“矛”、“盾”进化论②：萤火虫在咆哮的历史知识

本文作者：大兵

钨的战斗

1944年夏天，在库宾卡射击场，苏军对一辆缴获的德国“虎王”坦克进行了射击测试。结果令人鼓舞：现役的85毫米坦克炮使用“硬芯穿甲弹”在1350米的距离上就能洞穿”虎王”82毫米的侧装甲…

▲这辆“老虎”饱受折磨...

但诡异的是，前线的坦克手在这个距离上面对上一代“老虎”的屁股却咬不动（同样是82毫米装甲）；要知道“虎王”的侧后装甲多多少少还有点倾斜度，“虎Ⅰ”全身都是垂直装甲板呢！

▲某位德国坦克手曾评价：在东线，我们最大的敌人是泥巴！

这其实与坦克装甲的延展性有关：

战争刚爆发的时候，为了“硬刚”穿甲弹，德国坦克采用了从美国人那里偷师来的“表面热处理硬化”技术；但是太“硬”的装甲也存着在高爆榴弹面前被震碎内衬的可能——四处飞溅的金属碎片和铆接装甲的铆钉一样，会非常残忍的把坦克手打成蜂窝！

▲装甲板回火硬化后，再遇高温就会变脆——像图中这辆“豹”。

所以“均质装甲”开始流行起来。也就是在装甲板的熔制过程中添加一些铌、钼、锑这类高延展性又坚固的稀有金属，让坦克装甲既“硬”又“韧”；更好地将穿甲弹的动能分散到整面装甲上，同时也降低“二次效应”对车内乘员的杀伤。

▲弹坑密布却未见装甲裂开，这就是“均质装甲”的韧性。

▲图表中为一辆德军4号坦克所需的原材料消耗。

装甲材质的变革，也让传统概念上的动能穿甲弹迅速落伍。理论上：

和13.2毫米口径取代7.92毫米一样，只要炮的口径更大，赋予弹体的动能也会加倍提升——但实际不可能，炮与坦克自身的重量呈正比、与装甲分配和机动性呈反比；除了像Is-2这样为了“炮”削弱其他性能指标，单纯的增大口径已经不是甲、弹之争的正道了。

▲实际ls-2坦克是计划中的100毫米炮研发不顺，才用上了D-25加农炮，备弹量只有28发、射速2发/分。

答案还是在材质上！

既然穿甲弹的“动能”受炮口尺寸难以再提升了，那就从“效率”上想办法：

▲最中间那个就是打“老虎”的。

这就是“硬芯穿甲弹”（ACPR）——用高密度的碳化钨加上少量的钴、镍等金属，大幅度提升穿甲弹芯的质量、硬度、耐高温特性；然后在外面包裹一层轻质材料制成的弹体起到保护弹芯、并维持弹道稳定的作用。

当接触坦克装甲的时候，轻质材料破碎脱离，大部分动能依然留在弹芯上并作用于更小的面积、凭借自身在材料学上的优势“钻”出一个洞来！

所以这玩意儿的另一个学名也叫“次口径穿甲弹”。

▲ACPR弹的作用原理示意图。

▲德国人针对APCR弹道差的缺点，开发的75毫米Pzgr40“流线型”次口径弹，故前者叫“线轴型”。

根据经典力学公示：动能=质量Ⅹ速度

既然硬化钨芯弹在质量上已经达到材料学的上限了，那么坦克炮的初速能不能再提升呢？

这就是真正甩掉外面那层弹体的“脱壳穿甲弹”（APDS）——

两者的区别在于前者的轻质外壳在命中目标时才脱离，而后者在出膛后弹托就被空气阻力甩掉，把大部分动能都留给一个更细但占据了大部分重量的弹芯——初速当然就上去了！而且“脱壳穿甲弹”的弹芯在存速和流线型上比前者更优，故而在远距离上依旧效果极好。

▲用于英制17磅炮和6磅炮的APDS

第一批APDS在1944年投入量产，主要用于英军17磅炮，有了58倍炮管和新弹药加持的“萤火虫”坦克具备在1500米外正面击穿“老虎”的本领！

这才堪称是“猎虎者”。

德军坦克上一般只配备可数的几发钨芯穿甲弹，且条例规定“只有在遭遇重大威胁目标时，才允许动用昂贵的钨弹”…同时期资源紧张的苏军也差不多，唯有近卫坦克部队才能多领到几发钨弹；而反观美、英军自从见识到德国坦克的精良后，规定在西线作战的装甲部队除了支援步兵所必备的高爆榴弹外，应当大量使用钨芯弹歼灭敌人坦克！

