殊途同歸— 淺談德美APFSDS的發(fā)展

殷 杰

殊途同歸— 淺談德美APFSDS的發(fā)展

殷 杰

長桿次口徑尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈（APFSDS）不僅是現(xiàn)代坦克炮的主力彈種，而且也是反裝甲能力 最強、作戰(zhàn)效果最佳的彈種。該彈的設(shè)計，往往代表著研制國在彈藥、發(fā)射藥、治金等軍工技術(shù)上的最高水平。

1979年，德國萊茵金屬公司為“豹”-2主戰(zhàn)坦克研發(fā)的RH120（L44）滑膛炮一經(jīng)推出，就成為西方陣營新一代坦克炮的技術(shù)標(biāo)桿，連西方陣營的領(lǐng)頭羊美國也采取了“拿來主義”，使之成為西方陣營裝備數(shù)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(jù)各自國情，采取了不同的技術(shù)路線。三十多年來，德美在該領(lǐng)域內(nèi)的你追我趕，極大促進了兩國APFSDS的技術(shù)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(fā)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(huán)，后面裝有閉氣環(huán)。尾翼有5個翅片，由高強度鋁合金軋制而成，表面經(jīng)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。

尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈是現(xiàn)代坦克的主戰(zhàn)彈種

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(nèi)裝發(fā)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(huán)將金屬筒底、閉氣環(huán)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(nèi)側(cè)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。

DM13的半可燃藥筒內(nèi)裝有7.1千克JA2型7孔粒狀粘結(jié)型壓實發(fā)射藥。它是利用特殊粘結(jié)劑將含硝化棉成分的發(fā)射藥粘結(jié)在一起，制成整體形狀發(fā)射藥柱。點火時，這種發(fā)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(yōu)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(lǐng)先水平。

不過，德國并未就此止步。面對20世紀(jì)80年代華約裝甲防護技術(shù)的進步，德國于1983年投產(chǎn)了DM23。其基本結(jié)構(gòu)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(shù)在國內(nèi)按許可證生產(chǎn)的問題，與德國達成了協(xié)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(nèi)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。

美軍M829A2和M829A3穿甲彈，M829A3是現(xiàn)役穿甲能力最強的炮彈

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(fā)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(wěn)定性，直接導(dǎo)致M256在同樣距離上使用DM13/23的射擊精度要優(yōu)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。

M829A1 VS DM33：美國威力超群，精度相當(dāng)

眼見美制M827/828的穿甲性能超過了自家的DM13/23，德國遂于1989年研發(fā)出了DM33。該彈彈芯直徑28毫米，長徑比提高到20：1，同時鎢合金彈芯的材料成分變?yōu)殒u90%，鎳7%，鐵3%，炮口初速增加到1679米/秒。這些改進極大地挖掘了整體式鎢合金彈芯的侵徹潛力。

M829家族合影

美國的動作很快，在極短時間內(nèi)就推出了DM33的貧軸彈芯版本—M829，并全面替換了早期的M827/828。不過，由于貧鈾彈芯強度不夠，導(dǎo)致M829在2000米處的精度比DM33低1.3%左右。因此，M829只經(jīng)歷了小批量生產(chǎn)便被改進型M829A1所替代。M829A1彈芯直徑24毫米，長徑比仍為20：1，但為了承受更高的膛內(nèi)發(fā)射應(yīng)力，保證貧鈾合金彈芯在膛內(nèi)不發(fā)生彎曲，從而達到提高射擊精度的目的，該彈的彈托長度增加了7%。測試表明，雖然此舉在一定程度上增加了消極質(zhì)量，降低了初速，但M829A1初速仍達1675米/秒，在2000米距離上可擊穿550毫米厚的均質(zhì)鋼裝甲板，射擊精度與DM33相當(dāng)。

DM53 VS M829A2 ：德國彎道超車

M829A1在1991年初設(shè)計定型后，立即投產(chǎn)并參加了海灣戰(zhàn)爭，獲得了極大成功。但美國并沒有就此滿足，而是于1992年又推出了M829A2。M829A2在貧鈾彈芯中嵌入了鎢絲以提高其彈性模量；采用碳-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制造彈托，降低了消極質(zhì)量，并提高了初速；半可燃藥筒內(nèi)裝的是袋裝粒狀多孔發(fā)射藥，以防在藥筒損壞時發(fā)射藥漏失，并提高了燃燒效率。相較M829A1，M829A2的初速提高了近30米/秒，在2000米距離上對均質(zhì)鋼裝甲的穿深達到了600毫米。

