鎢銅合金能否取代紫銅成主流破甲彈藥型罩材料?

對破甲彈藥型罩材料進行一番瞭解之後,筆者很是好奇這麼一個問題:鎢銅合金藥型罩能否取代紫銅藥型罩成為主流?

筆者帶著這麼一個問題,查閱了相關文獻,發現,要想取得理想的破甲效果,長而穩定的金屬射流是至關重要的,而藥形罩材料是藥型罩產生聚能效應,生成高速射流的關鍵,更具體地,是控制金屬射流的形狀、大小、品質的關鍵。再者,根據侵徹流體動力學理論,金屬射流侵徹深度正比于射流長度和材料密度的平方根。也就是說,藥形罩要形成更長更穩定的金屬射流,藥形罩材料應具備高密度、高聲速、良好塑形等特點。

說到這兒,大家可能已經在腦中過濾了一遍哪些金屬材料可以拿來做藥型罩。然後,靈光一閃,你們可能會想到一種各項性能極其符合製作藥形罩要求的金屬——黃金。確實,經過各國的實驗,黃金很適合拿來作藥型罩材料,唯一的缺點就是太貴。因此,考慮到成本和性能兼具,紫銅就成了當時最符合設計要求的藥形罩材料。例如,二戰末期,美國的M18 57mm無後坐力炮用的57毫米M307破甲彈,其藥型罩就有用紫銅做的。但是,實際上,當時,為了節約成本,一些破甲彈藥普遍還是用的鋼藥型罩和鋅藥型罩。

美國M18 57毫米無坐力炮圖片

時間上,往回追溯,回到破甲彈剛誕生那會兒,人類對金屬射流的研究還很有限,因而最初的藥形罩材料採用的是鋼,比如,前蘇聯生產的RPG-43反坦克手雷——大塊頭+鋼藥型罩+不那麼合理的藥型罩形狀+612克TNT裝藥量=75毫米靜破甲深度。而戰後生產的RKG-3反坦克手榴彈,最初用鋼藥型罩,破甲深度135毫米,後來換用紫銅藥型罩後馬上提高到170毫米。所以,可以得出一個結論,鋼藥型罩能用,但不如紫銅藥型罩。此後,紫銅罩漸漸成為主流。

但是,時代在發展,科技在進步,裝甲防護技術也處於動態發展態勢。所以,目前,藥形罩材料有兩個發展方向,即純金屬和多相複合材料(合金)。其中,純金屬主要集中在鉬、鎢、鉭等金屬材料,合金主要是鎢銅合金、鎳合金、超塑合金、貧鈾合金、錸銅合金、鉭銅合金等。其中,合金藥型罩能夠按照藥型罩的設計複合不同性能的金屬或合金,進而發揮不同金屬或合金的綜合優勢。與純金屬藥型罩相比,合金藥型罩的能量轉換與吸收機制更合理、破甲性能更優越、造價也更低,具有廣泛的開發前景。

鎢銅合金藥型罩破甲效果圖片

其中,據文獻記載,鎢銅合金是一種極具潛力的、具有高密度、高聲速以及良好塑性的藥型罩材料。目前,根據鎢銅合金藥型罩破甲性能的研究結果,鎢銅合金罩的穿深比相同結構的紫銅罩提高了百分之三十。但是,鎢銅合金,不可避免地,存在合金藥型罩的共性——對裝藥的炸高十分敏感。結果就是,在小炸高條件下,鎢銅合金藥型罩的破甲深度可比紫銅藥型罩提高百分之三十左右,但在大炸高下性能迅速惡化,不能獲得延性射流。此外,鎢銅合金藥型罩可能存在性能不穩定、穿深波動很大的情況,因為在裝填、壓制等合金製備過程中的隨機因素很多,且藥型罩密度分佈難以控制。這些因素是人為可控的。難點在於如何在大炸高下獲得延性射流。所以,目前,鎢銅合金用於破甲藥型罩的研究仍在繼續。也就是,現在主流仍是紫銅藥形罩,只不過它也有被取代的可能性,像它取代鋼藥型罩一樣,不是被鎢銅合金取代,就是另一種合金取代嘍。

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