第八章 对装甲车辆的攻击 引 言
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，所以有效地反坦克弹药是地面部队绝对不可缺少的技术装备。 目 标
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、布局及按装角度各不相同，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。 损伤等级及其评定
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。图 8．1是一种模拟靶图形，三块靶板代表弹丸可能穿过的坦克侧甲，第一块模拟坦克 两侧的裙板，它与第二块之间的间隙代表车轮或悬挂装置，另一间隙和靶板则代表车体。
图8．1 三板靶架攻角
在英国，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， 见图8．2中8[希腊字母]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，如图8．2中a角所示。
图8．2 攻角(8) 动 能
引言
用动能形式攻击装甲完全是一种强力手段，即将实心弹丸力求既猛烈又迅速地射到坦克上用以穿甲。英文 实心弹丸(Shot)与一般的炮弹(Shell)有别，后者意为运载某些物质到达目标的空心弹体。动能弹是将整块密 实金属精细加工成一定形状，以达到对目标有良好的穿透性能。它没有引信，但常在弹底装曳光管以使射手观 察弹丸的飞行路线。这种弹丸通常叫穿甲弹或实心弹，其穿甲原理是将具有高能量动能的弹丸集中在一很小的 面积上以达到命中和穿透目标的目的。设m为弹丸质量，v为弹丸着速，d为弹径，也就是要求弹丸的mv2／d2值 很高，换句话说就是要求弹丸形状应为细长的铅笔形。利用动能穿甲的复杂性在于在穿甲作用上对弹丸形状、 尺寸和质量的要求与弹丸在飞行中和在火炮膛内运动时的性能要求存在着矛盾。此外，由于弹丸碰击目标时具 有的全部能量均来自火炮，为此将付出很大代价。首先是要有既大又重的火炮，因火炮赋予弹丸的能量与火炮 的大小和重量成正比；而既大又重的火炮又必须有重型结构的炮架以吸收其可观的后坐能量；其身管磨损速度 也高于弹丸初速较低的火炮身管。但在另一方面高初速火炮也有很大好处，特别是对直接瞄准射击，因其弹丸 速度高就意味飞行速度快且弹道平伸，从而可增大命中率，快速接战和缩短反应时间。 目标效果
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。 穿透
穿透甲板是一复杂过程。以动能形式穿甲时，甲板经受了高速的应变、应力和压力由此会造成甲板结构和 性能发生变化。对此，本章不拟细述，只要把穿甲机理理解为与冶金加工现象类似就足够了。
如前述，为实现穿甲，弹丸必须在小面积上集中高能量(即 mv2／d2值很高)。如果把对弹丸的这种能量要 求与弹丸沿法线方向(射向与直立平甲板的板面呈90°)可以穿透的甲板厚度 (T)联系起来，则可用下式
T／d=mv2／d3计算穿甲弹性能。该式被称为“基本穿甲方程’，表示所用弹丸每 单位口径能穿透的甲板 厚度。
弹丸射向不沿法线方向时，计算其穿甲性能较为复杂。如图 8．3所示，一眼就能看出可按余弦定理进行 计算。
图8．3 余弦定律在斜甲板上的应用 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。有很多复杂公式可汁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。如图4所示，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。 动能弹的穿透轨迹
图8．4 转动被帽原理
