“矛”、“盾”进化论③：保守与激进的历史知识

本文作者：大兵

战争结束后，英国人对17磅炮发射的 APDS弹展开了更加深入的研究。得出的结论是——受“章动效应”的影响，APDS弹的长径比不可能无限增加，实际上1:7基本上就是经典极限了。

注：“章动效应”指旋转物体除自转和进动外，对称轴两端还会在垂直面上摆动。

▲17磅炮的正主本来应该是“黑王子”，由于研发拖延才临时装到“谢尔曼”上。

那么已知火炮的初速靠60倍径左右的极长身管助力，在火药燃气效率和炮管材料学已接近上限了（炮弹初速普遍约900~1000米/秒）；所以要继续提高穿甲弹的动能，就只能是用加大口径的办法来增加弹芯的质量了。

通过对从美国进口的M58型120毫米线膛炮测试新炮弹表明：弹芯尺寸增加的同时，克服空气阻力的动能消耗也在加剧…结论就是大口径炮对APDS弹的穿深性能有很大提升但终究有限！

▲120毫米M58线膛炮适用于美军M103重型坦克的——最后的重坦。

由此还带来了坦克重量加剧、备弹量和装填效率下降的附带问题。所以英国人在对比后选择了各方面性能均衡的105毫米线膛炮，这就是堪称西方集团30年“地面最强”的L7系列。

甚至还搞出过贫铀材料的APDS弹，因为铀比钨密度更大些、也更重…据此英国人认为：

“动能穿甲弹”在加工材料水平上已经头了。

▲1968年荷兰陆军坦克竞标时的“豹1”和“百夫长”，105炮是一样的，区别只是德国造还是英国造。

▲1981年阿联酋坦克竞标：除了法国人之外全是L7的拥趸（最后面的M1是早期型号）。

▲这是一种实验性105毫米贫铀APDS，从单纯增加弹芯质量来说：铀比钨的密度优势并不大，而且保质期只有10年，故而当时没有大规模推广。

而与此同时，化学能弹（HEAT）在经历了二战单兵反坦克武器发展的春天后正方兴未艾——

由于电子引信已经解决了引爆时机的问题，而HEAT的优势是自身的着速对破甲深度没有丝毫影响，效能的提升仅取决于战斗部装药的多少。根据计算：理想作用效果下HEAT弹的破甲深度可以达到自身口径的6~7倍——也就是说美军连、排一级装备的M18型57毫米无座机炮发射HEAT穿深在300毫米以上，而这已经超越了当时大部分坦克的炮塔正面装甲！

简直没法玩了...

▲HEAT的作用示意图。

▲反坦克导弹的蓬勃发展让战场上一度出现了步兵屠杀坦克的奇观！

▲两大阵营都曾经搞出过“导弹坦克”这种魔幻的产物。

当然如上期所述，HEAT形成的金属射流很大程度上会被炮弹高速旋转的离心力破坏，故早期只应用于火箭筒、无坐力炮、反坦克导弹或低速火炮；但是法国人很快研究出了一种两层弹体之间以滚珠轴承相连，从而给战斗部减速的“G弹”。

▲这就是线膛炮发射的HEAT，注意两层弹体之间的空腔和轴承。

▲一种用于减缓离心力作用的“反螺旋锥型药罩”。

而英国人受化学能弹药的启发，更是搞出了一种用大量塑性炸药借助炮弹动能在装甲表面紧紧挤压，然后延迟引爆、通过瞬间几百亿帕的冲击力震碎装甲内衬，把坦克打成内伤的“碎甲弹”（HESH）——

▲这玩意儿的思路动能不够炸药来补！

以上正是英国佬死抱着线膛炮不放，和美国人醉心开发152毫米口径低转速坦克炮的原因。

而在铁幕的另一边，苏联人为新一代的T-62坦克换上了115毫米的大口径滑膛炮：

这其中固然有预备突破材料极限的D-54型100毫米线膛炮研发不顺利的原因，但更主要是滑膛炮发射带折叠尾翼的HEAT弹，优势已经非常明显了——反坦克炮兵的同类型牵引式火炮直到今天在俄乌战场上还很有效！

▲炮兵手上的正是HEAT弹。

还有一个原因是，苏军攻克了钨芯穿甲弹长径比的难题…既然连膛线都没有了，受“章动效应”制约的1:7上限自然就不存在，唯一要考虑的是：

不旋转的弹芯如何在高速飞行中保持稳定？

答案是加上一对小小的“十字尾翼”，就像古时候的弓箭一样——这就是“尾翼稳定脱壳穿甲弹”（APFSDS）：

当然APFSDS并不是完全不旋转，那就不符合弹道稳定特性了。

穿甲弹在出膛后，环绕在细长弹芯一圈的轻质弹托要迅速脱离，以便让次口径的弹芯获得更大的初速；线膛炮发射的APDS弹由于自带离心力这当然不是问题，但是滑膛炮是纯靠膛压把弹体推出去的…这时候弹托上那一排排倾斜开孔的卡瓣就发挥作用了：通过高速气流带动整个弹体旋转、并赋予卡瓣甩开的离心力——长弹芯也就实现了初始的旋转稳定，直至命中目标！

