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为什么二战时水面舰艇不使用空心装药(聚能破甲战斗部)的炮弹?

弹药的选用,自然应该对症下药。题主问为什么二战战舰不使用空心装药破甲弹,我们不妨先看一下二战战舰主要面对些什么目标,再根据目标的特性来分析采用空心装药破甲弹的可行性。

对陆攻击:高爆弹足矣,破甲弹装药反而更少


↑如果是支援登陆作战、进行对陆火力支援的话,绝大部分的二战大口径(127mm/5英寸以上)舰炮都是够用的。

他们要对付的,多是炮兵阵地、一般房屋、步兵集群、机枪碉堡这种软目标。如图中这样一个炮兵阵地,直接面向开阔地带布置,弹药就裸露堆放在火炮后3-4m处,人员也没有良好的掩蔽。

哪怕只是有个斤把炸药落在阵地上爆炸,就很容易杀伤无防护的炮班人员,甚至是诱爆堆放的弹药,把整个阵地连人带炮炸上天。



↑而如果一个炮兵连甚至一个炮兵营的若干门火炮都以几米的间距紧密排布、弹药也这样堆放在阵地近处的话,炸起来那画面简直不敢想,就是一挂鞭炮啊。(而且这样的炮兵阵地布置在二战时期是很典型很常见的)

所以对付这种软目标,不需要穿透厚重的装甲,装药足、爆炸威力大就是王道。高爆弹里满当当的全是炸药,最适合不过了。

而空心装药破甲弹由于要给破甲空腔和金属药罩留下大量空间,同等大小的炮弹,留给炸药的空间就被大大缩减了,不利于提升爆炸威力。

所以,战舰对陆攻击是不可能用破甲弹的,这辈子都不可能的,高爆弹才是最佳选择。


↑以美帝大量用作二战驱逐舰主炮和巡洋舰、战列舰副炮的mk12型127mm炮为例,其各型高爆弹的装药量在3.2-3.8kg之间,六七斤的样子。

看起来不算很多不够用?那是我们低估了炸药的威力。



↑一颗巴掌大的二战美军mk2手榴弹,内装炸药只有52gTNT。但仅仅是它爆炸的杀伤半径就达到6m左右,而爆炸产生的破片飞到40m开外仍能杀伤人体。也就是说,如果使用得当,一枚手榴弹就足以撂倒一个班。




一枚127mm舰炮炮弹的装药量,是mk2手榴弹的将近70倍。如果准确命中的话,一炮端掉一座普通的碉堡炮楼或者小型民房都不在话下。上图是1950年,密苏里号战列舰上的船员正在搬运127mm副炮炮弹。



↑而且127mm在二战大口径舰炮里属于最小的一个级别。实在碰上了连驱逐舰上127mm炮都打不动的目标,不妨招呼巡洋舰上的152mm、203mm舰炮甚至是战列舰上的356mm、381mm、406mm舰炮来进行支援。

↑再不济,登陆作战一般都伴随有航空兵支援。把打击坚固目标的任务交给飞机就是了。反正上打下,不费蜡嘛。

小洞难沉大船——从破甲弹原理看对舰杀伤效能

从物理本质上说,穿透装甲就是把大量能量集聚在相对小的区域内,在极短时间内全部释放的过程。穿深深度与能量大小和能量的定向与集聚程度呈正相关关系。



↑二战战舰最经常需要面对的装甲目标,就是那些身披重甲的同类。而攻击这些重甲巨舰,需要炮弹穿透装甲后在舰体深处爆炸,才能够对其内部的核心部件造成有效的伤害。

所以题主提出这个为什么二战水面舰艇不使用空心装药破甲弹的问题,倒不如问:为什么攻击二战水面舰艇不使用空心装药破甲弹?

↑传统的动能穿甲弹,靠的是巨大的动能,也就是坚硬弹丸的大质量和高速度,活生生撞穿厚重装甲的。



二战舰炮使用的多是被帽穿甲弹,除了实心穿甲弹头,在弹体后部都是装有炸药的。以上图衣阿华级战列舰使用的MK8型406mm高爆弹为例,内装18.55kg炸药,是上文127mm炮的五倍之多。



↑如果这样一颗炮弹击穿船体的层层装甲,在舰体深处的轮机舱、弹药库或者舰体龙骨等关键部位爆炸,后果不堪设想,非沉没即重伤。

而把越沉重的弹丸加速到越高的速度,就需要口径越大、越细长的炮管。而长的炮管就需要越高的钻孔、切削工艺。越大口径的炮管就需要承受更高的膛压,需要更好的炮钢质量和冶金工艺。制造火炮所需的制造成本、技术也会随着口径、倍径比的提升而飙升。