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，见图8．5 ．5．1。一旦弹丸深入甲板内，甲板将进一步变形，如图8．5．5．2所示。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(图8．5．5．3)也即塑性流动断裂，或呈 盘式断裂(图8．5．5．4)或呈此两种结合的方式断裂。
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。 对穿甲弹尺寸相互矛盾的要求
在目标处
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。图8．7表示撞击甲板时弹丸破裂的几种常见形式。
图8．5 法向撞击时弹丸的穿透轨迹
图8．6 大攻角穿甲行程
图8．7 穿甲弹的破裂
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。图8．8为简单的碎裂曲线图，表示某特定类型的穿甲弹以一定攻角撞击等厚 甲板，当撞击速度增加(或射程减少)时看弹丸是否穿甲、是否碎裂的情况。
为了克服碎裂，可在实心穿甲弹的头部配用被帽(前述转动被帽是其中的一种改进型)，它可使实心穿甲弹 在撞击破碎前缓冲一下撞击力后再开始穿甲。由于被帽弹道性能不佳会影响弹丸 速度及射程，所以又再加上 一风帽。配有风帽和被帽的穿甲弹叫“风帽-被帽”穿甲弹，图8．9为英国在二次大战中使用的6磅穿甲弹。
图8．8 实心穿甲弹的碎裂曲线
图8．9 英国在二次大战中使用的6磅“风帽-被帽穿甲弹” 在飞行中
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=mv2/2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【松鼠妖注：蠢翻译，那是在阿金库特对法国啦】所用的非常成功的英国 长箭，实际上就是一种带尾翼的长杆穿甲武器。
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。 弹丸在火炮中运动时对弹丸的要求
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 d2/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。 协调各相互矛盾的要求
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。图8．10简示现代脱壳穿甲弹的结构，另附苏 式 115毫米脱壳尾翼稳定穿甲弹示意图。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。
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。图8．1l为弹托从脱壳穿甲弹上脱离的情况。
现代动能穿甲弹丸的演变是极其有趣的，值得回顾。它清楚地表明在脱壳穿甲弹问世以前，设计人员如何 力求协调在弹丸尺寸方面各种相互矛盾的要求。
图8．10 脱壳穿甲弹现代穿甲弹的演变
在第一次世界大战中，德国首先开始了反坦克弹药的研制，他们采用13毫米机枪弹的发射药，发射经过特 殊加工硬化的 7．92毫米轻武器枪弹对坦克射击。因较大的装药量使小弹丸速度增大，从而穿透了装甲。
早期的专用穿甲弹丸是英国的两磅钢弹。该弹保持了大装药高初速原则并改进一些结构以提高其性能。它 的弹头形状的改变和采用使弹丸的硬度值随纵横两方向逐渐变化，则有助于减少跳弹，并推迟弹丸材料在碰击 目标时的损坏。
此后的演变是增加被帽和风帽，以及为增大弹丸口径而改进了火炮的设计。
