三七工程3：M111穿甲弹虽然干不穿T72，但亮点不少。

三七工程前，国产的穿甲弹还是73式尾翼稳定脱壳穿甲弹。这种穿甲弹两个主要问题：

其一，没有能力搞出钨合金的弹芯，无论是100炮还是120炮，用的还是钢套弹。虽然都知道钨合金穿甲弹性能好，但是对于穿甲的原理以及基本的设计还是没有概念。

其二。设计还是毛子那种碗形蛋托和全尺寸尾翼，碗形蛋托质量轻，可以提高飞行体质量，但是全尺寸尾翼减速比较严重，影响速度。

70年代末，以色列搞出了M111尾翼稳定脱壳穿甲弹。并号称在中东战争中击穿了T72坦克。在七十年代末这种穿甲弹是西方少有的能拿得出手的穿甲神器。国内三七工程的重点是引进这种穿甲弹的生产技术。

互联网上一般把尾翼稳定脱壳穿甲弹的穿杆部分称之为钢针。看着很像一根尾巴上焊几个尾翼的棍子。但实际上，这玩意还真不是一根棍子。毕竟棍子不会飞，而且穿杆飞的还挺快，飞的快要考虑的因素就很多了。

杆式弹对目标的侵彻能力正比于弹体的长细比和密度。由于杆式弹冲击速度远小于聚能射流速度，杆式弹侵彻过程是弹板相互作用、破坏、弹板碎块排出的过程，弹体材料密度增大使弹靶交界面的压力增加，侵彻威力提高。弹体的强度效应仍在侵彻中起作用。所以在选择杆式弹弹体材料时，首先是考虑密度，其次是根据发射强度提出对材料机械性能的要求。而且穿甲弹这个东西弹头和弹尾的韧性是不同的，头部要比较钢，尾部韧性比较好。所以不是说一根钨合金就能解决所有问题。

三七工程中重点引入了西方的液相烧结技术，生产的大概流程是将钨粉和铁粉、镍粉等金属粉末按比例混合，压成长杆状后加热到高温，因为铁和镍等金属熔点低于钨，会比钨先熔化；这些液态的熔融状金属会填满钨颗粒的间隙，在钨达到半熔化状态后会与液态的铁、镍等形成牢固的矩阵结构，待冷却之后将成形的钨合金杆进行反复的锻打和轧制，最后制成钨基合金弹芯。采用液相烧结技术需要消耗大量的材料，同时生产工时很长。一枚M111的综合成本足以生产五枚3BM22。

脱壳穿甲弹的脱落部分是弹丸的辅助部件，不直接完成战斗任务。但是膛内能正确引导弹体运行，将弹丸的飞行部分赋以应有的速度送出炮膛。炮弹在炮管飞行过程中能密闭火药气体，减少能量损失。这就要求弹托能承受高膛压，保证膛内的发射强度。在保证上述作用的情况下，尽量减轻重量。所以弹托这玩意直接决定了穿甲弹的威力。弹托一方面要求越轻越好，这样能降低消极质量。但是太轻了就不能抵抗膛压，可能在炮管里就碎裂。

减轻弹重的着眼点是减轻弹丸的消极重量，消极重量主要蛋托。蛋托这玩意和尾翼密切相关。毛子用的碗式蛋托重量轻，但是要配套大尾翼。减速性能就差，西方用马鞍形蛋托，重量稍大，可以配套小尾翼，炮弹存速性能好。但是马鞍形蛋托引导效果好，说白了打得更准。

但是马鞍形弹托的问题就是体积较大，占用了药室空间。而且重量较高，如国产第一代125穿甲弹使用了马鞍形弹托，发射药重量是发射药质量约9.4kg，而3BM42的发射药质量10.08。 3BM42弹托2.07kg，一般鞍形弹托典型质量为3~3.5kg。使用马鞍形弹托和整装弹芯的国产125一期穿甲弹的性能和毛子末期的3BM42芒果性能差不多。 

