1、学号：姓名：“最强的矛最强的矛”穿甲弹的发展历程穿甲弹的发展历程矛与盾，炮弹与装甲，永恒的敌手。矛与盾，炮弹与装甲，永恒的敌手。穿甲弹是在装甲与反装甲的斗争中发展起来的，它出现于19世纪60 年代，最初主要用来对付有防护装甲的工事和舰艇。第一次世界大战出现了坦克以后，穿甲弹在与坦克的斗争中迅速发展了起来。1 普通穿甲弹（普通穿甲弹（AP）早期穿甲弹设计思路较简单，即通过采用高强度合金钢做弹体，采用不同的结构形状和硬度分布强化弹头并增大炮弹初速，从而依靠更强的弹体和更大的动能达到破坏装甲的效果。普通穿甲弹，结构特点是弹壁较厚(t=d/5 d/3)，装填系数较小(=0 3 0%)，普通穿甲弹所采用
2、的弹体材料均为高强度、高硬度的合金钢，例如 35CrMnSiA、Cr3NiMo 或 60SiMn2MoVA 等，并采用一 定规范的热处理。普通穿甲弹常用的弹药有钝化黑索金、钝黑铝 等炸药，一般采用块装填法装 填，把压制好的药柱(一节或几节)用石蜡、地蜡混合物黏固于药室中。根据头部形状的不同，普通穿甲弹又可分为尖头穿甲弹、钝头穿甲弹和被帽穿甲弹尖头穿甲弹、钝头穿甲弹和被帽穿甲弹。1.1 尖头穿甲弹尖头穿甲弹v 早期穿甲弹弹头的外型为简单的尖锥状流线形，但随着射击距离的增加，简单的流线型并不能保证弹头的射击精度且尖头穿甲弹侵彻装甲时头部阻力较小，对硬度较低的韧性装甲有较高的穿甲能力，但侵彻硬度较高
3、的装甲时，头部易破碎，对倾斜的装甲易跳飞。1.2 钝头穿甲弹钝头穿甲弹v 钝头穿甲弹碰击装甲时，接触面积大，弹头部不易破碎，而且改善了着靶时的受力状态，在一定程度上可以防止跳弹。钝头部便于破坏装甲表面，易产生剪切冲塞破坏。因此，在很多情况下，特别是高速倾斜碰撞的情况下，钝头穿甲弹穿甲能力高于尖头穿甲弹，可用来对付硬度较高的均质装甲和非均质装甲。前苏联122 mm BR-471B钝头穿甲弹1.3 被帽穿甲弹被帽穿甲弹v 被帽穿甲弹的结构特点是在尖锐的头部钎焊了钝形被帽。被帽的作用是尽可能避免倾斜穿甲时产生跳弹和保护弹头部在碰击目标时不破碎。被帽较弹体的硬度低而韧性好，为了便于开坑，被帽顶端采用表
4、面淬火，以提高硬度。碰击装甲时，通过被帽传到弹体头部的应力大为减小，从而保护了弹头部。碰击时被帽和装甲表面被破坏，而尖头弹体本身受较小的阻力继续侵彻，且在倾斜碰击时不易跳飞，因此，穿甲能力得到提高。德国Pzgr.40被帽穿甲弹1.4 半穿甲弹半穿甲弹v半穿甲弹又称穿甲爆破弹，结构特点是有较大的药室，装填炸药量较多，利用穿甲弹本身的动能，使战斗部钻入目标内部再爆炸，靠冲击波、破片和射弹破坏目标。2 次口径超速穿甲弹次口径超速穿甲弹v二战中出现的重型装甲厚度达150 200 mm，普通穿甲弹已无能为力。为了击穿这类厚装甲，反坦克火炮增大了口径和初速，并发展了一种装有高密度碳化钨弹芯的次口径穿甲弹。
