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时下遍布应用于各型杆式穿甲弹弹芯的材质是贫

日期:2019-10-09编辑作者:新葡京军事

  出品:科学普及中华夏族民共和国

  我:西南科技高校国防教育协会

  发行人:中新网科学普及工作部

  说起各个国家主战坦克(MBT Main Battle Tank)分布运用的羽翼稳固脱壳穿甲弹(APFSDS),就只可以涉及弹芯材质的钨铀之争。近来遍布应用于各型杆式穿甲弹弹芯的材质是贫铀合金与钨合金,二者材质品质的高低长期以来都以豪门人言啧啧的话题。

图片 1

  美国M829A2型APFSDS脱壳的一眨眼间

  平日的话,在平等情状下贫铀合金的侵彻技术较钨合金高10~15%,那是出于贫铀合金材质的临界绝热剪切应变率好低,易爆发绝热剪切断裂,即“自锐”效应。而钨合金在穿甲进程中,穿杆尾部会“自钝”,致使侵彻阻力增大,侵彻力深度下滑。

  下图为纯钨、钨合金和铀合金材料弹芯穿甲进度中弹头的一言一动特征。

图片 2

  自钝与自锐效果。注:Pure W——纯钨;WHA(Tungsten Heavy Alloy)——高密度钨合金;DU-3/Ti ——一种贫铀合金材质(含Ti/V,钛/钒)

  由图可知,在同一弹芯直径条件下,贫铀合金穿甲通道直径最小,穿甲阻力最小。

  别的,贫铀易燃,在穿甲后全部显然的纵火效率,对车辆成员有越来越强的杀伤功能,更便于引发三回效应。

  不过贫铀也许有缺点:

  贫铀具备放射性,会勒迫坦克装甲车辆成员的常规,焚烧进度中产生的放射性烟雾被吸入后会产生深重内照射。

  贫铀化学活性高,轻巧氧化发霉,不便利长期积累。

  贫铀合金刚度十分的低,须要利用更加大尺寸的弹托避免在膛内加快时盘曲,扩大了懊恼品质,减小了穿甲体获得的动能。

  U的熔点为1133℃,W的熔点为3370°C。由于APFSDS的飞行速度达M5~M6,在这种进程下的气动加热可达2500K左右,在庞大的高温和气引力的耦合营用下,贫铀合金的形变十分大。弹芯产生的形变会降低速度、加剧章动影响精度和损坏着靶姿态而减低穿深。

  贫铀合金的流变极限强度极低。在穿杆高速碰撞并穿透靶板的进度中会发生滑坡变形,应变速率提高,峰值应力也将慢慢增大,“自锐”效应将被弱化。

  贫铀很低的撤销合并强度在带动自锐性情的同期,也使得面前蒙受爆炸反应装甲、约束式复合装甲时穿杆更便于被折断。

  下图展示了差异素材的弹芯在长径比λ=30、冲击动能E=10MJ的情形下,着速与穿深的关联。

图片 3

  一定长径比及冲击动能下着靶速度与穿深的涉嫌。注:WHA(Tungsten Heavy Alloy)——高密度钨合金;DU(Depleted Uranium)——贫铀;Steel—— 钢;Target ——目的;BHN(Brinell Hardness Number)——布氏硬度,前面的数字越大,材质越硬;轧制均质钢福睿斯HA平日特指RC-27钢板(4340钢)BHN=250~390,对应国家规范钢号40CrNiMoA。

  方今以固体火药为发射引力的120~125mm坦克炮炮口动能都在10MJ~13MJ之间,已经丰硕趋近常规火炮的终点。在实际利用中,穿甲体的品质和初速是相互制约的——穿甲体加长,速度就能稳中有降;速度升高,穿甲体就要裁减,在规划上须要采取。

  在此时此刻技艺规格下,射击均质钢装甲时,贫铀合金穿甲弹的一级着速Vc=1600m/s,对于钨合金穿甲弹Vc=贰仟m/s(着速能够差非常的少正是炮口初速-速度降)。那一点在弹药参数选择上有明显显示,比方德意志DM-43的初速一九〇四m/s、U.S.M829A3的初速1550m/s、本国出口型125弹初速1800m/s等。

  钨合金所兼有的高熔点、高强度使其能够适应更加高的发出过载和越来越大的飞行速度。

  制约钨合金杆式穿甲弹穿深的最注重因素是“自钝”效应。即前文提到的在穿甲进度中钨合金穿杆尾部产生的“卡尺头”。

  进步钨合金弹穿深最直接的办法是增大发射初速。

  采用措施减小钨合金自钝现象带来的熏陶,也是时下工夫规格下增进穿深的得力措施之一。首要有以下二种格局:

