目前世界各国对次口径弹的研究主要集中于对次口径穿甲弹的研究,还没有使用次口径技术的改进对线膛炮用杀伤榴弹等普通弹药进行改进的研究。
目前,所谓次口径弹主要是指次口径穿甲弹,另外除穿甲弹使用次口径技术外,海军舰炮所用的远程榴弹也是一种次口径弹。次口径弹是一种用适口径弹托包裹次口径弹芯而成的弹药,使用次口径技术可以有效提高弹药的初速。
随着二战期间各主要参战国研发的重型坦克的参战,普通穿甲弹已经不能有效击穿其坚实的正面装甲。因此各国的军工科研人员研发出了使用高密度碳化钨钢芯的次口径超速穿甲弹。从此,穿甲弹步入了次口径时代。
次口径超速穿甲弹在膛内及出膛后的飞行阶段时是适口径的。但命中目标时实际造成对装甲击穿效果的是直径小于口径的碳化钨钢弹芯。使用次口径技术后可以有效降低弹丸重量,提高弹药初速,同时超速穿甲弹的弹芯材料碳化钨的使用,显著的提高了有效穿甲体的比动能,因而显著提高了穿甲威力,故次口径高速穿甲弹自其出现之时起即成为一种主要的反坦克弹药。按照次口径超速穿甲弹的外形,可将其分为线轴形和流线形两种[3](如图1.2所示)。
两种次口径超速穿甲弹结构[2]
线轴形超速穿甲弹通过将弹体上下定心部之间的金属挖去,有效的减轻了弹体的重量,在近距离可以有效彰显其穿深较高的优点;其缺点在于由于其弹形较差导致其远距离存速性能较差。而流线形超速穿甲弹虽然弹形较好,但是其比动能受到限制。
为提高穿甲威力,要求弹药有着较高的着靶速度和比动能。这就要求穿甲弹的着靶部分的弹径尽量小。而因次口径超速穿甲弹自身结构导致其无法进一步减小着靶部分直径,不能对现代重装甲目标造成有效的杀伤。故在超速脱壳穿甲弹出现之后,次口径超速穿甲弹就渐渐淡出了人们的视野。
超速脱壳穿甲弹可分为旋转稳定脱壳穿甲弹和尾翼稳定脱壳穿甲弹两种[5]。其中旋转稳定超速脱壳穿甲弹由次口径超速穿甲弹发展而来。脱壳穿甲弹主要由弹芯、弹托组成,辅以其他功能的零部件。弹托主要用途是平时对飞行部分起固定作用,在膛内对飞行部分起定心引导作用[5]。弹托是一个工作环境恶劣且受力复杂的结构件,弹托必须具有一定的发射强度,保证在高膛压、高过载等恶劣条件下保持完整,不致破碎,这样才能正确导引弹丸在膛内运动[21]。在弹丸出膛后,弹托立即脱离飞行部分,使飞行部分具有良好的起始外弹道性能[6]并独自飞向目标。
英国和美国是世界上最早对旋转脱壳弹进行研究的国家。其研发的旋转脱壳穿甲弹于二战后期装备各自军队。但旋转脱壳穿甲弹的大规模应用始于二战后。旋转脱壳弹广泛装备于战后第一代坦克及反坦克炮。
1969年珍宝岛冲突中我国第一代旋转脱壳弹随1956年式85mm加农炮参战。此后我国又披露了100mm坦克炮用旋转脱壳弹。我国的100mm坦克炮用旋转脱壳弹的结构如图1.3所示。100mm坦克炮用旋转脱壳弹是中大口径旋转脱壳弹的典型结构,其弹托使用高性能合金钢[6]制成。
目前,旋转脱壳弹主要应用于大口径机枪或小口径高射炮中。其弹芯一般采用穿甲弹弹芯常用的高硬度金属(如QJG02式14.5mm高射机枪的脱壳穿甲弹采用钨合金弹芯),脱落部分一般使用工程塑料。在制造时通过注塑工艺,将脱落部分直接注塑在弹芯上。出膛后在空气的作用以及自身弹体的旋转作用下使脱落部分脱落,弹芯独自飞向目标。
100mm坦克炮用旋转脱壳穿甲弹[2]与小口径旋转脱壳穿甲弹
随着坦克技术的发展,各种新技术的应用。坦克的装甲防护能力进一步提高,旋转稳定脱壳穿甲弹已经不能够有效击穿上个世纪六七十年代出现的第三代主战坦克。各国迫切的需要一种能够用坦克炮发射的新型反坦克弹药。