APFSDSウィキペディア
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APFSDS（弾體＋裝弾筒）
125mm BM15
APFSDS（Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot）は戦車の主砲などに使用される砲弾で、裝甲を貫くのに特化した弾である。日本語では裝弾筒付翼安定徹甲弾（そうだんとうつきよくあんていてっこうだん）などといわれる。開発當(dāng)初はAPDSとの対比としてAPDS-FSと呼ばれていた。この呼稱はまだ一部の國で使われている。
APFSDSは従來の徹甲弾とは全く異なった思想でデザインされている。1,500m/sec前後で著弾すると裝甲と侵徹體は狹い領(lǐng)域で高圧に圧縮されるために、それぞれが流體としてふるまい（塑性流動）、相互侵食を起こす。侵徹體の先端はマッシュルーム狀に広がりながら裝甲にめり込み侵入する。侵徹體は穿孔によって先端から失われてゆくため急速にその長さを失って行き、裝甲厚に対して十分な長さが無ければ穴だけが殘され、長さがあれば殘端が裝甲內(nèi)部に飛び込んで加害する。侵徹體は穿孔によってその速度も急速に失われて行き、最低限の侵徹速度が穿孔途中で失われた場合には穴の中に侵徹體の殘りが殘される事がある。タングステン合金弾が鋼製裝甲板に穿孔する場合では850m/sec以上、鋼製の侵徹體が鋼製裝甲板に穿孔する場合では1,100m/sec以上の速度が無いと侵徹は停止する。
裝甲に対してほぼ平行に著弾した場合を除き、跳弾を起こすことは無く、滑らすという意味での避弾経始はほとんど機能しない[1]。
APFSDSが裝甲を貫通するためには、著弾時の速度、侵徹體の長さ、座屈しないための靱性、展性の高さの4つが必要である。著弾時の速度が低速であれば従來の徹甲弾より貫徹力が劣ってしまう。
構(gòu)造 [編集]
弾體から裝弾筒が分離した瞬間
APFSDS弾の構(gòu)造図。1.裝弾筒 2.弾體 3.スリッピング・バンド
APFSDSは細(xì)長い棒狀の侵徹體と風(fēng)防、安定翼、軽金屬の裝弾筒、スリッピング・バンド、曳光筒で構(gòu)成される。
侵徹體
侵徹體は棒狀に加工されたタングステン合金や劣化ウラン合金などの重金屬で構(gòu)成される。中央部側(cè)面に裝弾筒が噛み合うための刻みが入れられている。
長細(xì)ければ同じ質(zhì)量の割りに小さな正面面積で済むために、敵の裝甲板に対する貫徹力が高まり、飛翔時の空気抵抗が少なく出來ればそれだけ著弾時も高速が保持できるので貫徹力が高まると共に、飛翔時間が短くまた低伸弾道となるので命中率も高められる。ただあまり侵徹體を細(xì)くしすぎると、命中時の衝撃に耐え切れずに破砕してしまったり、裝弾筒離脫時に歪んで飛翔方向が狂ったり、爆発反応裝甲によって容易に破砕されるといった不利な點が生じるために、侵徹體には強度が求められ、強度に見合った長さで作られる。
どれだけ細(xì)長いかをあらわす方法としてはL/D比という値が使用される。L/D比は長さ (Length) / 直徑 (Diameter) で表され、現(xiàn)在使用されるAPFSDSのL/D比は20-30程度である。
風(fēng)防
風(fēng)防はアルミニウム合金で作られ飛翔時の空気抵抗を小さくし、著弾時に潰れながら侵徹體と目標(biāo)の裝甲板との間で衝撃を緩和して侵徹體の破砕を防ぐ。また、APFSDS弾は跳弾しにくい弾種であるが、淺い角度で目標(biāo)裝甲板に入射すれば跳弾となる事があるため、風(fēng)防の柔らかいアルミが裝甲に固著することで跳弾を防ぐ機能も擔(dān)っている。
風(fēng)防の先端が超音速飛翔時の空気摩擦による高溫で溶けるのを防ぐために先端にチップと呼ばれる小さな部品を付けるものもある。
裝弾筒
