浅谈破甲弹，从反应装甲到串联战斗部，破甲弹还能屹立不倒？
2021-07-22 20:04:50来源: 指尖香烟味儿
破甲弹又称成型装药破甲弹，其特殊的作用机制完全不依赖炮口初速，这是破甲弹最大的一个特征，二战结束后破甲弹大发神威，其对均质钢装甲的碾压带来的就是坦克矛与盾的完全失衡，在上世纪五六十年代甚至出现了以豹一、AMX30为代表的完全放弃装甲的坦克，可惜这种装甲无用论并没有维持多长时间，随着附加装甲、间歇装甲以及更加先进的反应装甲的出现，破甲弹的主力位置也被传统的动能穿甲弹所取代，不过在单兵反坦克武器方面成型弹药破甲弹还是依靠着不依赖炮口初速这一优势依旧保持着主力位置，尤其是随着装备串联战斗部破甲弹的出现。下面我们就从破甲弹原理以及串联破甲战斗部的角度来一探破甲弹的秘密。



▲被格栅拦截的PRG火箭筒，这种格栅装甲能破坏破甲弹的药形罩、引信装置等内部结构，使其失去作用，这种由铝合金板或钢板冲压而成的外壳很容易被破坏，更别提脆弱的药形罩了，而且破甲弹内部存在较大“空腔”。受到挤压就容易变形，位于顶端风帽中的压电陶瓷受到挤压很容易就破损失效，导致无法引爆主装药，至少从上图来看这枚RPG并没有被引爆，应该就是格栅破坏了其引信机构。即使这样格栅装甲拦截RPG的概率也只有60%。

聚能效应

当高爆炸药直接作用于装甲上时，爆轰产物会沿着装药表面法线方向扩散，这样一来炸药对装甲的作用面积就会变得很大，能量分布不集中，能量密度较小，于是就会在装甲表面形成一处浅坑。如果在装药接触面添加一个凹槽，装药爆轰后就会形成一股聚集在一起的高温高速气流，能量密度和接触面积就会被聚集，这就是聚能效应，如果进一步在凹槽内添加一个金属药形罩，就会形成一股聚能的金属射流，最后在一定炸高下这股金属射流会被拉长并不断聚集，从而达到侵彻装甲的作用。



▲金属射流的形成过程，会产生作用于装甲的金属射流和后部杵体，后部杵体不参与侵彻装甲这个过程，两者因为存在速度差会被拉断，从而在断裂处产生大量的碎片，在爆炸成型弹药中由于药形罩角度大，所以不能形成有效的金属射流，用于穿甲的反而是后部杵体，也就是常说的自锻破片

当装药起爆时，药形罩在爆轰产物的作用下沿着轴线方向快速流动，而且依次向轴线闭合做塑性流动，药形罩在轴线上闭合时就会形成一股金属射流，这股射流最高速度可达3000米每秒，也就是压垮速度，从药形罩的顶部到底部有效用量是依次减少的，所以压垮速度也是逐渐减少的，于是就形成了顶部金属射流速度大，底部金属射流速度小的特点，这股金属射流就会被约拉越长（如果不作用于装甲会越拉越长直至破裂成为碎片），这样一来穿甲深度也是越来越大。而在金属药形罩底部外表面，由于有效装药量的问题金属的合成速度远远小于压垮速度，于是就会在后部产生一个非融化状态的杵体，这个杵体并不参与对装甲的侵彻。这些金属射流大多由药形罩的内表面形成，而且质量仅占整个药形罩质量的10%到30%。

▲红外摄像机下的聚能效应

破甲弹的关键

作为金属射流的“提供者”，药形罩对破甲弹的威力起着至关重要的作用，形状一般都会选择锥形罩，因为该结构简单、容易加工而且威力并不小，一些极端追求威力的破甲弹也会采用双锥形的药形罩，这种药形罩将喇叭罩和锥形罩的优点完美的结合了起来，母线长，变锥角，而且基本上就是两个角度不同的锥形罩叠加，制作工艺也没有那么难。一般的锥形罩锥角为35度到60度（中、小口径破甲弹为35度到44度，大口径破甲弹为44度到60度），锥角过大形成的射流破孔直径小，而且稳定性极差。锥角过大形成的射流破孔直径大，但是后效作用差，不能形成有效的金属射流，太大都不能形成有效的射流。



▲药形罩的三种形状，喇叭状的药形罩穿深最大，但是其制作工艺较高，而且也很不稳定，所以一般的破甲弹都会选择锥形罩

一般药形罩都是顶部厚度小，底部厚度大的这种变壁厚结构，这样能有效的提高金属射流顶部和尾部的速度差，使其被拉长，但是厚度差太大形成的金属射流就很不稳定，会出现弯曲的情况。其次药形罩的材料一般要求密度大，塑性好，而且不会因为爆轰产物而被汽化，这样一来最好的材料就是金了，当然还得考虑实用性，铝延展性好但是密度小，铅密度大，延展性好，但是容易在爆轰产物下汽化，最后就选择了最合适的紫铜，此外还有一种“复合材料”，就是内层用常规的紫铜，外层用具备燃烧效应的镁合金等。此外对加工工艺也有着严格的要求，金属射流容易因为制作工艺导致的壁厚差异而发生扭曲（这里说的是不规则的局部厚度差），这样就分散了能量，进而影响穿甲深度。



