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尾翼稳定脱壳穿甲弹
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[[File:Wywdtkcjd.JPG|360px|缩略图|右|[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 图片来自搜狐]]] '''尾翼稳定脱壳穿甲弹'''（英文：Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot，简称 APFSDS ），是反坦克火炮的主要弹种之一，又被称之为杆式穿甲弹。这种弹的主要特点是穿甲部分的弹体细长，直径较小，长径比一般可达20到30左右，并仍有向更长径比发展的趋势。该弹种一般由大口径滑膛炮发射，脱壳穿甲弹的威力一般也是衡量坦克火炮威力的最重要的标准。<ref>[https://www.sohu.com/a/338441131_100129108 现代主战坦克的天敌，也是自身的利器，详解尾翼稳定脱壳穿甲弹 ]2019-09-03 17:27</ref> 各国的最新型主战坦克除[[英国]]，[[印度]]，中东等一些小国仍然使用线膛炮以外，绝大多数国家已经转而使用滑膛炮。在衡量穿甲弹威力的时候，比较常用的标准是穿甲深度相当于多少毫米军用均质钢装甲。 == 基本资料 == {| |- | '''中文名称''' || 尾翼稳定脱壳穿甲弹 |- | '''外文名称''' || Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot（APFSDS） |- | '''作 用''' || 穿甲 |- | '''第一使用国''' || [[苏联]] |- | '''第一使用战车''' || [[T-62主战坦克]] |} == 发展历史 == [[File:T62zztk1.jpg|360px|缩略图|右|'''世界上首辆使用尾翼稳定脱壳穿甲弹的主战坦克——T-62主战坦克'''[https://tanks-encyclopedia.com/coldwar/USSR/soviet_T-62.php 图片来自the online tank museum]]] 自[[第二次世界大战]]以来，反坦克弹药的发展已经颇具规模，今天我们见到的所有种类的反坦克弹药都可以在二战时期找到雏形。并且，动能穿甲弹都是反坦克炮的主力弹种。这种弹药的主要特点是以硬度较高的弹丸利用动能直接破坏装甲。虽然听起来很简单，但是其背后也涉及了多项甲弹对抗的基本原理。比如：在其他条件相同的前提下，弹丸动能越高穿甲能力越强；弹丸越细穿甲能力越强；弹体构型越合理穿甲能力越强；弹丸材料越合适穿甲能力越强等等。 但是，一个均质的穿甲弹，往往直径越大动能越大。这导致上面的两项原理实际上是相悖的。对此，反坦克炮的设计者们提出的第一个解决方案是：非均质炮弹。也就是所谓的“金币弹”——硬芯穿甲弹（Armour-piercing composite rigid，APCR，译为复合硬度穿甲弹）。这是一种是以较软、较轻的材料制造炮弹的外壳；而以较硬、较重的材料制造外壳包裹的弹芯。 这种炮弹也有其劣势所在：虽然降低了穿甲时口径过大带来的不利影响，却并没有减小空气阻力对炮弹的不利影响。为了提升穿甲能力，各国硬芯穿甲弹的速度都越来越高，空气阻力对炮弹穿甲能力的影响也就越来越明显。这时，英国率先研制出脱壳穿甲弹（Armor-piercing discarding-sabot,APDS）。在基本原理上，脱壳穿甲弹与硬芯穿甲弹殊无二致。区别仅仅是脱壳穿甲弹的轻质外壳不再包裹弹芯，并在炮弹出膛后直接在空气阻力和离心力的作用下被甩飞。这可以显著的降低弹芯运动时受到的空气阻力。