発射時のガス圧のほとんどは裝弾筒（Sabot、サボ）が受けて砲弾を加速させる。裝弾筒は極めて短時間の內(nèi)に大きな力を受けて主要な質(zhì)量を占める侵徹體へ力を伝えるために、砲身內(nèi)では両者は固く結(jié)合している必要があるが、砲口から出た後では裝弾筒は空気抵抗によって侵徹體から素早く3つか4つに分かれて分離する必要がある。裝弾筒によって発射裝薬により生まれた運動エネルギーが重い侵徹體に集中して與えられ、中心の細(xì)長い侵徹體部分だけが飛翔することで空気抵抗で減殺される運動エネルギーが最小ですむ。
戦車砲にマズルブレーキが見られないのは、分離した裝弾筒が引っ掛かるのを防ぐ為である。
スリッピング・バンド
APFSDSはライフリングによって毎秒數(shù)百回転という高速回転をさせると弾道が不安定になる。そのためライフリングの無い滑腔砲からの発射が理想であるが、現(xiàn)在ではナイロン等の高分子素材により、ライフリングによる回転を低減するスリッピング・バンド（スリップリング）の裝著により通常のライフル砲でも安定した発射が可能である。尚、ボールベアリングによる弾體の回転低減はフランス陸軍のAMX-30専用のHEAT弾であるところのG弾のみで採用されているので要注意である。
安定翼
侵徹體の尾部に付いた安定翼で弾道の安定を図っているが、橫風(fēng)の影響を受けやすい欠點があり、また安定翼の加工誤差により砲弾ごとに弾道のバラツキが生じる。弾道の安定のために旋動は必要なので、ライフリングによる高速回転を相殺する工夫をした上で、安定翼によって毎秒數(shù)回転から數(shù)十回転程度の弱い回転を與えるようになっている。
曳光筒
安定翼の尾部中央に小さな曳光筒が埋め込まれており、飛翔中に発火することで砲撃者が自ら放った砲弾の弾著が確認(rèn)しやすいようになっている[1]。
材質(zhì) [編集]
侵徹體の材質(zhì)としては2008年現(xiàn)在、タングステン合金が使用されることが多く、一部には劣化ウラン合金が使用されている。
タングステン合金
侵徹體の材質(zhì)にはタンタルが最適であるが、非常に高価な希少金屬であるため、通常はタンタルより安価なタングステン合金が使用されている。
初期の砲弾では、タングステン合金の強度が不十分で単體で侵徹體を構(gòu)成することができず、密度は劣るが靭性の高いマルエージング鋼製の保持筒（鞘、弾殻）にタングステン合金を詰めた構(gòu)造になっていた。その分密度が落ちて貫通力が劣った。その後1970年代にイスラエルが獨自の技術(shù)でタングステン合金単體（モノブロック構(gòu)造）の弾體を開発し、実戦でT-72を撃破した事から世界の軍事関係者の注目を受け、NATO軍でもライセンス生産されている。
タングステンを90-93%程度の主體として、ニッケルと鉄を加え、更にコバルト、銅、クロム、銀が添加されているものもある。密度:17.1-17.5g/cm3 衝撃波速度:6.0kg/sec（タングステン単體、粒子速度1.5km/sec） 衝撃インピーダンス:約105（密度×衝撃波速度）引張強さと伸び:1,200N/mm2以上で10%程
劣化ウラン合金
アメリカやロシアなどの一部の國では、自然に存在する物質(zhì)では一番密度が高く、タングステンより容易に入手出來て、何より核廃棄物である為に材料費が安くてすむ劣化ウラン（Depleted uranium）合金を侵徹體に用いているが、重金屬としての毒性や殘留放射能が、戦闘員や現(xiàn)地住民に健康被害を及ぼしているとする意見もある（灣岸戦爭癥候群を參照）。劣化ウラン合金には、侵徹時の穿孔過程で先端外縁部が早期に脫落するために先鋭化する「セルフ・シャープニング効果」（Self sharpening effect）によって、タングステン合金に比べて穿孔が小さく侵徹のエネルギーが深さ方向に有効に働いてより厚い裝甲板を貫けるという特性がある。また、裝甲板を抜けた後では、破片や微細(xì)化した劣化ウランが高溫によって激しく酸化、つまり燃焼する特性もあり、この點でも敵の無力化に有効だとされる。