脱壳穿甲弹在脱壳时，弹托与弹体之间产生的各种干扰形成了脱壳弹的附加起始扰动，它对散布影响甚大。尤其当出现脱壳几何不对称而导致干增强时，弹托与体之间气动力特性将发生较大差异，引起弹丸的横向载荷和显著的偏航速率，起始角运动将迅速发散而使偏航运动扩大，最终影响弹丸的弹道和着点散布增大，显然，研究脱壳扰动对弹丸运动的影响，就成为研究脱壳穿甲弹的飞行稳定性和射击密集度的一个十分重要的课题。所以弹托这玩艺即影响穿甲弹的威力也影响穿甲弹的精度，所以非常重要。

73式滑膛炮的弹托设计的就不好，最大的问题是不能确定分离时的位置。炮弹射出去打得不是一个钢针而是一个霰弹。这种情况下步坦协同是不要考虑。平时训练的时候还需要专业的靶场，而且弹托分离位置不确定，但穿甲弹的弹道就只能听天由命了。而M111穿甲弹的弹托外形重量大、密集度差所以后来研制的国产穿甲弹没有使用这种弹托。

飞行体的尾翼提供全弹升力的80%~89%，阻力的29-32%和保证飞行稳定性所需要的转速。因此，尾翼对弹丸的外弹道性能影响显著。飞行体在外弹道飞行时，长细比增加对减小空气阻力是有利的，但它又使稳定性变差，压心的相对距离也增加，因此在高初速情况下，要通过尾翼的合理设计解决稳定性问题。为了减少阻力，苏联的3BM42的初速就很高，碗式弹托重量小，飞行体消极质量少，按道理性能应该非常不错，但是因为巨大的尾翼导致该型炮弹的千米降速巨大。 

△3BM42又是个反面教材，巨大的尾翼直接影响了存速能力。 

M111的尾翼不是焊接的，是套在穿甲弹飞行体上的，这个结实不结实另说，也占了一定的重量，六片尾翼的飞行阻力也比较大，减速比较明显。

△  M111这个弹啊，优点是不少，但是缺点也不少，那个六片尾翼就不咋地，直接山寨就太小看中国人了。

国产穿甲弹最后采用焊接工艺加工尾翼，这样不仅可以减薄尾翼片厚度，也可使尾翼的外形不受加工条件的限制,且加工工艺简单。这一方法提出后，立即引起不少人的怀疑，首先就是发射强度问题，焊接部位是否能承受的最大膛压;再就是焊接工艺是否能保证良好的气动外形。

增大长细比是提高穿甲弹威力的又一重要途径。但是，为保证大长细比弹体的发射强度会使弹托重量增加、初速下降，同时过大的长细比给飞行稳定性设计带来困难。因此，飞行体长细比的确定是设计中的一个重要问题。

由于目标的不断变化和杆式弹穿甲机理的特殊性等因素，在80年代的时候还没有一个成熟的穿甲威力计算公式，只能根据目标的特性和同类产品的性能选取飞行体的变化范围，然后按照弹丸设计理论(进行弹重和长细比工的选取。由于经验公式的局限性，还必须通过一定的穿甲试验来进行方案选择。也就是说没有什么公式是万能的，国产穿甲弹的性能是选取不同长径比和重量，一发一发的打出来的。

飞行体在外弹道飞行时，长细比增加对减小空气阻力是有利的，但它又使稳定性变差，随着速度的增加，压心的相对距离也增加，因此在高初速情况下，要通过尾翼的合理设计解决稳定性问题。长细比的增加会使章动周期和波长增加，可能使速度降增加。对于穿甲弹来说不是越长越好，长了可能打不准。对于火炮来说精度可比威力重要。