但是，这种弹型的长径比始终不高，穿甲能力始终有一定限制。而优质的穿甲弹需要比较高的长径比，较小的空气阻力以及较大的飞行速度等。 1961年，[[苏联]]划时代的[[T-62主战坦克]]问世，其搭载的3VBM-1尾翼稳定脱壳穿甲弹让穿甲弹中的种种构想都变成了现实。3VMB-1炮弹的3BM-3弹头宣告了尾翼稳定脱壳穿甲弹时代的到来。而在这之后，由于尾翼稳定脱壳穿甲弹相比此前的各类型坦克用穿甲弹有着存速能力强，着靶比动能大，穿甲能力强等特点，因此，这种穿甲弹就成为了现代主战坦克的主力弹种之一，并迎来了较快的发展。 上世纪70年代末期，滑动弹带的技术终于使线膛炮发射尾翼稳定脱壳穿甲弹成为了可能。1978年，西方世界第一款尾翼稳定脱壳穿甲弹，[[美国]]M735尾翼稳定穿甲弹问世。同年，[[以色列]]人引进的[[美国]]的技术，研制出了名动天下的M111穿甲弹，不久之后[[德国]]又引进了M111并设计出了自己的105毫米DM23穿甲弹。这结束了北约只能依靠“究极进化”的脱壳穿甲弹与破甲弹，乃至导弹对抗[[苏联]]坦克的历史——虽然这已经比苏联人晚了16年。<ref>[https://baijiahao.baidu.com/s?id=1620733658190478259&wfr=spider&for=pc 尾翼稳定脱壳穿甲弹因何而兴起 ]18-12-25 01:06</ref> == 结构 == [[File:Wywdtkcjd3.jpeg|360px|缩略图|右|'''尾翼稳定脱壳穿甲弹的四种不同的弹头'''[https://www.sohu.com/a/247123847_100197964 图片来自搜狐]]] 尾翼稳定脱壳穿甲弹由弹丸和装药两部分组成。其中它的弹丸部分主要由飞行部分（也被称之为飞行体）和脱落部分组成。飞行部分一般包括了风帽、穿甲头部、弹体、尾翼、曳光管等组成；脱落部分则由弹托、弹带、密封件、紧固件等组成。至于尾翼稳定脱壳穿甲弹的装药部分则分别由发射药、药筒、点传火管、尾翼药包（筒）、缓蚀衬里、紧塞具等组成。 == 穿甲原理 == [[File:Wywdtkcjd4.JPG|360px|缩略图|右|'''尾翼稳定脱壳穿甲弹穿甲过程'''[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 图片来自搜狐]]] [[File:Wywdtkcjd5.JPG|360px|缩略图|右|'''尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿深效果'''[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 图片来自搜狐]]] [[File:Wywdtkcjd6.JPG|360px|缩略图|右|'''中国 105mm 尾翼稳定脱壳穿甲弹的击穿效果（10层钢板）'''[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 图片来自搜狐]]] 由于尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹体细长、着速高、故而其在穿甲过程中与此前的穿甲弹有着些许不同，其在穿甲过程中一般是弹体边破碎、边穿甲，故而也被称之为"破碎穿甲"。 就以尾翼稳定脱壳穿甲弹穿透大法向角的均质钢装甲为例，首先，尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿甲头部会以极高的速度命中并撞击装甲表面，此时，由于撞击处产生了较高的压力，并大大超过了弹体材料和装甲表面的强度极限。 故而，尾翼稳定脱壳穿甲弹的头部以及装甲表面会先被破碎，而破碎后的弹体金属就要向阻力最小的方向飞散，在飞散出去的同时，装甲表面的碎片也会一起飞散开来，这样一来装甲表面处就会出现一个弹坑，并使口部出现翻边。