美國(guó)M829系列穿甲彈，可以看到穿甲彈的桿體和彈托越來(lái)越長(zhǎng)
原標(biāo)題：美國(guó)新穿甲彈為打穿99A設(shè)計(jì)，俄羅斯水平還不如韓國(guó)
作者：候知健
一：長(zhǎng)桿穿甲彈的原理和分代
對(duì)于坦克裝甲這樣結(jié)實(shí)的東西，要怎么打穿它？對(duì)于穿甲彈來(lái)說(shuō)，最基本的思路并不復(fù)雜：首先炮彈要足夠硬、足夠結(jié)實(shí)，然后利用它去高速撞擊坦克裝甲，把最大的飛行動(dòng)能，全部集中在最小的裝甲范圍里釋放；最終破壞裝甲結(jié)構(gòu)，讓炮彈和裝甲的碎片殘?jiān)S著打穿的通道飛進(jìn)去殺傷內(nèi)部設(shè)備和成員。
彈托與穿甲彈桿體分離
這種思路發(fā)展到極致，就演化出了我們今天所常見(jiàn)的尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。它的真實(shí)口徑非常小，用額外的彈托來(lái)適配炮膛直徑，封閉燃?xì)?，?shí)現(xiàn)“大炮打小彈”來(lái)獲取極高的飛行速度。在發(fā)射出去以后，彈托馬上脫落，非常細(xì)小的穿甲桿體不僅飛行阻力小，而且擊中裝甲時(shí)的面積也極小，巨大的動(dòng)能全部集中在一點(diǎn)上。
長(zhǎng)桿穿甲彈命中大傾斜裝甲的穿透過(guò)程，塞子部分是即將被沖出的變形裝甲塊
再加上穿甲的過(guò)程里，穿甲彈的桿體會(huì)與裝甲互相損耗消耗；很顯然，彈托的重量越輕、桿體的長(zhǎng)度越大、桿體越重、侵徹裝甲時(shí)的材料和動(dòng)能消耗越低，穿甲彈的威力就越好。這幾個(gè)條件約束下，就出現(xiàn)了穿甲彈材料和技術(shù)劃代的區(qū)分。
最早的一代長(zhǎng)桿穿甲彈，它的桿體很短，而且真正起到核心穿甲重要的鎢合金（又重又硬）桿體很短很細(xì)小，被包裹在高強(qiáng)度鋼制造的筒狀外套里。而它的彈托，同樣也是合金鋼制造。到了第二代時(shí)，桿體就變成了純的鎢合金或者貧鈾合金，而且長(zhǎng)度比原來(lái)大不少。
圖：蘇聯(lián)時(shí)代的長(zhǎng)桿穿甲彈，只能用“一窩子爛到根”來(lái)形容。注意彈芯的剖面，中間的小細(xì)桿子才是鎢合金，外面都是剛套。桿長(zhǎng)短，而且彈托都是鋼或者鋁，尾翼也非常大——重量和阻力都高；整個(gè)穿甲彈的死重和阻力控制水平，都極其低下。
第三代穿甲彈的突破，在于桿體進(jìn)一步演變成超長(zhǎng)桿。而長(zhǎng)度和體積隨之增長(zhǎng)的彈托上，傳統(tǒng)的鋼、鋁合金材料都必須淘汰了，只能使用高性能的碳纖維復(fù)合材料彈托以減輕死重，并保證超長(zhǎng)桿體在火炮發(fā)射過(guò)程中的穩(wěn)定，不至于精度嚴(yán)重喪失甚至彈托直接在火炮內(nèi)碎裂。而到了第四代穿甲彈上，桿體雖然外形看不出變化，但是結(jié)構(gòu)和加工工藝有了本質(zhì)的不同；它不同地方的密度甚至材料都不一樣的，屬于金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)。
圖：貧鈾合金（左）與鎢合金（右）的自銳效應(yīng)對(duì)比。同等條件下，貧鈾的穿甲能力比鎢合金要高出10~15%。鎢合金穿甲彈打中裝甲以后，因?yàn)樾纬赡⒐筋^，要形成1.5-2倍大的洞，侵徹阻力高的多。
目前主流的穿甲彈桿體有鎢合金和貧鈾合金兩種。貧鈾合金更硬更結(jié)實(shí)一些，而且穿甲磨損的過(guò)程中，頭部有自銳特性，磨損出來(lái)是尖頭；而鎢合金磨損完了是蘑菇狀的鈍頭，目前下一代以鎢合金纖維和非晶態(tài)金屬為材料的新型鎢合金穿甲彈，有望實(shí)現(xiàn)與貧鈾合金相同的自銳性能。
美國(guó)現(xiàn)在自用的穿甲彈中，一直以貧鈾合金彈為主。目前廣泛使用的M829 E3穿甲彈，屬于第四代穿甲彈；包括美國(guó)M1A2自己在內(nèi)，沒(méi)有任何一種坦克能靠基礎(chǔ)裝甲扛住它。因?yàn)橐軌蛞揽坎牧系谋粍?dòng)消耗去燒完M829 E3的超長(zhǎng)貧鈾合金桿，裝甲厚度重量增加和重心平衡的需求，會(huì)使坦克的重量到90噸以上都扛不住。
