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自第一次世界大戰坦克投入戰場開始，兵器設計師們一直致力於開發各種有效的反裝甲武器。在反裝甲武器的發展史中，反坦克槍、反坦克炮、火箭筒、無後坐力砲、反坦克導彈等先後出場，上演了一幕幕“甲-彈”爭風的活劇。但是在這個過程中，我們往往更多關注武器，而忘記了一個重要的配角--反裝甲彈藥。不少初入門的軍事愛好者對穿甲彈、破甲彈、碎甲彈等彈種的原理也沒有完全搞清楚。因此在本文中，筆者試圖根據技術發展的軌跡，介紹上述三種反裝甲彈藥的發展史。
長盛不衰--穿甲彈
在各種反裝甲彈藥中，穿甲彈無疑是歷史最悠久、使用最廣泛的反裝甲彈藥。它的原理說起來很簡單，就和普通的槍彈一樣，利用彈丸的動能破壞目標。其特殊的彈頭結構加上特別大的動能，使它有能力擊穿裝甲鋼板。
在穿甲彈家族中，最早出現的是尖頭穿甲彈。其彈頭是由淬過火的鋼材製作而成的，頭部呈尖型，利用巨大的動能撞擊目標造成穿透。為了提高擊穿裝甲的殺傷後效，不少型號在彈丸底部設有一個小的空腔，內部裝少量炸藥，可以在擊穿裝甲後爆炸殺傷車內成員。這種穿甲彈使用了較長時間，但在使用過程中，人們逐漸發現它有一個明顯的缺點，就是當擊中傾斜的裝甲時，彈頭非常容易發生跳彈和彈頭破碎的現象。這個問題一直困繞著使用者和設計師。
為了解決這個問題，設計師們發明了它的進化版本--鈍頭穿甲彈。這種穿甲彈頭部不再是尖銳的，而是平鈍的形狀，這能在一定程度上避免發生跳彈。因為彈頭變成了鈍形，增加了飛行中的空氣阻力，所以設計師在其頭部增加了一個輕金屬製作的尖頭風帽，可以在飛行中減小空氣阻力。當擊中目標後，風帽粉碎，不會影響彈頭正常穿甲。
但是，鈍頭穿甲彈防止跳彈的性能仍舊不理想，為了更好地解決這個問題，設計師繼續改進，研製出了新一代彈藥--被帽穿甲彈。該彈的彈頭前有一個由韌性好的合金製作的“帽子”，當砲彈擊中目標時，被帽可以讓彈頭“粘”在彈著點上防止發生跳彈。被帽在撞擊裝甲並破損的同時，也給裝甲表面造成一定的損壞，有利於完整的尖形彈體繼續穿甲。在被帽前面也有一個減小阻力的風帽，因此該彈也被稱為風帽被帽穿甲彈。這種穿甲彈對付有傾斜角的裝甲、特別是經過表面硬化處理的裝甲效果較好，所以從二戰到戰後初期一直是反坦克火砲的主用彈種。
面對穿甲彈性能的不斷提高，作為“盾”的一方--坦克的裝甲--也變得越來越厚。在二戰初期，各國的主力坦克都是輕型坦克，正面裝甲厚度很少有超過25毫米的，而到了二戰後期，作為戰場主力的中型坦克首上裝甲厚度普遍超過了60毫米，而重型坦克的裝甲厚度更是驚人，德國“虎王”重型坦克、蘇聯的IS-2重型坦克前裝甲厚度都達到了100毫米以上，而“菲迪南”坦克殲擊車的前裝甲厚度更是達到了空前的200毫米。面對不斷增厚的坦克裝甲，傳統結構的穿甲彈要提高穿甲能力，唯一的辦法就是增大動能，這就需要更大的口徑、更大的初速……這樣一來，反坦克火砲的體積也變得愈加龐大。顯然，這種直線思維並不能解決問題。那麼，有沒有別的方式能提高彈丸的初速和動能呢？設計師們在彈丸的結構上動起了腦筋。他們用輕金屬外殼包裹一個相對較細，但是用硬質合金比如碳化鎢製作的彈芯，由此誕生了一種新的穿甲彈--高速穿甲彈。這種彈藥內部沒有炸藥，純粹靠動能摧毀目標。因為彈體除了彈芯外都用輕金屬製作，所以在同等口徑、同等發射藥量的情況下可以得到更高的初速。例如德國“虎”式重型坦克的88毫米L56炮配用的88毫米Pzgr40高速穿甲彈，彈頭重4.9公斤，初速達到了930米/秒，而同口徑的Pzgr39被帽穿甲彈初速只有733米/秒。