而这个阶段也就是通常所谓的开坑阶段，并且在这个阶段，侵彻界面（即弹体命中装甲并产生作用的界面）会与尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体的速度方向呈倾斜状态，若后续尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体动能不足就会出现跳弹现象（即：在倾斜的装甲表面开出一个弹坑但不能穿透装甲）。 而如果尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体此时仍然拥有足够动能的话，在穿甲头部作用力和力矩的作用下，侵彻界面与尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体的速度方向线就会逐渐转向垂直，且不会跳弹。后边破碎边侵彻，弹体碎片反挤在弹体周围使穿孔扩大，并出现反侵彻情况（这个阶段也被称之为反侵彻阶段）。随后，尾翼在弹坑入口处就会被碰碎，在装甲表面留下尾翼片的划痕。 当尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体侵彻的深度超过装甲总厚度的一半时，剩余尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体将向抗力最小的钢甲法向（即最薄厚度方向）进行侵彻，于是乎弹孔就会出现内折转，随之装甲表面就会出现凸起，并"剪切"下一个钢塞（这个阶段也被称之为冲塞阶段）。 最后从装甲后面飞出的剩余尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体及许多灼热的尾翼稳定脱壳穿甲弹弹体和装甲碎块就会对坦克内的乘员和各种仪器设备起到杀伤燃烧的破坏作用，从而达到击毁坦克的目的。<ref>[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 科普文：尾翼稳定脱壳穿甲弹是如何打洞洞的 ]2019-09-04 14:32</ref> == 发展前景 == 就目前来说，提高尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿甲能力一般就是通过改变弹体结构，使用高密度弹体材料（如高密度钨合金、贫铀合金等），加长弹体长度，换装轻量化的弹托，改进装药结构，提高火药能量等。 同时，通过加大坦克炮口径，增加火炮身管长度，提高火炮膛压，改变火炮样式等方法，以此来提高尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿甲能力。就现在研究来看，各国最新的尾翼稳定脱壳穿甲弹的普遍穿深均达到了在2000m范围内击穿700毫米均质装甲（RHA）的水平（有的甚至达到了900毫米RHA的水平，如俄罗斯的"真空"1型125毫米贫铀尾翼稳定脱壳穿甲弹），而在未来，这个数值甚至能达到1000mm以上甚至更高。<ref>[https://dy.163.com/article/EO8402LS0515N6V4.html 科普文：尾翼稳定脱壳穿甲弹是如何打洞洞的 ]2019-09-04</ref> == 著名型号 == ===美国 120mm M829系列尾翼稳定脱壳穿甲弹=== [[File:M1zztk.JPG|360px|缩略图|右|'''美国 120mm M829系列尾翼稳定脱壳穿甲弹'''[https://www.sohu.com/a/338653105_99938912 图片来自搜狐]]] M829是[[美国]]为[[M1主战坦克]]上的M256 120mm/44倍径滑膛炮，所特别设计的系列翼稳脱壳穿甲弹(APFSDS)，这款次口径反战车弹的特色为具备衰变铀(Depleted Uranium，DU)合金制的弹芯，并可以在几乎所有已知的战车穿甲上达到优异的穿透力能力。 