尾翼稳定脱壳穿甲弹

自二战以来，反坦克便成了坦克的首要任务，坦克火炮的威力也是衡量坦克性能的三大指标之一，而最大程度的提高反坦克威力便成了各国孜孜不倦的追求。

英国首先在他们的17磅反坦克炮实验了次口径脱壳穿甲弹（APDS），但是当脱壳弹心的长度超过它的宽度的5-7倍后，没有了足够的弹体直径来储存角动量（维持稳定飞行的旋转）炮弹的飞行稳定性和精确性便下降。为了保持弹体在飞行中的稳定，苏联科学家为这种穿甲弹加了尾翼，成为了真正的尾翼稳定脱壳穿甲弹。

尾翼稳定脱壳穿甲弹

60年代苏联率先在它的T-62上使用115mm口径的滑膛炮，之后西方国家也不甘落后、纷纷效仿，从此线膛炮一统天下的局面被打破，到了上个世纪九十年代，滑膛炮没有膛线、结 构简单，因此膛压高、炮弹炮口初速高。滑膛炮的再次运用也使得次口径脱壳穿甲弹得到迅速发展，目前穿甲弹已经成了主战坦克的最主要弹种。

尾翼稳定脱壳穿甲弹是由最初的普通穿甲弹一步一步进化而来，穿甲弹的威力取决于炮弹击中目标时的动能（速度、质量）和炮弹材料自身的物理特性。穿甲弹在炮膛中被发射药加速出膛之后只受阻力和重力的作用，为了使穿甲弹在击中目标时仍然存有较大的速度，穿甲弹在设计时就必须采用有利于减小阻力的形状。

根据基本的物理学知识，弹体越细，阻力越小。但是考虑到火炮口径是一定的，科学家们想出了用一个轻质弹托把穿甲弹弹体夹在中间，弹托的口径与大炮口径一致，穿甲弹被做成细长的杆状，出膛之后弹托由于阻力的作用自动脱落，弹体沿着炮管指向继续飞行，这就是“脱壳”一词的由来。为了保证细长的弹体在飞行过程中的平稳和精度，在制造穿甲弹时，在尾部安装有四片尾翼，成十字形排列，故称“尾翼稳定”。

由上文提到，动能决定于速度和质量，在速度一定的情况下，增加弹体的质量就是增加动能的另一种方式，故而穿甲弹一般由密度较大，较为坚硬，同时耐受高温的金属制成。这样还可以保证弹体在与被打击装甲碰撞时不易弯折，碰撞产生的热能不会降低弹体的强度。较为广泛采用的材料是碳化钨和贫铀，其中，贫铀的密度更大，且具有自锐性（撞击过程中保持尖锐），是更为理想的材料，不过由于贫铀具有辐射，倍受人道主义人士的谴责，仅有少数国家使用。

穿甲弹是纯粹的动能弹，完全依靠自身的动能撞击坦克装甲，高速穿甲弹对坦克的冲击大大超过了装甲的承受极限而能强行穿透。穿甲弹在穿过装甲的过程中高速的弹芯会和装甲发生剧烈的摩擦，使得部分装甲熔化、并随穿甲弹一起飞入坦克内部对人员和装备造成损坏。

经过多年的发展，早期的次口径脱壳穿甲弹（APDS）已经演变成了今天的尾翼稳定脱壳穿甲弹/APFSDS，APFSDS的弹芯的外形近似长箭，弹身细长，直径（老式的达到40mm），长径比超过,弹芯尾部有尾翼，可保持飞行中的稳定性和射击精度。这种近似长箭的外形不仅可减小飞行阻力、保持速度，而且在和装甲撞击时作用面小、冲击力大，可有效的增加穿甲深度。由于APFSDS的直径远远小于火炮口径，因此必须在弹芯上套一个弹带才能由火炮发射，弹带的作用是密闭炮膛，并增大弹丸的受力面积，使弹丸获得高炮口初速。西方的APFSDS的炮口初速已经达到了1700米/秒左右-这相当于5倍的音速，弹带的外边包裹着一层薄薄的铜箍，在弹丸飞出炮管的过程中铜箍会和炮管发生摩擦，在弹丸飞出炮管后，弹带受空气阻力的作用而分裂、脱落，剩下的箭形弹芯则保持高速继续飞行。