  (1)立异材质组份,使其全体绝热剪切特征。

  钨铪合金,有50W-50Hf和74W-26Hf二种,选取流化床化学汽相沉积加固态固结工艺制作而成,准静态压缩力学品质与 90W-7Ni-3Fe合金十一分;

  钨-金属间化合物,近年来合成的有W-7%Ni-Fe-Al,该合金烧结密度达96%,平均晶粒尺寸为7μm,在动态压缩试验中,展现了绝热剪切特征;

  钨锰合金,有90W-Ni-Mn和95W-5Mn三种,烧结密度达95%以上,在动态试验中,均显得了绝热剪切特征。

  (2)立异穿杆结构,用结构自锐来顶替材质作者的自锐。

  下图所示为一种具有组织自锐本事的组合式侵彻体。其外层的钨合金管包覆内层的碳化钨弹芯构成。

图片 4

  组合杆式侵彻体结构示意

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  组合杆弹体尾部在分歧随时侵彻形状图

  能够见到,在革新了结构从此,钨合金也长期以来能够“自锐”。可是,相对于贫铀弹芯合金仍旧有反差。

  组合式结构自锐弹芯相较于革新材料品质的单杆式弹芯,工序更加少、费用更低。近日那项本事早就接纳在国内新型坦克炮用尾翼牢固脱壳穿甲弹上。

  钨纤维复合材质也是一种具备组织自锐的构型。比方使用锆合金玻璃内包钨丝束的构造,该材质即使密度小于比较试验的95W钨合金,但在利用弹道炮举办自己检查自纠实验时,其侵彻本事反而越来越高。

图片 6

  W纤维-ZrTiCuNiBe金属玻璃基复合材质弹芯侵彻效果图

  图6中上方为全部的弹芯,下方面试验后从靶板上回收的弹芯残段。可知,该复合材质弹芯并从未变异“卡尺头”。

  贫铀合金和钨合金有分别的特性优势,铀-钨复合也是七个发展趋势。其他,基于复合材质的精美国特务职业职员职员性,这两天还开荒出了一些用于穿甲弹弹体的贫铀基复合材质。

  近些日子,由正规火炮发射的穿甲弹初速照旧轻易,在主战坦克的优良作战距离 3000m或更中远距离,穿甲弹的着速照旧低于 三千m/s,所以在对OdysseyHA的穿透力上,贫铀合金比钨合金仍持有优势。

  随着最新装药手艺、液体发射装药、电热化学炮、电磁发射技艺等的提升,未来杆式穿甲弹的着靶速度将会超越两千m/s的临界点。

  当着速超越2000m/s时,惯性成效在侵彻中初始居支配地位,穿甲机理产生变化,材料时期行为差别的影响日益回降。那时穿杆的布局由连接杆变为分段间断杆后,穿甲质量更加好。对于分裂的着靶速度,分段间断杆存在着最棒的道岔及段间间隙。

  最终索要特意表明的是,在能够查见到的精晓数量都以以对均质钢装甲(SportageHA)的穿透才能为相比较正规。而近年来的先进主战坦克(MBT)不止选用了种种复合装甲(如约束式复合装甲),还可在表面加挂附加装甲、爆炸反应装甲(ERA)等,是无法轻易以为在存活标准下贫铀合金就必定减价钨合金。(本文图片来自互连网)

  参谋篇目:

  1、钨纤维复合材质穿甲弹芯侵彻时的自锐现象 荣光 黄德武 爆炸与碰撞 二零零六年五月第29卷第4期 小说编号:1001—1455(二零零六) 04-0351-05 国家规范学科代码:130·3530

  2、组合杆式穿甲弹的侵彻技能仿真剖析 吴群彪 沈培辉 刘荣忠 系统仿真学报 贰零壹贰年12月第25卷第2期 小说编号:1004-731X(二零一三)02-0367-04

  3、弹药概论 李向西 国防工业出版社 ISBN:7118036811

  4、穿甲力学 钱伟长 国防工业出版社 ISBN:15034.2753

  5、终点弹道学 (美)海军道具部 国防工业出版社 ISBN:7-118-00065-5

  6、坦克装甲车辆设计(武器系统卷) 冯益柏 化工出版社 ISBN:978-7-122-21608-3

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