陆战之王的利剑——浅析穿甲弹发展史

任家琛 申 畅 段文轩

有着陆战之王称号的坦克自诞生以来就一直担负着撕裂敌方防线、迟滞敌军进攻等重要任务，而要完成这些任务，仅有厚实的装甲远远不够，还需要拥有对抗敌方坦克或坚固工事的武器。在坦克的诸多弹种中，穿甲弹主要担负反坦克任务，因此穿甲弹的性能优劣作为衡量一款坦克甲弹对抗能力的重要指标与坦克的技战术水平直接挂钩。作为主要的反坦克手段，穿甲弹在百年发展历程中经历了哪些变化，其衍生出哪些变种弹药，未来发展前景如何，这些都值得关注。

过去：全口径穿甲弹大战立功勋

19 世纪下半叶，穿甲弹首次投入应用，但并非应用在坦克上，而是装备在军舰上。一战后，随着坦克的大规模运用，用于反坦克作战的穿甲弹才被大规模列装。早期穿甲弹使用高强度金属制成，利用动能将装甲击穿；随着坦克内部空间的扩大，为了增强击穿装甲后对车组成员的杀伤力，穿甲弹的后部腔体内被装上炸药和引信，这便是穿甲榴弹，不过，由于各国对穿甲弹与穿甲榴弹一般不作区分，因此统称为穿甲弹。

二战期间的高烈度装甲战促成了穿甲弹的第一次大发展，在对倾斜装甲的实际穿甲过程中，传统尖头穿甲弹实际的运动轨迹并非入射线，而是受法向量分力影响向上或向下偏转，不利于击穿装甲。为了解决这一问题，钝头穿甲弹应运而生，其利用自身特殊构型使切向量分力远大于法向量分力，因此非但不会增大穿甲路径反而会形成转正效应以提高对抗倾斜装甲的能力。不过，正因为钝头穿甲弹特殊的构型，其风阻较大，弹道下坠严重，因此，各国普遍在钝头穿甲弹前加装金属风帽以改善气动外形，风帽穿甲弹也由此得名。

除解决坦克倾斜装甲这一防弹外形带来的挑战外，表面硬化装甲等非均质装甲技术的应用也对穿甲弹提出了更高要求：风帽穿甲弹在撞击非均质装甲时，弹头易变形甚至是碎裂，从而失去穿甲能力。这一问题单靠改变材料或弹体外形无法得到有效解决，被帽穿甲弹由此诞生。不同于改善风阻的风帽，被帽是包裹在弹体外的“弹头”，被帽由与弹体材料相同或更软的材料制成，着弹时被帽代替弹头变形并增大弹头的切向量分力。为了改善被帽穿甲弹弹道性能，实际使用中被帽穿甲弹外同样会加装风帽，因此被称为被风帽穿甲弹。

如今：次口径穿甲弹老树开新花

传统全口径穿甲弹的发展潜力在被风帽穿甲弹上已基本被发掘殆尽，只能通过改进发射药、增大炮室容量或增加炮管长度等其他途径提高穿甲能力。随着坦克装甲厚度的提升，传统全口径穿甲弹越来越力不从心，为了重新掌握穿甲弹对抗优势，次口径穿甲弹逐渐成为穿甲弹种的主流。

早在二战前，各大军事强国就已研制出硬芯穿甲弹（又称高速穿甲弹），其穿甲核心是由高硬度材料制成的弹芯，外层包裹轻密度弹体使其弹体总重下降，在使用相同火炮发射时初速提升明显。相较于同口径的全口径穿甲弹，硬芯穿甲弹在穿甲时接触速度更快，接触面积更小，因此穿甲能力提升明显。此外，硬芯穿甲弹还衍生出锥形弹这一特化弹种，其只能由锥膛炮发射，特点是带有软质裙边弹带，发射时受炮管挤压变形与炮管贴合更紧密，使之拥有更好的闭气能力，从而获得更高的初速。

被穿甲弹打穿的钢板

不过，硬芯穿甲弹虽然穿深高于相同口径的全口径穿甲弹，但其拥有很多缺点：炮弹受阻面大且质量轻，导致其失速快，弹道性能差，远距离穿深衰减大；弹芯外形尖锐易发生跳弹和碎弹；无法装填炸药，后效差等。因此，二战中各国主力穿甲弹依旧是全口径穿甲弹。二战后，甲弹对抗失衡的压力迫使各国对硬芯穿甲弹进行改进，其产物便是脱壳穿甲弹。脱壳穿甲弹延续硬芯穿甲弹降低重量提高初速的思路，但改进了弹芯外形，原本为保证气密性而被设计得体积庞大的弹体被分为穿甲体与弹托两大部分，在炮弹出膛后弹托分离，仅穿甲体继续飞行。这使得脱壳穿甲弹气动外形较硬芯穿甲弹大幅改善，远距离失速造成的穿深下降问题得到有效遏制，因此脱壳穿甲迅速取代了硬芯穿甲弹成为坦克炮主力穿甲弹。