▲APFSDS的作用原理。

通过测试：即便是只使用钢芯材质的3BM4穿甲弹，凭借着高达10的长径比和闻所未闻的1650米/秒初速，1000米的射击距离上，在自身磨平之前、足以耗穿228毫米的均质装甲——这已经是美军当时M60坦克车体正面装甲的两倍之数（当然未计算倾斜度）。

▲苏军发明的这种穿甲弹又被称为“小毒针”。

于是坦克的甲、弹之争被苏联人重新拉回到物理法则之下。

特别是滑膛炮对“化学”和“动能”两派系左右通吃的本领，决定了它才是未来发展的方向！

在第三次中东战争中， T-62坦克的性能曝光、结合当时反坦克导弹的飞速发展，“坦克无用论”、“装甲无用论”又一次在西方世界甚嚣尘上…当时联邦德国陆军新开发的“豹1”、法国AMX-30都是这一时期单纯强调火力和机动，对装甲放弃治疗的产物。

▲“豹1”坦克曰：“机动是最好的防御...”——其实是你丫就没“防御”！

但所谓“以子之矛，攻子之盾”——苏联人对于坦克防御的解决更有想法：

首先是精益求精的避弹外形。

“倾斜装甲”就是苏军在二战中率先大规模应用的，其原理是利用角度“弹飞”炮弹、或者要穿透同样的厚度消耗比垂直装甲更大的动能。到战争末期投入的Is-3重型坦克，低矮的“乌龟壳”和大角度的“楔形装甲”，几乎让敌人的火力无从下嘴…这也是苏系坦克一直延续至今的特点：

炮塔四周和车体正面连1处“理想”的弹着点都没有！

▲驶过红场的Is-3重型坦克：铁幕的起始、西方世界'装甲恐慌'的源头...

▲是否看这辆T-62有点别扭?这是以色列国防军装备的缴获坦克。

1959年左右的时候，有关研究部门率先提出了“双金属复合夹层装甲”的概念。具体的操作是在两层均质装甲之间加入铝、钛或玻璃钢纤维之类、热扩散性更强的金属，其目的是弱化HEAT弹的作用效果。

▲可以看到射流在经过软质金属材料的时候被扩散了。

这里有一个误区：通常认为HEAT产生的金属射流是溶穿了装甲…非也，高能炸药聚集轰爆产生的金属流虽然有类似液体的流动性，但本质上还是固体、是细密的金属碎屑，其温度也远没有达到熔化金属的水平；这实质上依旧是超高压集中于一点的“应力破坏”，严格来说并没有超出物理法则！

▲红外摄像机下的破甲过程。

HEAT的特点决定了起爆时机和作用于装甲表面的距离至关重要——稍晚、太近的话，射流的压力还达不到突破金属应力疲劳的极限；稍早、太远的话，1/10000秒的临界压力值又过去了…效果都大打折扣。

这就是为什么在伊拉克和乌克兰，坦克装甲车辆都装上隔栅的原因——提前触发的RPG只能是把装甲板表面烧焦一层。

▲这种操作怕是不允许的吧？估计是弹头已经卸掉了。

▲俄军坦克“戴帽子”也是一个道理，用来提前触发或者分散“攻顶弹药”的射流。

▲动动脑子的事情，什么时候都是相通的。

而苏联人用不同材质贴合成的装甲层恰恰就是利用了HEAT对不同性质金属的作用效果和时机不同…从而达到不至于完全被打穿、“保一头”的目的！

当然在实际应用中两种金属的特性，以及对应弹种的性能都在考虑之列，决定了“夹层装甲”的配比选择是谨慎而复杂的，苏军最终也没有顺着“多金属夹层”这条路走太远…但是，这种不同材料性质组合的思路已经打开了脑洞——

▲苏军297工程坦克上试验金属与非金属配比的装甲组合。

▲就是这个4条腿的怪物！

如果是金属和非金属材料搭配呢？物理特性上的巨大差异对HEAT的破坏效果是不是更加明显？

甚至这个过程中还发现了不同材质在传导动能时的应力变化，对于APDS和APFSDS这种几乎是单一物理特性的硬芯弹头也有极大的影响——

“复合装甲”的时代来临了…

（未完待续）