무장을 뚫는 최종 안정화된 폐기 방해물

Armour-piercing fin-stabilized discarding sabot
방해물 분리 지점의 APFSDS

갑옷에 구멍을 뚫는 지느러미 처리 방해물(APFSDS), 롱 다트 침투기, 또는 단순히 다트 탄약 등은 현대의 차량 갑옷을 공격하는 데 사용되는 운동 에너지 침투기 탄약의 일종이다. 주력 전차 무장으로서 지금도 소형 또는 중형무기체계에서 사용되고 있는 아머-피어싱 폐사격기(APDS) 탄약을 계승하고 있다.

제2차 세계 대전 이후 강력한 자동차 추진 및 현수 시스템의 개선으로 현대식 주력 전차들은 전장에서 상당한 기동성과 속도를 유지하면서 점진적으로 두껍고 무거운 갑옷 보호 시스템을 통합할 수 있게 되었다. 그 결과, 더 짧은 APDS 발사체보다 훨씬 더 높은 입마개 속도로 발사되는 대파 발사체를 필요로 하는 총기 발사 탄약으로 깊은 갑옷 침투를 달성했다.

역사

갑옷 천공 폐기 파괴 공작(APDS)은 처음에는 운동에너지(KE) 침투기의 주요 설계였다. 논리적인 진행은 운동 에너지를 더 작은 영역에 집중시키기 위해 샷을 더 길고 가늘게 만드는 것이었다. 그러나, 길고 얇은 막대는 공기역학적으로 불안정하다; 그것은 비행 중에 넘어지는 경향이 있고 덜 정확하다. 전통적으로 총탄은 총통을 샅샅이 뒤져 비행의 안정성을 부여받았는데, 이것은 총탄에 스핀을 부여한다. 일정 한도까지는 이것이 효과적이지만 일단 발사체의 길이가 지름의 6, 7배 이상이면 리프팅의 효과가 떨어진다.[1] 화살의 움푹 패인 것과 같은 지느러미를 밑면에 더하면 둥근 안정감을 준다.[2]

표준 리프팅에서 나오는 스핀은 이러한 라운드의 성능을 감소시키며(리프링은 선형 운동 에너지를 회전 운동 에너지로 일부 전환하여 라운드의 속도와 충격 에너지를 감소시킨다), 미세 안정화된 발사체에서 매우 높은 회전은 공기역학적 드래그를 극적으로 증가시켜 충격 속도를 더욱 감소시킬 수 있다. 이러한 이유로, 갑옷을 뚫는 지느러미 폐기 사보타보(APFSDS) 발사체는 일반적으로 스무드보어 포에서 발사되는데, 이는 중국, 인도, 이스라엘, 이탈리아, 일본, 프랑스, 독일, 파키스탄, 터키, 러시아, 미국 등이 탱크포를 위해 취해온 관행이다. 그럼에도 불구하고 APFSDS 탄약의 초기 개발에서는 M60/A1/A3 주전차에 탑재된 105mm M68/M68E1 대포나 챌린저 2 탱크의 영국 120mm 로열 오드넌스 L30과 같은 기존의 리프팅 배럴 대포가 사용되었고(그리고 지금도 사용되고 있다). 리프팅 배럴을 사용할 때 스핀 속도를 줄이기 위해 고압 추진체 가스가 밀봉될 수 있지만 리프팅의 총 스핀 속도를 발사체에 전달하지는 않는 "슬립 옵츄레이터"(슬립 둔덕 링)가 통합된다. 발사체는 여전히 약간의 잔존 회전과 함께 배럴을 빠져나오지만 허용 가능한 낮은 속도로 나간다. 또한, 일부 회전율은 공기역학적 불균형을 평균화하고 정확도를 향상시킴으로써 미세 안정화된 발사체에 이롭다. 심지어 매끄러운 보어 발사체 APFSDS는 비행 중 약간의 회전 속도를 제공하기 위해 약간 통조림된 지느러미를 포함하고 있으며, 매우 낮은 트위스트 리프팅 배럴은 APFSDS 탄약을 발사하는 명확한 목적을 위해 개발되었다.

스무드보어와 매우 낮은 트위스트 레이트 건을 사용하는 또 다른 이유는 가장 효과적인 정밀 형태의 전하 설계인 고폭탄(HEAT) 탄약이 너무 빨리 회전하면 갑옷 관통 성능이 떨어지기 때문이다. 이러한 심층 관통형 전하도 핀 안정화가 필요하다(비정밀성과 효과성이 떨어지는 "스핀 보상형" 형태의 전하를 스핀 안정형 발사체에서 적절하게 기능하도록 설계할 수 있다).

