武器有多大，比比才知道|弹药杂谈③

作者账号ID：北冰洋的阿库拉

相信军迷和小编一样，很少有机会见到装备实物。“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，照片中的武器因为角度或缺乏参照物，容易失真。用有趣的图片，从不同角度还原武器的真相，正是【武器有多大，比比才知道】系列文章的目标。本文是系列第22篇文章，也是弹药杂谈的第③篇文章，继续关注炮弹。

坦克主炮跨越120毫米|“黑叔叔”牌装弹机成为历史

和步兵战车的机关炮一样，过去几十年坦克主炮口径也在不断增大，从75毫米、76毫米和85毫米提升到90毫米、100毫米，再到105毫米、115毫米，最终在120毫米、125毫米稳定了30年。可这几年更大口径的坦克炮又蠢蠢欲动，德国莱茵金属公司推出了130毫米坦克炮，法国NEXTER也推出了140毫米坦克炮适配勒克莱尔坦克。其实西方上个世纪80年代就对更大口径坦克主炮进行过深入研究，但迟迟没有升级，一方面是冷战结束竞争对手消失的结果，另一方面也说明120毫米这个口径是各种因素综合考量平衡的结果。

西方主流120毫米尾翼稳定脱壳穿甲弹（APFSDS）重量差距不大，法国勒克莱尔坦克的F1B穿甲弹重19.6千克，略重于饮水机上的桶装水（桶中水净重18.9千克）；德国的DM53重一点，大约在22千克；美国最新的M829A4穿甲弹重25.4千克。破甲弹方面，勒克莱尔坦克的120F1重24.3千克，美国M1A2坦克的M830A1破甲弹重22.3千克。以上炮弹人力装填尚能负担，健壮的女性也能勉力维持，所以西方坦克较少使用自动装弹机；只是装填炮弹是个苦差事，美国陆军中不少装填手由黑人担任，被戏称为“黑叔叔”牌装弹机。

但主炮口径到了140毫米，情况可能会发生根本性的变化。英法德美4国1988年开始研制、1992年生产出样品的未来坦克主炮（FTMA）发射尾翼稳定脱壳穿甲弹时炮口动能达到23兆焦，这几乎是120毫米炮的2倍。1999年，瑞士制造的一种140毫米滑膛炮发射弹芯长度为900毫米的尾翼稳定脱壳穿甲弹时击穿了1米厚的装甲。别看火炮口径只增加了20毫米，性能却显著提高，这背后是140毫米坦克炮在药室大小、制退、强度、炮塔设计等方面都需要改变和加强。下图是美国陆军M1A1艾布拉姆斯主战坦克的火炮组件，反后座弹簧差不多跟一个8岁儿童一样高。

冷战末期美国试制的140毫米坦克炮弹长约1.5米，重达40千克，晃动的状态下一个人很难从容装填，狭窄的炮塔内也施展不开。类似的炮弹过去也有，美国上个世纪50年代装备的M103重型坦克使用120毫米线膛炮，1发整装炮弹就重达48.8千克，为此不得不安排了2名填手来，这就使炮塔内的乘员从3人增加到4人，炮塔尺寸也跟着增大不少。可以预见，一旦坦克主炮步入140毫米时代，自动装弹机会是标配，“黑叔叔”牌装弹机将会成为历史。下左图，M103重型坦克使用120毫米线膛炮弹，需2人装填；下午右图，冷战末期美国140毫米坦克炮炮弹模型。

分装式炮弹|性能进一步提升的桎梏

苏联1964年投产的T-62坦克第一次装备了滑膛炮，口径115毫米，搭配整装弹药；1966年开始装备的T-64坦克已经装备了自动装弹机（待发弹28发），1969年的T-64A坦克开始安装125毫米坦克炮。苏联炮弹技术并不先进，战后第一代中型坦克T-54/55使用100毫米D-10T坦克炮，虽然口径只有100毫米，炮弹可不小，长度甚至超过北约后来的120毫米坦克炮弹。所以坦克炮口径到了125毫米，设计师必须考虑弹药体积的问题，好在这个问题不难解决。

苏联在二战的IS-2重型坦克上就为122毫米坦克炮配备了分装式弹药，弹丸重约25千克，弹丸和金属药筒分别储存在炮塔和车体内，由于体积较大整辆坦克备弹只有28发，射速也只有1分钟2发。IS-2坦克之所以采用分装式炮弹，这是因为它的火炮来自舰炮，大口径火炮采用分装式炮弹很常见。分装式炮弹就是弹丸和药筒、药包是分开。坦克炮中整装弹采用药筒，分装弹大部分采用药筒，少量使用药包。