M829A1全弹重20.9公斤、全长984mm，采用总重7.9公斤的JA-19推进弹药以达到1,575m/s的炮口初速，其长杆弹蕊长684mm、重4.6公斤、含包壳后重9公斤，最大有效射程亦为3,000公尺。据推算，M829A1在零距离对RHA穿透力为670mm，可在1,000公尺处贯穿垂直安放之620mm RHA、在2,000公尺处贯穿570mm RHA，而即便到4,000公尺，据信依然能贯穿达460mm RHA，仍可以轻易地贯穿所有第二代战车的正面，例如T-62主战坦克、M60主战坦克甚至外销版T-72主战坦克等第三代主战坦克。不过，M829A1也并非全无缺点，这款APFSDS在遇上俄制接触五型(Kontakt-5)爆炸反应装甲(ERA)时效果将大幅衰减 M829A2是第三代尾翼稳定脱壳穿甲弹，并于1993年进入美国陆军服役，相较于A1，它具备了多个特色，包括更长的衰变铀弹蕊以及更强的穿透力、更优的弹蕊制程、切割推进药柱时采用特殊制程，并能同时混进小颗柱状推进药的同时，安放棒状推进药。综合起来，M829A2的炮口初速达到1,680m/s，比A1多了约100m/s，但它产生的膛压却比A1更小。 被美国坦克兵称为是「超级穿甲弹」的M829A3则是针对反制接触五型爆炸反应装甲(Kontakt-5)所开发，尽管目前外界对它的认识不多，但该翼稳穿甲弹据信为第一款采用分段式动能弹芯的穿甲弹，同时弹芯包壳改采碳纤维强化复合材料制成。M829A3全弹重22.3公斤、长892mm，其衰变铀长杆弹芯重10公斤，同时采用更具推进效率的8.1公斤RPG-380棒状推进药，可让弹芯的炮口初速达1,555m/ s。 由于倍径较短的M256炮所具备的炮口初速比德国安放在豹2A6/7坦克上的55倍径120mm炮更低，甚至也比俄制安装于T-90坦克上的2A46 125mm炮更低。而尽管M829A3能有效反制接触五ERA（爆炸反应装甲），但较低的初速却不利于反制更新、防御效能宣称为接触五ERA两到三倍的遗迹(Relikt)ERA。据俄方宣称，遗迹ERA采用的是提前侦测引爆，因此早在APFSDS接触到ERA表面前，ERA内部的惰性炸药就会引爆，并将ERA表面的钢板往外推达到提前切割的效果，因此，美国便开始研发全新的M829A4以穿透遗迹的防御。 M829A4是第五代尾翼稳定脱壳穿甲弹，具备有多重分段式长杆弹芯，碳纤维复合材料弹蕊包壳的数量也从四片降为三片，弹芯稳定翼也改成了低阻力设计，而全新的弹尖设计也让他能在摄氏-32 至 63度的环境中维持均等初速。全新的先进可燃式弹壳类似先前的M829系列所采用的，但重新设计了弹壳以提升手持时的安全性，例如增添装填手在颠颇行进间的握持稳定性。但目前尚不晓得M829A4的实际穿深，以及针对T-14主战坦克上的孔雀石(Malachite)双层反应装甲和阿富汗石(Afghanit)主动防御系统(APS)的破防率如何。<ref>[https://www.sohu.com/a/138496978_628941 艾布兰坦克的杀手锏：M829衰变铀穿甲弹家族！ ]2017-05-04 18:05</ref> ===苏联 125mm БМ系列尾翼稳定脱壳穿甲弹=== [[File:Wywdtkcjd1.jpg|360px|缩略图|右|'''苏联 125mm БМ-42尾翼稳定脱壳穿甲弹'''[https://m.sohu.com/a/338653105_99938912/ 图片来自搜狐]]] [[File:Wywdtkcjd2.jpg|400px|缩略图|右|'''苏联 125mm БМ系列尾翼稳定脱壳穿甲弹发展'''[https://www.bilibili.com/read/cv1444436/ 图片来自bilibili]]] [[苏联]]的尾翼稳定脱壳穿甲弹有几个比较明显的特点，而这些特点基本贯穿大半个冷战期间苏联穿甲弹发展历程。