更高的初速意味著擊中目標時的動能也更大，穿甲能力也更強。同樣拿“虎” 式坦克的穿甲彈舉例：Pzgr39被帽穿甲彈在500米距離上對30°傾斜均制裝甲的穿深為110毫米，而同樣距離上Pzgr40高速穿甲彈則達到了156毫米。但是這種高速穿甲彈也有缺點，為了追求高初速，不得不盡可能降低彈丸質量，這樣彈丸雖然在近距離擁有很大的穿甲深度，但距離一遠，風偏和速度衰減的情況要比彈丸更重的傳統穿甲彈更加嚴重。所以高速穿甲彈的射擊精度和穿深隨著射擊距離的增大而迅速變差。
但是，當高速穿甲彈發展到一定程度以後，技術瓶頸又一次出現了--為了進一步提高初速，要么繼續減輕彈丸質量，但這樣精度和穿深隨距離衰減的問題會更加嚴重；要么增大彈丸口徑，增加火砲藥室容積，但這樣一來火砲的結構又會龐大，而且在彈丸飛行過程中，外面的輕金屬外殼就是沒有意義的“死重”，增大口徑顯然會進一步增加“死重”，反而會降低初速。這種技術上的矛盾到了二戰末期被英國人解決了。他們在著名的17磅反坦克炮上使用了一種新彈藥--次口徑脫殼穿甲彈。這種穿甲彈可以認為是在高速穿甲彈的基礎上去掉了風帽後進一步發展的產物。它也有一個輕質的“外殼”，但這個外殼並不是在整個飛行過程中都和彈芯結合在一起，而是在飛出砲口後就自動飛散脫落，只留下尖細的彈芯在空氣中飛行。這樣一來，彈丸可以獲得很高的初速，而且空氣中受到的阻力也大大減小，“死重”也不存在了。因此，次口徑脫殼穿甲彈一度成為了穿甲威力最大的穿甲彈而倍受青睞。
技術的發展是沒有止境的，很快，軍隊對線膛砲發射的次口徑脫殼穿甲彈性能也變得不滿意了，希望有威力更大、穿甲能力更強的穿甲彈出現。這裡又要說到技術瓶頸了--為了有更大的穿深，就要有更大的比動能，而這需要彈芯有更大的密度，更長的彈芯長度。可是飛行中的砲彈會高速旋轉，如果彈芯很長，那麼在旋轉時由於芯體的彈性就會發生抖動，這會嚴重地影響彈丸的射擊精度。所以，如果不脫離線膛砲的思維定勢，彈芯的長度就無法繼續增加。設計師們認為：如果不讓彈芯旋轉，採用滑膛砲不就可以了嗎？至於彈丸在空中飛行的穩定問題，可以用尾翼來解決。這導致了威力更大的尾翼穩定脫殼穿甲彈的出現。這種穿甲彈的彈芯長度更大，當彈丸飛出砲口後，彈托立即飛散，只留下又細又長如同飛鏢一樣的彈芯在空氣中飛行，擊中目標時的比動能也相當大。為了提高穿甲能力，彈芯大多采用鎢合金或者貧鈾合金製造。這種結構的穿甲彈對裝甲的穿透能力也達到了空前的程度，西方國家裝備的120毫米尾翼穩定脫殼穿甲彈在2000米距離上對均質鋼裝甲的穿深大多達到了800毫米級別，這是過去的穿甲彈所無法企及的。由於尾翼穩定脫殼穿甲彈性能超群，不少線膛武器也開始使用，不過為了防止膛線讓彈芯旋轉起來，這種穿甲彈的彈托上有一圈活動的彈帶，就像軸承一樣，可以讓砲彈通過膛線時不旋轉。現在40毫米、35毫米的自動火砲上大多配有這種彈藥。
在反裝甲彈藥發展史上，雖然其他類型的反裝甲彈藥比如破甲彈一度對穿甲彈的地位形成衝擊，但是隨著複合裝甲與反應裝甲的出現，破甲彈的作用被嚴重削弱了，而復合裝甲與反應裝甲對穿甲彈的防護作用要比對破甲彈小，因此穿甲彈仍然是反裝甲彈藥的絕對主力，並且這種地位在可以預見的將來依然會保持下去。
紅極一時--破甲彈