六磅刚性组合式穿甲弹(见图8．12)是穿甲弹的又一重大进展。二次大战中坦克装甲加厚，穿甲弹要摧毁 它们，需要更高 速度，至少要在1000米／秒以上。全口径实心穿甲弹太重，要用它达到所要求速度必须增加 发射药重量和身管长度，其后果是身管磨损过快，火炮也过于笨重。刚性组合式穿甲弹就是为了减轻弹重而设 计的，即用轻合金作外壳装入碳化钨弹芯。这种较轻的全口径穿甲弹虽能达到要求的高初速，但因全口径而失 速很快，只能在短射程内使用，其主要缺点在于飞行中的m／d2值过低。此外，它只用钢芯穿甲，而火炮赋予 整个弹丸的大部分能量只是随着钢芯到达目标，并非用于穿甲，白白浪费了。于是产生—种创造性的方案来克 服由于整个弹体保持全口径而引起的不足，这种解决办法就是减少飞行中的弹径。此弹现已装备使用，如图8 ．13所示的非刚性组合式穿甲弹。
图8．11 脱壳穿甲掸(APDS)
图8．12 刚性组合穿甲弹
图8．13 非刚性组合穿甲弹
小约翰式缩膛穿甲弹为非刚性复合穿甲弹的一例。它在膛内时由两个可变形的突起的弹带支撑碳化钨弹 芯，发射时在炮管前端拧上一个锥膛连接器(图8．14)，该缩膛穿甲弹通过时其弹带被挤压成与弹芯同口径。 必须注意换用其他种炮弹时此锥膛连接器必须卸除。
图8．14 小约翰式缩膛穿甲弹用炮口连接器
以上就是现代脱壳穿甲弹(包括脱壳穿甲弹与脱壳尾翼稳定穿甲弹)的发展过程，反映了摧毁坦克的一些最 新方法和从 1916年第一辆坦克问世后开始的反坦克实心弹发展演变的全过程。
穿甲能力增大的演变过程如图8．15中的图表所示。 小结
总的来看，动能穿甲弹是强有力的摧毁装甲武器，命中率高，可快速投入战斗，还击能力强。它成为世界 上所有地面部队攻击装甲目标采用的一种手段。
图8．15 增大穿甲能力的途径
化 学 能 引言
我们说用化学能手段摧毁装甲，实际上不够确切。它包括把化学能送到目标和用引信引爆两部分。利用化 学能攻击装甲有多种方式，不同方式其效果不相同。直接用杀伤爆破弹以其爆轰和破片效应攻击装甲并不真正 有效，除非是较小口径的杀伤爆破弹直接命中或大口径杀伤爆破弹(155毫米或更大些)在目标很近处爆炸。如 果真能做到命中或在目标附近爆炸杀伤爆破弹对坦克会有较大作用，如可使无线电天线、潜望镜、瞄准器和履 带等断裂或损坏。此外，大量炸药在坦克乘员处或靠近坦克乘员处爆炸，不难想象它好像是在一金属盒子里发 生的爆炸一样，对坦克乘员肯定会造成巨大杀伤作用。但杀伤爆破弹主要是对人，其次是对物，主要并不是用 来攻击装甲的。
要使主战坦克被毁到足够的致伤水平，须用专门设计的化学能破甲弹。利用化学能破甲的各种方法中，最 常用的是利用空心装药、碎甲和碟形装药等效应，分别详述如下。 炸药破甲(HEAT)效应
炸药破甲并不直接依靠热量发挥作用，通常采用空心装药效应， 或称锥形装药效应， 也称为门罗 (Munroe)或纽曼 (Neumann)效应。这些不同名称是根据它的工作方式或研究工作原理的人的名字而起的。图8 ．16表示空心装药效应的发展过程。开始，人们观察到炸药紧贴装甲板爆炸时，甲板上只会产生很小的凹痕。 如在炸药装药的平面上开一楔形缺口，则爆炸波会集中在甲板上，造成更大凹痕。以后，又发现只要炸药装药 离开甲板向上移动一段合适距离(炸高)这种效果还可进一步扩大。
如再在楔形缺口面上衬以延展性好的金属衬里(或称药型罩)，则炸药对装甲板的穿透力更能急剧增大。 图8．16 空心装药的发展过程原理
从原理上看，炸药破甲是利用炸药装药的爆炸能量压垮和使金属药型罩破碎，并形成金属射流和杵状体而 工作的。由于破甲弹弹体呈圆柱形，故金属药型罩在弹体内呈圆锥形，常称为“锥形药型罩”。爆炸时金属药 型罩中约有20％形成金属射流，射流速度自前向后呈梯度变化，其头部速度约8000-9000米／秒，尾部速度约 1000米／秒。剩余的80％则形成杵状体，以300米／秒左右的低速尾随金属射流。图8．17表示上述情况。 穿甲性能