图中从左到右是美国457mm、406mm、203mm的舰炮炮管(实际上图中最右侧一门203mm炮管来自于德舰欧根亲王号的一号主炮塔),可见与一旁的人和甲壳虫汽车相比,体积相当庞大。


空心装药破甲弹,则是通过炸药爆炸的热量融化弹头前方的锥形金属罩(一般是铜制的),同时爆炸的冲击波将高温的液态金属呈细长的箭形向前射出,通过高温烧灼和金属射流的高速度穿透装甲。



由于破甲弹的能量来自弹头内的炸药,所以破甲弹击穿装甲并不依赖细长的炮管带来的高速度,只需要装药足,够暴力,就可以怼穿厚重的装甲,所以可以作为火箭弹、手榴弹这类速度较小弹药的战斗部。

从二战时期妇孺皆可使用的铁拳火箭筒,到今天泛滥于各大热点地区的RPG,都采用的是这种破甲弹头。


↑但破甲弹头只对坦克有奇效,对舰船的杀伤效果并不显著。这是由坦克和舰船的结构差异决定的:坦克需要在极为有限的空间里布置所有的乘员和零部件。而一旦坦克装甲被击穿,破甲弹的金属射流就有很大概率击中紧凑部分的动力系统、弹药等关键部分,对坦克造成致命伤害。


而且破甲弹金属射流3000°C以上的的极高温度和气体压强对于处在密闭空间里的坦克乘员来说,也是致命的威胁。

不过,破甲弹看似厉害,其外在效果也就是在目标表面上烧个小洞而已,射进目标内部的也就是一束直径几厘米的金属射流。金属射流最多也只能侵彻到2-3m的距离。

其对坦克的强大杀伤力主要是来自于金属射流侵彻灼烧以及飞溅的装甲碎屑造成的乘员伤亡、油料起火、弹药爆炸、动力系统损坏等二次伤害,而不是破甲弹本身。

坦克是沉在水底的,但军舰是浮在水上的——军舰结构更疏松



↑军舰的整体布局就要比坦克疏松很多了,各个舱室间的距离是以米来计算的。如果一枚破甲弹在舷侧水上部分引爆,金属射流要击穿数层厚厚的舱室壁、并且在空气中飞行几米甚至十几米距离,才能击中布置在舰体中轴线附近的弹药、动力等关键部件。

而且由于舰船(尤其是二战舰船)乘员众多且相对分散,单颗破甲弹对舰船乘员的杀伤效果是非常微弱的。



如果击中的是水下部分,金属射流在接触冷海水之后会迅速减速冷却,从而失去破甲能力。

即便破甲弹头紧贴舰船水下舷侧装甲爆炸,也就只能在仓壁上灼烧出一个直径几厘米的洞洞。

↑而且,二战大型水面舰只多装备有防雷带,以及成百上千个水密隔仓。一枚破甲弹只能破坏上千个水密隔仓中的一个或几个,对舰船的整体浮力和结构强度没多大影响,可谓杯水车薪。

所以,用金属射流打洞的空心装药破甲弹,对体积庞大的舰船目标的杀伤效能是极为不理想的,远远比不上带炸的传统被帽风帽穿甲弹。

破甲弹反舰外传——柳暗花明又一村:反潜奇侠

善于打洞的破甲弹打水面舰船不行,但打水下的潜艇却是一把好手。



↑现代单壳体潜艇的耐压壳一般厚达几十厘米(物理厚度),双壳体潜艇在耐压壳外还有一层钢制的非耐压艇体。

随着现代潜艇防护能力的大幅提高,传统的爆破型鱼雷战斗部已经难以重创现代潜艇,于是将聚能装药技术应用到鱼雷战斗部上,成为近年来提高反潜鱼雷毁伤能力的一个重要发展方向。



潜艇的结构与舰船大不相同,潜艇艇体有一层耐压壳,用来抵御海水的压力。而一旦耐压壳破裂,即便只是一个直径几厘米的小孔,深海巨大的海水压力也能导致艇体结构的灾难性崩溃。

就像捏鸡蛋一样,如果鸡蛋壳上没有孔洞,那么可能需要使出很大的劲才能把鸡蛋壳捏碎。但哪怕鸡蛋壳上有一个很小很小的破洞,只需要一点点力量就可以把整个鸡蛋壳捏碎。

因此攻击潜艇,只需要在艇体耐压壳上打一个小孔洞,就能对潜艇生存构成有效威胁。二战时期的潜艇多以水面状态航行,防护性能也比较薄弱,因此二战反潜鱼雷都是采用常规爆破弹头的。

而近年来的专用反潜鱼雷都纷纷装上了破甲弹头或是原理类似的自锻成形弹头。如上图的美制MK50反潜鱼雷,战斗部采用的就是空心装药破甲弹。

你想空心装药的优点在哪?它是一种化学能杀伤武器,是接触到目标之后用爆破的金属射流破甲(所以也叫破甲弹)。也就是说,他对弹丸投射的动能无所谓,管你100m/s的速度还是1000m/s的速度杀伤效果都一样。


