破甲弹

破甲弹（High Explosive Anti-Tank Projectile，HEAT ）在一般情况下，是指成型装药破甲弹，也称锥型装药破甲弹、空心装药破甲弹或聚能装药破甲弹，是反坦克的主要弹种之一。破甲弹是基于门罗效应开发的化学能反装甲弹种，依靠成型装药（常见药型包括锥型、半球型、喇叭型等）的聚能效应压垮药型罩，形成一束高速金属射流来击穿装甲。其装药在距离装甲板一定高度起爆，聚焦高温高速射流穿透装甲并对人员器材造成杀伤，不要求弹丸必须具有很高的弹着速度。因而，破甲弹能够广泛应用在各种 加农炮 、无坐力炮、 坦克炮 以及 反坦克火箭筒 上。

1888年，查尔斯·爱德华·门罗发现了“门罗效应”，从而改变了人们对爆炸的理解。 19世纪发现了带有凹槽装药的聚能效应。在 第二次世界大战 前期，发现在炸药装药凹槽上衬以薄金属罩时，装药产生的破甲威力大大增强，使聚能效应得到广泛应用。 1936-1939年， 纳粹德国 在 西班牙内战 时期研发了一种对付坦克的新式弹药——破甲弹。 随着 坦克装甲 的发展，破甲弹出现了许多新的结构。例如，破-破串联等新型结构的聚能装药破甲弹、炸药装药中加杀伤元素或燃烧元素等随进物的破甲弹以及多用途破甲弹。 20世纪80年代以来，由于坦克装甲防护能力的不断增强，破甲弹性能也不断提高，破甲深度已由原来的6倍装药直径提高到8~10倍的装药直径，还出现了末段制导破甲弹和破甲 集束炸弹 。 进入20世纪90年代，坦克主炮弹种出现了新的变化。 美国 坦克开发了M830多用途破甲弹，将破甲弹和 高爆弹 合一，以达到类似榴弹的效果。

破甲弹大都由弹体、炸药装药、药型罩、隔板、 引信 和稳定装置等部份所组成。它们的差别，主要反映在火炮发射特点、弹形和稳定方式上。 主要分为气缸式尾翼破甲弹、长鼻式破甲弹、具有抗旋结构的旋转稳定破甲弹和火箭增程破甲弹4种类型。

发展沿革

研制背景

1888年，一名名叫查尔斯·爱德华·门罗的 美国 工程师在使用消化纤维做实验时，偶然发现将一个实心的圆柱形炸药放在钢板上引爆，只能将钢板的表面炸出一个小坑，爆炸的威力十分有限。但如果炸药柱一头有空腔，空腔朝下放在钢板的表面引爆，却能够将好几层的钢板同时击穿，这种 爆破 的效应被称为“门罗效应”。“门罗效应”的发现改变了人们对爆炸的理解，那就是只要把一小坨炸药合理塑型，就能够汇聚能量来击穿装甲板，效果甚至好于未经塑型的一大坨炸药。 19世纪发现了带有凹槽装药的聚能效应。在 第二次世界大战 前期，发现在炸药装药凹槽上衬以薄金属罩时，装药产生的破甲威力大大增强，使聚能效应得到广泛应用。

发展历程

二战时期，面对着已经在陆地战场称霸的坦克，各国一方面不断研发提升坦克性能，另一方面积极寻找对付坦克的有效办法。1936-1939年， 纳粹德国 在 西班牙内战 时期发现了一种对付坦克的新式弹药——破甲弹。二战后期， 坦克炮 口径已经设计到100mm以上，发射弹丸内药形罩的直径可以轻松达到80mm。因此到了 美苏冷战 时期，各国研发坦克彻底摒弃了“战场移动堡垒”式的思路，重防护、重火力、轻机动力的 重型坦克 被淘汰，新型的主战坦克越来越追求火力、防护力与机动力的平衡。破甲弹的出现曾一度危及坦克“陆战之王”的桂冠，因为不用受限于初速的弹丸破甲能力，使得单兵反坦克武器也对坦克有着致命的伤害。

