它與次口徑超速穿甲彈的主要區別。

這種類型炮彈彈丸的整體重量比同口徑整體均質彈丸的重量輕。在同樣的發射條件下,它能夠獲得的初速比同口徑整體均勻彈丸的大。脫殼後飛向目標的彈體直徑小,且材料密度大,增大了著靶時的比動能,提高穿甲能力。



超速脫殼穿甲彈主要由飛行彈體和彈託兩部分組成,根據其採用的飛行穩定方式不同,超速脫殼穿甲彈可分為旋轉穩定式和尾翼穩定式兩種類型。旋轉穩定式脫殼穿甲彈是在次口徑超速穿甲彈的基礎上發展起來的。尾翼穩定的脫殼穿甲彈也叫杆式穿甲彈,它有滑膛炮發射和線膛炮發射兩種類型。儘管配用的火炮不同,但是它們的穩定方式相同,結構也基本一致。


在十字路口等等你


現代坦克在攻擊其他坦克目標時會使用脫殼穿甲彈,不管坦克搭載的是滑膛炮還是線膛,這差不多算是常識。穿甲彈的功能是擊穿坦克厚厚的裝甲,在坦克內部造成傷害。在二戰時,坦克使用的都是不脫殼的穿甲彈,二戰後才開始普及脫殼穿甲彈。“脫殼”是脫殼穿甲彈最大的特點,那脫殼穿甲彈為什麼會脫殼呢?這樣有什麼好處嗎?

首先脫殼是為了提高炮彈的“比動能“。“比動能”是炮彈與目標接觸的的橫截面積和其動能之比。在長期的實驗中,人們發現“比動能“越高的炮彈穿甲能力就越強,數學計算也證明了這一點,於是人們就開始研究“比動能”大的結構,最終研製出了脫殼穿甲彈。讓坦克可以一炮擊穿幾百毫米的鋼板。那為什麼這項技術不給戰列艦用呢?這是因為坦克裡面的空間太小,穿甲彈只要擊穿就能給坦克帶來殺傷。而戰列艦實在太大,炮彈必須裝有炸藥才能傷害它,所以戰列艦並不適用脫殼穿甲彈。

其次脫殼是為了降低炮彈受到的空氣阻力,這個應該很好理解,就是在一定速度下,直徑越小的炮彈受到的阻力越小,最終速度也就越高。脫殼穿甲彈本來就沒有普通穿甲彈那麼笨重,在脫去外殼後只剩下裡面細細的彈芯,阻力自然就小很多。一定範圍內,炮彈速度越高,射程就越遠,穿甲威力就越大。不過雖然初速度高達1700M/S,但現代脫殼穿甲彈的射程並不遠,這是因為高速度的反作用——速度太高,空氣加熱非常厲害,穿甲彈的尾翼在一秒左右就會燒掉大半,尾翼燒沒後就會翻滾,這時自然就談不上威力和精度了。


浩漢防務論壇


現階段穿甲彈結構的發展都是為了提高穿甲而設定的。如果學習毀傷理論可以瞭解到穿甲彈穿甲主要與斷面密度有關係,也就是說穿甲彈結構來講要做到細長,同時也要求彈體材料總有很大的密度。但是火炮火力是與口徑有關係,一定限度內火炮口徑越大火炮威力越大。為了要達到良好的穿甲效果就要克服火炮口徑與彈體直徑的矛盾。於是脫殼穿甲彈應運而生。

彈體上包著外殼可以滿足細細的彈體可以獲得大口徑炮膛內火藥燃氣足夠的推動力。將彈體加到高速。但是出膛後彈殼又會受到很大的阻力,所以將彈殼設計成分裂式,出膛後依託著空氣阻力會產生一個徑向力,從而撕裂彈帶,這樣彈殼就成功脫落。由於脫殼穿甲彈出膛後會脫殼,所以不適合伴隨補兵前進使用。

現階段坦克上搭載著滑膛炮,這樣彈體受到的軸向阻力就會更小。為了使穿甲彈出膛後奔向目標能有更好的穩定性,便在穿甲彈尾部裝上了尾翼。所以穿甲彈全程可以稱之為:尾翼穩定超速脫殼穿甲彈。

