殊途同歸— 淺談德美APFSDS的發展

殷 杰

殊途同歸— 淺談德美APFSDS的發展

殷 杰

長桿次口徑尾翼穩定脫殼穿甲彈（APFSDS）不僅是現代坦克炮的主力彈種，而且也是反裝甲能力 最強、作戰效果最佳的彈種。該彈的設計，往往代表著研制國在彈藥、發射藥、治金等軍工技術上的最高水平。

1979年，德國萊茵金屬公司為“豹”-2主戰坦克研發的RH120（L44）滑膛炮一經推出，就成為西方陣營新一代坦克炮的技術標桿，連西方陣營的領頭羊美國也采取了“拿來主義”，使之成為西方陣營裝備數量最大的坦克炮。不過，炮雖一樣，但德美兩國在為其研制配套的APFSDS時，卻根據各自國情，采取了不同的技術路線。三十多年來，德美在該領域內的你追我趕，極大促進了兩國APFSDS的技術進步。

DM13/23：奠基之作

DM13是德國人為RH120研制的第一款120毫米APFSDS。它由脫殼穿甲彈丸、鋼底半可燃藥筒和發射藥組成。

DM13的脫殼穿甲彈丸包括彈套、尾翼、彈芯和裝在彈底的曳光裝置等部件。三段焊接式彈芯由鎢合金制成（密度為17.1克/立方厘米），外部包有鋼套。鋼套直徑為38毫米，彈芯長徑比為12：1。馬鞍形、三瓣式彈托裝有前、后定心環，后面裝有閉氣環。尾翼有5個翅片，由高強度鋁合金軋制而成，表面經熱處理，可承受500兆帕以上的膛壓。尾翼用真空電子束焊接工藝將其焊在彈芯尾部。

尾翼穩定脫殼穿甲彈是現代坦克的主戰彈種

DM13的半可燃藥筒由惰性纖維、硝化棉、二苯胺、樹脂等混合制成，內裝發射藥、底火和緩蝕添加劑襯套。用帶中心傳火管的多孔底火與閉鎖卡環將金屬筒底、閉氣環及可燃筒體連接在一起。為防止燒蝕，延長炮管壽命，藥筒前半部分內側裝有防燒蝕的添加劑襯套。為防止藥筒受潮和微生物侵蝕，在藥筒上涂有一層油膜。

DM13的半可燃藥筒內裝有7.1千克JA2型7孔粒狀粘結型壓實發射藥。它是利用特殊粘結劑將含硝化棉成分的發射藥粘結在一起，制成整體形狀發射藥柱。點火時，這種發射藥將分裂成原始的疏松粒狀火藥，可使初速增大，但膛壓增加不多。其優點是裝填密度大，但又簡化了裝填工藝。

DM13的初速為1650米/秒，最大有效射程達3500米。在1979年服役的時候，它在飛行速度、命中精度以及終點彈道性能方面達到了世界領先水平。

不過，德國并未就此止步。面對20世紀80年代華約裝甲防護技術的進步，德國于1983年投產了DM23。其基本結構與DM13類似，但DM23的彈芯采用了整體式鎢合金，直徑減少到32毫米，長徑比增加到14：1。在彈體長度不變的情況下，DM23因為彈芯長徑比的增加，初速和穿甲威力都有所提高。

M827/828：DM13/23的異國“兄弟”

1985年初，美國就引進RH120技術在國內按許可證生產的問題，與德國達成了協議。該炮被美軍賦予M256的編號。隨同火炮一塊引進的，包括DM13/23在內的配套彈藥。不過，美國人在仿制DM13/23時，并沒有沿用德國的鎢合金彈芯，而是將彈芯材料換成了密度達18.6克/立方厘米的貧鈾合金（由鈾238加入0.75%鈦制成，強度比純鈾金屬高3倍），這就是美制M827/828貧鈾APFSDS。

美軍M829A2和M829A3穿甲彈，M829A3是現役穿甲能力最強的炮彈

通過原裝進口的DM13/23與自制的M827/828大量實彈射擊對比試驗，美國人確信貧鈾彈芯延展性、韌性更好，大幅度提高了彈丸的橫向載荷（斷面比重），降低了飛行途中的速度損失，再加上貧鈾穿甲彈芯在撞擊裝甲時具有的自銳特性，從而將穿甲威力提高了10%左右。

不過，任何事物都具有兩面性。由于貧鈾合金彈芯的彈性模量僅為鎢合金彈芯的一半，剛度要明顯低于后者。彈芯在高速飛行中的氣動加熱可達到2227度左右的高溫。在強大的高溫和氣動力的耦合作用下，彈芯難免會發生變形。貧鈾合金比鎢合金的耐熱性差，所以它的變形也大，這在一定程度上降低了彈芯的飛行穩定性，直接導致M256在同樣距離上使用DM13/23的射擊精度要優于M827/828。兩者精度上的差距會隨著射擊距離的增加而擴大。而為了保證貧鈾彈芯在飛行途中不彎曲變形，就得用更長的彈托，由此增加了APFSDS的消極重量。

M829A1 VS DM33：美國威力超群，精度相當

眼見美制M827/828的穿甲性能超過了自家的DM13/23，德國遂于1989年研發出了DM33。該彈彈芯直徑28毫米，長徑比提高到20：1，同時鎢合金彈芯的材料成分變為鎢90%，鎳7%，鐵3%，炮口初速增加到1679米/秒。這些改進極大地挖掘了整體式鎢合金彈芯的侵徹潛力。