디자인

현대식 120mm 탱크 포탄

현대식 탱크를 위한 KE 침투제는 일반적으로 직경이 2-3cm(0.787-1.18인치)이고 길이가 80cm(31.5인치)에 육박할 수 있다. 구조적으로 효율적인 침투기-사봇 설계가 개발됨에 따라 시력 방어선 깊이를 더욱 높이기 위해 길이가 증가하는 경향이 있다. 롱 로드 침투기를 이용한 갑옷 패퇴의 개념은 유체역학 침투현상을 실용적으로 응용한 것이다(유체역학 참조).[3]

유체 침투

실제 침투기와 표적 물질은 충돌 전에 유체가 아님에도 불구하고, 충분히 높은 충격 속도에서 결정 물질조차 매우 플라스틱 유체처럼 작용하기 시작하므로, 유체 역학적 침투의 많은 측면이 적용된다.[4]

롱 로드 발사체는 단순히 대상 갑옷의 밀도와 침투기의 밀도와 길이에 기초하여 문자 그대로 유체를 관통한다. 침투기는 침투기 길이의 제곱근에 표적 밀도를 곱한 깊이까지 표적을 계속 대체한다. 하나는 더 길고 밀도가 높은 침투기가 더 깊은 깊이로 침투할 것이라는 것을 즉시 관찰하며, 이는 긴 로드 대차 발사체 개발의 기초를 형성한다.[4]

따라서 효과적인 롱 로드 침투기에 대한 중요한 매개변수는 목표물에 대해 매우 높은 밀도, 단단한 목표 표면을 관통하는 높은 경도, 충격에 대해 로드가 산산조각 나지 않도록 매우 높은 견고성(유도성) 및 총기 발사 가속도 생존을 위한 매우 높은 강도와 목표 충격의 가변성이다. 비스듬히 때리고, 폭발성 갑옷과 같은 반격으로 살아남는 것과 같은 것.[4]

텅스텐과 우라늄

롱 로드 관통기를 전단하고 비껴가도록 설계된 반응성 갑옷(소련, 후기 러시아, Kontakt-5 등)의 무거운 형태의 개발은 특히 최신 미국제 대전차에서 더욱 복잡한 운동 에너지 침투기 설계의 개발을 촉진시켰다. 그럼에도 불구하고 침투기 지오메트리가 반응성 갑옷 반작용에 적응할 수 있지만, 롱 로드 운동 에너지 발사체에 대한 선택 재료는 텅스텐 중합금(WHA)과 고갈된 우라늄(DU) 합금으로 남아 있다. 두 재료 모두 매우 조밀하고, 단단하고, 질기고, 연성이며, 매우 강하다; 모든 특출한 특성은 깊은 갑옷의 침투에 적합하다. 그럼에도 불구하고, 각 재료는 그 자체로 고유한 침투 품질을 보여주며, 그 품질은 모든 하나의 반팔선 도포에서 최선의 선택이 될 수도 있고 아닐 수도 있다.

예를 들어, 고갈된 우라늄 합금은 파이로포린이다. 침투기의 가열된 파편이 공기와 접촉한 후에 점화되어 연료 및/또는 대상 차량의 탄약에 불을 지피며, 이는 후방 사멸성에 크게 기여한다. 또한 DU 침투기는 상당한 단파 전단 대역 형성을 보인다. 일반적인 오해는 이러한 띠를 따라 파열되면 침투기 끝이 지속적으로 떨어져 팁의 원뿔형 모양을 유지하게 되는 반면, 재커밋되지 않은 텅스텐과 같은 다른 물질은 덜 효과적인 둥근 프로파일로 변형되는 경향이 있는데, 이것은 "무시룸링"이라고 불리는 효과다. 실제로 단열 전단 밴드의 형성은 "무시실"의 옆면이 일찍 이탈하여 충격에 대한 머리가 작아지는 경향이 있다는 것을 의미하지만, 여전히 상당히 "무시실"이 될 것이다.

시험 결과 DU 발사체에 의해 지루해진 구멍은 유사한 텅스텐 발사체에 비해 좁은 직경인 것으로 나타났으며, 두 물질 모두 거의 동일한 밀도, 경도, 강인성 및 강도를 가지고 있지만, 이러한 변형 과정의 차이 때문에 고갈된 우라늄은 텅스텐 합금 ag의 동일한 길이를 초과한 경향이 있다.즉석 강철 [5]목표물 그럼에도 불구하고 고갈된 우라늄의 사용은 일부 우수한 성능 특성에도 불구하고 정치적, 인도주의적 논란이 없는 것이 아니라 텅스텐에 비해 비용 고려와 전략적 가용성으로 인해 일부 국가의 선택 재료로 남아 있다.