由于APFSDS完全靠动能破坏装甲，所以弹芯的动能和材料硬度便成了最重要的性能指标。为了穿过坦克装甲，弹丸的硬度必须够高，这样才能在“硬碰硬”的过程中占优势，动能（ ）对APFSDS也极其重要，动能越大，穿甲威力越大。

影响弹芯动能的因素有弹芯直径、质量、速度。弹芯直径越小，则弹芯在飞行中的阻力越小、更容易保持速度，而且在撞击时由于作用面小、威力大，当然弹芯的直径也不可能太小。弹芯的重量也是设计时重点考虑的因素：弹芯太重，会使弹丸（包括弹芯和弹带）的重量增大，从而降低炮口初速。弹芯太轻，虽然能够获得较高的炮口初速，但是其动能小了，在飞行中更容易受空气阻力的影响，在远距离上速度降低更快，存速性不好。较低的质量+较低的速度=较低的动能，因此弹芯的质量也是影响APFSDS威力的重要因素，而采用更高密度的材料便成了最好的选择。国外普遍采用

钨、

贫铀合金做弹芯材料，这两种金属的密度都在19克/立方厘米左右，是钢密度的2.5倍；同时这两种金属的合金的硬度都是极高的，因此非常适合做APFSDS弹芯。国外绝大多数国家装备的都是钨合金的APFSDS，至于贫铀APFSDS由于有放射性，会对人体和环境造成破坏，只有美国装备。

线膛炮使得炮弹本身在发射的时候具有极高的转速，从而最大限度的消除炮弹的章动效应，进而提高射击精度，距离越远越明显（3000米以上）。缺点就是高转速本身消耗了部分火药能量，因此线膛炮穿甲弹设置稳定尾翼的目的是为了降低炮弹的自转速度，从而使弹头获得更大的动能。

滑膛炮发射的炮弹由于炮身没有膛线导致炮弹不能自转，进而炮弹本身的章动效应对精度影响很大，因此滑膛炮装备的钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹所设置的尾翼是为了能够让炮弹在出膛后有一个自转能力，提高飞行稳定性。

由于复合装甲和反应式装甲的迅速发展，破甲弹的效果已经大打折扣了，而复合装甲和反应装甲对动能弹的效果不如对破甲弹显著，因此对于以反坦克任务为主的主战坦克来说，APFSDS便成了最好的选择，目前APFSDS已经成了世界范围内主战坦克的最主要弹种。

西方国家的APFSDS在2000米距离上的穿甲厚度在左右（以均质钢装甲计），美国最先进的M829A2甚至可以打穿的均质钢板。网上有文章说中国的ZTZ99G/99式主战坦克装备的钨合金APFSDS在2000米距离上的穿甲厚度为770mm，而美国的M1A2抗APFSDS能力相当于均质钢装甲，所以99式坦克可以打穿M1A2的车身底部装甲。根据尾翼稳定脱壳穿甲弹的几何形状特点，建立了尾翼稳定脱壳穿甲弹三维振动分析有限元计算模型，计算分析了某工程尾翼稳定脱壳穿甲弹的振动固有频率特性，得到了各阶振动的固有频率及相应振型，数值模拟了弹丸系统在共振条件下的振动响应，讨论分析了尾翼稳定脱壳穿甲弹振动特性对弹丸系统发射安全性的影响，为尾翼稳定脱壳穿甲弹的设计和事故分析提供一种工程方法。

随着科学技术的进步，穿甲弹威力也逐步增加。在衡量穿甲弹威力的时候，比较常用的标准是穿甲深度相当于多少毫米军用均质钢装甲。在二战时期，最著名的德国56倍口径88MM炮发射的穿甲弹可以在1000m距离上洞穿130MM的垂直均质钢甲。德国L55120MM口径坦克炮发射的钨合金穿甲弹能够在2000M距离上击穿600MM均质钢甲，是北约军事体系中最杰出的代表；而在中国，坦克设计师宣称99式坦克配备的125MM火炮发射钨合金穿甲弹在同样距离上具有850毫米以上的穿甲能力，发射特种合金穿甲弹（贫铀合金）是穿深为1000MM以上。不过由于被击中钢板硬度不一以及出于军事保密的原因，各国宣称的穿甲弹威力并不出于同一测试环境之下，所以也很难判定孰优孰劣。