殊途同歸——淺談德美APFSDS的發展
長桿次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈(APFSDS)不僅是現代坦克炮的主力彈種,而且也是反裝甲能力最強、作戰效果最佳的彈種。該彈的設計,往往代表著研制國在彈藥、發射藥、治金等軍工技術上的最高水平。
1979年,德國萊茵金屬公司為“豹”-2主戰坦克研發的RH120(L44)滑膛炮一經推出,就成為西方陣營新一代坦克炮的技術標桿,連西方陣營的領頭羊美國也采取了“拿來主義”,使之成為西方陣營裝備數量最大的坦克炮。不過,炮雖一樣,但德美兩國在為其研制配套的APFSDS時,卻根據各自國情,采取了不同的技術路線。三十多年來,德美在該領域內的你追我趕,極大促進了兩國APFSDS的技術進步。
DM13∕23:奠基之作
DM13是德國人為RH120研制的第一款120毫米APFSDS。它由脫殼穿甲彈丸、鋼底半可燃藥筒和發射藥組成。
DM13的脫殼穿甲彈丸包括彈套、尾翼、彈芯和裝在彈底的曳光裝置等部件。三段焊接式彈芯由鎢合金制成(密度為17.1克∕立方厘米),外部包有鋼套。鋼套直徑為38毫米,彈芯長徑比為12:1。馬鞍形、三瓣式彈托裝有前、后定心環,后面裝有閉氣環。尾翼有5個翅片,由高強度鋁合金軋制而成,表面經熱處理,可承受500兆帕以上的膛壓。尾翼用真空電子束焊接工藝將其焊在彈芯尾部。
DM13的半可燃藥筒由惰性纖維、硝化棉、二苯胺、樹脂等混合制成,內裝發射藥、底火和緩蝕添加劑襯套。用帶中心傳火管的多孔底火與閉鎖卡環將金屬筒底、閉氣環及可燃筒體連接在一起。為防止燒蝕,延長炮管壽命,藥筒前半部分內側裝有防燒蝕的添加劑襯套。為防止藥筒受潮和微生物侵蝕,在藥筒上涂有一層油膜。
尾翼穩定脫殼穿甲彈是現在坦克的主戰彈種
DM13的半可燃藥筒內裝有7.1千克JA2型7孔粒狀粘結型壓實發射藥。它是利用特殊粘結劑將含硝化棉成分的發射藥粘結在一起,制成整體形狀發射藥柱。點火時,這種發射藥將分裂成原始的疏松粒狀火藥,可使初速增大,但膛壓增加不多。其優點是裝填密度大,但又簡化了裝填工藝。
DM13的初速為1650米∕秒,最大有效射程達3500米。在1979年服役的時候,它在飛行速度、命中精度以及終點彈道性能方面達到了世界領先水平。
不過,德國并未就此止步。面對20世紀80年代華約裝甲防護技術的進步,德國于1983年投產了DM23。其基本結構與DM13類似,但DM23的彈芯采用了整體式鎢合金,直徑減少到32毫米,長徑比增加到14:1。在彈體長度不變的情況下,DM23因為彈芯長徑比的增加,初速和穿甲威力都有所提高。
M827∕828:DM13∕23的異國“兄弟”
1985年初,美國就引進RH120技術在國內按許可證生產的問題,與德國達成了協議。該炮被美軍賦予M256的編號。隨同火炮一塊引進的,包括DM13∕23在內的配套彈藥。不過,美國人在仿制DM13∕23時,并沒有沿用德國的鎢合金彈芯,而是將彈芯材料換成了密度達18.6克∕立方厘米的貧鈾合金(由鈾238加入0.75%鈦制成,強度比純鈾金屬高3倍),這就是美制M827∕828貧鈾APFSDS。
通過原裝進口的DM13∕23與自制的M827∕828大量實彈射擊對比試驗,美國人確信貧鈾彈芯延展性、韌性更好,大幅度提高了彈丸的橫向載荷(斷面比重),降低了飛行途中的速度損失,再加上貧鈾穿甲彈芯在撞擊裝甲時具有的自銳特性,從而將穿甲威力提高了10%左右。
不過,任何事物都具有兩面性。由于貧鈾合金彈芯的彈性模量僅為鎢合金彈芯的一半,剛度要明顯低于后者。彈芯在高速飛行中的氣動加熱可達到2227度左右的高溫。在強大的高溫和氣動力的耦合作用下,彈芯難免會發生變形。貧鈾合金比鎢合金的耐熱性差,所以它的變形也大,這在一定程度上降低了彈芯的飛行穩定性,直接導致M256在同樣距離上使用DM13∕23的射擊精度要優于M827∕828。兩者精度上的差距會隨著射擊距離的增加而擴大。而為了保證貧鈾彈芯在飛行途中不彎曲變形,就得用更長的彈托,由此增加了APFSDS的消極重量。
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