5、由于碳化钨弹芯密度大、硬度高且直径小，因而比动能大，提高了穿甲威力。2.1 结构特点结构特点v次口径穿甲弹按外形可分为线轴形和流线型两种。线轴形结构是把弹体的上、下定心部之间的金属部分尽量挖去，使弹体形如线轴，目的在于减轻弹重，在近距离(500 600 m)上能显示穿甲能力较高的优点，但远距离时速度衰减很快。流线型结构的弹形较好，但比动能受到限制。流线型结构目前用在小口径炮弹上，一般采用轻金属(铝)和塑料做弹体来减轻弹重。2.2 弹芯弹芯 v 弹芯是穿甲弹的主体部分，材料成分为碳化物，含少量镍、钴或铁等金属，还可以采用高碳工具钢和贫铀合金等。弹芯的形状均为尖头，其穿甲阻力小，着靶比动能高，弹芯
6、穿透装甲后破碎成很多碎块，这些碎片的温度可达900，在坦克内部具有杀伤和引燃作用。v 图示德国MBB公司研制的次口径破/穿型战斗部，采用贫铀合金弹体，材料强度高、易切削。弹芯密度大(18.6 g/m3)，初速为988 m/s，弹体长径比较大，使比动能增大。该弹可穿透 坦克的顶装甲，贫铀合金在穿甲过程中燃烧放热而产生高温，有灼热碎块飞向靶后，后效作用显著提高。2.3 弹体弹体v 弹体的作用是支撑弹芯、固定弹带并使弹丸达到旋转稳定的作用，弹体材料一般为软刚或铝合金。当弹丸撞击装甲时，风帽和弹体发生破坏而留在装甲外面，在碰撞瞬间，弹体的部分动能传给弹芯，使其实现穿甲。v 次口径超速穿甲弹存在以下问题
7、:v 1)弹形不好，断面质量密度小，弹丸速度衰减很快，在远距离处穿甲无优越性。垂直或小法向角(或小着弹角)穿甲时，弹丸威力较好，但大法向角时，弹芯易受弯矩而折断或跳飞。v 2)弹芯穿出装甲后要破碎，故不能对付屏蔽装甲或间隔装甲。v 3)碳化钨弹芯烧结成型后不易切削加工，工艺性较差。v 4)使用软刚弹带，且初速高，火炮发射时对炮膛磨损严重。3 脱壳穿甲弹（脱壳穿甲弹（APDS）v 脱壳穿甲弹由飞行部分(弹体)和脱落部分(弹托、弹带等)组成。按稳定方式可将脱壳穿甲弹分为旋转稳定脱壳穿甲弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹。尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹体为长杆形，故又称为杆式穿甲弹。由于杆式穿甲弹威力大，不仅配用于火炮
8、、导弹，而且还发展了配用于单兵火箭发射的攻坚弹。美国M791脱壳穿甲弹3.1 旋转稳定脱壳穿甲弹旋转稳定脱壳穿甲弹v 旋转稳定脱壳穿甲弹采用脱壳结构，减少了空气阻力，使飞行部分在外弹道上的速度衰减减慢。同时又使用密度小的铝合金弹托减轻了弹丸质量，使弹丸初速得到提高，从而提高了远距离的穿甲能力。但是，弹体长径比受飞行稳定性的限制，威力难以进一步提高，不能对付现代坦克的大法向角大厚度装甲、复合装甲等现代装甲。实验用120mm脱壳穿甲弹3.2 尾翼稳定脱壳尾翼稳定脱壳(杆式杆式)穿甲弹穿甲弹v 尾翼稳定脱壳穿甲弹通常称为杆式穿甲弹，其特点是穿甲部分的弹体细长，直径较小。长径比目前可达30左右，仍有向
9、更大长径比发展的趋势，如加刚性套筒的高密度合金弹芯的长径比可达到40，甚至60以上。弹丸初速为15002000m/s。杆式穿甲弹的存速能力强，着靶比动能大，与旋转稳定脱壳穿甲弹相比，穿甲威力大幅度提高。法国“箭”尾翼稳定脱壳穿甲弹3.2.1 杆式穿甲弹的一般结构杆式穿甲弹的一般结构v 杆式穿甲弹的内部典型结构如图所示，全弹由弹丸和装药部分组成，其中弹丸由飞行部分和脱落部分组成，飞行部分一般包括风帽、穿甲头部、弹体、尾翼、曳光管等，脱落部分一般包括弹托、弹带、密封件、紧固件等;装药部分一般包括发射药、药筒、点传火管、尾翼药包(筒)、缓蚀衬里、紧塞具等。3.2.2 杆式穿甲弹的穿甲作用特点杆式穿甲