劣化ウランを主體として、0.75%程度のチタンが加えられる。密度:18.5g/cm3以上 衝撃波速度:4.9kg/sec（チタン0.6%、粒子速度1.5km/sec） 衝撃インピーダンス:約91（密度×衝撃波速度）引張強さと伸び:700N/mm2で12%以上[1]
貫徹力 [編集]
陸上自衛(wèi)隊広報センターに展示される90式戦車で使用されるAPFSDS弾(手前)
裝甲を貫く力は、均質(zhì)圧延裝甲（RHA、Rolled Homogeneous Armor）を貫ける厚さで表現(xiàn)される。RHA自身は21世紀(jì)の現(xiàn)在では古い裝甲技術(shù)であるが、各兵器メーカーが既に良く知り盡くした素材であるために貫徹力を単純に比較するには適している。120mm滑腔砲で使用されるAPFSDSは、500mm-1000mm程度のRHAを貫くことが可能となっている。劣化ウランによる侵徹體はタングステンより10%ほど貫徹力に勝り、鉄弾體はこれらの1/2程度の貫徹力である。
21世紀(jì)の現(xiàn)在、戦車が対戦車用として使用する砲弾はほとんどがAPFSDSである。同じ対戦車用の弾薬には成形炸薬弾（HEAT）があるが、対戦車用の砲弾として戦車砲に使用されることはあまりない。HEATは標(biāo)準(zhǔn)的な裝甲板に対する侵徹力といった數(shù)値上はAPFSDSと同等の威力を示すが、現(xiàn)在の戦車に多く使われる複合裝甲に対してはAPFSDSに比べて大きく劣るためである。
2008年現(xiàn)用弾では1,500m/sec前後で著弾するが、將來電磁砲などで高速弾が実現(xiàn)しても2,000m/sec程度で穿孔の効率は最大となり、それ以上ではより速度を上げても孔幅の拡大にエネルギーが消費されて侵徹孔の深さ、つまり貫徹力の向上度合いは徐々に小さくなってゆくことになる[1]。
加害 [編集]
飛散物
侵徹體が裝甲板を貫徹すると、侵徹體と裝甲板の高溫溶融物と侵徹體の殘余、裝甲板內(nèi)側(cè)の破砕片が裝甲板內(nèi)部空間に飛散する。これらは裝甲板の厚みに関わり無く、侵徹孔を中心とした約60度の範(fàn)囲に飛散するといわれている。劣化ウラン弾では焼夷効果によって更に高溫化した飛散物が生じる。APFSDSの加害は主にこの飛散物によってもたらされる運動量と高熱で作られる。
衝撃波
APFSDSのみならず運動エネルギー弾や粘著榴弾が戦車等の硬い裝甲にぶつかれば、大きな衝撃波が生じ、裝甲內(nèi)側(cè)金屬の飛散、搭載裝置の破壊、搭乗員への肉體的・精神的被害を與える。現(xiàn)代型の戦車では裝甲內(nèi)側(cè)のケブラー等の內(nèi)張りが飛散物を受け止める[1]。
歴史 [編集]
1961年、ソビエト連邦軍で世界初の115mmのAPFSDS実用弾であるBM-3の運用が開始された。BM-3はタングステンカーバイト製の侵徹體を持つ4kgの飛翔體がT-62戦車では砲口初速：1,615m/secで発射された。1962年にはBM-6が登場した。BM-6は加工の容易な鋼鉄製となり砲口初速：1,615m/secでRHA換算で236mm（距離2,000m）の侵徹力を備えていたが、有効射程は1,600mであった。
1970年代中頃、米國のM60戦車等の105mm砲用のM735というAPFSDS砲弾が登場した。M735はタングステン合金・鋼鉄製の侵徹體を含む3.7kgの飛翔體が砲口初速：1,501m/secで発射され、318mm（距離2,000m）の侵徹力を備えていた。これはタングステン合金を鋼鉄の鞘で包んだものであった。 このときはまだライフリング付き砲身で使用されていた�；怀hは1977年9月に西ドイツのレオパルト2戦車で登場した120mm滑腔砲が世界で最初であった。
1978年9月に、米國はM735の侵徹體のタングステン合金を劣化ウラニウム合金に置き換えたM735A1という砲弾の生産を開始した。1979年4月には劣化ウラニウム合金を鋼鉄で包まずに、現(xiàn)代のAPFSDSと同様のモノブロック構(gòu)造のM774の生産を開始し、M735シリーズを置き換えた。
