穿甲彈的威力究竟有多厲害?

洋姜視頻


在陸戰中,坦克作為戰場的主力軍,坦克是越來越先進,防彈裝甲也是越來越厚,防彈能力也就越強。一般的子彈是不可能擊穿坦克的事情。

從第一世界大戰開始後,穿甲彈的威力才開始被各國有所認可。到了二戰時被稱為陸戰之王。

說到穿甲彈顧名思義就是能穿過裝甲的子彈,所以這也是成了坦克的剋星。

穿甲彈之所以有那麼強大而厲害,是因為它採用了塢,鈾,合金鋼等材料製作而成,這些材料比鐵得硬度強很多。在加上它前部分是實心的,又是很尖利,這樣可以減少發射時空氣的阻力,從而它的射擊速度也非常的快,穿甲彈威力無窮強大。

我國新研究的105毫米主炮,搭載在輕坦克上,15式。

我軍在用穿甲彈測試中,打穿10層鋼板,穿甲能力達到了1000毫米以上,如果把這10層鋼板放到2000米以上,穿甲能力也在650毫米以上。

穿甲彈的彈芯越長,穿甲能力越高,而定裝是事先裝好了彈藥和彈頭,彈芯也可以一直延長到彈筒底部,穿甲能力自然就強。

這種穿甲彈已經可以打穿全球大多數的坦克。

下面是穿甲彈打穿厚厚的鋼板







南仔視界


簡單的說,想多厲害就可以多厲害。

原因就在於穿甲彈就是一個典型的動能武器,只要賦予足夠大的動能,就能夠打穿任何裝甲。


說為什麼厲害之前先看下動圖。

這是每層15釐米厚的10層鋼板被擊穿的效果,很多人會認為是美國的電磁炮,其實注意畫面左上的漢字“未來”就不難看出這段視頻是中國貨了。沒錯,這就是題圖的120mm穿甲彈的擊穿效果。

打坦克如此,如果是打055D大驅,其實從側面打已經可以洞穿了。


為什麼穿甲彈有這麼大的威力,其實還是來自於動能公式,E=0.5*MVV。動能是和速度成平方提升的。


一門坦克炮初速提高一倍,穿甲彈威力提高四倍。

所以只要提高坦克炮射出穿甲彈的初速,威力提高基本上沒有上限——也就是想多大就多大。


當然了,這裡面還有工程學問題,過分的加長加粗坦克炮炮管,會給坦克帶來靈活性的問題。

但最近幾年,坦克炮擴大炮口直徑的潮流又時興起來了。

不少國家現在已經鉚足勁開始要上140mm坦克炮了,從尺寸上看,口徑擴大了20mm但長度上基本已經擴大了50%的感覺了。

例如法國勒克萊爾推出了140mm的實驗車

而俄羅斯也在搞152mm口徑坦克炮,

其實加大口徑的主要目的並不是要提高彈丸質量,更多的是為了容納更多的發射藥,而提高炮口初速度。


軍武數據庫


從戰爭誕生之日起人類就開始了裝備的競爭,你用刀劍我就用盾牌,你拿起槍我就穿上防彈衣,你發明了機槍我就鑽進坦克裡,當第一次世界大戰中坦克這種新式戰爭機器亮相時那堅不可摧的裝甲讓無數前線士兵聞風喪膽,鋪設的鋒利鐵絲網被它輕鬆碾過,挖掘的密集塹壕它如履平地,攻防雙方的平衡似乎就要被這些鋼鐵猛獸打破,然而人們總是會壓榨自己的每一分智慧用來研究戰爭,裝甲的剋星——穿甲彈就此應運而生。

而我國曝光的裝甲彈更是威力驚人!

在央視的《加油向未來》節目中,軍方專家用了十層鋼板組成的多層裝甲來驗證穿甲彈的真正實力。只聽得一聲令下,伴隨響徹雲霄的轟鳴,隨著大地震顫,10塊同厚度的鋼板被我軍的裝甲彈瞬間擊穿,極高的溫度所熔化的鋼水四處飛濺,畫面之炫酷完全不輸好萊塢特效。節目中主持人和觀眾隔著屏幕也被巨大的聲響和衝擊力爆炸的畫面深深震撼。據專家稱,即使是美國M1主戰坦克,面對中國自主研發的裝甲彈也無法扛住一發。