10、弹的穿甲作用特点v 由于杆式穿甲弹弹体细长，着速高，杆式穿甲弹穿甲过程与其它类型的穿甲弹不尽相同，其特点是弹体边破碎边穿甲，称“破碎穿甲”，可归纳如下:v 1)整个穿甲过程可分为开坑、反挤侵彻和冲塞三个阶段;v 2)弹体在穿甲过程中几乎全部破碎，最后只剩下一小段尾部弹体，长度约11.5倍直径;v 3)弹坑直径大于弹体直径，约为1.5倍直径，坑壁不光滑;v 4)大法向角穿甲时，弹孔有明显的向内折转现象，法向角越大，沿着速方向的入口尺寸越大;v 5)穿透装甲的着速越高，装甲出口越大，弹孔越平直，否则弹孔出现弯曲。3.2.3 杆式穿甲弹的发展趋势杆式穿甲弹的发展趋势v杆式穿甲弹的出现是穿甲弹设计思想
11、的一次飞跃。与传统的穿甲弹相比，其显著特点是大幅度地提高了断面能量密度(即比动能)，高密度材料钨、贫铀合金用于弹体及高强度、低密度的超硬铝合金用于弹托，又使得比动能大幅度提高。v为此，杆式穿甲弹的发展趋势可归纳为以下几个方面:3.2.3 杆式穿甲弹的发展趋势杆式穿甲弹的发展趋势v 1)提高弹丸着靶比动能：提高弹丸初速、减少外弹道上的速度损失、增大弹体的长径比是提高着靶比动能的重要技术 途径。通常采用的方法有：改进弹托结构，采用高强度、低密度的复合材料弹托，以减少质量；提高火药能量，改进装药结构，加大火炮口径、增加火炮身管长度、提高火炮膛压等，以提高初速；提高弹体材料强度及其综合性能，改进弹体结
12、构，以增大长径比。v 2)采用新的高性能弹体：材料与工艺试验表明，在火炮速度范围内具有较高机械性能的弹体材料可以提高穿甲威力。提高弹体材料的密度可以提高穿深，由钢改用高密度的钨合金、贫铀合金后，大幅度提高了穿甲威力，并且贫铀合金比钨合金有更好的穿甲性能。3.2.3 杆式穿甲弹的发展趋势杆式穿甲弹的发展趋势v 3)发展对抗第二代反应装甲，并兼顾其它装甲目标的穿甲 弹结构：如何对付目前出现的反应装甲是杆式穿甲弹发展的重点方向。其重要突破是在结构设计方面，采用两级穿甲的结构，先由第一级小弹丸将反应装甲或主动装甲引爆或穿出一通道，再使第二级主弹丸顺利穿透主装甲，这种结构可称为穿-穿复合弹。另外，还可以
13、设计成穿甲弹与破甲弹的复合形式，先由穿甲弹破坏掉反应装甲或主动装甲的爆炸装置，再由破甲弹破坏主装甲，这种结构成为穿-破复合弹。v 4)发展动能导弹：动能导弹已经成为杆式穿甲弹发展最活跃的方向之一，它具有杆式穿甲弹的巨大穿甲威力，而且具有与一般导弹相同的命中率。v 5)发展超高速杆式穿甲弹：随着火药、装药技术、动能 导弹、电磁炮、电热轻气炮及火箭增速技术的发展和应用，杆式穿甲弹的速度将越来越高，有可能超过2 000 m/s。以上即是我所整理制作关于穿甲弹的发展历程的PPT。图片来自网络。主要内容来自王迎春王迎春,王洁王洁,管维乐等管维乐等.穿甲弹的现状及发展趋势研究穿甲弹的现状及发展趋势研究J.飞航导弹飞航导弹,2019,(1):48-52。