簡要概述一下脫殼穿甲彈穿甲機理。穿甲彈穿甲分為三個階段:開坑,衝塞和侵徹。

彈體與目標靶板接觸時彈體與靶板表面形成高溫高壓高應力區,於是彈體和靶板同時破裂,融化。破裂殘渣沿著坑切線飛出。就這樣彈體和靶板同時消耗,直到殘留彈體擊穿靶板。所以脫殼穿甲彈所形成的彈坑有明顯的金屬液體流動的痕跡。

脫殼穿甲彈彈體撞擊到靶板時主要失效形式有:彈體由於壓桿失穩折斷和彈體由於劇烈擺動而折斷。所以在設計穿甲彈彈體結構是要做到合適的長徑比。

小便不才沒有配圖!!


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脫得這層殼咱們一般管他叫做彈殼(qiao四聲),這個部分主要起到彈藥的上下定心部和彈帶的作用。一般彈殼的動能為彈藥總體動能的10-20%,但是其作用太大了,以至於沒辦法忽略掉。

如果學習過火炮概論和彈藥內彈道學的人應該知道,彈藥在膛內加速有幾個精度上的要求:

第一個就是火藥密封性的要求,氣密性好,炮彈承受的膛壓越高,加速度越高,炮口初速越高。

第二個就是徑向精確度,這個是由彈藥的上下定心部決定的,定心長度越長,彈藥的徑向精確度越高,炮彈出膛瞬間速度矢量方向與炮管指向方向的夾角越小,其總體精確度越高。

APFSDS彈藥的核心思想就是將足夠多的動能作用在彈芯上,同時減少彈藥在空氣中能量的損耗,儘可能的提高彈藥的彈道末端動能,以增加炮彈的侵徹深度。

因此在設計APFSDS彈藥的時候需要保證彈芯擁有較高的彈徑比,較穩定的安定面,較低的空氣阻力,同時擁有較高的能量轉化率。但是其獨特的箭型彈藥使得其在管內加速和定心非常困難。因此,加裝可脫式彈殼是非常好的選擇,既可以保證彈芯獲得較大的動能的情況下也能獲得良好的定心作用,同時又不影響空氣外彈道特性。

可脫彈殼要求擁有較低的質量,較高的抗屈服強度,不容易變形,同時也不能太脆。綜合以上考量,彈殼一般採用航空級6066-T6鋁合金和更昂貴的7075-T6鋁合金。而目前最好的彈殼材料是複合材料+碳纖維構成的新型彈殼,幾乎是最完美的彈殼材料,唯一的缺點就是價格突破天際。

值得一提的是線膛炮發射的脫殼穿甲彈一般採用滑動彈帶和穩定式定心部,這個是為了防止線膛炮使彈芯擁有自旋力影響炮彈的外彈道性能。畢竟尾翼穩定和自轉穩定有一個就夠了,雙倍的快樂是不存在的,會打架的!


軍事觀察員東旭


脫殼穩定尾翼穿甲彈是現在坦克主流的一個彈種,至於問題主所說,質量減少,然後他的動能也就降低,但是事實上觀察下以前的坦克炮彈的話,你就會發現事實上,質量並沒有降低。

首先我們看一下次口徑穿甲彈,整個炮彈最終起作用,也就是炮彈的前端,這裡借用下其他問答主的一個圖片。

我們看到整顆炮彈真正起到殺傷效果的,炮彈前端那一段彈尖。

但是脫殼穩定尾翼穿甲彈,他現如今的發展是整個一根長杆兒都快戳到坦克炮彈的底部,與此同時,這一根長杆,他的裡面的材質不再是純鋼製,而是選擇鎢合金或者貧鈾的材質,密度大大增高,整個碩大的銅質彈殼裡面裝的大部分是火藥並不伴隨炮彈的有效殺傷部分一起飛出火炮。

而且貧鈾有著自銳效應,可以說大大增加了脫殼穩定尾翼穿甲彈的穿甲深度。

與此同時,關於殺傷力的部分很多人認為傳統的穿甲彈,由於他最終穿透的口徑比較大,所以能夠造成更大的殺傷。實際上,這一點是無稽之談,只有坦克我說過很多回了,坦克是將所有的彈藥,燃油人員傳動裝置,火炮裝置關的設備等封閉在一個狹小的空間內,可以說是一個極致的封裝罐頭,只要炮彈穿透了裝甲,輕則引起燃油燃燒中,則整個坦克的彈藥直接殉爆。