长径比是完成穿甲任务最主要的参数。苏联T-62的115滑钢弹为13左右，多次试验所实钢质弹的长径比在13左右性能较好。但是以色列M111-105线钨弹为12.4！是较保守的方案。而国产86式滑膛炮用的穿甲弹弹径方案长径比已达17.9。M111和后来美国的M829比，那确实是保守，太保守了。有意思是的奥地利的AFS105，这个长径比比M111都高，穿甲能力更强，之前说过奥地利测试，这种穿甲弹能击穿T72的车体，但是不能击穿炮塔。

杆式穿甲弹弹芯的着靶速度通常都大于1200m/s，并且是大角度斜侵彻，所以弹芯上预制的头部结构与形状在碰靶到侵彻初期就已经因侵蚀、破碎作用而消耗殆尽;而在对装甲侵彻的主要过程中，侵彻体的头部形状应保证动态稳定，这仅与侵彻体的材料及弹芯主体的结构有关。尽管如此，弹芯上预制的头部结构和形状因其在侵彻初期尚起作用，对穿甲威力有非常明显的影响。

飞行体头部形状不同，对于不同类型目标的破坏机理、能量消耗、着靶时角度的偏转、极限穿透速度是不同的。在大倾角中等厚度单层均质靶侵彻时，要求头部形状有利于克服弹体碰击靶板时的飞、折断，以在靶板上迅速成坑，形成稳定侵彻。这就要求头部的设计，一要考虑弹板接触面积的增大，二要考虑弹头碰击靶板时有一高塑性变形，使高压作用时间增长，并延长稀疏波传到弹-板接触面，造成弹体破坏，延长了压力释放时间。

一般来说穿甲弹的弹头有锥形、球形、柱形、台级形、分块形等头部结构。而M111使用了全钨三节头。试验结果表明，全钨三节头头部结构能够兼顾对间隔靶和大倾角均质厚板两种靶的侵彻都有较好的效果。 

△左M111，右86式穿甲弹。可以看到弹头是三节头。后来的国产100毫米穿甲弹和120毫米穿甲弹的头部都是这个结构。

86式滑膛炮和89式120滑膛炮配套的穿甲弹的飞行体并非是一整根棍子形态弹体飞行部包括风帽、弹簧垫圈、前、中、后穿甲块、钨弹芯、尾翼几个部分。整体钨合金弹芯及其相连的三个钨合金穿甲块构成了一个具有台阶形顶部的连续高比重钨合金侵彻体，由于钨合金密度高，质量大，占飞行弹体90%，弹体细长增大了弹体断面比重，从而大大地提高了对复合装甲的贯穿能力。

但是，这种三节头的飞行体设计也不是没有代价的，飞行体不同的头部形状有不同的气动特性。在超音速飞行时阻力系数值的大小在很大程度上取决于弹体头部形状，试验表明三节头部外弹道性能较好，但由于风帽内腔太小，穿甲块的尺寸和质量均受限制,加工工艺不好,对于提高威力是不可取的。穿甲性能好的头部形状，可增加穿甲威力。但是好的外弹道性能的头部也只能使速度损失减小。终点弹道和外弹道所择优的头部形状，往往是矛盾的。所以这个时候就需要取舍了。

M111依然使用了金属药筒。80年代国内已经解决了半可燃药筒技术，也应用在100毫米穿甲弹上了。M111这个玩意多少技术水平有点落伍。金属药筒最大的问题就是重，很重，国产105穿甲弹的药筒比国产125炮的药筒都重。英国的经验表明，把金属药筒换成可燃药包的话，火药力最少提高10%。实际上到了酋长的L11，英国人就换了全可燃发射药包，也放弃了金属药筒。

     那么最后一个问题，80年代装备的L7能否威胁T72？答案是能也不能，要看来的T72是那个年代生产的。

T72首上装甲面板太厚，背板太薄，这种结构设计对尾翼稳定脱壳穿甲弹的防护性能非常不利。这种事情中国多打几次靶就知道了，为什么苏联人犯了这种错误。但实际上式另有原因。  