这种原理确实很适合单兵这种吃不消动能后坐力的家伙携带和发射,但舰艇无所谓啊~ 后坐力由大海承担(只要你舰体结构不散架就行),这是一个原因,舰艇无所谓动能弹带来的大后坐力。


然后咱们再想,空心装药炮弹现在主要对付啥?坦克啊。它的金属射流射入坦克舱内能够灼死内部成员或者引燃燃料/弹药架啥的。

但舰艇对付啥主要对付啥?工事、设施和其他舰艇。工事和设施用高爆弹再合适不过了。而对付其他舰只确实需要一定穿甲能力,但是破甲弹这种金属射流对舰艇没啥卵用。下边这个是大和号的剖面。

那么多个隔舱,破甲弹破开最外层装甲确实没问题,但然后呢?金属射流进去最多烤熟几个正在检修管线的倒霉蛋。然后就没然后了。毕竟军舰那么大,而且金属射流虽然穿透强,但后效很差。


最后说下HEAT弹不大适合旋转,因为旋转会导致爆破时候的金属射流跟着一起转,降低穿透力(想想液态的射流转起来是不是到处洒)。这用在导弹或者滑膛坦克炮上还好,而舰炮这种动不动几十公里射程的鬼畜,不旋转还怎么打准?

空心装药破甲弹是利用高温高压的金属射流击穿装甲,利用高速金属射流击杀人员,空心装药破甲弹多用于反坦克武器,像我们熟知的巴祖卡、铁拳、RPG都是利用这一原理来击毁坦克。空心装药破甲弹对付狭小内的坦克乘员尚可,对水面舰都没有什么伤害。因为它的伤害原理是利用高速金属射流击杀在密闭舱内的人员,只要人员丧失活动能力那么坦克就基本被废了。

空心装药破甲弹,图片来源:军武次位面动画

而对于军舰这种有着各种舱室、人员分散的大空间来说本起不了什么作用。和高速金属射流能击穿的洞直径不会超过10cm,在水线的舱室随便你打,在水线下10cm大小的洞对于军舰来说,连补都不用补,直接关水密隔舱都没事。而面对有着厚重装甲的战舰来说,穿甲弹是其击穿装甲的唯一选择。而在游戏中的AP弹全称是被帽风帽穿甲弹(Armour-Piercing Capped Balliistic Cap),是在穿甲主弹体前加上用于接触装甲本身的墩型被帽,一个是减少运动阻力的风帽。


被帽风帽穿甲弹,图片来源:军武次位面动画

而穿甲弹虽然可能重达1吨左右,但是里面的装药也不过几十千克,到这并不意味这它的威力小,相反,当穿甲弹击穿装甲后在内部爆炸后的威力才是最为厉害的。而HE高爆榴弹虽然装药多,但是它不能击穿装甲,虽然装药多但是在装甲外面爆炸对战舰的损害程度比较低,所以HE高爆榴弹主要是以杀伤敌人的有生力量和破坏观瞄设备这种软目标为主。

空心装药只能在船壳打出一个小孔,产生的金属射流烧毁船壳内的部分设备。但是对船体结构的破坏非常小。

打坦克不一样。坦克炮塔内的空间非常小,金属射流会杀伤炮塔内的人员,甚至引爆炮塔内的弹药。

原因就是空心装药产生的金属射流作用距离很小,对于坦克来说整个坦克都处于射流范围内。而军舰的体积很大,小小的金属射流不能贯穿船体,表面的破损孔径也很小,对船体几乎没有什么影响。

所以打击军舰需要大型的、贯穿船体结构和在船体内部爆炸,造成结构破坏的弹药。空心装药的穿甲弹不适合这种场合。

还有一种破甲弹穿。是炮弹头里的塑性炸药摊开覆盖坦克装甲,通过崩裂效应在坦克匀质装甲内部产生碎片,杀伤人员。这种破甲弹也不适用军舰这种薄壳型金属结构。

最主要就是后效很差。相比于地面,坦克好歹内部狭小,一发打掉一部分设备、人员什么的能使其失去战斗力,但是战舰都有相当完善的分仓,只在舰体表面打孔实际上效果是极差的。

比如当年的三发冥河才干掉一条两千来吨的以色列驱逐舰,这个后效简直不能看

所以下一代全换成半穿战斗部那个时期的破甲弹技术,基本上就是口径多大破甲多深,88破甲弹是破90毫米。

破甲弹的优势是基本可以忽略距离对威力的影响,除了破装甲板之外对软目标也有破坏效果。缺点嘛,当然就是破不了太深的甲,对装甲目标的穿透力不如同口径的穿甲弹。


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