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对装甲车辆的攻击

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装甲战斗车辆,特别是主战坦克,是在战场上最必须也最难摧毁的重要集群目标。而摧毁装甲车辆的能力是取得战斗胜利的最根本最重要的条件,所以有效的反坦克弹药是地面部队绝对不可缺少的技术装备。


1楼2013-12-13 11:38回复
    坦克有三个主要特征:机动性、火力和防护性能。从攻击者的角度看,其防护性能是摧毁它的最主要困难,因为不仅要穿透装甲,而且在穿透后还必须留有足够能量使被防护的人员、机器、设备和其他要害部件遭到损伤。一开始就重申这一基本论点是很必要的,因为在大多数情况下只穿透坦克防护不足以摧毁坦克,还必须在穿透之后留有足够能量才能使坦克内的要害部件丧失功能。  因此,坦克对弹药设计人员来说是最难对付的目标。要摧毁坦克,就必须采取能量高度集中的攻击形式,这种能量既可从动能中也可从化学能中取得,或两者兼而有之。作为目标的坦克,如果只是方形匀质的盒子式结构,就比较易于摧毁。但实际上坦克装甲板的厚度、材料、布局及安装角度各不相同,因而成为极其复杂的攻击目标,而防护甲板表面的差异也很大,其上常有备用履带链、工具、吊环、贮藏物品箱和许多其他装备等等,因而外表凹凸不平,即使坦克对攻击者侧向驶过也甚少平滑的装甲板作为攻击部位。此外,坦克还有履带、履带轮、履带后的压平滚子、链齿轮、悬挂装置和其他部件等,外形多处凹凸变化,所以这种目标在任何情况下都不会是平板型结构。  在弹丸轴线和被攻击钢甲表面之间的攻角,是一个三面角(即射击方位角的平面、射角(高角)的平面和被攻击钢板的倾斜平面三个平面之间),每次攻击均有不同,变化很大。通常都是运动状态的坦克,目标很少完全暴露,而且一般都是在受到威胁时立刻还击。


    2楼2013-12-13 11:39
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      攻击装甲车辆的最理想效果莫过于彻底摧毁车辆和人员,使其不能再被应用。但是,如第二章所述,要设计能彻底摧毁目标尤其是坦克类复杂目标的弹丸,除了很难做到外,还有经济效益不合算的限制。因此对于坦克,应达到的损伤等级只能是损毁其火力、运动性或乘员等某一方面从而使其废弃而不是彻底摧毁。首先最主要的是必须有某种标准或尺度才能衡量和比较武器或弹药是否能使装甲车辆达到所要求的损伤等级。就某特定弹丸对某特定目标造成的损伤发表主观意见虽然不难,但这种主观看法终究不能代替强有力的科学分析。因此,必须采用坦克损伤评定规范(标准)做为对反坦克弹丸的效能进行定量评价的基础。第一个规范就是M规范,或称运动性损伤规范,它规定了坦克丧失活动能力和不能再做受控运动以及乘员不能在战场就地修理的技术条件。另一个F规范即火力损伤规范,规定坦克的主要武器不能再使用的技术条件,这既可能由于使操作人员丧失操作能力,也可能由于配用设备受损因而使火炮失效,且乘员无法在战地修复。K损伤规范指最严重级损伤,即坦克被击毁而中断作战行动,不能运动且不能再修复。对攻击装甲人员输送车和机械化步兵战车,另有P损伤规范,按其有效载荷(车辆运载士兵)与丧失战斗能力的百分比评定攻击的效能。  评定专用的反坦克弹丸的效果,固然利用真坦克作射击试验最方便,但往往耗资巨大,并且要求有较多训练有素的人员参加评定。因此,大部分对弹药的检验性或研制性试验,通常均用模拟坦克靶。但弹药设计的最终鉴定试验(即鉴定被试武器或弹药是否符合作战要求)可用真坦克靶射击,其中的坦克乘员以活关节假人取代。在研制初期使用模拟坦克靶,可以使弹药或武器在可仔细控制且可反复重现的条件下试验,从而可对各种设计方案进行有意义的比较。所谓模拟坦克靶实际就是用装甲板装成的具有一定结构的靶子,以代替可能在战场上碰到的坦克目标。