二：現(xiàn)代爆炸反應(yīng)裝甲嚴(yán)重削弱穿甲彈的性能
冷戰(zhàn)結(jié)束以后，西方坦克體系的研制就進(jìn)入了放緩和停滯期。除了大規(guī)模戰(zhàn)爭(zhēng)壓力消失以外，最大的問(wèn)題在于找不到發(fā)展的明確方向。未來(lái)再次爆發(fā)各頂級(jí)軍事強(qiáng)國(guó)之間的大裝甲集群交戰(zhàn)時(shí)，戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)會(huì)演化成什么樣？未來(lái)的坦克應(yīng)該具備哪些設(shè)計(jì)特征，采用哪些技術(shù)，走何種發(fā)展路線？這些問(wèn)題至今沒(méi)有明確的公認(rèn)權(quán)威結(jié)論。
直到T14上，現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克的總體設(shè)計(jì)才有較大突破
坦克總體設(shè)計(jì)上，西方近30年的發(fā)展停滯期，給了中國(guó)和俄羅斯以充足的追趕時(shí)間；99A和T14這些新一代坦克已經(jīng)開(kāi)始趕上西方三代坦克的總體水平，在部分方面性能甚至有所超出。尤其是后發(fā)優(yōu)勢(shì)的存在，使得這些坦克設(shè)計(jì)時(shí)能夠更具有針對(duì)性。
比如99A坦克，在防彈陶瓷等關(guān)鍵材料性能差距較大的情況下；采用了壓縮坦克體積、減小基礎(chǔ)裝甲面積，盡可能擠榨出重量余地用來(lái)加強(qiáng)防護(hù)能力以外；最主要的設(shè)計(jì)思路之一就是在防護(hù)性設(shè)計(jì)上，大幅提升對(duì)于爆炸反應(yīng)裝甲的依賴。
99A坦克，注意塊狀的爆炸反應(yīng)裝甲
前面已經(jīng)提到過(guò)，到M829 E3時(shí)，現(xiàn)代坦克的基礎(chǔ)裝甲就根本耗不過(guò)它了。因此99A和T14這類新坦克上，基礎(chǔ)裝甲和爆炸反應(yīng)裝甲的權(quán)重就明顯向后者傾斜了。我們?cè)?9A坦克上，能看到非常厚重的大傾斜角度布置的重型爆炸反應(yīng)裝甲一直鋪設(shè)到了炮塔頂端。
爆炸反應(yīng)裝甲的原理，是在兩層裝甲之間鋪設(shè)鈍感炸藥；這樣小口徑炮彈之類的彈丸，就算打穿了外層裝甲，也不會(huì)將其引爆。但是一旦碰上大口徑破甲彈、穿甲彈這樣的高能侵徹，頓感炸藥就會(huì)立刻引爆，推動(dòng)外層裝甲板高速飛行，從側(cè)面主動(dòng)擠壓、切割穿甲彈的桿體。這種半主動(dòng)性質(zhì)的干擾，能夠有效降低穿甲彈的穿深；尤其是一旦桿體被打斷，穿甲彈的威力就會(huì)立刻損失大半。
三：M829 E4針對(duì)99A和T14開(kāi)發(fā)，強(qiáng)化擊穿爆炸反應(yīng)裝甲和實(shí)戰(zhàn)精度
M829 E4的項(xiàng)目規(guī)劃里的兩個(gè)重點(diǎn)，其一就是大幅提升對(duì)于爆炸反應(yīng)裝甲的侵徹能力，目前具體采用了什么樣的技術(shù)措施還不得而知；筆者推測(cè)在改善材料配方和加工工藝，提高桿體強(qiáng)度的同時(shí)，還有可能加大了貧鈾合金桿體的直徑。而第二個(gè)，就是大幅度提升M829系列在實(shí)戰(zhàn)中的射擊精度，這一方面突破的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于發(fā)射火藥的性能改善。
雖然一直說(shuō)是“直射距離”，但穿甲彈打出去的飛行軌跡仍然是帶有一定拋物線弧度的；炮彈速度飛得快，受重力和風(fēng)力影響時(shí)間短，2000米時(shí)的高度下降和風(fēng)偏就小，反之也是同理。如果一門炮打出去的炮彈，前一發(fā)飛的慢，后一發(fā)飛得快，那么很顯然是打不到一塊兒去的。
