M1坦克如何击穿重型爆炸式反应装甲?专利文件这样说

最近,美国拜登政府宣布向乌克兰提供31辆M1系列主战坦克。那么问题来了,M1坦克的主炮能否击穿带有重型爆炸式反应装甲(ERA)的俄式坦克?
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M829A4是目前在美国武装部队服役的最新类型的长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)。它在M829A3的基础上进一步提升了应对反应装甲的能力。其实,两者具有相同的外部尺寸和通用特性,但A4使用了改进的弹芯,旨在穿透更新类型的ERA(第三代爆炸反应装甲)。而在应对重型爆炸式反应装甲方面,M829A3是具有开创意义的。它在2003年取代了M829A2。
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美国陆军的M829A3 APFSDS
一般认为A3弹对均质钢装甲的穿透深度在660毫米-760毫米之间,早期甚至有人认为接近900毫米。这都是估算,或者说猜测。为了估计APFSDS的穿透力,可以使用不同的数学公式,例如Lanz和Odermatt为瑞士军事采购机构开发的公式。这个公式在美国陆军研究实验室的不同文件中也得到了承认。这是一个经验公式,这意味着它与实际测试结果是有差异的,这种差异取决于更为准确的参数(密度、长度、直径等)。
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M829A4具有与M829A3相同的尺寸
不少国外网友根据照片上得出的测量值和制造商网站上的可用数据来计算或者估计M829A3 APFSDS的穿透力。大多数人都假设弹芯(穿甲体)长度为780毫米,有时甚至超过800毫米。这些评估认为M829A3弹使用了M829A2 那样的“阶梯式”弹芯/风帽的书记。这样,M829A3穿甲弹从44倍口径的M256滑膛炮发射,对轧制均质钢装甲(RHS)的穿透力达到甚至超过从更长L/55滑膛炮发射的弹药的穿透力。这样估算下来,M829A3 在 2 公里后对榨汁均质钢装甲的穿透力通常高于 750 毫米。
然而,来自联合技术系统(ATK)的专利展示了M829A3可能采用了不同的设计,与使用带有传统尖端的细长穿透体,通过“蛮力”击穿装有重型反应式装甲的坦克不同,这项专利建议使用特殊的头部组件来抵消爆炸式反应装甲的破坏。
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俄罗斯第三代ERA被称为Relikt,于2006年采用,可以安装在T-72B和T-90主战坦克上。其防护效果是接触-5 的两倍
其头部是长度“大于100毫米”的实心钢结构,而主穿甲体的长度约为630毫米,理想状态可大于650毫米,更理想状态可大于670毫米。最后一个值非常接近之前 M829A1 和 M829A2中使用的弹芯的长度。此外,弹芯的直径从 22 毫米增加到 25 毫米,这导致弯曲刚度提高了 67%(因此对 ERA 的性能更好)。
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M829A3的有限的官方数据
这种弹芯设计对受重型ERA保护的目标有很大的好处,其作用机理有点像采用串联战斗部的破甲弹。前部的实心钢尖会在反应式装甲上打一个洞,但在与主穿甲体的连接处设计有一个特殊的弱点,实心的钢尖命中反应式装甲后,将从这里断开,避免将与反应式装甲板相互作用产生的应力传递到主穿甲体上。
M829A1无法击毁采用Kontakt-5重型ERA的苏联先进坦克,而M829A2穿甲弹被设计为使用蛮力来对抗装备Kontakt-5装甲的苏联坦克。而M829A3则采用一种巧妙的方式,来击败Kontakt-5以及后续更先进的爆炸式反应装甲。
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M829A3的弹芯可能是两节式的,中间的连接处较为薄弱?
值得注意的是,与之前的三个型号不同,没有M829A3的弹芯截面实物被展示过,这从侧面表明这种穿甲弹的弹芯可能暗藏玄机。此外,与M829A2相比,M829A3的重量也有所增加。虽然改变了弹托材料,降低了密度,但M829A3的整体弹托重量被认为更高,因为它的弹托更长。负责为M829系列开发弹托的美国实验室的数据表明,M829A3的弹托重量应为3千克,M829A2的弹托重量约为2.4千克。一根直径为25毫米的780毫米长的弹芯已经重7.08公斤,因此与ATK手册中完整弹丸组件的10.0公斤重量相矛盾。
而由贫铀制成的长约680毫米、直径为25毫米的杆重约6.18公斤,因此留下约0.6公斤用于示踪剂、尾翼组件和100毫米钢尖。直径为 100 毫米、直径 25 毫米的钢棒重约 400 克,假设 M829A3 使用带有100 毫米钢尖的680 毫米主穿甲体,这样的重量似乎非常合理。
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美国陆军展示M829A2的解刨弹,但未曾展示M829A3
这对前面提到的穿甲深度估计有什么影响?根据ATK的专利,与没有实心钢尖的相同穿甲体相比,这种设计对受到重型ERA保护的钢装甲的穿透力提高了20%至30%。对不受任何形式的ERA保护的正常轧制均质钢装甲来说,穿透力仅增加了5%至10%。这是一个合理的数值,因为钢尖也会产生穿透力。因此,M829A3对装甲的穿透力可能低至660至700毫米,而不是高得令人难以置信的。
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使用易断的钢头(红色)与传统的 穿甲弹弹芯(蓝色)的穿透力对比