射流之所以穿甲，全在于射流头部集中了强大的动能，因而作用在甲板上的压力每平方英寸达200吨(308 兆帕)。在此射流压力下，甲板产生径向的强烈变形，即甲板金属只能被射流向周围挤开，从而产生永久变形 。破甲弹达到的穿透能力十分惊人，很少的装药(指所用炸药重)可穿透很厚钢板。图8．17 空心装药效应
破甲弹的穿透深度与攻角的余弦成比例，遵循简单的余弦定律。射流的效能实际上只看它沿射击方向直接 穿透的甲板厚度 (见图8．3)，如果其他条件不变，其穿甲厚度与锥形药型罩的口部直径成正比。一个设计较 成熟的破甲战斗部(或弹丸)，其穿透深度一般为三到四倍锥形药型罩口部直径。 杀伤力
破甲弹的穿透性能固然重要，但并不是唯一要考虑的性能，特别对破甲弹更是如此。因为在任何攻击方 式中，主要的要求不仅是穿透，而且还应有剩余能力损伤装甲后的人和物。破甲弹以三种方式在装甲后面造成 损伤：射流本身及由装甲碎片和射流穿过装甲板后形成的碎屑统称之为“碎片”的东西；以及由压力、温度、 火焰等对人造成的生理和心理作用。穿过甲板的射流会使它碰到的任何物体丧失功能，但很细窄的射流对坦克 内部物体的命中率甚小。破甲弹的杀伤作用主要由射流穿过装甲板时入侵坦克内部的碎片造成的。射流穿孔在 坦克内面的出口越大，产生碎片越多，杀伤力也越大。因此，炸药破甲杀伤力多按穿孔出口直径来衡量。当然 ，这种杀伤力是牺牲了穿透性能才取得的，反之亦然。射流越细，穿透越深，但杀伤力越小；反之，射流越粗 ，杀伤力越大，但穿孔越浅。炸药破甲战斗部或弹丸的设计人员必须在这些矛盾因素中进行协调。
在射流进入坦克乘员舱后，炸药破甲对人的生理和心理作用由超压造成。这种超压很高，足以损伤无防护 乘员的耳鼓。同样，高温还会烧伤裸露皮肤，且射流经乘员舱时产生的高强度光可使直接见到的人员暂时失明 。仔细选择锥形金属药型罩的材料还可使这些作用增强。但这些作用持续时间毕竟很短，而且坦克乘员总是都 戴上耳机和穿上工作服的，不论这些作用能达到的损伤级别如何，都只能是附带的。影响破甲性能的其他因素
如前述，锥形药型罩口部直径与杀伤力有关，这是影响炸药破甲弹性能的一个重要因素。该直径与杀伤力 的关系曲线是非线性的，开始段呈曲线，但当直径约大于130毫米时则曲线变为平直，如图8．18所示。
图8．18还表明锥形金属药型罩口部直径小于76毫米时杀伤力很差。但此直径从76至155毫米每增加1毫米 杀伤力却明显地增大。 由于锥形药型罩口部直径通常为火炮口径的80-85％，因此，为取得良好的杀伤效果 破甲弹以选用155毫米以上口径为佳。 图8．18 锥形药型罩口部直径与炸药破甲战斗部杀伤力的关系 弹丸的旋转对炸药破甲弹的杀伤力也有明显的影响。由于射流是金属流且有一定质量，故受旋转离心力的 不利影响，而要取得良好的穿透深度，应使射流集中，否则射流性能将显著下降。为了抵销因旋转产生的不利 影响，显然最有利的是采用滑膛火炮发射尾翼稳定弹丸。除此而外，设计人员还采用很多防旋转技术措施，如 滑动弹带及带槽的锥形药型罩，甚至在滚珠架上装药型罩。所有这些措施都会增加成本和弹丸的复杂性，且容 易发生故障。
锥形药型罩的用料和厚度是另一个在设计中应考虑的重要方面。铜易于变形且塑性良好，容易形成射流， 比其他金属的穿透性能更好。英国陆军弹药中多用铜制药型罩，而其他国家则多用钢及铝。铝制药型罩在穿甲 时有燃烧作用，故在穿透甲板后可增加坦克内部起火机会，从而增大杀伤力。锥形药型罩的厚度一般为其口部 直径的1～5％，药型罩越薄穿透能力越好。
锥形药型罩的形状对穿甲性能的影响在前面已经提到。锥体顶角一般为40-80°，大多为60°。可适当增 减顶角以增大或减小穿甲深度，从而相应地降低或增大杀伤力。将锥角顶端切去约10％的锥高成为截锥形，对 穿甲性能并无不良影响。
