有关APFSDS的一些误解


借助一张著名的APFSDS的穿深,速度与材质的网图,说明一下目前谈论现有的尾翼脱壳稳定穿甲弹的一些误区。
第一,穿甲弹速度是越快越好吗?
根据E=1/2mv2的公式,人们都认为速度越快动能越大。但是,根据目前火炸药的性能,达到2000米以上的膨胀速度时就已经是爆炸了,对炮管会造成极大的破坏。
而且炮弹在炮管内滑行,会产生很大的摩擦热能,虽然为了降低滑动摩擦已经改用了滑膛炮,但是高膛压的摩擦仍然惊人,在1968年苏联T-64A首次配备125mm口径的2A26型主炮时,发射全威力APFSDS时只有200次寿命,一直到2A46M时才把寿命提升到500次。由此可见,膛压越高,出膛越快的炮弹,对炮膛伤害也越大。
最后,就是内弹道和外弹道匹配问题。一般来讲,一个火药武器的内弹道性能往往和外弹道性能反向变化,也就是为了提升出膛后的精度和稳定性,内弹道就会相对比较恶劣,对炮管摩擦也严重。因此,中国在实际中做过测试得出,125炮弹在初速度突破1800以后,对炮管损坏就会大大提升,因此无论是苏联还是美国,提升火炮穿甲力主要是炮弹改善材质,而不是提升初速度,甚至苏联1985年的3bm42型炮弹初速比起1968面3bm9还下降了很多。
第二,为什么贫铀弹的速度越快反而他穿深会下降?
这个原因主要是和铀238熔点有关。纯净的金属铀只有1130℃熔点,而钨可达3400℃,这意味着,贫铀弹速度达到1600以上后,强烈的气动加热会导致它变软或者熔化,自然无法以完整外形击中装甲,穿甲能力自然下降。因此美国M829诞生30年来的4个改型,初速度都维持在1500米以内。
第三,钨芯和贫铀杀伤机理是一样的吗?
答案是完全不同的。如前文所述,贫铀熔点只有1130℃,比钢铁1500℃都低,因此他命中后会迅速因为热能转化而软化,熔融,形成类似破甲弹的金属射流(破甲弹的铜熔点接近贫铀,在炸药爆炸后形成流体(非熔化,而接近软化))而突破钢板,由于流体切割钢板时最前端是尖锐而不是变钝的,因而贫铀弹有自锐效应,和钨芯不断磨损变钝原理不同。
第四,穿甲弹是硬度越大越好吗?
当然不是了。铀的莫氏硬度只有6,略高于铁,而钨可达7.5。由于硬度越大往往意味着韧性变差,硬度过大的物体高速撞击时发生脆裂(晶格缺陷)可能性也越高,因此不能认为越硬越好。一个解决方法就是利用纳米钨丝加强的金属钨玻璃体,同时解决硬度,晶体缺陷(玻璃体是非晶体),但目前还是实验室阶段。
第五,美国贫铀弹穿甲弹穿深和俄罗斯,中国,德国的钨芯弹穿深有可比性吗?
答案是否定的。

目前通常认为,1600米着靶速度的穿甲弹可达杆长1.1倍穿深,但这个说法出处是1986年一篇欧美的论文,那时候世界普遍穿甲弹的长度普遍仅有300-400mm,而目前普遍都在600mm以上,而最新的理论仍然秘而不宣。如果该理论仍然有效,那么全长790mm,弹芯720mm的美国M829A3理论上可达800mm以上穿深,而美国官方数据只有730左右,和公式计算数据相差极大。而且1986年绘制该曲线图时,各国杆长普遍只有目前杆长一半,该理论是否适合最新的穿甲弹还有待商榷,更何况美国M829系列穿甲弹是独有的挤出成型整体贫铀弹芯,和苏联的烧结贫铀填充在钢套内的3bm32完全不是同一机理,美国更是对m829理论高度保密,全球也无类似炮弹开发,故不可能直接横向对此中美俄德四国坦克炮技术。