與此同時,傳統的穿甲彈他的穩定他的彈藥軌跡的方式就是通過自身的旋轉,也就是坦克體內的膛線對坦克炮彈本身進行切割,然後在坦克炮管內部炮彈,形成了一種強大的自旋力量,但是脫殼穩定尾翼穿甲彈它本身的彈拖,就是為了防止飛杆在飛出炮管的時候,與炮管內壁發生摩擦影響他的飛行軌跡,他的飛行穩定,全是靠在尾翼,不能穿甲彈,此時脫殼穩定尾翼穿甲彈他的飛行的時候旋轉力越小,它的穩定性也就越高。

這個時候巨大的彈託,除了增加迎風面積,增加摩擦力以外,似乎也沒有什麼其他的作用。


漩渦鳴人yy


主要是為了減少空氣阻力,不得不脫殼。儘管在相同速度下,質量越大,動能越大。但是在高速情況下,如果不脫殼,空氣阻力會嚴重的干擾彈丸在空氣中的飛行狀態,使得彈丸速度變低,從而沒有足夠的能量來穿甲。

脫殼穿甲彈的鼻祖可以說是次口徑穿甲彈:

次口徑穿甲彈(APCR)的核心是直徑更小的高硬度鎢合金,外面加上軟質彈託,適配與發射火炮的口徑,彈丸發射後,彈託與彈芯一起飛向目標。

在撞擊裝甲後,硬質彈芯從彈託內穿出、侵入裝甲。相比於同口徑穿甲彈丸,次口徑彈芯可以將同樣的動能作用在更小的截面積上,從而提高了穿甲的厚度。

但是由於彈芯太小,又為了足夠的剛度,使得內部不填裝炸藥,使穿甲後較傳統帶炸藥的同口徑穿甲彈要小。故誕生了脫殼次口徑穿甲彈。


脫殼次口徑穿甲彈為了解決奇葩外形彈託(前面那張圖中可以看出)在空氣中飛行產生的額外阻力問題,脫殼次口徑穿甲彈應運而生。此種彈出膛後,同口徑彈託變可利用旋轉離心力脫開,只留下包裹彈芯的小直徑整流結構隨彈芯一起飛向目標。

此種穿甲彈能有效的將火炮發射的動能保存到穿甲彈芯上,擊中裝甲是能將穿擊面積進一步縮小。


最後就是現在最為常見的穿甲彈,次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈:

由於細長的彈丸沒有足夠的“腰圍”來儲存角動量,很難在靠旋轉方式保持飛行穩定,解決之道便是當代穿甲彈的終極形態,次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈,當同口徑的彈託夾著桿狀彈芯飛出跑膛後,在空氣阻力下,彈託被吹開,分離脫出,彈芯依靠尾翼在空氣中穩定飛行,如飛鏢一般射向目標。這也就是為什麼要加上一層殼的主要原因。


Mr生活家


首先,要明白脫殼穿甲彈為什麼要加上那個殼?

穿甲彈一路發展過來,經歷了尖頭、鈍頭、被帽、次口徑等多種形式,目前廣泛採用的尾翼穩定脫殼穿甲彈(APFSDS)是純動能殺傷武器,依靠細長尖銳的高密度彈芯對裝甲進行衝擊。


相比早期穿甲彈,或者直觀點說普通子彈,APFSDD的最大特點就是彈芯特別細長,形象點說就是一根高速飛行的繡花針,這樣有利於在飛行過程中儘量減小空氣阻力。但是問題也來了,炮管那麼粗,彈芯那麼細,怎麼匹配?於是彈託,或者說那個“殼”的作用就來了,沒有這個“殼”,單有彈芯是無法通過炮管發射的。

也正因此,這個“殼”在炮彈出膛後就必須拋掉,讓彈芯單獨飛向目標,否則就增大了彈芯的迎風面積,增大了空氣阻力,原有彈芯的細長設計變得毫無用處。

至於彈芯重量,目前APFSDS的彈芯材料一般採用鎢合金或貧鈾合金,密度比普通鋼高出一倍以上,可以保證一定距離上的存速和動能。


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