穿甲彈,顧名思義,其唯一使命便是擊穿敵方精心製造武裝的厚重防禦裝甲,但是動輒就是比字典還厚的鋼鐵之軀要洞穿談何容易?這就要從穿甲彈的原理說起,俗話說得好:“天下武功,無堅不破,唯快不破”看似只是武俠小說中故弄玄虛的臺詞,其實這恰好就是穿甲彈驚人威力的秘密之一所在:動能,也就是人人都懂的速度,當彈體以高速撞擊到裝甲表面時,強度高而直徑小的彈芯就會把絕大部分的能量集中於裝甲上很小的面積,就會把裝甲表面打出一個凹坑,而未完全釋放的剩餘動能就會將凹坑底面的鋼甲頂進去,從而能夠一舉把“烏龜殼”輕易穿透。現代戰爭中的實戰應用中,裝甲彈甚至將2公里外厚度700毫米的均質鋼裝甲輕鬆洞穿,著實讓人膽寒。為了保證穿甲彈擁有足夠的速度,需要配合更長的炮管,阻力更小的流線型彈體設計。

而戰爭裝備的比拼很多時候其決定性因素是材質,這也是穿甲彈另一個制勝之道,穿甲彈的彈頭往往由比坦克裝甲硬得多的高密度合金鋼、碳化鎢等材料製成,為了保證彈頭足夠的強度不會被撞擊所損壞,或者因為撞擊裝甲產生的高溫而軟化,材料會選擇兼顧高強度和高耐熱性的材料,較為廣泛採用的材料是碳化鎢和貧鈾。而其中更以貧鈾材質的密度更高,硬度更強,但同時貧鈾也具有強烈的輻射性,危急戰爭地區的非軍事人員。以美國為首的北約在臭名昭著的科索沃戰爭中造成了無辜人民遭受輻射的貧鈾彈便是由此製成。


迷彩虎軍事


穿甲彈是為了對付裝甲目標而是專門設計的一種炮彈,它又要長長的炮管以及足夠大的裝藥來提供足夠大的動能進行穿甲,但的裝藥藥量其實並不多,說簡單點它其實就是一個大鐵疙瘩。追尋火炮的發展史可以發現早期的火炮發射的炮彈其實就是一個圓形大鐵疙瘩,依靠火藥提供的動能進行對生命體進行動能殺傷,打出去之後爆彈其實並不會爆炸,但要是砸到人的話場面將會十分慘烈。在美國南北戰爭兩艘軍艦用這種圓形的鐵球彈攻擊對方防護的鐵甲,雖然激戰了半天發射了幾百發炮彈,但是沒有一發能打得穿對方的木製船殼上包覆著的鐵甲。


相比於陸軍海軍裝備穿甲彈的歷史要比早,和步槍的子彈一樣,早期步槍的子彈也是使用圓形的鐵珠,是後來發展成了尖頭的子彈,這樣尖頭的炮彈,不但有利於飛行減少阻力,而且尖尖的外形更利於擊穿對方的裝甲。在甲午海戰當中,北洋水師,大部分軍艦都有裝備這種實心的鐵甲炮彈,但是隻能穿甲但並不能爆炸,不然甲午海戰中國也不會輸得那麼慘。因為在北洋海軍的炮術教程裡面,這種實心穿甲彈只能攻擊敵方水線以下的位置,然後讓地方軍艦漏水傾覆,而實際證明並沒有人用。所以在甲午海戰當中,日軍的大部分軍艦的要害部位都被命中,但是炮彈沒炸,而這些炮彈至今仍然作為戰利品放在在日本。
早期的坦克炮射的破甲彈


現在坦克用的比較多的破甲彈

而陸軍使用穿甲彈的歷史是在一戰後期坦克的出現才發展的,陸軍是之前使用的炮彈都是用於人員殺傷的榴彈。從二戰到至今發展出的穿甲彈分為兩種,一種是動能穿甲彈另一種是化學能穿甲彈。動能穿甲彈從形狀上看可以分為普通的全口徑穿甲彈、次口徑穿甲彈以及現在用的最多的脫殼尾翼穩定穿甲彈(俗稱長杆穿甲彈),而化學能的穿甲彈則是破甲彈(RPG就是屬於空心裝藥藥破炸彈),由於對出售並沒有很高的要求,所以破甲彈多用為單兵裝備的火箭彈。至於說威力則是長杆穿甲彈最為厲害,而且不同的材料的穿甲威力也不同,現在比較厲害的是鎢芯穿甲彈以及貧鈾穿甲彈,均質鋼裝甲的穿透能力至少在800毫米以上。