药筒可分为可燃药筒、半可燃药筒、不可燃药筒。半可燃药筒的可燃部分采用硝化棉、纸纤维、二苯胺、粘合剂制成，其中粘合剂主要是醋酸乙烯脂的共聚物乳液、聚乙烯醇缩甲醛等，底座部分为金属制成，需要抛壳。好在底座体积很小，西方坦克直接将少量底座存在车里，苏式坦克结合自动装弹机设计了简单的机构将底座抛出车外。目前，半可燃药筒技术较为成熟，有利于解决闭气问题，被大部分坦克炮弹采用。

到了125毫米口径苏联人自然舍弃了整装炮弹，由于口径较大且技术相对落后，配属125毫米坦克炮的分装式弹药较西方120毫米整装弹重出不少，仅第一段（弹丸+发射药筒）就重达19-23千克，约等于西方整颗炮弹的重量，第二段发射药筒还有额外10千克重量（钢制底座3.4千克、发射药5千克，可燃桶1.6千克）。分装式炮弹在一定程度上解决了大口径炮弹装填的难题，但也不是一劳永逸，主要问题来自尾翼稳定脱壳穿甲弹（APFSDS）中弹芯的长度。

坦克炮弹主要品种包括穿甲弹、破甲弹、碎甲弹和榴弹，其中碎甲弹随着复合装甲的使用，已经湮没在历史的尘埃中。破甲弹的主要原理是聚能效应，或者说门罗效应，该原理也被大多数反坦克导弹战斗部采用，其发展受到爆炸式反应装甲、坦克主动防御系统的强力挑战。穿甲弹由于射速极高，很难被主动防御系统拦截，是目前最主要也最有发展前途的反坦克弹种。当然反过来也可以说，能否拦截穿甲弹是判断坦克主动防御系统的重要标准。穿甲弹的发展经过风帽、被帽、次口径等阶段，目前的主力就是尾翼稳定脱壳穿甲弹（APFSDS）。

穿甲弹出膛后的动能与重量、速度的平方成正比，目前来看，弹芯的长度确实越来越长，长径比已从过去的10∶1增加到30∶1以上，有种不太精准的说法，穿甲弹穿深约等于弹芯的长度。但重量（与长度成正比）与速度之间存在矛盾，重量上去了，速度就容易下来，目前解决的方案是弹托采用铝合金材质，降低飞行体整体重量，更重要的是增加炮管长度，延长飞行体加速的过程，即便重量增加了，炮口初速不能降低。莱茵金属公司就将其120毫米滑膛炮身管长度从44倍口径增加到55倍口径，因此其发射的APFSDS炮口初速从1650米/秒提高到1750米/秒，炮口动能也从9.8兆焦增至12.5兆焦。

弹芯撞击目标时，穿深与弹芯和装甲密度之比的平方根成正比，也就是说弹芯密度越大，穿深就越高。所以低端的穿甲弹采用钢制弹芯，高端的穿甲弹都采用密度极高的钨合金和贫铀金属。让我们回到之前的话题，如今弹芯长度已达0.9米水平，西方的做法是将弹芯向下延伸，几乎捅到底火，可苏式125毫米炮弹采用分装式设计，第一段长度本来就短，即便勉强塞进去，裸露在外的弹芯必然过长，又怎能装进以前的自动装弹机？所以分装式炮弹升级潜力较小，老式坦克已很难通过升级炮弹进一步提升火力。

苏式自动装弹机|飞炮塔的根源

和西方部分坦克的炮塔尾舱装弹机不同，为了维持低矮的造型，苏联人采用了更为精巧的机械设计：T-64A/B、T-80系列把弹舱放在炮塔吊篮内，弹头和主发射药筒折叠成L型存放；后续的T-72、T-90系列则是在炮塔吊篮底板下方设置了环形弹舱，弹头和主发射药筒均为卧置，装填时自动装弹机会像升降机一样把炮弹和药筒提上来，这样可靠性更高，只是因为空间利用率有所下降，待发弹从28发下降至22发。看似巧妙的设计实则埋下了大雷，弹药和成员没有分开的设计造成实战中大量的殉爆，被命中后炮塔很容易被炸飞，以T-72为代表的苏式坦克被扣上了“载人航天”的恶名。关于坦克炮弹的故事，我们下篇继续。