烏克蘭一種新型反應(yīng)裝甲的概念設(shè)計(jì)，用大量的小型聚能破甲彈從側(cè)面打擊穿甲桿
而在實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)下，晝夜交替帶來(lái)的溫差變化、火炮連續(xù)發(fā)射的炮膛升溫，都會(huì)使炮彈的發(fā)射火藥處于不同的溫度下。傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，火藥本身溫度越高，燃燒速度就越快，這就會(huì)帶來(lái)膛壓和炮彈飛行初速的提升。由于坦克的火控系統(tǒng)很難深入檢測(cè)到炮彈內(nèi)部的發(fā)射藥溫度變化——尤其各處發(fā)射藥之間的溫度本身也不相等，因此針對(duì)溫度變化進(jìn)行的彈道修正（比如炮口抬高、降低多少）就有很大的局限性。
而M829 E4采用的新型混合式發(fā)射火藥（也包括參與燃燒的可燃藥筒），在零下31.6攝氏度到62.7攝氏度之間，都能保持一致度非常高的初速表現(xiàn)。對(duì)于觀察瞄準(zhǔn)和火控反應(yīng)速度、精度都很高的現(xiàn)代坦克，彈藥本身在各種環(huán)境和作戰(zhàn)條件下的彈道一致性提高，是2000米以至于更遠(yuǎn)距離上先敵開(kāi)火、先敵命中性能的重大突破。
此外M829 E4還有一些相對(duì)比較常規(guī)的改進(jìn)，比如彈托更輕等等。根據(jù)公開(kāi)信息判斷，它在桿體的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上沒(méi)有出現(xiàn)跨代性的技術(shù)突破，因此嚴(yán)格的說(shuō)還不算真正的第五代穿甲彈，而算四代半水平。
四：德國(guó)和中國(guó)處于第二梯隊(duì)，俄羅斯穿甲彈還不如韓國(guó)貨
在穿甲彈領(lǐng)域，美國(guó)遙遙領(lǐng)先于世界上所有國(guó)家——包括鎢合金穿甲彈。我國(guó)直到最新型的三期鎢合金穿甲彈，才做到了變形加工態(tài)高密度鎢合金的第四代穿甲彈水平；而這種技術(shù)的最早成功和公布，是在1976年美國(guó)
陸軍外圍科學(xué)和工藝中心召開(kāi)的專門會(huì)議上。
在可見(jiàn)的未來(lái)內(nèi)，美國(guó)公開(kāi)裝備的所有穿甲彈性能標(biāo)準(zhǔn)，都只是美國(guó)根據(jù)中俄等軍事對(duì)手裝備的更新發(fā)展水平，以最小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)（材料、工藝成本）來(lái)決定的，它的技術(shù)儲(chǔ)備遠(yuǎn)不到見(jiàn)底的時(shí)候。
韓國(guó)的穿甲彈威力展示
而緊隨美國(guó)之后，德國(guó)穩(wěn)居第二，而中國(guó)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力追趕，現(xiàn)在已經(jīng)能和德國(guó)共處于世界穿甲彈領(lǐng)域的第二梯隊(duì)了，性能標(biāo)準(zhǔn)是在2000米距離上打穿700毫米以上厚度均質(zhì)鋼裝甲。這個(gè)能力即使是美國(guó)自己裝備的M1A2，不加裝重型的爆炸反應(yīng)裝甲，也是扛不下來(lái)的。
由于政治和軍事立場(chǎng)，韓國(guó)在坦克性能開(kāi)發(fā)的指標(biāo)實(shí)際上從來(lái)不是以朝鮮，而是以中國(guó)為假想敵的。韓國(guó)近年來(lái)在穿甲彈領(lǐng)域也下了特別大的力氣，做出了2000米穿深650（吹噓成700）的成績(jī)，彈體本身處于三代到三代半之間的水平。而俄羅斯的穿甲彈則是蘇聯(lián)時(shí)代欠債太多，目前剛剛摸到第三代穿甲彈的門檻，比韓國(guó)還差一截。
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