穿甲彈的發(fā)展歷程課件

1、學(xué)號(hào)： 姓名：“最強(qiáng)的矛”穿甲彈的發(fā)展歷程矛與盾，炮彈與裝甲，永恒的敵手。穿甲彈是在裝甲與反裝甲的斗爭(zhēng)中發(fā)展起來(lái)的，它出現(xiàn)于19世紀(jì)60 年代，最初主要用來(lái)對(duì)付有防護(hù)裝甲的工事和艦艇。第一次世界大戰(zhàn)出現(xiàn)了坦克以后，穿甲彈在與坦克的斗爭(zhēng)中迅速發(fā)展了起來(lái)。1 普通穿甲彈（AP）早期穿甲彈設(shè)計(jì)思路較簡(jiǎn)單，即通過(guò)采用高強(qiáng)度合金鋼做彈體，采用不同的結(jié)構(gòu)形狀和硬度分布強(qiáng)化彈頭并增大炮彈初速，從而依靠更強(qiáng)的彈體和更大的動(dòng)能達(dá)到破壞裝甲的效果。普通穿甲彈，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是彈壁較厚( t = d/5 d/3) ， 裝填系數(shù)較小( = 0 3 0%) ，普通穿甲彈所采用的彈體材料均為高強(qiáng)度、高硬度的合金鋼，例如 35C

2、rMnSiA、Cr3NiMo 或 60SiMn2MoVA 等，并采用一 定規(guī)范的熱處理。普通穿甲彈常用的彈藥有鈍化黑索金、鈍黑鋁 等炸藥，一般采用塊裝填法裝 填，把壓制好的藥柱( 一節(jié)或幾節(jié)) 用石蠟、地蠟混合物黏固于藥室中。根據(jù)頭部形狀的不同，普通穿甲彈又可分為尖頭穿甲彈、鈍頭穿甲彈和被帽穿甲彈。1.1 尖頭穿甲彈早期穿甲彈彈頭的外型為簡(jiǎn)單的尖錐狀流線(xiàn)形，但隨著射擊距離的增加，簡(jiǎn)單的流線(xiàn)型并不能保證彈頭的射擊精度且尖頭穿甲彈侵徹裝甲時(shí)頭部阻力較小，對(duì)硬度較低的韌性裝甲有較高的穿甲能力，但侵徹硬度較高的裝甲時(shí)，頭部易破碎，對(duì)傾斜的裝甲易跳飛。1.2 鈍頭穿甲彈鈍頭穿甲彈碰擊裝甲時(shí)，接觸面積大，

3、彈頭部不易破碎，而且改善了著靶時(shí)的受力狀態(tài)，在一定程度上可以防止跳彈。鈍頭部便于破壞裝甲表面，易產(chǎn)生剪切沖塞破壞。因此，在很多情況下，特別是高速傾斜碰撞的情況下，鈍頭穿甲彈穿甲能力高于尖頭穿甲彈，可用來(lái)對(duì)付硬度較高的均質(zhì)裝甲和非均質(zhì)裝甲。前蘇聯(lián)122 mm BR-471B鈍頭穿甲彈1.3 被帽穿甲彈被帽穿甲彈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在尖銳的頭部釬焊了鈍形被帽。被帽的作用是盡可能避免傾斜穿甲時(shí)產(chǎn)生跳彈和保護(hù)彈頭部在碰擊目標(biāo)時(shí)不破碎。被帽較彈體的硬度低而韌性好，為了便于開(kāi)坑，被帽頂端采用表面淬火，以提高硬度。碰擊裝甲時(shí)，通過(guò)被帽傳到彈體頭部的應(yīng)力大為減小，從而保護(hù)了彈頭部。碰擊時(shí)被帽和裝甲表面被破壞，而尖頭彈

4、體本身受較小的阻力繼續(xù)侵徹，且在傾斜碰擊時(shí)不易跳飛，因此，穿甲能力得到提高。德國(guó)Pzgr.40被帽穿甲彈1.4 半穿甲彈半穿甲彈又稱(chēng)穿甲爆破彈，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是有較大的藥室，裝填炸藥量較多，利用穿甲彈本身的動(dòng)能，使戰(zhàn)斗部鉆入目標(biāo)內(nèi)部再爆炸，靠沖擊波、破片和射彈破壞目標(biāo)。2 次口徑超速穿甲彈二戰(zhàn)中出現(xiàn)的重型裝甲厚度達(dá)150 200 mm，普通穿甲彈已無(wú)能為力。為了擊穿這類(lèi)厚裝甲，反坦克火炮增大了口徑和初速，并發(fā)展了一種裝有高密度碳化鎢彈芯的次口徑穿甲彈。由于碳化鎢彈芯密度大、硬度高且直徑小，因而比動(dòng)能大，提高了穿甲威力。2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)次口徑穿甲彈按外形可分為線(xiàn)軸形和流線(xiàn)型兩種。線(xiàn)軸形結(jié)構(gòu)是把彈體的上