必须给射流的形成留出一段距离它才能集中并拉长，从而实现最深穿透，所以“炸高”是一关键因素。图 8．19表示‘炸高”与穿透深度的相互关系，从图可见，最深穿透深度在“炸高”为四倍锥形‘药形罩”口部 直径处。但是，对高速弹丸要保证这一最佳炸高几乎是不可能的，因此，这只是实际上达不到的理想状况。只 有在静态的爆破工程或类似任务中使用空心装药时，用支架或立垫支撑，才能取得准确的炸高。
图8．19 破甲弹：穿透深度与炸高的关系
至于弹丸，要想实现最佳“炸高”，最常用办法是在弹丸头部装一内置逆火点燃引信(见第11章)的长鼻 套管。弹丸上有一长鼻套管是破甲弹的特征，但并非所有破甲弹都有长鼻。从图 8．20可以看出，长鼻弹操作 搬运不便，比常规破甲弹更易损坏。
图8．20 长鼻破甲弹
弹头引信对射流穿透性能多少有些影响，因为射流在开始穿透目标前必先穿过刚刚炸裂的引信。由于任何 不对称性都会使射流分散而不利于穿透，因而无论如何不能将引信装偏。且必须使战斗部各部件都沿弹轴对中 以保证对称，另外对制造公差也要求十分严格，所以这种弹药的成本是比较高的。
为确保锥形药型罩有最佳性能，爆轰波抵达锥体顶点前必须达到最高爆速，且在顶点处应尽可能呈平面波 。根据试验，在药型罩顶角后面破甲装药的最佳药柱长度应等于锥形药型罩口部直径。如果此长度增加三倍， 其穿透深度仅增大约10％，对大多数战斗部来说，采用这种使穿甲深度增大甚少但重量和成本却大量增加的办 法，是不值得的。炸药装药的尺寸和重量还可进一步 减少，办法是将锥形药型罩顶点以后直到引爆管的一段 装药制成斜坡状，因为药柱后端直径的大小并不会影响爆轰波的速度。至于爆轰波波形，则可沿装药周边装进 多个引爆管加以改进，或用爆炸透镜也即波形整形器予以改进，只是这些措施会使战斗部成本显著增加。
最后，提高空心装药破甲效应很明显不能采取增加装药重量的办法，因为装药重量是以比例系数的三次方 增加的，换句话说，即若穿透深度增加一倍，则装药重量须增大八倍。 破甲弹特性小结
破甲弹可大大增加对甲板的穿透深度。如果战斗部或弹丸的锥形药型罩口部直径很小，虽然也能穿透很深 ，但杀伤力却很差。例如载入战史的1973年约姆吉普尔战役中，以色列坦克虽被命中且已被穿透，但因杀伤力 小，故其乘员竟然毫无感觉．破甲弹杀伤力在很大程度上与被击穿的装甲板内侧的出口直径成比例。破甲弹不 受屏蔽甲板的影响，在穿过屏蔽甲板后射流继续有效并继续穿甲，直到能量耗尽。但弹丸旋转对破甲弹很不利 ，在用线膛炮发射破甲弹时，设计人员必须采取措施抵销这种不利影响。尽管如此，从目标效果看，破甲弹就 炸药的使用来说比其他各种化学攻击方式更为有效和经济。因此，将空心装药用于单兵轻型反坦克武器系统的 战斗部或用于反坦克制导武器系统的战斗部上，是非常适宜的。在英国，尽管坦克炮配用动能穿甲弹和碎甲弹 ，而轻型反坦克武器特别是反坦克制导武器几乎毫无例外地全部使用破甲弹。这是因为反坦克制导武器不受火 炮口径限制，其锥形药型罩口部直径可达130毫米或130毫米以上。 碎甲弹的碎甲效应
攻击装甲用的碎甲弹，在美国称为塑性炸药碎甲弹。碎甲弹的作用是使大量炸药紧贴在甲板上爆炸，向甲 板传入高速压缩波
并穿过甲板(见图8．21)。当压缩波抵达甲板背面时，由于冲击波传播从甲板传到空气，介质改变了，便反射 回来并以拉伸波形式折回。当反射的拉伸波与反方向的原压缩波的后继波相遇而结合在一起，即形成加强冲击 波， (原文如此，实际上是两波相迂发生干扰——译者)加强了的冲击波超过甲板强度，大块碎疤即以30-130 米／秒相当大的速度从甲板背面脱落。设计良好的碎甲战斗部或弹丸，其甲板碎疤直径大致相当于1.25-1.5倍 战斗部或弹丸的直径。
这种攻击方法值得注意的是：破甲无需完全穿透，而在碎甲弹头出现以前，人们一直认为甲板必须穿透才 能在它后面造成损伤。
图8．21 碎甲效应 碎甲弹的主要性能
