次口徑彈藥：從“穿甲鉆頭”到“閃擊利器”

　　次口徑彈藥：從“穿甲鉆頭”到“閃擊利器”

　　■彭陽成　　

①

②

③

　　去年12月，美國國務(wù)卿布林肯授權(quán)向以色列進(jìn)行軍售，其中包括價(jià)值上億美元的13000多枚M830A1次口徑多用途聚能破片反坦克炮彈。

　　在近年一些地區(qū)軍事沖突中，次口徑尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈也成為雙方打擊對(duì)手裝甲目標(biāo)尤其是坦克的重要彈藥。

　　那么，什么是次口徑彈藥?為什么一些彈藥會(huì)采用次口徑設(shè)計(jì)?都有哪些彈藥采用了次口徑設(shè)計(jì)?這類彈藥今后發(fā)展的方向和難點(diǎn)何在?請(qǐng)看解讀。

　　在“硬磕”裝甲過程中誕生

　　在各國研發(fā)武器彈藥過程中，有一種常見思路叫“威力不夠，口徑來湊”。但凡事總有例外，次口徑彈藥就是一種“不按常理出牌”的增速增效彈藥。

　　顧名思義，次口徑彈藥是指彈體小于發(fā)射管內(nèi)徑的彈藥。這種設(shè)計(jì)初聽起來似乎有些違背常理。畢竟在很多人認(rèn)知中，彈體應(yīng)該與身管完美匹配才能確保最佳射擊效果。然而，次口徑彈藥并非全然如此。它是通過減小彈體的直徑尤其是彈芯的直徑，來達(dá)到增速增效的目的。

　　事實(shí)上，次口徑彈藥這種間隙配合的“獨(dú)門絕技”，很符合火炮發(fā)射學(xué)的原理。

　　次口徑彈藥是在與裝甲的“硬磕”中誕生的。第二次世界大戰(zhàn)期間，出現(xiàn)了裝甲厚度達(dá)150毫米至200毫米的重型坦克。為了對(duì)付這類目標(biāo)，反坦克火炮在增大口徑的同時(shí)，開始在改進(jìn)彈藥上下功夫。彈藥要打穿裝甲，需要更高的初速，同時(shí)需要進(jìn)一步提高比動(dòng)能。比動(dòng)能是彈體的動(dòng)能與其最大橫截面積的比值，是衡量穿透力的重要指標(biāo)，比動(dòng)能越大穿透力越強(qiáng)。換句話說，就是需要一種初速快、彈頭截面積小的穿甲彈。

　　這種情況下，一種擁有碳化鎢彈芯的次口徑超速穿甲彈應(yīng)運(yùn)而生。它的特點(diǎn)是用同樣的藥量發(fā)射一個(gè)相對(duì)較輕的彈頭來獲得較高初速。這種彈頭內(nèi)有一個(gè)硬質(zhì)的碳化鎢彈芯，彈芯周圍是用輕金屬做的彈托，在膛內(nèi)發(fā)射和空中飛行時(shí)，彈托與彈芯全程連在一起，因而是適于口徑的。命中目標(biāo)時(shí)，較輕較軟的彈托在撞擊過程中發(fā)生變形，直徑約為火炮口徑1/3至1/2的碳化鎢彈芯則繼續(xù)向前鉆過裝甲，以此達(dá)到更好的穿甲效果。

　　然而，由于次口徑超速穿甲彈發(fā)射后全程帶著彈托飛行，受空氣阻力影響，飛行速度衰減較快，因而打擊較近距離的裝甲目標(biāo)效果較好，對(duì)較遠(yuǎn)距離的裝甲目標(biāo)打擊效果并不佳，而且容易跳彈。

　　為了提高初速同時(shí)降低飛行時(shí)的空氣阻力，研發(fā)人員想到一個(gè)可以“魚與熊掌兼得”的方法——讓穿甲彈在飛行時(shí)拋開彈托，于是脫殼穿甲彈應(yīng)運(yùn)而生。

　　與次口徑超速穿甲彈不同，脫殼穿甲彈射出炮口后，高密度、小口徑的穿甲彈芯很快與彈托分離，從而能減小飛行阻力、提高彈芯到達(dá)目標(biāo)時(shí)的比動(dòng)能。這種可增速減阻的“脫殼”設(shè)計(jì)，逐漸成為次口徑彈藥的一大特征。