第一，采用三片式花瓣形弹托；第二，采用全口径尾翼；第三，普遍采用钢套结构；第四，采用辅助发射药。三片式(或者叫三瓣式)弹托的优点很明显一结构简单、 生产性好、 质量轻、容易脱壳。不过缺点也很明显，那就是使得弹头在膛内只有一个支撑点，出膛瞬间震颤大，影响精度。为此，[[苏联]]采用了全尺寸尾翼充当尾部支撑点来解决这个问题，不过这又引起了另外一个问题，那就是全尺寸尾翼容易划伤炮膛，而且全尺寸的风阻很大，远距离飞行速度衰减严重，进而影响弹道。苏联在80年代末期试着改善这个问题，并且在1991年底前完成了新炮弹所有的设计，只可惜没来得及投产服役就解体了。 БМ-9翼稳穿甲弹是苏联第一款 125mm 尾翼稳定脱壳穿甲弹，出现于1962年,之后与苏联第一款安装 125mm 炮的坦克——[[T-64主战坦克]]一起服役。由于是第一款弹药，所以整体结构非常简单，完全可以看作是 115mm З-БМ3翼稳穿甲弹的放大版，两者之间相似程度非常高。其整体结构为钢制，穿杆长410mm，弹芯总长518mm,弹芯为高硬度合金钢，为了防止跳弹采用了钝头设计，前端没有安装被帽，但有一个钢制的风帽减少空气阻力。尾部装有曳光管，可以显示2- 3秒的红色尾迹，采用全尺寸尾翼。该弹属于整体式钢制短杆穿甲弹。总的来说这是一种非常平庸的弹药， 由于结构过于简单并且弹体材料-般，导致其穿透能力较差，尤其是垂直穿深，虽然在60年代前中期还算威力足够，但是到了60年代末就不堪入目了。因此在60年代后期БМ-12服役之后，БМ-9就被苏军全面转为训练弹使用。但是，到目前为止该型号穿甲弹是出口量最大的125mm穿甲弹。 БМ-12是苏联红军在1968年投入使用的一款新弹药，目的是取代穿深不足的БМ-9。其主要结构基于BM9进行改造，穿杆长410mm ,弹芯总长518mm,长径比10。主要改进就是在钢杆的前端设计了一个空腔， 空腔内安置一枚长71mm、 直径20mm的高硬度碳化钨合金穿甲体，同时，空腔前部安装了一块软质的阻尼块来代替传统金属被帽，减少БМ-9上经常发生的超大角度跳弹情况的出现。由于БМ-12是基于БМ-9改造而来，所以БМ-12的弹体主体结构还是高硬度合金钢。不过它的分类已经变成了钢套式钨合金短杆穿甲弹。总之，通过增设一个钨合金穿甲体, БМ-12的垂直穿深相比BM9有了很大提高，可以在2000米距离上有效威胁美军当时的[[M60主战坦克]]以及英军的[[酋长坦克]]。不过这毕竟是旧弹体改造来的弹药，缺点也是非常明显的。而后的БМ-15翼稳穿甲弹加大了长径比（12）后解决了这些问题，其结构与БМ-12相同。 БМ-17和БМ-15一样诞生于1972年，只不过这款弹药是БМ-15的”改进版"。该弹药作为一种专供出口的炮弹，曾经向苏联加盟国以及第三世界国家海量出口，是出口量仅次于БМ-9的125mm穿甲弹。БМ-17在БМ-15的穿杆基础上取消了碳化钨合金穿甲体，又变回了БМ-9那样的纯合金钢制弹体。穿杆长略微减少了点，变成了430mm，弹芯总长还是548mm。不过为了让它的倾斜穿深不那么难看，苏联设计师给BM17安装了一块长50mm、直径30mm的大号阻尼块。大号阻尼块设计让BM17的倾斜穿深得到了保证，倾斜穿深不再像无被帽的БМ-9那样又低又不稳定了,并且更长的穿杆也带来了比3BM9更高的垂穿，整体均质的钢制穿杆也不会像БМ-12那样会出现斜穿剧降的问题。最终БМ-17表现出来的穿深甚至和БМ-15相比都毫不逊色！因此БМ-17在当时作为一款出口弹药还是没多大问题的。