比起穿甲彈，破甲彈的歷史要短暫得多，破甲彈出現在戰場上已經是二戰時候的事情了。要講明白破甲彈的原理就得從“門羅效應”講起。門羅是美國人，1888年他在一次炸藥爆破試驗中發現，一個實心的炸藥柱放在鋼板上引爆，只能將鋼板表面炸一個小坑；而如果將一個有錐形空腔的藥柱錐形開口朝下放在鋼板上引爆，卻能在鋼板上結結實實地炸個洞。這種錐形裝藥形成的聚能爆破效應就被稱為“門羅效應”。在當時，還沒有人認識到這種效應的軍事價值（因為坦克還沒有發明出來）。到了1930年，一名叫伍德的人發現，如果在這個錐形空腔內鑲上一個形狀一樣的金屬罩，可以大幅度增強破甲能力。也就是從上世紀30年代開始，各國的軍事家逐漸認識到“門羅效應”在軍事上的巨大潛力，開始嘗試設計空心裝藥結構的反坦克彈藥。
破甲彈藥的基本原理是這樣的：當炸藥爆炸時，錐形的空腔可以匯聚炸藥爆破的衝擊力，而在爆炸的同時，貼在空腔內部的由金屬製作的藥型罩也會在匯聚起來的高溫和高壓作用下，凝聚成一股溫度極高、速度極大的金屬射流，沿著圓錐軸線方向高速噴出。這股力量衝擊到裝甲鋼板上，就像用高壓水槍衝泥巴一樣，立即衝出一個洞來。金屬射流沖破裝甲後，可以在車內飛濺，對車內人員進行二次殺傷，或者引爆彈藥和油料造成坦克殉爆。除了金屬射流，炸藥爆炸產生的高壓氣體衝進裝甲車輛內也會形成超壓，將對乘員形成殺傷。比起傳統的穿甲彈，破甲彈藥有這樣幾個好處：一是破甲威力和射擊距離沒有關係，不存在射擊距離越遠威力越小的情況；二是不依賴武器初速，用低初速的武器發射也不影響破甲能力。這樣一來，火箭筒、無後坐力砲、槍榴彈等武器都具有與坦克較量的能力，而且由於這些武器重量較輕，可以下放給更小的步兵單位甚至單兵使用，使步兵也可以和坦克交戰。另外，一些身管較短、初速較低的火砲比如榴彈砲、步兵炮等在配備了破甲彈後，也可以對付坦克。似乎在很短的時間內，反坦克的手段一下子多了起來。也就在這個時期，大批運用破甲彈原理的反坦克武器出現在戰場上，比如美國M9“巴組卡”火箭筒、德國“鐵拳”以及蘇聯RPG-43反坦克手雷。
但是在實戰中，科學家們發現破甲彈藥並沒有像預想的那樣效果顯著，多數時候實際破甲威力和理論值相差甚大。例如，在二戰中德軍給24倍口徑75毫米炮配發了破甲彈，按照理論值，破甲威力能達到近200毫米深度，足以對付大部分裝甲車輛。但是在實戰中，其破甲能力遠沒有那麼高。除了身管火砲發射的破甲彈，火箭筒、槍榴彈等武器也有同樣的問題。這讓科學家們好一陣苦惱，一直到戰爭結束，也沒有徹底解決這個問題。
直到戰後，問題的癥結才被發現。原來，造成破甲彈實際威力與理論值相差甚大的原因主要有兩個：一是火砲發射的破甲彈因為膛線的作用在飛行過程中始終高速旋轉，在擊中目標彈藥爆炸時，彈體自身高速旋轉帶來的離心力使金屬射流分散了，威力自然就下降了許多。解決這個問題的辦法很簡單，使用滑膛砲發射，不讓砲彈旋轉就可以了。這也是戰後滑膛砲興盛的一個重要因素（另一個因素就是前文講到過的尾翼穩定脫殼穿甲彈的使用）。另一個原因是，破甲彈雖然有很高的理論破甲值，但這需要破甲彈的金屬射流達到一個匯聚最佳距離，叫做炸高，只有在這個距離上才可以得到截面積最小、密度最大的金屬射流，相應的破甲威力也就最大。如果距離過近，射流還沒有匯聚到最密集的程度，破甲威力就大打折扣；如果距離過遠，射流可能斷裂，同樣影響破甲效果。這就要求引信在達到最佳炸高時精確地“一觸即發”。在二戰時期，破甲彈還是採用傳統的機械引信，這種引信由於本身技術的限制哪怕做得再靈敏也無法達到理想的瞬發性能，而且如果做得太靈敏了對平時的儲存和勤務操作而言都是危險，因此，破甲威力一直受到限制。到了戰後，一種新型引信的出現終於解決了這個難題，這就是壓電引信。壓電引信的原理是在彈體頭部裝一塊壓電陶瓷，這種陶瓷在足夠力度的撞擊下能產生一個電壓近萬伏的脈衝電流，靠脈衝電流來引爆雷管。