第4章穿甲弹

弹药学弹药工程与爆炸技术装备工程学院2016年11月4.1概述4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求穿甲弹是依靠动能来摧毁装甲目标的重要弹种，也称为动能弹。最具代表性的装甲目标就是坦克，随着现代反坦克弹药性能的提高，坦克的防护能力也不断提高，间隔装甲、复合装甲、贫铀装甲、屏蔽装甲、反应装甲等技术被广泛采用，另外还提出了新概念装甲，如电磁装甲、电热装甲和灵巧装甲等。弹药学第四章穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求图4－1坦克装甲示意图1－车长；2－炮长；3－炮塔；4－车体；5－火炮；6－履带；7－驾驶员；8－负重轮；9－装填手；10－弹药；11－发动机；12－变速箱123456789101112最厚部位弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求间隔装甲：在主装甲外隔一定距离，增加一层或多层附加钢甲；复合装甲：由两层或多层不同材料组合而成；贫铀装甲：也称铀合金装甲，用低放射性铀238合金制成。具有塑性好、波阻抗大、密度大（是钢的2.5倍）等特点，抗穿甲、破甲效果好。但含有微量放射性物质，对乘员有一定危害。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求反应装甲：在两层薄装甲钢板间装上相对安全的钝感装药，依靠爆炸干扰作用进行防护。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求台湾陆军CM-11主战坦克安装的爆炸式反应装甲布置方式弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求T－72C坦克上装有复合装甲＋反应式装甲弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求在车体两侧和炮塔正面有复合式装甲自动激活电磁装甲：由装在装甲外侧相隔一定距离的两块薄钢板和高压电容器组组成。一块钢板接地，另一块钢板与高压电容器组相连。当射流或弹芯经过两块薄钢板时，电容器放电，形成强大磁场，产生交变洛仑兹力，使弹芯偏转或断裂、金属射流膨胀发散、断裂破坏、直径增大、侵彻能量急剧下降，从而避免装甲被击穿。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求主动电磁装甲：由探测器、处理器、蓄能器、转换器和发射器组成。探测器一旦探测到100m距离上、速度为1600～2000m/s的入射弹丸，计算机控制系统会接通电容器组，向电感发射器线圈输出强大脉冲电流。发射器由两块保持一定间隔距离的金属板组成，金属板中弹后被“激活”弹丸和射流偏转。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求电热装甲：是利用电热原理进行防护的装甲。电热装甲的组成与自动激活电磁装甲类似，区别在于主装甲前的两块薄金属板之间的间隔较小，且有一层绝缘材料。当射流或动能弹弹芯穿经两块薄金属板时，电容器会放电，使绝缘材料迅速受热膨胀，向两边推压薄金属板，干扰射流或弹芯。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求灵巧装甲：通过弹丸和装甲内嵌入微型动力装置之间的机械能转换、控制拉应力，改变弹丸运动方向，从而保护装甲不被破坏。其关键装置是传感器和微型动力装置，传感器要极其灵敏，可在数微秒钟内作出响应，并能精确测定弹丸着速和着靶时的撞击方向。微动力装置应具有高度灵敏性，尺寸小，可使用压电陶瓷材料、陶瓷电致伸缩材料、形状记忆合金等制造。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求现代装甲目标具有如下的特性:1)装甲坚：厚度大、强度高、结构多样、倾角大；2)火力强：火炮口径大：120～125mm3)速度快：越野最高时速达80km/h；作战时速约50km/h。4)越野性能好：可爬30°坡，超越1m高的墙和2～3m宽的壕沟，能涉渡1m深的河流，还能在4～5m深的水中潜渡。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求5)装甲目标的攻击弱点空间小、有弹药仓、燃料箱，被击中很容易发生燃烧和爆炸；携带的弹药较少；顶甲和底甲的防护较弱；不便于观察。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求2.对反装甲弹药的要求和反装甲弹药的分类1)对反装甲弹药的要求(1)威力大；(2)精度好；(3)有效射程大；2)反装甲弹药的分类穿甲弹：依靠动能贯穿装甲；破甲弹：利用爆轰聚能金属射流贯穿装甲；碎甲弹：利用在装甲表面爆炸的能量传递，使装甲另一面产生崩落碎片击毁目标。弹药学第四章穿甲弹4.1.1装甲目标和对反装甲弹药的要求4.1.2穿甲弹的发展采用高密度材料、增大长细比例、提高初速，增大弹丸的比动能，提高穿甲能力。1)采用钨、铀合金弹芯：贫铀合金密度约18.6g/cm2；2)采用脱壳方式：提高初速；3)采用尾翼稳定方式：加大长细比；从而增大比动能；弹药学第四章穿甲弹4.1.2穿甲弹的发展弹药学第四章穿甲弹4.1.2穿甲弹的发展4.1.3对穿甲弹的性能要求和穿甲作用1.穿甲弹的战术性能要求1)有效穿透距离:穿透给定装甲的最大距离；2)直射距离：2m道高的最大射程;3)密集度：弹着点散布精度；弹药学第四章穿甲弹4.1.3对穿甲弹的性能要求和穿甲作用图4－2着角NαV靶板2.