　　之后，為了增加脫殼穿甲彈在飛行中的穩(wěn)定性，同時(shí)提升打擊效能，研發(fā)人員又著手為一些脫殼穿甲彈增加了尾翼，這就是尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈由彈托和桿式飛行彈體等組成，彈托分為環(huán)形卡瓣式和馬鞍式，彈芯長徑比可達(dá)12至20。細(xì)長的彈芯使這種穿甲彈可以獲得很高的初速。在擊中裝甲目標(biāo)時(shí)，它可以邊穿甲邊破碎，破碎的彈體和裝甲材料會(huì)沿著彈坑反向飛濺，形成大于彈徑的穿孔，而進(jìn)入裝甲車內(nèi)的彈體和裝甲碎片，會(huì)對(duì)車內(nèi)設(shè)施、乘員等造成嚴(yán)重毀傷。

　　憑借這一“絕技”，尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈開始在反裝甲領(lǐng)域大行其道，并獲得“穿甲鉆頭”之稱。

　　戰(zhàn)場牽引應(yīng)用范圍不斷拓展

　　反裝甲作戰(zhàn)是次口徑彈藥的“老本行”。從二戰(zhàn)至今，這方面的戰(zhàn)例較多。

　　海灣戰(zhàn)爭期間，美軍M1A1坦克曾多次使用M829A1尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈擊毀伊拉克軍隊(duì)裝備的T-72主戰(zhàn)坦克。不過，M829A1尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈使用的不是鎢合金彈芯，而是貧鈾合金彈芯。和使用鎢合金彈芯的尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈相比，M829A1尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的彈芯硬度更大、初速更高，可在2000米距離上擊穿550毫米厚的均質(zhì)鋼裝甲。

　　3BM60次口徑尾翼穩(wěn)定穿甲彈是俄軍的現(xiàn)役彈藥。今年3月，據(jù)外媒報(bào)道，俄軍的T-72B3主戰(zhàn)坦克在阿夫迪夫卡附近摧毀了一輛美制M1A1主戰(zhàn)坦克，所用彈藥中就有3BM60次口徑尾翼穩(wěn)定穿甲彈。據(jù)稱，T-72B3主戰(zhàn)坦克所發(fā)射的該型穿甲彈直接命中M1A1主戰(zhàn)坦克的發(fā)動(dòng)機(jī)艙，當(dāng)場致其“癱瘓”。

　　美、俄尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈跨越時(shí)空的“一來一往”，部分反映出次口徑彈藥在反裝甲方面的效能。

　　值得關(guān)注的是，裝甲目標(biāo)如今已并非次口徑彈藥的唯一“獵物”?！按慰趶皆O(shè)計(jì)+多功能戰(zhàn)斗部”的方式，正使這類彈藥化身為“閃擊利器”，成為更多目標(biāo)的“獵手”。

　　M830A1次口徑多用途聚能破片反坦克炮彈，是美軍M1系列坦克在“伊拉克自由行動(dòng)”中廣泛使用的一種炮彈。這種炮彈的結(jié)構(gòu)與次口徑尾翼穩(wěn)定穿甲彈類似，出炮口后彈托分離，采用尾翼穩(wěn)定，拋射的彈頭直徑只有80毫米，比發(fā)射它的M1系列坦克火炮直徑小40毫米。不同的是，該彈頭并非實(shí)心的鎢合金或貧鈾合金，其內(nèi)部是聚能式裝藥結(jié)構(gòu)，可通過爆炸后的破片和金屬射流毀傷目標(biāo)。該型彈藥還引入一種帶傳感器的近炸引信，離開炮口半秒后，傳感器會(huì)在飛行過程中持續(xù)掃描炮彈前方空間，檢測到物體后立刻引爆，甚至能攻擊對(duì)手的直升機(jī)。

　　借助這種多用途的戰(zhàn)斗部，M830A1炮彈能夠打擊包括掩體、輕型裝甲車、人員甚至低空直升機(jī)在內(nèi)的多種目標(biāo)。

　　不僅是坦克，其他一些武器裝備也“盯”上了次口徑設(shè)計(jì)所帶來的好處。比如，德國萊茵金屬公司所研制的“獵豹”自行高炮，使用的35毫米口徑炮彈就采用了次口徑脫殼設(shè)計(jì)。究其緣由，是因?yàn)榇慰趶皆O(shè)計(jì)能賦予防空炮彈更高的初速、更遠(yuǎn)的射程、更平直的彈道及較低成本。

　　美軍的“密集陣”近程武器系統(tǒng)也在借力次口徑設(shè)計(jì)，其所用的主要作戰(zhàn)彈藥是MK244 Mod 0增強(qiáng)殺傷力彈藥。這種次口徑動(dòng)能彈，彈丸外部是塑料彈托，內(nèi)部有次口徑鎢合金穿甲體，采用“脫殼”設(shè)計(jì)來提高彈芯速度，增強(qiáng)穿透力。