▲“萤火虫”坦克因17磅炮开火时的闪亮火光而得名。

▲美国人坦克多的是、英国人有炮，于是...实际上由于17磅炮产能不足，美、英坦克部队一般采用“萤火虫”和“谢尔曼”混编。

这也正是德国发动战争的原因之一：这个当时世界上第二强的工业国，除了煤炭什么资源都缺！用希特勒的话说“第三帝国需要拓展下一次繁荣的生存空间…”

回到本文开头苏联人的疑惑：

“虎Ⅰ”坦克生产于1943年中期以前，那个时候德国在稀有矿产来源上是一直紧张，但还不至于紧缺；所以需要30万个生产工时，成本约25万帝国马克、相当于古德里安将军13年半工资的“虎”式还能对得起“做工精良”这4个字。

▲工厂里正在用大型削切机给炮塔座圈开口。

▲已经开孔好的车体安装车轴和负重轮。

但是到了“虎王”坦克投产的时候，盟军对挪威重点矿产资源的轰炸、其他亲纳粹国家往德国运输通道的切断，加上战争持续的消耗，德国坦克上已经用不起任何贵金属了；甚至连用于高密度焊接的合金焊条都短缺，只能改用普通的铁素体焊条。于是“虎王”的装甲板改为更加费时费力的“表面渗碳”工艺——经过23个昼夜的缓慢回炉后，装甲板表面硬化、但是背板依旧保持相对的金属延展性。

比起“均质装甲”这只能算聊胜于无…所以在苏军的炮弹面前才显得那么“脆”！

▲看看“虎Ⅰ”是多么抗造。

脑力大作战

正是桎于上述的困境，德国的战争机器展现出令人惊叹的创造力：

在还没有APDS的年代，他们就搞出了效果差不多的“锥膛炮”——利用逐步变细的炮管把环绕钨弹芯的软质气密带挤压加速，最后在出膛的时候变成弹芯后面的稳定部分；这种炮除了废膛线，效果在其问世的1939年那是无敌的！

当然也只能用钨弹…

▲Spzb41锥膛炮：只有20毫米口径，在1000米距离上的穿甲深度达到94毫米！

1936年西班牙内战的时候，“空心聚能装药”就已经被德国“秃鹰军团”应用在单兵投掷反坦克武器上；随后这种战斗部也被装在炮弹上，从而诞生了“动能弹”之外的另一个分支——“化学能弹”、又名“破甲弹”（HEAT）。

▲采用“空心聚能战斗部”的反坦克手雷。

HEAT的原理是利用锥形装药的聚能原理，形成金属射流击破装甲，有点类似于高压水枪切割钢板一样。这种弹药的优点是威力不受距离的影响，但当时的坦克兵都不太看得上“破甲弹”；原因在于金属射流会被线膛炮弹的高速旋转离心力所干扰而效果大减，另外当时的引信技术也达不到理想的引爆时机…

但是德国人却利用这项技术结合无座力炮的原理，发展出了轻便的“铁拳”掷弹筒——

第一次单兵拥有了安全、有效的反坦克手段！

▲好东西是没有国界的。

战争后期更是开发出了使用纯化学能弹、借鉴了迫击炮弹“高低压发射原理”的PAW600滑膛炮；甚至德国人在自己开发出“磁性反坦克手雷”后，还对应地推出了坦克“防磁装甲”——理由是敌军很快会模仿出类似的武器。

▲这就免了吧...

诸如此类技术流的源头，让战后的“甲”、“弹”之争迸发出更精彩的碰撞…

注意，以下是未经证实的谣言！

战争时期曾任纳粹德国装备部部长的阿尔伯特·斯佩尔在他的回忆录《第三帝国内幕》中，有这样一段记载：

“1943年夏季，我们从葡萄牙进口钨矿的渠道也被切断，这使我们的硬芯穿甲弹生产面临极大的原料危机，我当时就下令使用库存的1200吨铀矿石来取代钨，提炼穿甲弹材料…”

1944年初，装备MK101机炮的空军部队获得了一种专用“硬芯穿甲弹”，在配发的操作手册上表明该穿甲弹的材质是“Spezialstanhlken”，即“特殊钢芯”；其特点是弹头内不具备任何装药和燃烧剂，但却拥有命中后额外燃烧的效果…

关于MK101的介绍，请参见：才不是“糖豆枪”：浅谈二战德国航空机枪

另外新颁发的使用条例规定“严禁在射击演练中使用！本土及西线占领区城市和居民区域限制使用…”——理由是附带燃烧可能引发火灾！

这是传说中的贫铀弹吗？

（未完待续）