穿甲弹侵彻靶板的破坏形式弹药学第四章穿甲弹4.1.3对穿甲弹的性能要求和穿甲作用图4－3装甲板破坏形式(a)韧性破坏；(b)冲塞破坏；(c)花瓣型破坏；(d)破碎型破坏；(e)层裂型破坏(a)(b)(c)(d)(e)4.2普通穿甲弹弹径等于火炮口径的旋转稳定穿甲弹；弹药学第四章穿甲弹4.2普通穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.2普通穿甲弹(a)(b)(c)图4－6被帽穿甲弹(a)57mm；(b)100mm；(c)122mm图4－737mm尖头穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.2普通穿甲弹图4－8带有爆炸性能的穿甲弹(a)50mm穿甲爆破弹；(b)37mm穿甲爆破弹；(c)130mm半穿甲弹(a)(b)(c)图4－9钝头部形状1.尖头穿甲弹：阻力小、易破碎、易跳弹；2.钝头穿甲弹：不易破碎、跳弹、阻力大；弹药学第四章穿甲弹4.2普通穿甲弹3.环形断裂槽：控制弹体头部的破碎范围；4.被帽：防止跳弹；5.风帽：减小风阻弹药学第四章穿甲弹4.2普通穿甲弹图4－11断裂槽断面形状(a)(b)(c)45o90o45o图4－12被帽Ht缺点：初速低；风阻大；比动能小；大着角易跳弹；4.3次口径超速普通穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.3次口径超速普通穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.3次口径超速普通穿甲弹侵彻破碎高温杀伤燃烧特点：碳化钨弹芯，轻质弹壳；缺点：风阻大；作用过程：4.4超速脱壳穿甲弹1.离心力脱壳：旋转稳定脱壳穿甲弹脱壳；2.火药燃气压力脱壳：弹托受弹后火药燃气的轴向及侧向作用，紧固环撕断，卡瓣向前翻转脱壳；3.空气阻力脱壳：弹托前端受空气阻力的轴向和侧向作用，紧固环撕断，卡瓣向后翻转脱壳；4.升力脱壳：弹托达到一定攻角时，激波强度减弱，升力使弹托产生俯仰运动，使卡瓣侧向飞离弹体。弹药学第四章穿甲弹4.4超速脱壳穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.4超速脱壳穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.4超速脱壳穿甲弹4.4.1旋转稳定超速脱壳穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.4.1旋转稳定超速脱壳穿甲弹离心销离心瓣弹药学第四章穿甲弹4.4.1旋转稳定超速脱壳穿甲弹离心瓣前托后托1.膛内收轴向惯性力离心瓣削弱断面剪切分离；2.出炮口后离心瓣挣脱尼龙环分离，释放前、后托；尼龙环缺点：1、靠旋转稳定保持射击精度；2、弹长受限制，长径比小影响穿甲威力；3、大着角时易折断、跳弹；4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹1.概述：弹长不受飞行稳定性的限制(25～30倍飞行弹径)，高初速、大长径比，简称为杆式穿甲弹。弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹2.结构组成穿甲块弹托弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹穿甲块可有效应对间隙装甲，防止弹体过早破碎。弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹3.穿甲过程：开坑、侵彻、冲塞；破碎穿甲原理碰撞方向侵彻方向特点：1、初速高：1800m/s；2、大长径比：30倍飞行弹径；3、尾翼稳定，弹长不受限制，断面密度大，弹体易转正；4、破碎穿甲，边破碎、边飞溅并转正，大着角不易跳弹。4.结构实例弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹弹托六个斜喷孔使弹丸旋转；离心力使弹托卡瓣分离脱壳；滑膛炮发射弹药学第四章穿甲弹4.4.2尾翼稳定超速脱壳穿甲弹线膛炮发射外弹带高速旋转内弹带低速旋转4.5贫铀弹4.5.1贫铀基本知识天然铀中铀235含量太低，经浓缩铀235的浓度达到3%以上做核反应堆燃料、90%以上做核武器燃料。经浓缩后的铀235，叫浓缩铀，剩余的铀就是贫化铀或称贫铀。贫铀的密度为19.05g/cm2，制成贫铀合金硬度可达钢的2.5倍，常温自燃、摩擦或撞击能氧化燃烧、并发生爆炸，贫铀合金有撞击自发锐性的特征，穿透性优于钨棒芯。弹药学第四章穿甲弹4.5贫铀弹4.5.2贫铀弹多用于制作贫铀穿甲弹、破甲弹、有穿甲燃烧功能的贫铀航空炮弹和贫铀装甲等。弹药学第四章穿甲弹4.5贫铀弹弹药学第四章穿甲弹4.5.2贫铀弹弹托与弹芯药筒与装药密封件底火适配器贫铀弹结构图美国贫铀弹装备口径：20mm;25mm;30mm;105mm;120mm;4.5.3贫铀对健康的危害贫铀弹对人体至少有五大伤害：1.引起造血障碍病症；2.眼白内障病症；3.白血病及其他恶性肿瘤；4.会导致染色体畸变和基因突变；5.生长发育出现障碍，未老先衰或提前死亡。弹药学第四章穿甲弹4.5.3贫铀对健康的危害4.6穿甲弹的发展趋势提高穿甲威力；对付二代反应装甲。4.6.1.提高穿甲威力1.提高弹丸着靶速度（1）增大火炮口径；（2）提高火药能量；（3）使用涂覆火药降低温度系数；（4）随行装药技术；（5）密实装药技术；（6）发射药钝感技术；弹药学第四章穿甲弹4.6穿甲弹的发展趋势2.增加弹丸的长径比；3.采用高密度合金的弹杆材料；4.减少弹托质量；4.6.2对付二代反应装甲1.侵彻前引爆反应装甲；2.在反应装甲上先打出一个通道，主弹芯再侵彻装甲。弹药学第四章穿甲弹4.6穿甲弹的发展趋势•本章要点•1、防护装甲有哪几种类型？是何原理？•2、穿甲弹的作用原理是什么？主要围绕哪几个方面的技术进行发展与改进的？•3、穿甲弹有哪些性能要求和破坏形式？•4、从弹芯材料、结构特征、作用原理分析比较不同发展时期穿甲弹的特点，目前各国装备使用的是何种类型的穿甲弹？•5提高穿甲威力的技术途径有哪些？