坦克
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二、弹药

坦克用炮弹是坦克武器系统的重要组成部分。现代主战坦克火炮常用的弹种有:穿甲弹、破甲弹、碎甲弹、杀伤爆破榴弹或兼有破甲、杀伤功能的多用途弹。若按装填方式划分,又分为定装式弹和药筒分装式弹两种。可采用自动装弹机或人工方式装填。

目前,国外针对主战坦克之间直接对抗的机会减小,而作为支援步兵作战的火力平台作用增大的特点,同时,为了加强自身防护能力,在坦克上又配置了人员杀伤弹。这种炮弹内装5000多支小钢箭,利用时间引信,可打击4400m距离上、半径150m内的人员目标。它很适宜对付反坦克导弹或火箭步兵班。

(一)穿甲弹

穿甲弹又称动能弹。它是一种依靠发射弹丸的动能来击穿装甲、破坏设备、杀伤人员的炮弹。也是现代主战坦克中配备数量最多的弹种。

(1)尾翼稳定脱壳穿甲弹 20世纪60年代,在苏联出现了采用4~6片尾翼稳定的脱壳穿甲弹(图2-8)。

图2-8 尾翼稳定脱壳穿甲弹

根据坦克炮的结构,滑膛炮使用的是长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹,线膛炮使用的是采用滑动弹带技术的尾翼稳定脱壳穿甲弹。

长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹 具有长径比大,飞行速度损失小,大着角不易跳飞,穿甲后效作用大,对付复合装甲效果最佳等特点。目前,该弹长径比已达(20~30):1,弹丸初速1800m/s,弹芯采用90%钨、7%镍和3%铁组成的钨合金材料制造,其密度为17.6g/cm3。这种穿甲弹是目前公认的最有效穿甲用炮弹,也是坦克配备的主要弹种。

(2)贫铀穿甲弹 美国20世纪60年代开始研制,1988年装备部队,至今已发展到第四代。美、英、法、德、俄等国均已装备部队。

穿甲弹中采用的是由0.75%钛和从U235裂变后废料中提取的铀材料制成的贫铀合金。这种合金具有弹性模量小、韧性好、硬度高,穿甲时不易断裂,弹芯密度达18.6g/cm3,命中目标后可进行高温燃烧,比钨合金弹芯穿甲能力提高10%~20%;但其后效污染大,对乘员身体健康有影响。穿甲厚度约为火炮口径的4~4.5倍,它在2000m距离上具有穿透700~800mm厚均质装甲能力。美国在M1A1主战坦克上先后装备过三种贫铀穿甲弹。在第一次海湾战争中,该弹在穿透俄制T—72坦克主装甲或炮塔后,仍能破坏车内设备。

(二)破甲弹

破甲弹又称聚能破甲弹或空心装药破甲弹。20世纪60年代德国首先使用。它是一种采用空心装药方式,以爆炸时产生的高温熔解金属药罩所产生的聚能金属射流,进行穿甲的炮弹。也是目前主战坦克必备的弹种之一。见图2-9和图2-10。

图2-9 苏制125mm破甲弹

图2-10 苏制85mm破甲弹

1.特点

破甲弹的破甲厚度一般为火炮口径的5~8倍。破甲威力不受弹丸初速、有效射程变化、装甲材料的影响,命中角对穿甲能力也影响较小;但破甲后杀伤效果稍差,同时也容易被现代防护措施所干扰。

2.破甲原理

根据炸药爆炸的定向原理,在空心装药的条件下,由于炸药爆炸物均垂直于锥形表面迅速爆发,方向都指向锥孔轴线。同时,爆炸产生的高温将锥形装药表面的锥形金属药罩熔解,结果在锥孔轴线方向汇集成一股高速、高温、高压的聚能金属射流,破甲的过程就是这股金属射流冲击装甲的过程(图2-11)。这股射流长几百毫米,直径几毫米,温度大约1000℃,射流速度6~8km/s,可在装甲表面产生几十至几百万个大气压。金属药罩常选用铜、钨、钼、贫铀等材料。使用贫铀材料比铜材料药罩破甲直径可增大30%~40%。

图2-11 破甲弹示意

实验证明:破甲弹射流距装甲一定距离时,破甲穿孔有一个最佳值。因此现用破甲弹多数为有定炸高性能的长杆头螺式破甲弹。另外,高速旋转弹丸产生的离心力,会使聚能金属射流发生扭曲,断面积增大,甚至出现中空现象而使破甲威力降低。

(三)碎甲弹

20世纪60年代出现的碎甲弹,是一种利用弹丸装药在装甲表面爆炸时产生的冲击波,使用装甲内壁碎裂飞出的破片来杀伤人员、破坏装置的炮弹。这种炮弹的特点是:命中角较小时也不易跳飞,弹丸初速和旋转对碎甲效果影响不大,有效碎甲厚度约为弹径的1.5~3倍,由于碎片速度高达1500~2000m/s,可作为杀伤爆破弹使用,结构简单,生产方便,成本低;但它对非均质、屏蔽和复合装甲作用效果差。见图2-12。

图2-12 碎甲弹示意

目前一些国家利用其杀伤、爆破、碎甲等项功能,把它作为一种全能型弹种而重新予以使用。

(四)炮射导弹

坦克炮射导弹是利用坦克的火炮、观瞄系统以及指挥制导系统将导弹发射出去,并导向目标,它的结构如图2-13。它使精确制导技术与常规坦克炮、反坦克炮系统达到有机的结合,保留了原系统反应快、火力猛的特点,且在不改变其成员建制和分工,不过多增加系统复杂性的前提下,却拓宽了坦克和反坦克炮的远距离对抗能力,作战距离由2000m提到4000m以上,使坦克可以在野战中攻击武装直升机、防御坦克歼击车,以及在隐蔽阵地上对敌坦克实施远距离射击。

图2-13 炮射导弹结构示意

坦克炮射导弹武器系统一般采用激光驾束制导方式,其工作原理(图2-14)是射手用瞄准制导仪瞄准、跟踪目标,并用与瞄准镜同轴的激光器向目标发射激光波束(直径为6m的激光编码场)。然后发射导弹。导弹飞离炮管后进入激光波束,弹尾的激光接收器把接受到的光信号变为电脉冲信号,再通过转换,在弹上控制电路的校正滤波器的输出端形成既与导弹在激光束中的坐标成正比,又与这些坐标的变化速度成正比的信号。弹上陀螺坐标仪再将该信号转换到导弹坐标系中,提供给舵机。舵机将输入信号转换成导弹舵翼的偏转角,舵翼偏转产生气动力,驱使导弹向激光束中心移动。因激光束中心与瞄准镜中心平行设置,导弹沿激光中心飞行也就是沿瞄准线飞行,这样就可以瞄到哪打到哪。

图2-14 激光驾束制导炮射导弹工作原理

早在20世纪50年代,苏联便于1957年提出第一代坦克炮射导弹的概念。美国从1958年开始研制坦克炮射导弹,并研制成功世界上最早的坦克炮射导弹—橡树棍,采用红外制导。80年代,由于导弹的技术复杂,研究导弹付出的代价比常规炮弹高很多,而发展坦克火控系统和先进的光电传感器,也可达到与制导炮弹相当的效果,因此西方国家逐渐放弃发展坦克炮射导弹,只有前苏联一直坚持研制炮射导弹(图2-15)。后来还有瑞典、印度、以色列研究并装备了炮射导弹。

图2-15 前苏联9M117“堡垒”坦克炮射导弹

口径100mm,导弹重26.8kg,最大射程4000m,平均飞行速度375m/s,破甲厚度550mm