在设计碎甲弹时必须考虑很多因素。为保证在目标上取得最佳效果，爆炸时，弹丸的炸药装药必须紧贴被 攻击甲板上，最好在爆炸的瞬间能分布在超过弹丸直径的较大面积上，而且必须保证爆炸产生的冲击波向甲板 传播。这就要求必须用弹底引信起爆，从而使炸药在爆炸前能平铺在甲板上。碎甲弹弹壁必须作得很薄以便在 撞击时碰碎弹头而使炸药更好的铺展在甲板上。碎甲弹的炸药装药必须相当钝感，这样才能使弹丸在撞击甲板 时保证炸药在引信达到最佳时刻引爆它以前不致燃烧爆炸。如果发生这种早炸现象，冲击波将从甲板表面离开 而不会穿入甲板，这种现象称为“反向撞击起爆”。不幸的是，即使是相当钝感的炸药，也很容易在下述情况 下早燃引爆：即当炸药以约600-700米／秒的高速撞击在坚硬甲板上时。为克服这一缺点，在碎甲弹顶端多垫 有惰性物(见图8．22)以吸收部分撞击能量并减少发生“反向撞击起爆”的机会，而且还将碎甲弹丸的撞击速 度限制在700米／秒以下，但这样就使弹丸飞向目标的时间延长了。
图8．22 典型碎甲弹 使碎甲弹威力受到严重限制的是屏蔽甲板，任何类型的屏蔽甲板均可使碎甲弹完全失效。碎甲弹在碰撞 屏蔽甲板第一层坚硬甲板爆炸后， 自其上脱落的碎疤显然不能再穿透下一层坚实甲板。曾计算撞击速度为 700米／秒的碎甲弹可对厚于6-8毫米的任何甲板发挥作用，而对薄于6-8毫米的甲板则碎甲弹以其本身的动能 即可穿透。有人认为，即使碎甲弹不使甲板产生碎疤，相当份量的炸药(120毫米坦克炮碎甲弹装有七磅炸药) 在被攻击甲板上爆炸至少也会震晕坦克乘员，因为坦克乘员毕竟是装在金属箱内。这种爆炸还很可能使坦克内 部的精密设备遭到损坏。
如果碎甲弹炸药装药不能连成一体地堆贴在甲板上，其性能会明显地下降。例如，波纹甲板或其他甲板上 的不连续处(如吊环、备份履带、悬挂装置等)均阻碍炸药连成一体，如甲板内侧面有断裂处，也防碍相干冲击 波(拉伸波)形成。与动能穿甲弹和破甲弹等不同，碎甲弹的性能基本不受攻角影响，斜甲板反而有助于扩大碎 甲弹炸药装药的分布面积，见图8．23。但当攻角约为65°时即开始跳飞，当攻角大于60°时即不能保证每发 碎甲弹均有效。图8．24更准确地表明攻角与碎甲弹“穿透”厚度的关系。
图8．23 碎甲弹炸药装药在直立甲板上和斜甲板上的分布情况
图8．24 碎甲弹“穿透”厚度与攻角的关系
尽管碎甲弹摧毁钢甲的能力有限，但不失为有效的多用途弹丸，它实际上是炸药容量很大的通用弹，当然 也就具有杀伤人员目标的能力。此外碎甲弹破坏混凝土目标也很有效，还可在一定程度上破坏钢筋混凝土目标 以及碉堡、发射阵地，桥墩等等类似的建筑物。由于碎甲弹具有对付多种目标的多功能性，故英国坦克保留它 作为动能穿甲弹的补充用弹。 碟式装药(又称P-装药)
利用化学能攻击装甲的另一种形式是介于破甲和碎甲之间的所谓碟式装药效应。碟式装药有多种形式，如 米日内-夏尔丁式、P式(P即表示碟式)和压破式(或自锻破片式)等。由于从外表看这些碟式装药无甚差别，上 述各名称有时可互换使用，但它们的能量传递结构则大不相同。由于都有药型罩(即碟子)，所有碟式装药都可 认为是空心装药的异型，只是各种碟的形状却按不同的攻击方式而定。并与其炸药装药相匹配，碟的形 状和 材料决定了装药引爆后由碟子形成的金属杵体的形状。各种不同碟式装药与空心装药之间的主要区别见图8． 25，前者药型罩(碟子)的顶角更钝，因而金属杵体头部的形成速度减慢，而杵体尾部的形成速度却加快。因而 碟子最终形成的只是金属杵体而不像空心装药那样的金属射流加杵体。图8．25 各种碟形装药效压
爆炸波可先整形再作用到碟子上，从而产生锥形杵体。由各种碟形装药形成的不同杵体，实质上就是粗糙 的动能穿甲弹，而爆波整形更有助于提高杵体的穿透能力。碟形装药的穿透能力比空心装药差得多，但一旦穿 透则杀伤力很高，因为穿透的杵体和被摧毁甲板产生的破片都可在甲板后面造成相当大的破坏(见图 8．26)。 此外，碟形装药不形成射流，因而不需要使射流成形又拉长的炸高。碟形装药的这些特性可以非常有效地应用 于击穿坦克腹部薄甲的地雷等一类的弹药，也可用于专门攻击装甲人员输送车、机械化步兵战车和飞机等轻装 甲及非装甲目标的弹药。