它既有足夠的反應速度，又有比較高的閾值，保證沒有足夠的撞擊力就不會擊發。在解決了彈體旋轉和引信的問題後，破甲彈一時大放異彩，憑藉巨大的破甲深度（相對於當時的穿甲彈而言）一度興起了一場反坦克武器的革命，似乎一夜之間，傳統的穿甲彈就要被破甲彈取代了。而且，大量新型反坦克武器比如RPG-7火箭筒、AT-3反坦克導彈、“陶”式反坦克導彈……相繼出現，這些反坦克武器家族的新成員比“老大哥”反坦克炮輕巧靈便，威力驚人，可以方便地隱藏在戰場隱蔽處隨時給坦克致命一擊。這種變革不但衝擊著身管火砲和穿甲彈在反坦克武器中的地位，連坦克的地位都被動搖了，一時間“坦克無用論”、“反坦克武器萬能論”喧囂塵上。
但好景不長，很快坦克找到了對付破甲彈的辦法--反應式裝甲和間隙裝甲。前者由許多個裝了鈍感炸藥的小盒子組成，掛滿坦克表面。當破甲彈彈頭擊中它爆炸的時候，小盒子裡的炸藥也一同爆炸，產生的衝擊力可以將金屬射流沖散偏轉，保護主裝甲；後者則是將金屬空腔結構體或者金屬柵欄固定在主裝甲外，當被破甲彈擊中後，讓破甲彈離開主裝甲一定間隙引爆，利用空腔結構或者空氣吸收金屬射流能量，減弱金屬射流對主裝甲的衝擊。兩種方式價格低廉，但效果明顯。而且隨後，坦克主裝甲的技術也發展了，新型的複合裝甲代替了原本的均質鋼裝甲，它利用質地不同的金屬和非金屬材料多層疊合，抗彈能力大大提高，在它面前，破甲彈的威力更是大打折扣。也就在這時期，已經“進化”到尾翼穩定脫殼穿甲彈的穿甲彈穿深顯著提高，原本對破甲彈的劣勢迅速追平。更值得注意的是，不論是反應式裝甲、間隙裝甲還是複合裝甲，對抗穿甲彈的效果都不如對抗破甲彈那麼明顯，相反尾翼穩定脫殼穿甲彈卻是目前對付複合裝甲效果最好的彈種。因此，破甲彈在經歷了短暫的輝煌後又黯淡了下來，身管武器的反裝甲彈藥依舊以穿甲彈為主。
但是破甲彈也在“進化”，首先為了對付間隙裝甲和反應式裝甲，出現了串聯破甲戰鬥部。這種戰鬥部是在主裝藥結構前再裝上一個小的錐形裝藥戰鬥部，當彈藥擊中裝甲時，前面的小戰鬥部爆炸，雖然其能量會被間隙裝甲吸收消耗，或者被反應式裝甲的爆炸分散抵消，但是為後面的主裝藥開闢了道路，後面的主裝藥因為沒有阻攔，能夠不受干擾地直接破壞坦克主裝甲。這種戰鬥部被廣泛地用在了反坦克導彈和反坦克火箭筒上。例如中國的“紅箭”-8反坦克導彈和PF89反坦克火箭筒，其反坦克彈藥都是這種串聯戰鬥部結構。
除了串聯戰鬥部外，破甲彈也在朝另外的方向發展。人們發現雖然破甲彈已經“威風不在”，對付主戰坦克力不從心，但對付輕型裝甲車輛和各種工事還是完全能夠勝任的。這些目標如果也用尾翼穩定脫殼穿甲彈射擊，將會出現嚴重的動能過剩，而且因為尾翼穩定脫殼穿甲彈不會爆炸，對這些目標造成的破壞太小，而這個時候破甲彈的新變種- -多用途破甲彈就有用武之地了。這種彈藥保留了破甲彈的錐型裝藥結構，但適當加大了裝藥量和破片數量，對目標的爆破效果和對人員的殺傷效果大增，有的還在戰鬥部周圍加裝了燃燒顆粒，能在爆炸的同時縱火，起到一彈多能的作用。因為這種彈藥用途廣泛，所以被當作攻堅武器大量使用，讓火箭筒和反坦克導彈成為多面手。同時，主戰坦克也裝備了這種彈藥，用來對付輕裝甲目標、工事和其他無防護的軟目標，在西方國家主戰坦克上，多用途彈甚至完全代替了傳統的殺傷爆破榴彈。
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發表於 2014-10-21 10:16:18
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