弹丸倾斜着靶时，弹靶相互作用机理发生变化，导致一系列因素对穿甲造成有利或不利影响，有利因素与不利因素的最终作用结果我们称为倾斜效应。对比LOS，若最终靶板对弹丸提供的等效高于LOS，称为正倾斜效应；若最终靶板对弹丸提供的等效低于LOS，称为负倾角效应。不对称力的作用（不利于穿甲）：垂直着靶时弹丸受到装甲的反作用力对称，但倾斜着靶时弹丸受到装甲反作用力不对称，不对称反力的分力使弹体受横向力作用，这种横向力使弹体运动方向像远离法向方向偏转，甚至引起断裂或跳飞。随着倾角增大，弹体所受横向力增大，弹丸断裂或跳飞的可能性增加

一般认为豹式坦克的倾斜装甲对穿甲弹的防护能力强于虎式。倾斜着靶的转正现象（有利于穿甲）：倾斜穿甲过程中当弹丸或射流穿入到一定深度之后，便不再沿原入射方向前进，而是向法向方向偏转，称之为转正现象。弹丸转正缩短了弹丸在装甲板内部的行程，减少了装甲阻力，降低了装甲抗弹能力。粗俗的理解，穿甲弹的杆长越长，那么转正效应越强，穿甲性能就越好。

 大倾斜角均质装甲对于全口径穿甲弹来说，不对称力的作用极为强大，转正现象的作用非常微小，其他的作用可以忽略不计。这也是为什么大倾角装甲对抗传统全口径穿甲弹效果非常好的缘故。T72诞生的时候，西方的坦克都是M60、M48一类虫豸，啥尾翼稳定脱壳穿甲弹还没有大量装备，西方穿甲弹还是被帽穿甲弹。这种情况下，采用厚面板薄背板的射击，能够有效的对抗被冒穿甲弹。 

苏联早期这种厚面板-薄背板结构对抗传统全口径穿甲弹是有利的，但对抗杆弹却是不利的。其厚面板对杆弹基本相当于均钢大倾角靶板对抗杆弹，效果本身不佳，且转正效应影响下弹体穿透路径向法向偏转，到达背板时由于速度较低，可以视为传统穿甲弹对薄靶板对小角度侵彻，效果不佳。但如果转为薄面板-厚背板结构， 穿甲体侵彻薄面板时仅处于喷溅成坑阶段，还未及发生偏转就已经通过，在随后侵彻非金属材料过程中穿透路径持续远离法向偏转，到达背板时由于速度较低，可以视为传统穿甲弹对厚靶板的大角度侵彻，效果很好。    

苏联在70年代后期发现了这一点，下塔吉尔-乌拉尔的T-72A Mod.1979和列宁格勒-基洛夫的T-80（1976-1978年生产）均更改了三明治结构的面板背板配比，加厚了背板，减薄了面板。但二者的改进并不非常极端，T-72A Mod.1979将首上装甲背板加厚30mm，面板减薄20mm；基本维持物理厚度不变。T-72A Mod.1979对105mm M111 KE约为360mm。    

1982年黎巴嫩战争爆发，苏联发现以色列新装备的105mm M111穿甲弹可以击穿当时的T-64、T-72和T-80系列主战坦克的正面，随即启动了“反射”项目。“反射”项目主要分为两部分：长期的“反射-1”和短期的“反射-2”。“反射-1”项目最终诞生了T-72B等新一代主战坦克，“反射-2”项目的解决方式则比较简单粗暴，直接给现役的主战坦克首上加焊高硬钢板。其中，T-64系列和T-80系列加焊30mm，T-72系列加焊16mm。加焊后，T-64A、T-64B对M111 KE可达410mm；T-80B可达430mm；T-72A可达405mm，均可在500米距离抗住M111直击。      

    综上，M111并不是什么神兵利器，如果直接山寨那又是一个生产即落后的悲剧。所以后面国产穿甲弹在不断的技术进化才有了现在的样子。