　　不僅如此，一些狙擊步槍用彈也曾試水次口徑設(shè)計(jì)。比如，奧地利斯泰爾公司為滑膛管的Steyr AMR 5075研制過一種14.5毫米口徑的尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈，其彈殼為塑料殼體，金屬彈底，彈頭包在塑料彈托內(nèi)，鎢合金箭形彈頭重20克。借助次口徑設(shè)計(jì)，該彈的槍口速度達(dá)1500米/秒，不僅能夠用來遠(yuǎn)程狙擊有生目標(biāo)，還能夠在800米射程范圍內(nèi)穿透40毫米的均質(zhì)鋼。不過，該種槍彈組合成本過高，難以在軍火市場上獲得訂單。

　　“大跨步向前”機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

　　作為反裝甲目標(biāo)的一種主要彈藥，次口徑彈藥今后在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)會(huì)繼續(xù)受到重視。而在其他方面，次口徑設(shè)計(jì)很可能用來為更多彈藥賦能。因此，次口徑彈藥的發(fā)展前景較為廣闊。

　　然而，面對(duì)未來戰(zhàn)場，次口徑彈藥要“大跨步向前”并且發(fā)揮更大作用，還有不少問題需要解決。這些問題的存在，也基本上決定了次口徑彈藥今后的發(fā)展方向。

　　一是尋求更強(qiáng)的穿甲能力。隨著科技的發(fā)展，坦克等車輛的裝甲防護(hù)能力也在提升。要有效穿透這些增強(qiáng)型裝甲，次口徑彈藥的性能必須進(jìn)一步提升。一方面，要研發(fā)和選用更高強(qiáng)度、更大密度的新型合金、復(fù)合材料，確保彈芯的硬度、韌性等;另一方面，要進(jìn)一步優(yōu)化彈體形狀、彈托設(shè)計(jì)等，提高彈體的飛行穩(wěn)定性和命中精度。研發(fā)出符合要求的新型材料，無疑是一大挑戰(zhàn)。

　　二是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確化。次口徑設(shè)計(jì)，能使彈體獲得更高的炮口初速，并且?guī)砀h(yuǎn)射程。如果將火箭增程、滑翔增程、先進(jìn)制導(dǎo)等技術(shù)與次口徑這種設(shè)計(jì)疊加在一起，無疑將使此類彈藥的射程更遠(yuǎn)、打擊精度更高。當(dāng)前，已有國家在進(jìn)行這方面的嘗試。如2020年美陸軍啟動(dòng)的“增程炮兵彈藥組件”計(jì)劃中要研發(fā)的XM1155炮彈，就擬利用次口徑發(fā)射和制導(dǎo)技術(shù)，大幅度提高其射程和打擊精度。2023年美國陸軍協(xié)會(huì)年會(huì)上所披露的次口徑“遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)炮彈”(LRMP)，一個(gè)重要特點(diǎn)是配用多功能導(dǎo)引頭。然而，在遠(yuǎn)射程、高精度的作戰(zhàn)要求下，必然導(dǎo)致戰(zhàn)斗部的有效載荷降低，如何在這類彈藥有限的空間內(nèi)集成各種傳感、毀傷組件，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，是一個(gè)巨大技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　三是爭取適用更多作戰(zhàn)場景。未來戰(zhàn)爭是信息化條件下的機(jī)動(dòng)立體戰(zhàn)，戰(zhàn)爭的任何一方，都可能隨時(shí)遇到無法預(yù)料的多種目標(biāo)威脅，因此采用多用途化和模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一彈多用顯得十分必要。當(dāng)前，一些國家的此類彈藥如美軍的M830A1次口徑多用途聚能破片反坦克炮彈已經(jīng)體現(xiàn)出一彈多用的初步特點(diǎn)，但尚不夠智能化。未來戰(zhàn)場上，需要的是有多種模式可以選擇且具有相當(dāng)自適應(yīng)性的戰(zhàn)斗部，其能根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)和戰(zhàn)場環(huán)境靈活配置，以適應(yīng)各種復(fù)雜戰(zhàn)場使用場景，有效減輕后勤保障壓力。但要做到這一點(diǎn)，很明顯還有很長的路要走。

　　供圖：陽　　明

　　圖①：3BM60次口徑尾翼穩(wěn)定穿甲彈;圖②：M830A1次口徑多用途聚能破片反坦克炮彈;圖③：M829A1尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈。資料圖片