      3楼2013-12-13 11:40
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        在上面攻击装甲中提到的“攻角”是指弹丸轨迹线(弹着线)与被攻击甲板的法线之间的夹角。法线定义就是垂直于甲板的直线。不同国家讨论这一问题时,对甲板“攻角”的定义常常引起混乱,原因在于某些部队把它理解为甲板与弹着线间的夹角。


        4楼2013-12-13 11:42
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          弹丸穿透甲板时势必破裂而形成破片,且被穿透的甲板也会产生破片。这些破片,特别是弹丸本身的破片是高温的,可点燃发射装药和燃料,还可使装在坦克内部被击中的任何化学能弹丸早炸。采取动能攻击形式,其威力在于一旦命中便能使坦克造成结构性损坏,从而丧失功能。以120毫米脱壳穿甲弹为例,其动能可与时速70公里的10吨卡车或时速30公里的50吨坦克相比。


          6楼2013-12-13 11:42
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            但实际上若弹丸以斜角射向甲板,它并不遵循余弦定理。这时,弹丸被迫沿“S”形轨迹而不是直线地穿过甲板。有很多复杂公式可计算弹丸斜角穿甲性能,其中最著名的是米尔尼-德-玛丽公式。用这些公式计算穿甲性能低于按余弦定理所计算的结果。但实际上现代穿甲弹的穿甲性能却比按余弦定理计算的结果稍高。例如,使用转动被帽就会使穿甲弹的穿甲性能优于按余弦定理计算值。穿甲弹斜向射击甲板时会变向,并从甲板跳飞;但若配用转动被帽,则只有被帽在撞击时才做跳飞运动,而被帽的运动却迫使穿甲弹弹体在开始穿透甲板前便转为与甲板垂直。


            8楼2013-12-13 11:43
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              在弹丸垂直地撞击甲板情况下,当弹头开始穿入时,金属甲板以套环形式或前裂花瓣形式变形。一旦弹丸深入甲板内,甲板将进一步变形,这是由于甲板沿垂直于弹丸运动的方向受压,而产生轴向变形以致使甲板背面隆起。最后,甲板呈塞式也即塑性流动断裂,或呈盘式断裂或呈此两种结合的方式断裂。


              9楼2013-12-13 11:44
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                当攻角与法线所成之角为20°~30°时,弹丸将沿“S”形轨迹扭动地穿过甲板。因弹丸按上述不大的攻角撞击甲板时,不足以形成跳弹(攻角为60°~70°才开始出现跳弹),即开始穿入甲板。当弹丸头部深入后,甲板内开始形成冲塞,而弹丸则沿最小阻力方向前进,也即又使弹丸回转到沿甲板法线方向前进。然而弹丸穿孔周边接着又阻止弹丸转向法线方向。值得重视的是与法向穿甲行程相比,弹丸斜向穿甲有更多的附加行程。


                10楼2013-12-13 11:45
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                  前面已指出,对目标穿甲需用细长而密实的穿甲弹,但以高速撞击目标的细长穿甲弹特别容易跳飞,也易由于材料不佳而断裂。


                  11楼2013-12-13 11:45
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                    桶形胀裂的产生原因是弹丸头部用韧性不足的或经淬火变硬的金属制作。撞击时弹丸头部受压向外隆起,增大其断面积,因而不再能穿甲。  弹丸以大攻角命中目标时,弹体会出现侧弯。此时弹体上会出现剪切和弯曲两种高侧向应力,特别是在靠弹体尾端处。如果在弹体尾端包以韧性钢套,则可减少这种应力的影响。  弹丸以高速垂直命中目标时,会出现弹体碎裂。这种冲击震动对弹体产生的应力弹体是承受不住的,所以弹体不是碎裂就是呈蘑菇状变形。


