浅谈坦克破甲弹

破甲弹又称聚能破甲弹或空心装药破甲弹，英文High-explosive anti-tank（HEAT），是一种采用空心装药方式，以爆炸时产生的高温熔解金属药罩，产生金属射流进行穿甲的炮弹，也是当前主战坦克必备的弹种之一。本文通过介绍几种典型的HEAT的结构和原理诠释其发展历程。受本人水平和所用参考资料的限制，可能存在错误，欢迎指正。本文谢绝一切形式的转载，敬请谅解。

破甲弹的破甲机理是聚能效应，装药带有铜制锥形凹槽，装药从底部引爆后，爆轰波不断向前传播，爆轰的压力冲量使药型罩近似地沿其法线方向依次向轴线塑性流动，其速度可达1000-3000m/s，称之为压垮速度，药型罩在轴线上闭合形成能量密度更高的金属射流，射流直径一般只有几毫米，其温度在900-1000°C左右，由于尚未达到铜的熔点（1083°C），因此射流并不是熔化状态的流体。

影响破甲能力的主要因素：

1、药型罩，药型罩式形成射流的主要零件，其结构和质量好坏直接影响射流的优劣，从而影响破甲威力。药型罩的造型有喇叭形、锥形、半球形，从破甲效果来看喇叭形最佳，半球形最差，但实际应用种最常见的是锥形，稳定性好且生产工艺简单。常用的药型罩材料是紫铜，铜的密度大，并且有一定强度，超动载下塑性较好，但价格相对昂贵。

2、装药及结构，炸药装药是压缩药型罩使之闭合形成射流的能源，在结构合理的条件下，炸药的猛度越高，破甲效应越好。同时在装药中加入隔板，可以改变爆轰波形，从而改变药型罩的受载情况，提高破加威力。

3、炸高，炸高就是弹丸爆炸瞬间，药型罩口部到靶板表面的距离，对于一定结构的弹丸，有一最有利的炸高，对应的破甲深度最大。炸高过小，金属射流没有充分拉长，破加性能不佳，炸高过大可引起射流质量分散，速度下降，破加威力下降。

在二战时期破甲弹就有使用，图为德国Gr. HL 39 8.8cm HEAT，药型罩是半球型。由于装药需要从底部引爆，雷管位于装药的底部，同时出于破甲弹对炸高的敏感性，传统的底部触发引信并不适合破甲弹，破甲弹的引信比较独特，引信位于弹丸头部，头部触发，轰爆波通过中心管使弹底的雷管起爆，从而使弹丸爆炸。

二战时期破甲弹并未大放光彩，主要原因是使用当时主流的线膛炮发射时，破甲弹会高速自旋，旋转导致射流在运动过程中发生扭转、断裂以至分散，导致破甲深度大幅下降，在战后，工程师针对这个问题，对破甲弹进行了改进。法国 105mm Obus G HEAT 将成型装药部分与弹体分开，两端有滚珠轴承，发射时使弹体高速旋转，而空心装药部分低速旋转，从而达到抗旋的目的。平时由一脆弱件锁住不转，发射时脆弱件断裂。内体在终点转速约1200-1900rpm，由于采用旋转稳定，精度较高。药型罩为喇叭形。采用压电引信，由弹丸内体的内外表面构成起爆回路，当弹丸头部发生碰撞时，起爆回路短路，位于装药尾部的电雷管起爆，从而使弹丸爆炸。

Obus G HEAT 全弹解刨图。该弹性能出色，尤其是大着角下（70-75°）引信仍然有效，不会发生“跳弹”。这是当时穿甲弹所不具备的性能。由于弹体壁较厚，杀伤作用较大，该弹具有良好的多用性和通用性。该弹缺点是工艺复杂，生产困难，价格昂贵。

苏联100mm BK-5M HEAT，采用活动弹带环结构，使弹体产生低速旋转，同时保证膛内闭气性良好，弹体依靠尾翼稳定，尾翼为前张式，靠离心力惯性力张开，引信为机械引信，头部触发，轰爆波通过中心管使弹底的雷管起爆，从而使弹丸爆炸，机械式传火起爆引信简单可靠，但作用时间较长。

BK-5M HEAT 全弹解剖图。头部引信有手动保险，可发射前人工解除。苏联破甲弹的特点是简单可靠，便于大规模生产。

美国152mm M409 HEAT-MP（High-explosive anti-tank Multi-Purpose），多用途破甲弹。所谓多用途破甲弹就是指该弹以破甲为主，同时还具有杀伤弹的作用。该弹用于M551 Sheridan 轻型坦克 M81E1 Rifled gun。该弹的主要特点是为克服弹丸旋转给破甲带来的不利影响，采用了错位抗旋药型罩，这样既可以提高射击精度，又不影响破加威力。采用压电引信，由弹丸壳体和内部的一根导线构成起爆回路，当引信头部发生碰撞时，起爆回路短路，位于装药尾部的电雷管起爆，从而使弹丸爆炸。

错位抗旋药型罩结构，采用先冲压后挤压的方法制成，材料为紫铜，由16个圆锥扇形快错位而成，当破甲弹在高速旋转时爆炸，每一扇形块由于错位原因，压垮速度的方向不再通过轴线，而是偏离轴线与半径为r的圆相切，这样各块扇形块的共同作用将产生旋转的金属流，其方向正好与弹丸旋转的方向相反，因此可以减小弹丸旋转带来的不利影响。