長杆穿甲彈


在十字路口等等你


穿甲彈的穿甲效應與破甲彈(反坦克導彈、火箭筒、無座力炮、反坦克火箭等)、碎甲彈(多用途彈)最大的不同,是靠高速度、大質量、高硬度直接砸穿裝甲,砸進去以後高硬度杆破碎,再加上被砸鋼板的碎片,殺傷力巨大,只要命中並進入車內,車內人員和設備全完玩。如果彈芯還有餘力,可以連穿數層裝甲。對破甲彈特有效的主動裝甲、複合裝甲對動能穿甲彈全部無效。早期穿甲彈彈丸還不是桿狀,把起爆引信裝在底部,穿進去起爆,類似現在的混凝土爆破彈。彈丸穿不進去,就不會爆炸。現在的超速脫殼穿甲彈彈丸是桿狀的,又細又長,用鎢合金或貪鈾製造,12O-125mm口徑對均質裝甲穿深600-800mm,最先進的號稱已過1000mm。


大小王攬天下


以前的穿甲彈咱們就不說了。現代的穿甲彈已經可以做到,非坦克主裝甲不能防禦,主裝甲不隔上個1000米以上也沒法防禦的程度。運氣好點甚至可以做到把坦克打個對穿。而穿透過程中,高速高溫的金屬熔渣可以造成坦克艙室形成高溫和超壓的環境,讓坦克內部變成人間地獄。隨便貼幾張圖就知道了。

我國105mm坦克炮打靶測試,一共打穿了10層,這種多層靶板是為了觀測穿甲彈的後效

韓國K2坦克打穿的斜板剖面

我們再來看看實際戰例:

一輛海灣戰爭中被徹底擊毀的T-72,一枚從M1坦克射出的M829穿甲彈從右側射入,左側射出,

穿透過程中造成了T-72的殉爆,炮塔已經被掀掉了。

當然這還不是最嚴重的呢,下面這張烏克蘭內戰的T-64才叫慘,炸的車體都成碎片了(戰雷裡的主結構撕裂指的就是這個吧):

車體炸成碎片的T-64B

再來看看我國的實戰演練,這是鐵甲兵王賈元友超遠距離打出的致命一擊:

59靶車被命中瞬間,油料被引燃造成了劇烈的殉爆

兵王賈元友(現在是副營長)在2800米距離上一炮掀翻59式坦克,穿甲彈正面射入,幹爛了發動機和中組油箱後從側面射出。能造成如此恐怖的殺傷效果,要歸功於現代最先進的穿甲彈種——APFSDS(唯一穩定脫殼穿甲彈)。接下來我們還是看看穿甲彈的毀傷機理和提高威力的技術手段。

難掩激動之情的賈元友

APFSDS毀傷機理

APFSDS,這個東西其實說到底就是一個實心金屬棍子,沒有爆炸能力,完全是利用坦克炮用高膛壓將其加速到1600m/s(80年代水平),甚至1800m/s(今天水平)以上產生極高的動能(10兆焦耳以上),它的結構以一根整體燒結的細長高密度合金金屬桿作為穿甲體,通過裝上利於減阻的風帽、利於穩定飛行的尾翼構成,由於穿杆是次口徑的,還需要裝上可分離式的彈託,在射出炮口後,彈託在高速空氣吹動下會從飛行體上分離。

APFSDS結構

APFSDS穿甲彈打靶示意圖,炮彈出膛後彈託會被風吹散,剩下的就是飛行體,飛行體密度大阻力小,存速能力好,飛行穩定性完全靠後面的幾片彈翼維持

那麼這麼細長的一根棍子,打到坦克裡面是鑽個眼這麼簡單嗎?顯然不是。我們看看北約軍事演習期間拿豹1當靶子的效果。下圖的豹1捱了兩枚KEWA2動能彈,這是一種和M829A2共用彈藥筒的鎢合金穿甲彈。

豹1:為啥又是拿我練手??

打進去後,炮塔裡是這樣的:

炮塔壁密密麻麻布滿了微小的黑色小眼,這就是穿甲彈鑽進去後由於彈體碎裂和鋼裝甲被撕裂成微小碎片後向後飛濺的效果。大家可以想象下成員的情況。。。此外由於瞬間形成的高溫,可以造成車內超壓,其高溫氣流夾著火焰可以從炮塔艙蓋內頂出來:

命中瞬間的時候產生了類似爆炸一樣的效果

穿甲彈的穿透深度和影響因素

穿杆長度


在穿甲彈方面有一個概念,叫威力系數,為P/L,P為Penetration,L為穿甲體長度。一般來說現代的APFSDS(尾翼穩定脫殼穿甲彈)的威力系數在0.8-1.0,也就說穿深為自身長度的0.8倍~1倍。以德國萊茵金屬的DM53 APFSDS為例,飛行體長度745mm左右,穿甲體大約700mm左右,而DM53 2000米距離的穿深在670~700mm這個範圍。那麼穿杆的長度本身就成了影響穿深的重要因素;如果穿杆太短,有兩個劣勢,一是沒等擊穿裝甲,就已經燒蝕完了,而是質量低存速能力不好,彈著時剩餘動能太小。

長徑比 L/D

理論和實驗都證明,穿杆的長徑比是影響穿深,提高威力系數的重要因素。在一定範圍內,L/D長徑比越高,穿深越高。所以從上個世紀70年代APFSDS應用以來,各國的穿甲彈發展都是呈越來越細長的規律,就是為了提高長徑比。比如DM53,飛行體長745mm,彈徑僅24mm,穿甲體按照680mm算,L/D也達到了28:1。

德系APFSDS演進規律,長徑比逐漸增加

再看美國M1A2坦克上配發的M829A3穿甲彈,飛行體長達930mm,穿甲體也有790mm左右,而彈芯直徑僅有22mm,長徑比高達36:1。當然M829A3前面有一段其實是鋼製被帽,用來防爆反的。但即便去掉鋼製被帽,貧鈾穿甲體也長徑比也高達31:1。

APFSDS打靶深度,幾乎和穿杆等長

著速和阻力

但是威力系數反而是隨L/D的升高而下降的。所以不可能一味增加。所以還要追求其他的方式來提升威力。這就是提高穿甲彈的著速。著速,指的是穿甲彈打到目標的一瞬間的速度。按照E=1/2mv^2的簡單公式,速度越大,動能越大;能夠打穿的裝甲厚度也就越高,這個很好理解。

幾種長徑比的穿甲體測試曲線,測試結果表明L/D越大,威力系數反而越小

威力系數和著速的關係曲線,服從著速越大,威力系數越大的規律

著速是初速,空氣阻力的函數。所以要想提高著速,一個是提高坦克炮口的初速,一個是減小速度降,也就降低阻力。減小阻力的辦法通常是減小彈翼的尺寸。而蘇聯當年的穿甲彈之所以不如西方,除了長徑比,材質這些輸給西方外,彈翼尺寸過大導致速降太大也是一個劣勢。一般西方的炮彈千米速降在50m/s左右。比如德國的DM53,使用L55發射,千米速度降為55m/s。

俄系穿甲彈碩大的彈翼是其存速能力不佳的主要因素

穿甲體彈材質和密度

除了以上因素外,穿甲體的材料選用也是個重要因素,甚至是決定性因素。目前主流的穿甲彈材料有兩個,一個是鎢合金,一個是貧鈾合金。鎢的密度19.35g/cm³,貧鈾密度19.1g/cm³;雖然看起來差不多,然而實際穿甲彈不可能用純鎢,所以鎢合金穿甲彈的密度是不如貧鈾合金的。因為純粹的鎢完全沒有自銳效應,打進裝甲後頭部會變得越來越鈍變成一個蘑菇頭,極大影響穿深。鎢合金雖然仍然有蘑菇頭,但是比純鎢好得多,但是這樣也降低了穿杆的密度。而貧鈾合金的由於自銳效應,在穿甲過程中可以不斷將兩側的貧鈾剝離,這樣使頭部始終保持尖銳。除此之外貧鈾燃點較低,擊中物體後會劇烈燃燒產生6000度高溫,相當於一枚燃燒彈,因此後效也比鎢合金好了不少。所以有條件的超級大國——美國,就堅持使用貧鈾合金做穿甲彈。不過貧鈾保質期短,只有10年,超過保質期後會變得脆化,幾乎完全失去原有性能。而且汙染大,A-10飛行員x丸癌患病幾率高升就是證明。

被貧鈾彈擊中的效果,除了一個眼,還可以看到周圍嚴重的燒蝕效果,這就是貧鈾彈的恐怖威力


紙上的宣仔


穿甲彈,從坦克發明開始,穿甲彈和坦克就開始相愛相殺了。從最早的德軍K型子彈,現在的黴菌M829,大體上原理沒有太多變化,就是依靠硬芯高密度高速彈芯利用動能對目標裝甲進行生鑽。目前的主流主戰坦克發射的穿甲彈一般能擊穿800-1000mm厚的均質鋼板,也就是差不多一米厚吧


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