イスラエルは年代は不明ながら、米國と同様の頃にM-111というAPFSDS弾を?qū)g用化した。M-111はタングステン合金製モノブロックの侵徹體を含む飛翔體が砲口初速：1,455m/secで発射され、342mm（距離2,000m）の侵徹力を備えていた。M-111はその後、NATOの兵器として選定試験を受け、西ドイツのディール社がライセンス生産することで、DM23 105mm APFSDS弾として販売された。
1977年にDM13が運用開始された。DM13はL/D比約12であった。 1987年頃にDM33が運用開始された。DM33はL/D比約20で460mm（距離2,000m）の侵徹力を備えていた。 2004年頃にDM53が運用開始された。DM53はL/D比約30で610mm（距離2,000m）の侵徹力を備えていた。
日本でもM735が導(dǎo)入され、1984年からは國內(nèi)のダイキン工業(yè)でライセンス生産が行なわれた。1991年からは同社でラインメタル社製DM33 120mm弾のライセンス生産を行ない、JM33と命名して90式戦車の主砲弾とした。1994年からは同じくダイキンで105mm APFSDS弾の獨自開発による量産が行なわれている。2008年現(xiàn)在は次世代國産戦車TK-X用の120mm APFSDS弾の國內(nèi)開発が行なわれている[1]。
価格比較
|
APDSFSの価格比較 |
|
弾薬名 |
素材 |
単価 |
購入數(shù) |
購入國 |
製造國 |
製造企業(yè) |
購入年 |
備考 |
|
120mmDM53 |
タングステン合金 |
36萬円 |
27,000 |
獨 |
獨 |
Rheinmetall |
2001 |
|
|
120mmDM43(OFL120F1) |
タングステン合金 |
43萬円 |
5,000 |
仏 |
仏 |
GIAT*1 |
2001 |
*1:Rheinmetallと共同開発 |
|
120mmKWE-A1(120mmDM43相當(dāng)) |
タングステン合金 |
63萬円 |
10,040 |
エジプト |
米 |
GDOTS |
2003 |
|
|
120mmJM33 |
タングステン合金 |
95萬円 |
━ |
日 |
日 |
ダイキン*2 |
1999 |
*2:Rheinmetallからのライセンス |
|
120mmM829E3 |
劣化ウラン合金 |
57萬円*3 |
25,400 |
米 |
米 |
Aliant Techsystems |
━ |
*3:目標(biāo)価格 |
|
105mmAPDSFS
とTPDS |
タングステン合金 |
54萬円*4 |
7,600 |
豪 |
加 |
SNC TEC |
2003 |
*4:APDSFSと練習(xí)弾の平均価格 |
|
105mm93式 |
タングステン合金 |
55萬円 |
━ |
日 |
日 |
ダイキン |
1999 |
|
|
105mmM735 |
タングステン合金 |
28萬円 |
━ |
日 |
日 |
ダイキン*5 |
1999 |
*5:米國からのライセンス、舊式のダブルブロック構(gòu)造 |
[1]
TPFSDS
TPFSDSは、陸上自衛(wèi)隊の日本國內(nèi)での演習(xí)場では狹すぎてAPFSDSの実弾演習(xí)が行えないため開発された訓(xùn)練弾である。
タングステン弾體のそれと同じ飛翔特性を示すが、目標(biāo)命中、若しくは一定距離を飛翔すると弾體が3分割（正確には5分割）し、急激に弾速を衰えさせることで狹い演習(xí)場でも安全な実弾演習(xí)を可能としている。
Collected By Hanns from www.tungsten-alloy.com
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