早期型105mm破甲弹，采用滑动弹带结构，后张式尾翼，利用汽缸内压力推动活塞使尾翼张开，也称为汽缸式尾翼破甲弹。

坦克炮进入滑膛炮时代后，不再需要抗旋部件，仅使用尾翼稳定，值得一提的时，即使是使用滑膛炮射击的尾翼稳定弹丸，翼片的一面对弹轴成2°-6°倾角，使弹丸在飞行中做低速旋转，对弹丸的精度有利。图为苏联125mm破甲弹典型结构图。图中：1-弹体、2-长杆头螺、3-连接螺圈、4-引信、5-药型罩、6-装药、7-尾翼、8-起爆装置。

苏联125mm BK-14M HEAT，弹体前部细长的长杆头螺主要由两个作用：一是起到定炸高的作用，二是改善大着角下引信触发性能。引信改为类似 Obus G 的压电引信，由弹体的内外表面构成起爆回路，当弹丸头部发生碰撞时，起爆回路短路，位于装药尾部的电雷管起爆，从而使弹丸瞬发。也可以使用弹体尾部的延时引信，触发后具有约0.005至0.25秒的延迟，因此可以渗透到软目标内达到最佳杀伤效果。

前张式尾翼弹，平时翼片向前收拢，并用橡皮圈箍住。发射时，火药气体在推动弹丸前进的同时充满尾翼座周围的空间，形成高压，弹丸出炮口瞬间，由于弹尾内火药气体压力高，而周围空气压力低，内外压力差较大，刀形翼片里薄外厚，在压力差的推动下和火药气体向外扩散的带动下，使翼片迅速外张。

苏联122mm BK-13 HEAT，除外形有所区别外，结构与BK-14基本相同。该弹用于T-10（IS-8）坦克D-25TA火炮，比较少见。

BK-13 HEAT 外形图，长杆头螺相对较短。

俄罗斯125mm BK-31 HEAT，针对ERA和复合装甲，采用三级串联破甲战斗部设计。

德国12cm DM12 HEAT-MP，也称之为MPAT（Multi-purpose anti-tank），同口径固定尾翼稳定，压电式引信，壳体/导线回路。长杆头螺细长，长是为了定炸高，细是为了改善大着角下引信触发性能。

美国引进了该弹，称之为M830 HEAT-MP。

美国M830A1 HEAT-MP，听上去是M830的改进型，实际上是新的设计理念。M830A1使用的是次口径弹丸，采用类似APFSDS的三片式马鞍形弹托，弹丸细长，为传统造型，固定尾翼稳定，喇叭型药型罩。

M830A1主要的作战目标是轻型装甲目标、直升机、工事，同时杀伤人员。鉴于轻装甲目标和直升机的高机动性，M830A1采用次口径脱壳弹结构，炮口初速从1140m/s提高到1400m/s。由于弹丸直径的下降，破甲威力有所降低，但弹体四周有预制破片，杀伤能力大大提高。M830A1另外一个特点就是在弹丸头部安装了一个复合引信，包含触发/延时/近炸三种模式。对付重装甲目标时使用触发模式，提高破甲深度；对付轻装甲目标时使用延时模式，利用动能击穿后在内部爆炸；对付空中目标时使用近炸模式，靠近目标时引爆弹药。图中：引信（红色）、药型罩（浅黄色）、炸药（橘黄色）、起爆雷管（紫色）。

M830A1确实挺好用的，飞行速度快，引信模式多，对空、对地、对人员都好用，但就是太贵了，尤其是近炸引信，成本较高，而且通过实战发现，空中目标占所有目标的比例还是很小的，所以新弹去掉了近炸引信并小幅改进，以增强对地面目标的杀伤能力，这就是M908 HE-OR （High-Explosive Obstacle Reduction），高爆破障弹，但是从弹体结构上来说与M830A1 HEAT-MP 基本是一样的。

这里重点说说破甲弹头部的那根长杆头螺，现代破甲弹绝对大多头部都有一根长杆，前文已经提到，这根长杆的主要作用有两个，一是起到定炸高的作用，二是改善大着角下引信触发性能。实际上这跟长杆还可以改变空气动力性能，使弹丸在特定超音速条件下受到的阻力下降。

苏制HEAT头部的长杆头螺也是这个原理，不同的是由于苏制HEAT使用前张式尾翼，尾翼展开后直径大，为了减小超音速条件下尾翼收到的压力，长杆头螺相对西方HEAT长径比更小，同时在弹体前部安装有一圈突起的加强件，以改善全弹的空气动力性能。

并不是所有带长杆的弹都是HEAT，比如德国DM11 HE-MP（High-Explosive Multi-purpose），就是头部带有长杆的多用途榴弹，这个弹非常有意思，头部有钨球破片预制衬层（Tungsten Balls），弹丸内部主要是钝感炸药（ IHE，Insensitive High Explosive ），最有意思的是这个弹有一个可编程的引信（Programmable Fuze) 和带有数据链的传火管（Igniter with Data Link）， 这意味着该弹可以根据发射时写入的预制程序进行引爆。

美军在购买使用DM11后觉得不错，以DM11为基础开发了AMP（Advanced Multi Purpose）项目，该动图为AMP项目中XM1147 HE-MP射击过程，XM1147与DM11均使用前张式尾翼稳定，弹体微旋。XM1147为传统流线型弹体。编程引信可以让弹丸在接近目标的空中引爆，以发挥钨球破片预制衬层最大的杀伤性能，注意看弹丸空中引爆后钨球击中地面扬起的尘土。

这个弹种是时下非常流行的弹种，图为以色列M339 HE-MP 实物解破图，结构与XM1147差不多，图中可以清楚的看到位于弹丸头部的钨球破片预制衬层。

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