随着 坦克装甲 的发展，破甲弹出现了许多新的结构。例如，为了对付复合装甲和 反应装甲 爆炸块，出现了破-破串联等新型结构的聚能装药破甲弹；为了提高破甲弹的后效作用，还出现了炸药装药中加杀伤元素或燃烧元素等随进物的破甲弹，以增加杀伤、燃烧作用；为了克服破甲弹旋转给破甲威力带来的不利影响，采用了错位式抗旋药型罩和旋压药型罩。除此之外，为适应战场反坦克、反直升机的需要，还出现了以破甲为主，兼有杀伤、燃烧、干扰等功能的多用途破甲弹。

从20世纪60年代开始出现的变壁厚药型罩、喇叭形和双锥形药型罩，到后来的串联成型装药药型罩、截锥药型罩、分离式药型罩和大锥角自锻破片药型罩等，都是为了对付不断发展的装甲防护而提出的新型成型装药结构。20世纪80年代以来，由于 坦克装甲 防护能力的不断增强，破甲弹性能也不断提高，现代破甲弹的静破甲深度通常可达药型罩直径的五倍以上，破甲深度已由原来的6倍药型罩直径提高到8~10倍的药型罩直径，现代一些破深超过1000mm的反坦克 导弹 应用的是串联破甲 战斗部 。为了提高远距离攻击装甲目标的能力，还出现了末段制导破甲弹和攻击远距离坦克群的破甲 集束炸弹 。

进入20世纪90年代，坦克主炮弹种出现了新的变化。 美国 坦克开发了M830多用途破甲弹，将破甲弹和 高爆弹 合一。之所以在弹药方面做减法，很大程度上的是美国方面认为破甲弹的威力已经不能击穿带有“接触-5”这类重型爆炸 反应装甲 的坦克，于是索性减小了破甲弹药罩的直径，将破甲弹侧面的弹体增厚，以达到类似榴弹的效果。

结构与原理

技术原理

破甲弹的理论依据是基于美国人门罗发现的“门罗效应”， 破甲弹穿透装甲的方式是通过化学能弹来完成的，其 战斗部 的金属壳体可以在发射后，通过锥形装药的聚能原理将高温高压的金属射流聚焦成一条线，使得内部压力集中于一点并穿透敌方装甲，金属射流撞击装甲时，它强大的动能逼迫构成装甲板块的物质向四周液态流动，让出一条隧道，以达到杀伤敌方坦克内部乘员、破坏武器装备的效果。理论上破甲弹可以击穿五倍于自身金属垫口径的均质装甲。 此外，破甲弹即使未直接击穿坦克主装甲，若命中炮管、 M113装甲运兵车 、测距装置等关键部位，其爆炸产生的破坏也可能使坦克在一段时间内瘫痪，丧失作战能力。

技术结构

破甲弹一般是由弹体、炸药装药、药型罩、隔板、 引信 和稳定装置等部分组成。

弹体

破甲弹弹体一般由头螺、弹体壳、弹底和螺塞等零件组成。头螺高度是根据最有利炸高确定的。弹体壳外形通常为圆柱形，其上有一定宽度的定心部；弹体长度与炸药威力、装药结构以及引信配置等因素有关；外壳一般采用 合金钢 材料。

炸药装药

炸药装药是形成高速金属射流的能源。炸药的能量越高，所形成射流的速度就越高，破甲效果就越好。目前大量使用的是以 黑索金 为主体的混合炸药（爆速在8000米/秒左右），或其他高能炸药（爆速可达9000米/秒）。炸药可以采用铸装、压装或其他装填方式。

药型罩

药型罩是形成金属射流的关键部件。常用的药型罩有圆锥形、喇叭形和半球形等形状，另外，根据性能的需要，也可以由以上三种形状组合而成，如双锥罩、曲线组合罩等。药型罩衬于装药凹窝内，锥角一般为40°～60°。材料除要用延性好，密度大的金属外，还可采用两种金属或金属与非金属复合的双层药型罩。最常用的药型罩材料是紫铜。