파괴 설계

APFSDS 라운드의 일반적인 속도는 제조업체와 머즐 길이/유형별로 다양하다. 대표적인 예로 American General Dynamics KEW-A1의 입마개 속도는 1,740 m/s(5,700 ft/s)이다.[6] 이는 일반적인 소총(작은 팔) 라운드에서 914m/s(3,000ft/s)와 비교된다. APFSDS 라운드는 일반적으로 1,400~1,800m/s(4,593~5,906ft/s) 범위에서 작동한다. 표적 재료 강도 매개변수를 현저히 극복하는 데 필요한 특정 최소 충격 속도 이상에서는 침투기 길이가 충격 속도보다 더 중요하다. 예를 들어, 기본 모델 M829는 새로운 모델 M829A3보다 200m/s(656ft/s) 가까이 빠르게 비행하지만, 길이가 약 1/2에 불과하여 전체적으로 f가 불충분하다는 사실이 증명된다.아니면 최신식 갑옷들을 물리칠 수도 있다.[citation needed]

복잡한 문제는 해외의 군사력 배치나 수출 판매 시장을 고려할 때, DU 침투기를 발사하기 위해 특별히 고안된 방해물은 정확히 동일한 제조 기하학이라도 대체 WHA 침투기를 발사하는 데 단순히 사용될 수 없다. 두 재료는 내부 구조 무결성을 유지하기 위해 (가능한 경우 일부 장소에서는 더 얇거나 더 얇은) 완전히 다른 파괴 재료 기하학적 구조와 같은 고압, 높은 발사 가속력 하에서 다르게 작용한다.[citation needed]

종종 더 큰 공학적인 도전은 길이가 80cm(31인치)에 육박하는 매우 긴 침투기를 성공적으로 발사하기 위한 효율적인 방해물을 설계하는 것이다. 길고 가느다란 비행 발사체를 발사할 때 대포의 보어를 채우는 데 필요한 방해물은 전체 발사체의 잠재적 입마개 속도에서 빼는 기생충 중량이다. 수 만 g의 가속도하에 그러한 긴 비행 발사체의 내부 구조 건전성을 유지하는 것은 사소한 일이 아니며, 1980년대 초 쉽게 구할 수 있는 저비용, 고강도의 항공우주 등급 알루미늄인 6061과 6066-T6를 고용함으로써 사봇의 설계를 고강도와 그 이상의 e로 가져왔다.xpavy 7075-T6 알루미늄, 마레이징 스틸 및 실험용 초고강도 7090-T6 알루미늄을 현재의 최첨단 및 엄청나게 비싼 흑연 섬유 강화 플라스틱으로 보내 전체 발사체의 거의 절반에 가까운 발사 질량을 줄일 수 있는 기생적 파괴 질량을 더욱 줄였다.[6]

버려지는 파괴용 꽃잎은 분리 시 수백 피트의 속도로 이동하기 때문에 군인들에게 치명적일 수 있고 경차에 해를 끼칠 수 있다. 이 때문에 탱크포수들은 인근 부대에 대한 위험을 의식해야 한다.

파괴된 플렛쳇은 소총 탄약에 대한 APFSDS의 상대였다. 플리셰트를 발사하기 위한 소총인 특수목적 개인무기(Special Purpose Personal Weapon)는 미 육군을 위해 개발 중이었으나 프로젝트는 포기되었다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Design for Control of Projectile Flight Characteristics, AMCP 706-242, US Army Materiel Command, 1966" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2017-02-24. Retrieved 2017-03-22.
  2. ^ "MIL-HDBK-762, Design of Aerodynamically Stabilized Free Rockets, 1990". Archived from the original on 2017-03-23. Retrieved 2017-03-22.
  3. ^ Anderson, Orphal, Franzen, Walker (1998). On the Hydrodynamic Approximation for Long-Rod Penetration (Report). Southwest Research Institute. Archived from the original on 2021-02-01. Retrieved 2017-03-23.CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  4. ^ a b c Anderson, Charles E. Jr. (2016). "Penetration Mechanics: Analytical Modeling" (PDF).[데드링크]
  5. ^ J.B. Stevens and R.C. Batra. "Adiabatic Shear Banding in Axisymmetric Impact and Penetration Problems". Archived from the original on 7 October 2008.CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  6. ^ a b "120mm Tank Gun KE Ammunition". Defense Update. 22 November 2006. Archived from the original on 5 August 2007. Retrieved 3 September 2007.

추가 읽기

  • Cai W. D.; Li Y.; Dowding R. J.; Mohamed F. A.; Lavernia E. J. (1995). "A review of tungsten-based alloys as kinetic energy penetrator materials". Reviews in Particulate Materials. 3: 71–131.