图8．26碟式装药效应其他反坦克弹
反坦克弹还有很多其他类型，但主要类型仍然是上述各种攻击方式派生出来的异型。穿甲爆破弹就是其中 之一，它既利用动能又利用化学能从而产生目标效果，图8．27为苏式122毫米穿甲爆破弹。
图8．27 苏式122毫米穿甲爆破弹
这种弹丸主要是实心的动能弹丸，只多了一个装炸药的底腔。当该实心弹丸穿透甲板时，其所装炸药即 爆炸以增强对甲板后面的破坏作用。事实上并不能绝对保证炸药会像所期望的那样爆炸，大多数弹丸会在撞击 甲板时立即爆炸(因为穿甲弹要求高射速)。所以设计这种弹丸的困难很大：一方面如弹丸质量不够即不能穿甲 ，而底腔又会使其质量减小；另一方面如要保证弹丸质量，则底腔容积也即炸药装药量只能很小。 小 结
哪一种穿甲方法最好，并没有绝对肯定的答案，就象哪一种装甲最好也没有绝对肯定的答案一样。所有常 规穿甲手段都是适当照顾彼此矛盾的要求的，都受到各种约束条件的限制而不很理想。
动能穿甲弹需要笨重而庞大的发射装置，而弹丸本身又必须能承受为达到高初速所必须的高膛压值。它的 命中率与射程以及目标的速度成反比，而且一发射就无法改变其弹道轨迹。
破甲弹所需初速比动能穿甲弹低得多，理想的是它不旋转，否则其穿甲性能会降低。它可用火箭或火炮发 射，火炮既可是滑膛的又可是线膛的，但如用线膛炮则弹丸应为滑动弹带。破甲弹对屏蔽装甲是有作用的，且 不随射程的增加而降低。特别是只需较少的炸药装药就能得到很好的穿透效果。
碎甲弹对撞击速度的要求低，因为要防止发生“反向”撞击起爆而降低其性能。屏蔽装甲会使碎甲完全失 效。碎甲弹要求有较多的炸药装药以取得良好的效果。它对多类目标都很有效，特别是对混凝土建筑物。
不同形式的蝶形装药尽管比其他穿、破甲方式的穿透能力差，但只要穿透就有巨大的杀伤力。对轻型装甲 目标，它可在距目标一定距离处起爆却仍能有效地穿透，故用于地雷及以火炮发射的子母雷弹、飞机投掷的子 母雷炸弹以及子母雷火箭弹等，都是很理想的攻击手段。
只要始终保持上述对坦克攻击手段的选择范围，弹药设计人员就可迫使坦克设计人员对所有可能的每一种 攻击坦克的手段都要进行考虑，从而权衡轻重，确定他能为坦克提供的防护水平。这就是要保持攻击手段选择 范围尽可能宽的重要理由。 自我测验题
1．试说明坦克损伤评定规范的大致内容。
2．绘图说明攻角定义。
3．简要说明坦克为何是弹药设计人员难以对付的目标。
4．简述动能弹丸怎样攻击装甲。
5．什么是“基本穿甲方程”?
6．试述动能弹丸配用的转动被帽的作用?
7．试述穿甲弹在下述情况下的穿甲轨迹：
(1)沿法线方向撞击；
(2)以大攻角撞击。
8．试述撞击甲板时穿甲弹头部破裂的几种方式。
9．以质量(m)、速度(v)、和直径(d)表述对穿甲弹丸
的要求：
(1)在目标上；
(2)在飞行中；
(3)在膛内。
10．与脱壳穿甲弹相比，尾翼稳定脱壳穿甲弹的优、缺点为何?
11．简述空心装药效应。
12．说明破甲弹的杀伤力与穿透深度的关系。
13．简述下述各因素怎样影响破甲弹的性能：
(1)锥形药形罩口部直径；
(2)弹丸的旋转；
(3)“炸高”；
(4)锥形药型罩的锥角。
14．简述碎甲弹对装甲的碎甲作用。
15．什么东西使碎甲弹攻击装甲的作用受到最严重的限制?
16．攻击装甲，除穿甲弹、破甲弹、碎甲弹外还有那些其他方式?
17．破甲装药与各种碟形装药，二者有何重要区别?
18．试述碟形装药效应的主要特性。
19．试述穿甲爆破弹的结构及其目标效果。
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2007-8-27 9:17:25
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