M829家族合影

美國的動作很快，在極短時間內就推出了DM33的貧軸彈芯版本—M829，并全面替換了早期的M827/828。不過，由于貧鈾彈芯強度不夠，導致M829在2000米處的精度比DM33低1.3%左右。因此，M829只經歷了小批量生產便被改進型M829A1所替代。M829A1彈芯直徑24毫米，長徑比仍為20：1，但為了承受更高的膛內發射應力，保證貧鈾合金彈芯在膛內不發生彎曲，從而達到提高射擊精度的目的，該彈的彈托長度增加了7%。測試表明，雖然此舉在一定程度上增加了消極質量，降低了初速，但M829A1初速仍達1675米/秒，在2000米距離上可擊穿550毫米厚的均質鋼裝甲板，射擊精度與DM33相當。

DM53 VS M829A2 ：德國彎道超車

M829A1在1991年初設計定型后，立即投產并參加了海灣戰爭，獲得了極大成功。但美國并沒有就此滿足，而是于1992年又推出了M829A2。M829A2在貧鈾彈芯中嵌入了鎢絲以提高其彈性模量；采用碳-環氧樹脂復合材料制造彈托，降低了消極質量，并提高了初速；半可燃藥筒內裝的是袋裝粒狀多孔發射藥，以防在藥筒損壞時發射藥漏失，并提高了燃燒效率。相較M829A1，M829A2的初速提高了近30米/秒，在2000米距離上對均質鋼裝甲的穿深達到了600毫米。

面對M829A1/A2的壓力，德國于90年代中期推出過渡性質的DM43后，將主要精力都放在力圖重奪性能優勢的DM53研發上。

DM53于2000年研發成功。其彈芯采用改進自WHA（鎢重合金，含W90%，NI9%，CO1%）的WHA Ⅳ材料，具有接近貧鈾彈芯的絕熱修剪能力（自銳化能力）。WHA Ⅳ化學組成極為緊密，主要由密度17.1克/立方厘米的W-CU-NI-AI納米基體合金構成。

DM53全彈質量21.4千克，射彈長745毫米，質量5千克，炮口初速1670米/秒（L44）或1750米/秒（L55），千米速降約為55米/秒，精度為0.2密位，有效射程3000-4000米；多基發射藥質量約9千克。在使用RH120（L55）發射時，2000米距離上能達到780毫米穿深，一舉超過了使用貧鈾彈芯的M829A2。

DM53既可以用RH120（L55）發射，也可用RH120（L44）。但使用后者發射時，由于壓力曲線問題，火炮必須安裝改進的K900復進機。

德國在展示其脫殼穿甲彈的射擊精度

M829A3 VS DM63：德美難分伯仲

為了確保美國在APFSDS上的領先地位，美國于21世紀推出了M829A3。

M829A3采用了美國在穿甲彈芯、復合材料彈托、發射藥等方面的最新技術。全彈由IM兼容器、改進型藥筒、粘合接頭和彈性彈底、帶鋼制風帽的超級貧鈾穿甲體、低阻力尾翼、TR998曳光體、碳纖維復合材料彈托、M123A1底火、PRD-380棒狀發射藥組成。全長982毫米，質量22.3千克，RPD-380棒狀發射藥質量8.1千克，貧鈾彈芯直徑22毫米，炮口初速1555米/秒，有效射程3000米。

M829A3的穿甲體采用鋼制風帽。相較鋁制風帽，雖然鋼制風帽更重，但卻可以提前誘爆反應裝甲，減少反應裝甲對穿甲彈芯造成的損害。M829A3對均質裝甲板的穿甲威力略大于DM53。

面對M829A3，德國于2006年推出的DM63與DM53最大的區別，是前者采用了TIPS發射藥，提高了低溫和高溫下發射藥的穩定性，改善了壓力曲線。使得RH120（L44）發射DM63時，不必安裝改進后的復進機。同時，由于發射藥的改進，DM63的外彈道更為穩定，精度更佳，在2000米上對均質鋼裝甲的穿深，也小幅提高到800毫米。

顯然，DM63的推出，主要著眼于提高彈藥的適配性能，根本目的在于爭奪外銷市場。對于穿甲威力則沒有再刻意追求。這是因為德國認為該彈的威力已經足夠，況且最新研究表明，雖然在對付均質裝甲板時，同等情況下貧鈾彈芯較鎢合金彈芯有約10%的性能優勢，但在對付日益普及的復合裝甲時，彈性模量要大得多的鎢合金彈芯實際效果要好于貧鈾彈芯。

結語

三十多年來，德美兩國在APFSDS發展上，可謂你追我趕，殊途同歸。雖說同時代的美制貧鈾APFSDS具有一定的穿甲性能優勢，但德系鎢合金APFSDS在射擊精度上卻總能勝出一籌。這其中最主要因素，是由貧鈾和鎢這兩種重金屬的基本特性決定的。采用哪種重金屬合金作彈芯材料，是由各國具體國情決定的。美國作為“世界警察”，根本不必考慮裝甲兵本土作戰的問題，因此在發展貧鈾彈這個對環境和人體有無窮后遺癥的彈種時顯得無所顧忌。不過，貧鈾和鎢各有優劣。德國的實踐證明，如果設計得當，鎢彈一樣能達到或接近貧鈾彈的性能。

責任編輯：彭振忠