(仅限1985年前， 1980年出口的[[T-72主战坦克]]用БМ-17在四次中东战争中表现还尚可，但到了海湾战争就成了彻彻底底的废柴) 20世纪80年代中期，搭载了[[德国]]的莱茵120、[[美国]]的M256滑膛炮或者[[英国]]的L11A5坦克炮的新一代主战坦克开始大规模进入部队服役。这些火炮无论威力还是弹药已经对同时期的苏联坦克产生了威胁。据[[苏联]]获得的资料显示，像[[M1主战坦克]]、[[豹2主战坦克]]这种的北约新锐主战坦克已经采用了类似英国“乔巴姆” 的复合装甲。因此，1985年БМ-32尾翼稳定脱壳穿甲弹研制了出来。БМ-32的弹芯整体由贫铀、镍、锌的合金制成。弹芯总长480mm，属于短杆穿甲弹，也是苏联时期最短125mm APFSDS。其穿杆长度仅有380mm，穿杆的直径也从前几代穿甲弹的36mm降低到30mm，长径比13。 弹芯前端采用钝头结构，没有安装金属被帽和阻尼块，但是有一个更加流线型的钢制风帽。尾部的全口径尾翼后掠角度增大、更加流线型，尺寸也略有缩小。此外，БМ-32还第一次采用了3Sh63发射药筒。这种全新的发射药威力更大，可以提高它的出膛速度。 БМ-32可以算苏联第一种采用整体式弹芯的尾翼稳定脱壳穿甲弹了，这是因为贫铀合金在加工难度上比钨基合金要简单不少，所以[[苏联]]第一种整体弹芯穿甲弹才会是贫铀弹。虽然它是个短杆弹，但是БМ-32的长径比和动能一点都不低， 再加上弹芯是贫铀合金的，因此БМ-32是苏联时期服役过的威力最大的尾翼稳定脱壳穿甲弹，在1500-2000m距离上可以对1990年前的北约坦克产生很大的威胁。 由于贫铀合金更易加工，苏联设计师先研制了贫铀长杆弹芯的БМ-46。但是因为贫铀不易保存的特点，所以在开发БМ-46的同时，高性能钨基合金穿甲弹也平行启动，终于БМ-44在1991年底完成了全弹设计工作，于1994年左右服役。它的整体结构可以说是照抄西方同期的先进钨基合金穿甲弹；采用新设计的马鞍形弹托(苏联的马鞍形弹托比北约的要更轻小一些)，并彻底抛弃了全尺寸尾翼，改用类似北约弹的小尺寸低阻尾翼，因此БМ-44的2000m速降在[[苏联]]钨芯弹里是最低的，基本达到北约同期标准。同时，还用上了当时苏联液相烧结技术的最高水平来生产它的钨基合金穿杆，其长度达到了惊人的570mm,直径也有22mm,长径比25；弹芯总长为750mm。最后为了降低跳弹率,设计师们在БМ-44上沿用了БМ-42的大号阻尼块。 作为苏联穿甲弹工艺集大成者之一，在1991年设计 定型的БМ-44算是冷战苏联威力最强大的钨合穿甲弹了。但是完成设计定型只是第一步而已。БМ-44的命运也和БМ-46一样坎坷：由于[[苏联解体]]，[[俄罗斯]]根本无力将其投入生产，一直拖到1994年前后才勉强宣布服役，1996年才开始缓慢的量产。不过，由于[[苏联]]在钨基合金锻造工艺上落后西方很多年，即使БМ-44在1991年服役，也只是快速拉平了苏联与北约在钨基合金穿甲弹上的差距，并没有像БМ-46那样超越大多数北约穿甲弹。<ref>[https://www.bilibili.com/read/cv1444436/ 苏维埃の热光线——冷战苏联125mm坦克炮弹药简介 (1) 尾翼稳定脱壳穿甲弹篇 ]2018-11-3</ref> 苏联БМ系列尾翼稳定脱壳穿甲弹从БМ-9穿甲弹开始，至БМ-46穿甲弹结束，期间型号多至十几种。可以说这些穿甲弹在三十多年间修修补补，导致自己落后于西方。但毕竟冷战双方作战思想不同，这也是一种必然发生的现象。 == 视频 == '''坦克脱壳穿甲弹攻击原理演示 一看就明白''' {{#iDisplay:u0529097gh5|480|360|qq}} == 参考文献 == [[Category:500 社會科學類]][[Category:590 軍事總論]][[Category:595 軍事技術]]
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