隔板

隔板的作用是改变炸药装药爆轰波 波形 ，从而提高破甲能力。隔板一般用惰性材料制成，如塑料等，也可采用低爆速炸药制成。采用隔板可提高破甲深度但破甲稳定性降低。

引信

引信的作用时间对炸高有影响，引信 雷管 的起爆能量、起爆的对称性、传播药等均直接影响破甲威力和破甲稳定性。所以，应根据具体的装药结构选择合适的引信。

稳定装置

早期的破甲弹大多采用旋转稳定的方式，但由于高速旋转会严重破坏射流的稳定性，从而大大降低破甲威力，所以目前装备的破甲弹大多采用不旋转或微旋转的 尾翼 稳定方式。此外，对于旋转稳定方式，人们已经进行了许多抗旋结构的研究。

主要分类

为了适应各种火炮的要求，加上多年来破甲弹本身在结构上的发展，使破甲弹的结构多种多样。但一般说来，破甲弹大都由弹体、炸药装药、药型罩、隔板、 引信 和稳定装置等部份所组成。它们的差别，主要反映在火炮发射特点、弹形和稳定方式上。

气缸式尾翼破甲弹

气缸式尾翼破甲弹，是因利用 发射药 气体的压力推动 活塞 使尾翼张开而得名的。翼片张开后，由结构本身保证“闭销”，而将翼片固定在张开位置。翼片张开的角度一般为40°~60°。为提高射击精度，在翼面上制有5°左右的倾斜角，使弹丸在飞行中呈低速旋转。该弹翼片采用铝合金材料制成。气缸式尾翼破甲弹的稳定装置具有翼片张开迅速，同步性好和作用比较可靠的特点，有利于提高弹丸的射击精度。其缺点是结构较为复杂、加工精度要求也高。

长鼻式破甲弹

长鼻式破甲弹是因其采用瓶状结构的特殊弹形而得名的。这种弹形虽然使空气阻力增加，但却减小了头部的 升力 ，从而给飞行稳定性带来好处。长鼻式破甲弹的结构形式很多，如 瑞典 84mm破甲弹、 德国 DM-12式120mm破甲弹和中国100mm破甲弹等都有其各自的特点。

瑞典84mm破甲弹采用了筒式稳定方法。该弹以尾部的圆筒代替 尾翼 ，使弹丸 质心 位于压力中心之前而获得飞行稳定。这种长鼻式结构既可用于 滑膛炮 ，也可用于 线膛炮 。

德国DM-12式120mm破甲弹采用了固定尾翼稳定装置。该弹在提高破甲性能的同时，大大提高了其杀伤作用，从而使长鼻式破甲弹具有多用途弹的性能。

中国100mm破甲弹配用于53年式100mm线膛 加农炮 和 坦克炮 上，主要用于对付坦克和装甲车辆。该弹稳定装置的翼片是通过 销轴 连接于尾杆的翼座上。由于翼片的质心较销轴中心距弹丸轴线更近，所以发射时翼片的 惯性 力矩 与剪断切断销所需要的 剪切 力矩之和，大于 离心力 所产生的力距，因而翼片在膛内自镇而呈“合拢”状态。弹丸飞离炮口后，惯性力矩消失，在离心力作用下，切断销被剪断，翼片绕销轴向后张开，并在迎面阻力作用下使翼片紧靠在定位销上。这种使 尾翼 张开的结构比较简单，既适用于高速旋转弹丸也适用于低速旋转弹丸。其缺点是翼片张开的同步性较差，对弹丸的射击精度有一定影响。此外，这种结构有时会出现 滑膛枪 现象，影响炮管的使用寿命。为了使弹丸低速旋转，该弹采用了滑动 弹带 结构，即将弹带镶嵌在弹带座上。弹带座与弹体之间为动配合，并用带有 螺纹 的压环固定，以限制其轴向运动。这种结构既能在发射时起闭气作用，避免 发射药 气体冲刷炮膛，延长火炮寿命，又能使弹丸低速旋转，既有利于提高弹丸的射击精度，又可保证破甲威力不受高速旋转的影响。滑动弹带可采用紫铜、陶铁或型料（如 F4 ）等材料制造。

