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中国坦克穿甲弹与德国顶尖水平相当 但仍不及美军
www.wforum.com | 2017-09-15 20:34:12  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

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  前几天本菜吐槽了日本和韩国的穿甲弹,然后各种大神开始吐槽本菜不严谨,不缜密。诚然比杆长,比材料什么的,如果详细论证会涉及到复杂的数学计算过程,并且通过外形尺寸来估计穿甲弹俄好坏,最多可以定性,根本做不到定量。

  经过几天的思考,本菜决定换个姿势来继续聊穿甲弹。

  从能量守恒的角度,我们通常可以认为,坦克的炮口动能=弹托带走的能量+飞行中弹芯损耗的能量+穿甲过程中消耗的能量+穿甲后的剩余动能。他们之间大致的比例是炮口动能100%、弹托带走28%、飞行中损耗15%、穿甲过程利用54%,最后剩下3%。

  炮口动能的大小,和火炮的口径、长度、和药室大小有关。125炮的药室比120的大、且125X48>120X44;125X48<120X55,所以125炮的炮口动能比短管120大是必然的,和长管120比两者半斤八两。然而火炮变长,最大的问题是会影响到坦克的机动性(炮管太长,容易杵到地)。

  一个理想的穿甲过程应该是,尽量的减小弹托带走的能力和飞行中弹芯损耗的能量,将更多的能力用于穿甲过程的消耗中,并且通过各种手段来提高穿甲过程中的能量利用效率。

  我们通常所说的,增大弹芯长径比啊,什么贫铀弹芯/自锐钨合金弹芯什么的都是在提高弹芯在穿甲过程中的能量利用效率。然而在实际操作中,任何因素的改变却并不容易。

  比如长径比更长的弹芯,需要体积更大的弹托来支撑。而体积更大的弹托会带走更多的能量。例如M829A2有一根很长的弹芯,但是增大的铝合金弹托又浪费了不少能量。于是弹托的减重就成为目前坦克穿甲过程中的一个重要方向。

  弹托的设计,要满足在弹丸膛内运动时对弹芯的支撑,让弹芯不碎裂,不摆动,而且要尽量的轻。

  比如M829A3搞了一个超牛逼的复合材料弹托,俄罗斯的Svinets-1/2弄了一个奇形怪状的铝合金弹托。

  说完了弹托带走的能量,我们在来看看飞行过程中的损耗。

  飞行过程中的损耗主要来自于弹丸在飞行过程中的阻力。其中阻力的大头来自于风帽和弹翼。理论上弹翼是越小越好,风帽是越细越尖越好。然而这些的设计都要受弹丸整体的飞行稳定性来约束,但是总的来说,存速性好的穿甲弹,弹翼的片数和面积往往较少,弹头比较尖。

  从一些公布的穿甲弹照片我们可以看到俄式125穿甲弹的弹翼往往很大,甚至早期的125穿的弹翼还能起到定心的作用,而美国M829系列穿甲弹的弹翼是越做越小。事实上穿甲弹的速度降也基本一样。俄系最差、德系次之,美系最好。

  此外,速度降也与弹翼和风帽的材料有关系,现代穿甲弹的飞行速度超过4M,铝制弹翼和风帽在飞行中所受到的气动加热很可能对其产生烧蚀,从而导致阻力急剧升高。有些国家的穿甲弹为了防止烧蚀不得不采用不锈钢弹翼和风帽……这样一来,留给穿甲体的重量就又少了。

  接下来我们再来看看穿甲过程中所消耗的能量。根据极限穿透速度的公式可知,质量一定长径比更大的弹芯,极限穿透速度越小;质量一定,密度越大的弹芯,极限穿透速度越小。这就是追求大长径比穿杆的贫铀弹比钨弹的极限穿透速度要更小的原因所在。也就是通过良好的弹芯设计可以大大提高穿甲过程中对能量的利用效率,用更少的能量穿透更厚的靶版。另外在穿甲过程中,弹头的自锐会减小穿甲过程中的阻力,而弹翼是否能顺利脱落也会对穿甲过程产生影响,对这两项的优化也可以提高穿甲过程对能量的利用效率。

  在实际中,增加弹芯长度会受到炮弹几何尺寸和结构的限制,减小弹芯直径必须考虑弹芯的强度和刚度,目前大家的长径比基本上在25~30之间,没有谁能更进一步。贫铀弹在密度和自锐的天然优势非常吸引人,但是足够贫铀材料不是谁家都有,并且使用上会有不小的危害。 使用钨弹的传统国家在近20年来一直在探索自锐钨合金,先后搞了一大票掺杂各种金属的钨合金和发明了钨丝编织弹杆的工艺在应用中实现了自锐效应,但是这些弹的密度往往不高,自锐效应很大程度上被密度的降低给抵消了,所以自锐钨的应用到目前为止并不成功。

  最后我们讨论下几个国家的大致水平。

  美国人虽然炮的动能不大,但是弹托带走的能量、弹丸飞行过程中的损耗很少,并且穿甲过程中能量利用率超高,所以美国人的水平很高。

  德国人什么的,弹托带走的能量,弹丸飞行过程中的损耗没有美国人少,穿甲过程中能量的利用效率也远低于美国人高,因此在L44时期,德国人的水平很一般,等到L55时期,水平上来不少,单是仍然差美国人不少。当然L55会让坦克的机动性变差。

  俄罗斯呢,虽然炮口动能越来越高,单是弹托带走的能量,弹丸飞行过程中的损耗都极大,穿甲过程中的能力利用效率也没啥进步。因此在过去到未来相当长的一个时期,俄系穿甲弹的水平真心不好。

  中国虽然和俄罗斯在火炮上同源,但是在穿甲弹方面一直师从西方。中国人的炮口动能和俄不相上下,通过对于弹托技术和弹丸外形方面的持续挖潜,使得在相当长的一个时期内,中国炮弹可用于穿甲过程的能量一直高于德系。另外中国人的钨穿甲弹水平一直与西方同步,所以中国的水平低于美国,但与德国的顶尖水平不相伯仲。不过目前由于分装弹先天结构的劣势,钨弹可挖的潜力已经不大了,如果要继续追赶美军,铀弹是一个很好的选择。

  日、韩等国呢,虽然各种时髦技术用了不少,但是在各个方面的挖潜都差点意思,所以其总体的水平只能说一般般。

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