5、、下定心部之間的金屬部分盡量挖去，使彈體形如線(xiàn)軸，目的在于減輕彈重，在近距離( 500 600 m )上能顯示穿甲能力較高的優(yōu)點(diǎn)，但遠(yuǎn)距離時(shí)速度衰減很快。流線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的彈形較好，但比動(dòng)能受到限制。流線(xiàn)型結(jié)構(gòu)目前用在小口徑炮彈上，一般采用輕金屬( 鋁) 和塑料做彈體來(lái)減輕彈重。2.2 彈芯 彈芯是穿甲彈的主體部分，材料成分為碳化物，含少量鎳、鈷或鐵等金屬，還可以采用高碳工具鋼和貧鈾合金等。彈芯的形狀均為尖頭，其穿甲阻力小，著靶比動(dòng)能高，彈芯穿透裝甲后破碎成很多碎塊，這些碎片的溫度可達(dá)900 ，在坦克內(nèi)部具有殺傷和引燃作用。圖示德國(guó)MBB公司研制的次口徑破/穿型戰(zhàn)斗部，采用貧鈾合金彈體，材料強(qiáng)度高、

6、易切削。彈芯密度大( 18.6 g/m3) ，初速為988 m/s，彈體長(zhǎng)徑比較大，使比動(dòng)能增大。該彈可穿透 坦克的頂裝甲，貧鈾合金在穿甲過(guò)程中燃燒放熱而產(chǎn)生高溫，有灼熱碎塊飛向靶后，后效作用顯著提高。2.3 彈體彈體的作用是支撐彈芯、固定彈帶并使彈丸達(dá)到旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的作用，彈體材料一般為軟剛或鋁合金。當(dāng)彈丸撞擊裝甲時(shí)，風(fēng)帽和彈體發(fā)生破壞而留在裝甲外面，在碰撞瞬間，彈體的部分動(dòng)能傳給彈芯，使其實(shí)現(xiàn)穿甲。次口徑超速穿甲彈存在以下問(wèn)題: 1)彈形不好，斷面質(zhì)量密度小，彈丸速度衰減很快，在遠(yuǎn)距離處穿甲無(wú)優(yōu)越性。垂直或小法向角(或小著彈角)穿甲時(shí)，彈丸威力較好，但大法向角時(shí)，彈芯易受彎矩而折斷或跳飛。2)

7、彈芯穿出裝甲后要破碎， 故不能對(duì)付屏蔽裝甲或間隔裝甲。3)碳化鎢彈芯燒結(jié)成型后不易切削加工，工藝性較差。4)使用軟剛彈帶，且初速高，火炮發(fā)射時(shí)對(duì)炮膛磨損嚴(yán)重。3 脫殼穿甲彈（APDS）脫殼穿甲彈由飛行部分(彈體)和脫落部分(彈托、彈帶等)組成。按穩(wěn)定方式可將脫殼穿甲彈分為旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定脫殼穿甲彈和尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的彈體為長(zhǎng)桿形，故又稱(chēng)為桿式穿甲彈。由于桿式穿甲彈威力大，不僅配用于火炮、導(dǎo)彈，而且還發(fā)展了配用于單兵火箭發(fā)射的攻堅(jiān)彈。美國(guó)M791脫殼穿甲彈3.1 旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定脫殼穿甲彈旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定脫殼穿甲彈采用脫殼結(jié)構(gòu)，減少了空氣阻力，使飛行部分在外彈道上的速度衰減減慢。同時(shí)又使用密度小的

8、鋁合金彈托減輕了彈丸質(zhì)量，使彈丸初速得到提高，從而提高了遠(yuǎn)距離的穿甲能力。但是，彈體長(zhǎng)徑比受飛行穩(wěn)定性的限制，威力難以進(jìn)一步提高， 不能對(duì)付現(xiàn)代坦克的大法向角大厚度裝甲、復(fù)合裝甲等現(xiàn)代裝甲。實(shí)驗(yàn)用120mm脫殼穿甲彈3.2 尾翼穩(wěn)定脫殼(桿式)穿甲彈尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈通常稱(chēng)為桿式穿甲彈，其特點(diǎn)是穿甲部分的彈體細(xì)長(zhǎng)，直徑較小。長(zhǎng)徑比目前可達(dá)30左右，仍有向更大長(zhǎng)徑比發(fā)展的趨勢(shì)，如加剛性套筒的高密度合金彈芯的長(zhǎng)徑比可達(dá)到40，甚至60以上。彈丸初速為15002000m/s。桿式穿甲彈的存速能力強(qiáng)，著靶比動(dòng)能大，與旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定脫殼穿甲彈相比，穿甲威力大幅度提高。法國(guó)“箭”尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈3.2.1 桿