脱壳穿甲弹的穿甲上限与其长度有直接关系，因此各国都在努力提高穿甲体的长径比，以期在保留弹道性能的同时提高穿深。然而，当脱壳穿甲弹的穿甲体长径比达到7：1以后，由于弹体直径过小没有足够的角动量以维持稳定的旋转，从而使炮弹飞行稳定性极大下降，远程射击精度极差。为了解决这一问题，尾翼稳定脱壳穿甲弹通过穿甲体上增加尾翼改进气动性，同时改由滑膛炮发射，仅在出膛后利用气流冲击尾翼上的偏刃或在弹托上设计倾斜的泄气孔以达到慢速自旋的效果，在降低周围空气影响的同时使弹托受离心力脱离穿甲体。在研发出尾翼稳定脱壳穿甲弹解决气动问题后，各国的穿甲弹蓬勃发展，苏联第一代尾翼稳定脱壳穿甲弹3BM3长径比就达到了12.5：1，穿深达到300mm。除了获得更高的穿深，更大的长径比还意味着弹体击穿装甲后产生的破片更多，杀伤后效更好。如今世界各军事强国现役穿甲弹在细节上改良颇多，但其技术本质依旧未能突破尾翼稳定脱壳穿甲弹的构型。

M1坦克装填手正在裸手装填贫铀穿甲弹

未来：新兴技术赋能甲弹对抗

虽然就目前来看，世界各军事强国的顶尖穿甲弹都能有效击穿大多数第三代主战坦克的首上装甲甚至是炮塔装甲，但随着以瑞典Strv122A/B、美国M1A2SEPv4等在现有主战坦克基础上加厚装甲，和以俄罗斯T-14、德国KF51等在新的坦克平台上融合主动防御系统技术等增强坦克防护能力的新方案逐渐落地，穿甲弹作为摧毁敌方装甲目标的主力弹种无疑需要更新迭代。结合近年各项新兴技术的突破，穿甲弹主要在以下两个方面进行了改进。

一是新型弹体材料。现代尾翼稳定脱壳穿甲弹的材料主要分为钨合金弹芯与贫铀合金弹芯两种，由于贫铀合金材料临界绝热剪切应变值较低，更容易发生绝热剪切断裂，使其拥有“自锐”性质，同等弹芯直径条件下，相较钨合金穿甲阻力更小，因此一般穿深更高。但贫铀合金具有放射性，且熔点较低，着弹速度过快时易融化导致强度大幅降低，因此贫铀合金弹芯限制了穿甲弹初速，而随着未来130mm、140mm等大口径坦克炮以及电磁炮、电热化学炮甚至纯电热炮等新型坦克炮研发完成，炮弹的初速与动能必然有所提高，此时，钨合金高熔点、高强度的优势就体现出来，而为了发挥这一优势，开发出拥有“自锐”性质的钨合金穿甲弹就成为各国研发的热门项目之一。

二是弹药智能化。现代主战坦克正面装甲等效极高，而侧后与顶部等部位防护薄弱，针对这一特点，智能化攻顶弹药面对主战坦克时拥有极强的杀伤效果。早在20世纪末，美军就曾为120mm坦克炮开发智能目标激活射后不管弹丸XM943穿甲弹，不过相比于现有的攻顶导弹采用的破甲战斗部，其采用了类似于末敏弹的爆炸成型弹丸战斗部，通过自锻出一个穿甲体利用动能击穿坦克顶部装甲，由于其穿甲体属于动能弹，因此苏系坦克车顶普遍安装的接触-1爆炸式反应装甲几乎无法对其产生效果。虽然XM943穿甲弹最终因为种种原因未能服役，但其代表的智能化穿甲弹路线对现代穿甲弹的发展有一定借鉴意义。

作为陆战之王的利剑，穿甲弹伴随坦克走过了100多年的岁月，虽然目前其战场用途与技术水平都遭到了一定质疑，不过毫无疑问的是，目前技术水平下，穿甲弹依旧是坦克反装甲目标的有力手段。而随着各项新技术逐渐落地，穿甲弹在未来会走上何种发展道路，值得进一步关注。