▲破甲弹多采用的压发引信，在撞击装甲表面后产生的电流通过接电管到达底部的引爆装置

此外就是炸高（药形罩口到靶板的高度），炸高过小金属射流就不能被有效拉长，能量不能得到有效聚集；炸高过大金属射流会被充分拉长从而破碎径向飞散，炸高这个东西得慢慢试验出来，一般都在药形罩直径的1倍到3倍之间。最后就是破甲弹的弹体结构了，首先从引信说起，破甲弹头部的引信机构和尾部引爆机构因为药形罩的存在是相互分开的，必须得靠引信回路，压电晶体在撞击到装甲以后会产生电流，电流经过导线引爆位于底部的起爆装置，也就是常说的压发引信。一般破甲弹存在尾翼稳定和旋转稳定两种。旋转稳定破甲弹的金属射流会因为高速旋转而越变越细，而且在离心现象的作用下会径向飞散，导致射流紊乱分流和提前断裂。



▲上图为尾翼稳定破甲弹，一些旋转稳定的破甲弹会采用错位式抗旋药形罩（如下图）



▲该药形罩能有效降低旋转对金属射流带来的影响，但是制作工艺较高，且威力也没有使用锥形罩的破甲弹高，但是不论是尾翼稳定还是旋转稳定，为了保持炮弹一定的精度，弹体还是会低速旋转。

▲上图为法国人开发出的一种G型弹，将弹体和成型装药部分分离，然后通过轴承连接，从而达到弹体高速旋转，成型装药部分低速旋转的目的

串联战斗部破甲弹

上世纪80年代随着爆炸反应装甲的出现，传统破甲弹似乎被完美压制，爆炸反应装甲的飞板能在金属射流到达装甲表面时有效的堵截，消耗大部分的射流，同时爆轰产物和大量的碎片也会严重干扰金属射流后续的正常穿甲，但是弹甲之争从来都是螺旋上升的，为了应对爆炸反应装甲，破甲弹也迎来了升级，一种全新的串联战斗部系统应运而生。这种新型弹药一般都拥有两级装药，前一级用来引爆或者击穿爆炸反应装甲，使得后部的主装药射流不会受到干扰。后一级用来侵彻已经裸露的装甲。这种串联战斗部一共有两种类型：破-破式串联战斗部和穿-破式串联战斗部。

▲俄罗斯著名的混血儿-M1反坦克导弹，由混血儿-M导弹改进而来，所用的就是一种串联战斗部，这种导弹曾在2006年以色列入侵黎巴嫩期间大显神威，仅在8月3日和4日就接连击毁3辆“梅卡瓦4”主战坦克，这一突发情况直接促使了以军高层放弃了继续改进“梅卡瓦”系列坦克的念头

破-破式串联战斗部顾名思义两级战斗部都是成型装药，前一级战斗部产生的金属射流可以提前引爆爆炸反应装甲，使其飞板飞离二级战斗部的攻击路径，消除破片和爆轰产物对于第二级战斗部金属射流的影响，最后第二级主装药战斗部就可以在毫无干扰的情况下攻击目标装甲。穿-破式串联战斗部的第一级战斗部能产生低密度射流或者是爆炸成型弹丸，从而达到击穿爆炸反应装甲为第二级战斗部开辟通道的目的，第二级主装药战斗部就可以直接侵彻目标装甲，这种串联战斗部优点就是并不引爆爆炸反应装甲，所以就不会有爆轰产物、碎片等干扰金属射流的正常侵彻。但是惰性炸药毕竟也是炸药，将爆炸反应装甲击穿而不引爆，这个技术难度很大。仅有少量的破甲弹使用的是这种穿而不爆的技术，大多数使用的还是相对比较容易实现的破-破式串联战斗部技术。

[图片10]

▲使用穿-破式串联战斗部的德国“铁拳3”火箭筒，其头部有一个伸缩式探杆，该探杆顶部有一个低密度药形罩的破甲战斗部用于击穿反应盒，该火箭筒后部有大量的铁粉，发射时铁粉被向后喷出飘散到地面，可以大大的减少后坐力和尾焰，特别适合特种部队在复杂地形中使用

但是破-破式串联战斗部能否有效侵彻目标有两个关键点，首先一个就是隔爆，因为一级装药很容易在爆炸时破坏后部的二级装药，不过以现代的技术可以轻松解决隔爆问题。最后就是主装药延期起爆时间和两级装药间隔距离的精准确定，主装药必须在反应盒飞板一飞离射流通道后就被引爆，但是这其中未知因素太多了，在一些外力的干扰下延期时间很难测定，串联战斗部破甲弹还有一段路要走啊！