9、式穿甲彈的一般結(jié)構(gòu)桿式穿甲彈的內(nèi)部典型結(jié)構(gòu)如圖所示，全彈由彈丸和裝藥部分組成，其中彈丸由飛行部分和脫落部分組成，飛行部分一般包括風(fēng)帽、穿甲頭部、彈體、尾翼、曳光管等，脫落部分一般包括彈托、彈帶、密封件、緊固件等; 裝藥部分一般包括發(fā)射藥、藥筒、點(diǎn)傳火管、尾翼藥包(筒)、緩蝕襯里、緊塞具等。3.2.2 桿式穿甲彈的穿甲作用特點(diǎn)由于桿式穿甲彈彈體細(xì)長(zhǎng)，著速高，桿式穿甲彈穿甲過(guò)程與其它類(lèi)型的穿甲彈不盡相同，其特點(diǎn)是彈體邊破碎邊穿甲，稱(chēng) “破碎穿甲”，可歸納如下:1)整個(gè)穿甲過(guò)程可分為開(kāi)坑、反擠侵徹和沖塞三個(gè)階段;2)彈體在穿甲過(guò)程中幾乎全部破碎，最后只剩下一小段尾部彈體，長(zhǎng)度約11.5倍直徑; 3)

10、彈坑直徑大于彈體直徑， 約為1.5倍直徑，坑壁不光滑;4)大法向角穿甲時(shí)，彈孔有明顯的向內(nèi)折轉(zhuǎn)現(xiàn)象，法向角越大，沿著速方向的入口尺寸越大;5)穿透裝甲的著速越高，裝甲出口越大，彈孔越平直，否則彈孔出現(xiàn)彎曲。3.2.3 桿式穿甲彈的發(fā)展趨勢(shì)桿式穿甲彈的出現(xiàn)是穿甲彈設(shè)計(jì)思想的一次飛躍。與傳統(tǒng)的穿甲彈相比，其顯著特點(diǎn)是大幅度地提高了斷面能量密度( 即比動(dòng)能) ，高密度材料鎢、貧鈾合金用于彈體及高強(qiáng)度、低密度的超硬鋁合金用于彈托，又使得比動(dòng)能大幅度提高。為此，桿式穿甲彈的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面:3.2.3 桿式穿甲彈的發(fā)展趨勢(shì)1)提高彈丸著靶比動(dòng)能：提高彈丸初速、減少外彈道上的速度損失、增大彈體

11、的長(zhǎng)徑比是提高著靶比動(dòng)能的重要技術(shù) 途徑。通常采用的方法有：改進(jìn)彈托結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度、低密度的復(fù)合材料彈托，以減少質(zhì)量；提高火藥能量，改進(jìn)裝藥結(jié)構(gòu)，加大火炮口徑、增加火炮身管長(zhǎng)度、提高火炮膛壓等，以提高初速； 提高彈體材料強(qiáng)度及其綜合性能，改進(jìn)彈體結(jié)構(gòu)，以增大長(zhǎng)徑比。 2)采用新的高性能彈體：材料與工藝試驗(yàn)表明，在火炮速度范圍內(nèi)具有較高機(jī)械性能的彈體材料可以提高穿甲威力。提高彈體材料的密度可以提高穿深，由鋼改用高密度的鎢合金、貧鈾合金后，大幅度提高了穿甲威力，并且貧鈾合金比鎢合金有更好的穿甲性能。3.2.3 桿式穿甲彈的發(fā)展趨勢(shì)3)發(fā)展對(duì)抗第二代反應(yīng)裝甲，并兼顧其它裝甲目標(biāo)的穿甲 彈結(jié)構(gòu)：如何對(duì)付目前出現(xiàn)的反應(yīng)裝甲是桿式穿甲彈發(fā)展的重點(diǎn)方向。其重要突破是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用兩級(jí)穿甲的結(jié)構(gòu)，先由第一級(jí)小彈丸將反應(yīng)裝甲或主動(dòng)裝甲引爆或穿出一通道，再使第二級(jí)主彈丸順利穿透主裝甲，這種結(jié)構(gòu)可稱(chēng)為穿-穿復(fù)合彈。另外，還可以設(shè)計(jì)成穿甲彈與破甲彈的復(fù)合形式，先由穿甲彈破壞掉反應(yīng)裝甲或主動(dòng)裝甲的爆炸裝置，再由破甲彈破壞主裝甲，這種結(jié)構(gòu)成為穿-破復(fù)合彈。 4)發(fā)展動(dòng)能導(dǎo)彈：動(dòng)能導(dǎo)彈已經(jīng)成為桿式穿甲彈發(fā)展最活躍的方向之一，它具有桿式穿甲彈的巨大穿甲威