具有抗旋结构的旋转稳定破甲弹

旋转稳定破甲弹的破甲威力因其高速旋转而下降。为了解决这一问题，人们在药型罩上采取了各种各样的措施，此处以美152mm多用途破甲弹和法105mm破甲弹为例。

美152mmXM409E5式多用途破甲弹是20世纪六十年代末期的产品，配用于坦克炮上。该弹采用旋转稳定式结构，其 弹带 采用陶铁材料。为了克服弹丸旋转对破甲性能带来的影响，该弹采用了错位抗旋药型罩。这种错位抗旋药型罩是采用先 冲压 后挤压的方法制成的，其材料为紫铜（含铜量在99.9%以上）。该弹药型罩由16个圆锥 扇形 块组成，每块对应 圆心角 约为21°16’。这种药型罩之所以能够抗旋，是因为当炸药爆炸时，每一扇形块都由于错位而使压垮速度的方向不再朝向弹丸轴线，而是偏离轴线并与半径为r的圆弧相切。这样一来，形成的 射流 将是旋转的，如使其旋转方向与弹丸的旋转方向相反，即可抵消或减弱弹丸旋转运动对破甲性能的影响。此外，该弹在弹丸底部采用了短底凹结构，有利于改善其射击精度。

法105mm破甲弹配用于法国 AMX-30主战坦克 的105mm坦克炮上，为了解决弹丸的高速旋转对破甲性能的不利影响，该弹把聚能装药与弹体分开，并在两端设置滚珠轴承。发射时，虽然弹体作高速旋转运动，但装药部分却因 惯性 作用而不旋转或低速旋转，从而达到了抗旋目的。平时，在弹体与装药部分用脆弱元件销住，防止它们之间的相对转动。该弹在弹丸底部还设有通气孔，其目的是减小轴承在发射时的受力。该弹由于采用旋转稳定，故其射击精度较高。

火箭增程破甲弹

火箭增程破甲弹是为增加直射距离而加装 火箭发动机 的。以中国供步兵使用的轻型反坦克武器-69年式40mm火箭增程破甲弹为例，该弹是无坐力炮发射，依靠火箭发动机增程的弹种。该弹在结构上的主要特点如下：

超口径 战斗部

为了提高破甲威力，该弹的聚能装药部分（战斗部）采用了大于火炮口径的结构。为了减小空气阻力，在头部设有风帽。风帽和弹体均采用铝合金材料制造。药型罩为锥形，采用紫铜板（T2M） 冲压 而成。为提高破甲威力，聚能炸药采用高能炸药（8321）。

张开式 尾翼

为了保证弹丸的飞行稳定性，该弹采用了后张式尾翼结构，其四个翼片用 销轴 装在尾杆上，平时呈合拢状态;出炮口后在 离心力 作用下（约距炮口3~4m处）张开，与弹轴成90°， 翼展 为282mm。该弹的翼片制有10°40’的斜面，以使弹丸旋转，提高射击精度。

火箭增程 发动机

由于火炮的口径小、膛压低，故采用 火箭发动机 增程。增程发动机采用前 喷管 ，其 喷孔 （共六个）中心线与弹轴 转轴倾角 为18°，其目的是防止喷出的 发射药 气体喷在 尾翼 上。为了减小弹丸的旋转速度。各喷孔沿 切线 方向向右倾斜3°，用来抵消尾翼的一部分右旋作用。火箭发动机采用延期点火的方式，其延期时间约0.08~0.11s，相当于弹丸在出炮口后12~14m的距离上点火。