面對M829A1/A2的壓力，德國于90年代中期推出過渡性質(zhì)的DM43后，將主要精力都放在力圖重奪性能優(yōu)勢的DM53研發(fā)上。

DM53于2000年研發(fā)成功。其彈芯采用改進自WHA（鎢重合金，含W90%，NI9%，CO1%）的WHA Ⅳ材料，具有接近貧鈾彈芯的絕熱修剪能力（自銳化能力）。WHA Ⅳ化學(xué)組成極為緊密，主要由密度17.1克/立方厘米的W-CU-NI-AI納米基體合金構(gòu)成。

DM53全彈質(zhì)量21.4千克，射彈長745毫米，質(zhì)量5千克，炮口初速1670米/秒（L44）或1750米/秒（L55），千米速降約為55米/秒，精度為0.2密位，有效射程3000-4000米；多基發(fā)射藥質(zhì)量約9千克。在使用RH120（L55）發(fā)射時，2000米距離上能達到780毫米穿深，一舉超過了使用貧鈾彈芯的M829A2。

DM53既可以用RH120（L55）發(fā)射，也可用RH120（L44）。但使用后者發(fā)射時，由于壓力曲線問題，火炮必須安裝改進的K900復(fù)進機。

德國在展示其脫殼穿甲彈的射擊精度

M829A3 VS DM63：德美難分伯仲

為了確保美國在APFSDS上的領(lǐng)先地位，美國于21世紀(jì)推出了M829A3。

M829A3采用了美國在穿甲彈芯、復(fù)合材料彈托、發(fā)射藥等方面的最新技術(shù)。全彈由IM兼容器、改進型藥筒、粘合接頭和彈性彈底、帶鋼制風(fēng)帽的超級貧鈾穿甲體、低阻力尾翼、TR998曳光體、碳纖維復(fù)合材料彈托、M123A1底火、PRD-380棒狀發(fā)射藥組成。全長982毫米，質(zhì)量22.3千克，RPD-380棒狀發(fā)射藥質(zhì)量8.1千克，貧鈾彈芯直徑22毫米，炮口初速1555米/秒，有效射程3000米。

M829A3的穿甲體采用鋼制風(fēng)帽。相較鋁制風(fēng)帽，雖然鋼制風(fēng)帽更重，但卻可以提前誘爆反應(yīng)裝甲，減少反應(yīng)裝甲對穿甲彈芯造成的損害。M829A3對均質(zhì)裝甲板的穿甲威力略大于DM53。

面對M829A3，德國于2006年推出的DM63與DM53最大的區(qū)別，是前者采用了TIPS發(fā)射藥，提高了低溫和高溫下發(fā)射藥的穩(wěn)定性，改善了壓力曲線。使得RH120（L44）發(fā)射DM63時，不必安裝改進后的復(fù)進機。同時，由于發(fā)射藥的改進，DM63的外彈道更為穩(wěn)定，精度更佳，在2000米上對均質(zhì)鋼裝甲的穿深，也小幅提高到800毫米。

顯然，DM63的推出，主要著眼于提高彈藥的適配性能，根本目的在于爭奪外銷市場。對于穿甲威力則沒有再刻意追求。這是因為德國認為該彈的威力已經(jīng)足夠，況且最新研究表明，雖然在對付均質(zhì)裝甲板時，同等情況下貧鈾彈芯較鎢合金彈芯有約10%的性能優(yōu)勢，但在對付日益普及的復(fù)合裝甲時，彈性模量要大得多的鎢合金彈芯實際效果要好于貧鈾彈芯。

結(jié)語

三十多年來，德美兩國在APFSDS發(fā)展上，可謂你追我趕，殊途同歸。雖說同時代的美制貧鈾APFSDS具有一定的穿甲性能優(yōu)勢，但德系鎢合金APFSDS在射擊精度上卻總能勝出一籌。這其中最主要因素，是由貧鈾和鎢這兩種重金屬的基本特性決定的。采用哪種重金屬合金作彈芯材料，是由各國具體國情決定的。美國作為“世界警察”，根本不必考慮裝甲兵本土作戰(zhàn)的問題，因此在發(fā)展貧鈾彈這個對環(huán)境和人體有無窮后遺癥的彈種時顯得無所顧忌。不過，貧鈾和鎢各有優(yōu)劣。德國的實踐證明，如果設(shè)計得當(dāng)，鎢彈一樣能達到或接近貧鈾彈的性能。

責(zé)任編輯：彭振忠