影响穿甲作用的基本因素,除了弹丸结构形状、材料、着速和着靶角之外,还有装甲的相对厚度和力学性能等。
1.弹丸的结构与形状
弹丸的形状不仅影响弹道性能,也影响穿甲作用。尖头弹撞击钢甲时,钢甲常产生延性破坏;钝头弹穿甲时,则易产生冲孔型破坏。这是因为尖头弹侵彻钢甲时容易排挤金属,使其产生塑性流动。钝头弹由于作用面积大,应力小,故不易使金属流动而利于剪切。但究竟是产生延性破坏还是冲孔型破坏,还要看钢甲的相对厚度和力学性能。
2.着靶角
着靶角对弹丸的穿甲作用有明显的影响,当弹丸垂直碰击钢甲时(着靶角为0°),弹丸侵彻行程最小,极限穿透速度最小;当着靶角增大时,极限穿透速度增加,因为弹丸侵彻行程增加。无论均质、非均质钢甲,都有相同的规律,但对非均质钢甲影响大些。
3.弹丸的着靶姿态
弹丸轴线和着靶速度矢量的夹角称为章动角,也称攻角。章动角越大,在靶板上的开坑越大,因而穿甲深度越小。对长径比大的弹丸和大法向角穿甲时,章动角对穿甲作用的影响更大。
4.侵彻体的着靶比动能
穿孔的直径、穿透的靶板厚度、冲塞和崩落块的质量取决于侵彻体着靶比动能,这是由于穿透钢甲所消耗的能量是随穿孔容积的大小而改变的(即单位容积穿孔所需能量基本相同)。因此,要提高穿甲威力,除应提高侵彻体的着速外,还需适量缩小侵彻体直径。(www.daowen.com)
5.装甲的相对厚度
装甲的相对厚度是指装甲厚度b与弹径d之比,令cb=b/d。在cb<1时,也即装甲厚度小于弹径时,则装甲弯曲是主要变形,而弯曲引起的径向应力是最大应力,在这种情况下,韧性装甲将在穿孔破裂的同时,因径向拉伸而在靶板背面形成鼓包。对于脆性装甲,则形成环形剪切破坏。
当装甲厚度大于弹径时,容易出现延性破坏形式;当装甲厚度小于弹径时,则易产生冲孔型破坏;而当装甲厚度与弹径相差不大时,往往出现这两种破坏形式的组合。
6.装甲的力学性能
当装甲厚度接近于弹径时,装甲硬度对破坏形态的影响较大,随着装甲硬度的增加,弹体难以侵入,因而冲击塞块的可能性就增加。实践证明,表层硬度大的(2.6~2.7 HB)非均质装甲,不论其背层的硬度如何,它被弹体冲击时,往往都冲出塞块,且塞块的变形小,高度近似于装甲的厚度。
装甲表层硬度减小(如表层硬度近于3.0 HB,背层硬度为3.4~3.7 HB),装甲破坏的性质稍有改变,在弹体侵入装甲很深时才开始剪切塞块。若继续降低表面硬度(例如表层的硬度为3.2 HB,背层的硬度为3.4~3.7 HB),装甲破坏不是冲出塞块,而是呈延性破坏。
对硬度为3.0~3.1 HB的均质装甲,典型的破坏是冲孔型破坏;对于中硬度(3.5~3.6 HB)的均质装甲,它的破坏形式是弹体局部侵入装甲,并剪切出变形很大的塞块;对于低硬度(例如4.0~4.1 HB)均质装甲,其破坏形式为延性破坏。
除了装甲材料外,弹芯的硬度对穿甲也有很大影响。碳化钨弹芯的硬度很高,它对装甲作用时,往往使装甲发生延性破坏,即使装甲的相对厚度很大,也是如此。
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