                    12楼2013-12-13 11:45
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                      为保证将最大的动能传向目标,弹丸在飞向目标途中尽可能少失速极为重要。从动能的基本公式KE=mv^2/2很容易看出:动能穿甲弹的性能与射程有关,因为弹速随射程增大而降低。密实的重弹丸比轻弹丸有更好的运载能力,因而具有获得更大射程的能力;此外,小断面的细长弹丸保持存速的能力优于大断面的弹丸。因此,从有利于弹丸的飞行来看,要求的是密实而细长的弹丸,而且弹丸越细长,其穿甲性能也越好(当然,必须同时尽可能保持其重量和密度不变)。但细长弹丸的主要问题是飞行稳定性不好,须依靠旋转、加尾翼或以其它方式如使弹尾呈喇叭形而使其稳定。  只要弹丸的长细比小于5:1,可用线膛身管使其充分旋转以保持飞行稳定性,但如弹丸的长细比大于7:1,则以实用的线膛身管长度使弹丸充分旋转而保持稳定是不可能的。对长细比很高的弹丸,应使阻力施加在弹丸尾端,这是因为使弹丸头部减速的空气阻力也同样作用在弹尾上就可以克服使弹丸向前翻滚的趋势。因此从空气动力阻力的要求出发,只要在弹尾装上尾翼就能解决了。  顺便指出,有趣的是现代穿甲弹设计人员又重新拾起昔日所用的穿甲弹丸了。例如1415年10月25日阿金郡战役中亨利五世的射手们对德国骑士常成功的英国长箭,实际上就是一种带尾翼的长杆穿甲武器。


                      14楼2013-12-13 11:47
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                        但用线膛火炮发射尾翼稳定弹丸是有问题的。设计人员不得不使用像滑动弹带等部件以防止尾翼弹丸在膛内旋转,但实际上尾翼稳定弹仍会有些转动(40~100转/分),这有利于保持射击精度。尾翼稳定弹丸失速比旋转稳定弹丸快,而且对横风也更敏感。


                        15楼2013-12-13 11:47
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                          为了使火炮能赋予弹丸以高速度,理想条件是受发射药气体作用的弹丸应有尽可能大的横截面积,且弹重较轻,即有很高的d^2/m值,所以最好是用比较轻的材料制做的短粗弹丸。这正好与飞行中和在目标上对弹丸的要求相反。乍一看好象较轻的弹重与其他要求矛盾,但应记住动能是1/2的质量与速度平方的乘积,所以完全可以从牺牲部分质量来换取速度的提高以达到总的动能的增加。


                          16楼2013-12-13 11:47
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                            现在的脱壳穿甲弹(APDS)就是将在火炮中、飞行中和在目标上对弹丸的形状、尺寸和重量的不同要求,协调起来的结果。即用一全口径弹托包住高密度的次口径弹芯而制成的较轻弹丸。这种脱壳穿甲弹在离开炮口不远处弹托即自行脱落,而留下较小又较重的次口径弹芯继续飞向目标。弹芯由高密度材料例如钨制成,(钨的比重与金子相近,但比铂低),还可用贫化铀等其他高密度材料。由于较高的长细比有利于增大弹丸穿甲能力,目前一般趋向于使用尾翼稳定穿甲弹。


                            17楼2013-12-13 11:48
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                              包住次口径弹芯的弹托是这样设计的:当弹托在膛内运动时,弹托破裂。很明显,这意味着脱壳穿甲弹不能使用带有炮口制退器的身管射击。在身管内,由于身管的制约,弹托一直承托弹芯;离炮口后弹托按其原来结构将以两种方式自弹芯脱落。一种是通常裂为三瓣的卡瓣型弹托,由于弹丸旋转而径向脱落;与此相反的是另一种卡筒式弹托,因空气阻力减速而自弹芯轴向脱落。


                              18楼2013-12-13 11:48
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