该弹的优点是火炮质量轻、机动性好、弹丸的直射距离较长和威力较大，其缺点是炮口速度小，受横风的影响较大，零部件数量多，生产工艺较为复杂。

典型型号

卡尔古斯塔夫无后坐力炮

“卡尔·古斯塔夫”无后坐力炮可发射的弹药类型包括反坦克榴弹、高爆榴弹、多用途破甲弹、 空爆弹 、烟幕弹、 照明弹 、 教练弹 等。其中，HEAT 551和HEAT 551C型破甲弹均采用聚能装药 战斗部 ，用于毁伤披挂 反应装甲 的目标、毁伤钢筋混凝土工事或建筑物墙壁。战斗部配用压电 引信 ，既可保证大着角碰击目标时起爆战斗部，也可确保弹丸可靠地穿过低矮 灌木丛 而不引爆。与HEAT 551型破甲弹不同的是，HEAT 551C型破甲弹采用的是双金属药罩 聚能破甲战斗部 ，而且还加装了增速增程火箭发动机。弹体在飞离筒口5-15米处开始启动助推火箭发动机，以缩短破甲弹飞抵目标的时间并增加了射击距离。

美国XM409E5多用途破甲弹

美国XM409E5多用途破甲弹采用错位抗旋转药型罩，由16个错位排列的紫铜块组成药型罩，爆炸后产生与炮弹旋转方向相反的 金属射流 ，正好可以抵消弹丸旋转对金属射流的破坏。

法国105毫米G型破甲弹

法国105毫米G型破甲弹使用滑动弹体，把弹体和破甲 战斗部 分开，中间用滚珠轴承相连，发射时弹体高速旋转，但破甲战斗部则只有低速旋转。

英国L7型105毫米坦克炮破甲弹

英国L7型105毫米坦克炮破甲弹是一型 尾翼 稳定滑动 弹带 破甲弹，弹丸采用滑动的弹带，发射后弹带嵌入 来福纹 ，弹体不随弹带旋转，出膛后炮弹使用尾翼保持稳定。

1966年式85毫米加农炮气缸尾翼破甲弹

85毫米气缸尾翼破甲弹的直射距离可达1000米，动破甲厚度120毫米/65度，可以轻松穿透台军的 M41轻型坦克 ，就是面对苏联T-62坦克和 美国 M-48 重型坦克 ，也一样能打穿其装甲。这是中国首次设计成功的炮用破甲弹，该弹采用 线膛炮 发射无弹带的 滑膛枪 炮弹新结构，炮弹和炮膛之间用闭气带形成 气垫 ，使弹丸在膛内呈悬浮状态。弹丸飞行中，翼片在空气阻力推动下，弹头以每分钟800-1000转微旋，将炮弹转速降低到5%左右，同时克服弹头质量偏心对飞行稳定的影响，提高了射击精度。

发展趋势

现代主战坦克相继披挂上附加装甲、间隔装甲、爆炸式 反应装甲 、复合装甲，并加装主动防护系统后。破甲弹也发展出了串联 战斗部 予以对抗。如“亚辛”105就是这样一款拥有串联破甲战斗部、最大弹径为105毫米的反坦克火箭弹。此外，一些反坦克 导弹 将炸高棒设计与前置破甲战斗部融为一体，靠前置破甲战斗部引爆爆炸式反应装甲，为后面的主破甲战斗部扫清障碍。

有鉴于此，人们又在破甲弹药型罩材质上作起了文章。研究表明，要想爆炸后形成的 金属射流 破甲能力更强，破甲弹药型罩材料的密度越大越好，且同时要具备良好的 延展性 。如果仅仅就材料性能面言、金、银其实是最适合用于制造药型罩的。但是，武器设计不能仅考虑性能，还要充分考虑效费比及勤务性能等诸多因素。破甲弹战场应用广泛，装备数量极大，因此性能过得去且价格可承受的紫铜便成为自破甲弹问世以来的药型罩主流制作材料。不过，随着军工科技的发展，人们已经成功研发出 钨合金 药型罩和贫铀合金药型罩。钨合金和贫铀合金的密度要比紫铜大得多，而且如果材料配方及 热处理 工艺处理得当，这两种高密度材料的延伸性能达到甚至超出紫铜的水平，价格也不至于令人望而却步，因此十分有望在不久的将来全面取代紫铜，成为制作破甲弹药型罩的主流材料。