Penetrador de energía cinética
Un penetrador de energía cinética (también conocido como un arma KE) es un tipo de munición que, como una bala, no contiene explosivos y utiliza la energía cinética para penetrar en el blanco.
El término puede aplicarse a cualquier tipo de vacuna anti-blindaje, pero por lo general se refiere a un tipo moderno de armas perforantes de blindaje, la perforante estabilizada por aletas desechando el zueco (APFSDS), un tipo de caña larga penetrador (LRP), y no a las balas de las armas pequeñas.
La ronda con 'aletas' viaja a alrededor de 975 m/s (3200 pies/s), lo que resulta en la generación de una fuerza de 34.000 N cuando entra en contacto con un objeto pesado y/o fija. La energía de velocidad, y por lo tanto, inevitablemente disminuye durante el vuelo, sin embargo, sigue siendo efectivo en rangos de hasta seis kilómetros.
La técnica opuesta a los penetradores de KE utilizan penetradores de energía química. Hay dos tipos de estos depósitos en uso: la cabeza explosiva squash alto explosivo antitanque (HEAT) y alta (HESH). Ellos han sido ampliamente utilizados contra la armadura en el pasado y todavía tiene un papel, pero son menos efectivas contra la armadura moderna compuesta, como Chobham o Kanchan, tal como se utiliza en los tanques de batalla principal en la actualidad.
El principio del penetrador de energía cinética es que utiliza su energía cinética, que es una función de la masa y la velocidad, para forzar su camino a través de la armadura. Si la armadura es derrotado, el calor y desprendimiento (spray de partículas) generadas por el penetrador de pasar por las armas, y la onda de presión que se desarrollan, es lo que destruiría el objetivo [1].
El arma moderna de KE maximiza y minimiza el área sobre la cual se entrega por:
Esto ha llevado a los diseños actuales que se asemejan a una flecha de metal larga.
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Munición anti-tanque francés con su sabot
APFSDS en el punto de separación del sabot.
Modernos proyectiles de tanque de 120 mm ; munición APFSDS M829 sabot en primer plano a la izquierda
Historia
El primer cañón disparó munición de energía cinética. En primer lugar se trataba de bolas redondas de piedra labrada, a continuación, bolas redondas de metal. Desde el principio, que combina la energía en la boca de fuego del proyectil de alta densidad y dureza han sido los factores principales en el diseño de este tipo de armas. Del mismo modo, el objetivo más importante de esas armas ha sido en general para derrotar al blindaje y otras estructuras defensivas, como las paredes de piedra del castillo, las maderas de un buque, o el blindaje de los tanques modernos. Las municiones de energía químicas en sus diversas formas siempre han sido la elección de las armas que debido a diversos factores de su diseño no pudieron generar la alta energía en la boca de fuego que necesita un arma de energía cinética.
El desarrollo de los penetradores KE modernos combina dos aspectos del diseño de artillería: la velocidad inicial y la fuerza concentrada. La alta velocidad de salida se logra utilizando un proyectil con una masa baja y la zona de amplia base en el cañón del arma.
El disparo de un proyectil de tamaño pequeño envuelto en una capa ligera externa, llamada zueco (sabot), eleva la velocidad de salida. Una vez que el casquillo sale del barril, el zueco ya no es necesario y cae en pedazos. Esto hace que el proyectil viaje a gran velocidad con una pequeña área de sección transversal y reduce la resistencia aerodinámica durante el vuelo a la meta. Alemania desarrolló sabot modernos bajo el nombre de "Treibspiegel" ("propulsión espejo") para dar altura extra a sus cañones antiaéreos durante la Segunda Guerra Mundial. Antes de esto, primitivos sabots de madera habían sido utilizados durante siglos en la forma de un tapón de madera unidos en la recámara antes de cargar las balas en el cañón, situado entre la carga propulsora y el proyectil.
El nombre de "sabot" es la palabra francesa para zueco (un zapato de madera tradicionalmente usada en algunos países europeos). Según una teoría, la palabra "sabotaje" se deriva de este significado específico de "sabot".
La concentración de la fuerza en un área más pequeña que se logra mediante la sustitución de los metales individuales (por lo general de acero) disparados con un disparo compuesto con dos metales, un núcleo pesado (sobre la base de tungsteno) dentro de una carcasa de metal ligero exterior. Estos diseños fueron conocidos como perforación de blindaje compuesto rígido (APCR). En el impacto, el centro tuvo un efecto mucho más concentrado que el metal llano tiro del mismo peso y tamaño. Sin embargo, la resistencia del aire y otros efectos son los mismos que para la carcaza de idéntico tamaño.
Entre 1941 y 1943, los británicos combinaron las dos técnicas en la ronda perforante de zueco descartable (APDS). El zueco sustituyó a la capa metálica de la APCR. Mientras que en el arma el disparo tenía una zona de amplia base para obtener la máxima aceleración de la carga propulsora, pero una vez fuera, el zueco se caía dejando al descubierto un tiro fuerte, con una pequeña sección transversal. Las rondas de alta velocidad perforante (HVAP) también se introdujeron en el Ejército de Estados Unidos, y fueron utilizados principalmente por los destructores de tanques.
Diseño moderno
El APDS fue inicialmente el diseño principal del penetrador de KE la progresión lógica era hacer el tiro más largo y delgado para concentrar la energía cinética en un área más pequeña sin embargo una vara larga y delgada es aerodinámicamente inestable "tiende a caer durante el vuelo y es menos precisa". Tradicionalmente, a los casquillos se les dio la estabilidad en el vuelo de las estrías del cañón del arma, lo que da un giro a la ronda.
Hasta un cierto límite, esto es efectivo, pero una vez que la longitud del proyectil es de más de seis o siete veces su diámetro, estriado se vuelve menos eficaz. Agregando aletas como las plumas de una flecha a la base da la estabilidad a la ronda, por lo tanto, son Armour-Piercing Fin-Stabilized Discarding Sabot (APFSDS) lo que en castellano quiere decir munición de sabot descartable estabilizada por aletas penetradoras de blindaje. El giro de estrías disminuye la efectividad de penetración de estas rondas (estriado desvía parte de la energía cinética lineal la energía cinética de rotación, lo que disminuye la velocidad de la ronda y la energía de impacto) y por lo que generalmente se despidieron de armas de ánima lisa, una práctica que ha sido adoptada por Israel - un importante proveedor de la ronda "flecha"- China, Francia, Pakistán, Alemania, Unión Soviética / Rusia y los Estados Unidos en sus tanques.
Otra razón para el uso de armas de ánima lisa es que en forma de municiones HEAT de carga pierden mucho de su efecto a la rotación. APFSDS todavía puede ser disparado desde cañones rayados, pero el zueco es un diseño modificado de la incorporación de los cojinetes para aislar a la vuelta del sabot en el cañón de la misma ronda, en la medida de lo posible. Armas saqueadas se han mantenido en uso por parte de algunos países (el Reino Unido y la India, por ejemplo), porque son capaces de disparar munición, tales como rondas HESH con mayor precisión. Sin embargo, las estrías se desgastan con el uso regular de APFSDS y requiere más mantenimiento. Por estas razones los Challenger 2 británicos está siendo probado con un arma de ánima lisa Rheinmetall de 120 mm.
Los penetradores KE modernos de tanques son comúnmente de 2-3 cm de diámetro y 50-60 cm de largo; a medida que los penetradores más modernos se desarrollan, su longitud tiende a aumentar y disminuir el diámetro. Sin embargo, el desarrollo de formas pesadas de blindaje reactivo, como la Unión Soviética, luego Rusia, Kontakt-5, que fueron diseñados para cortar los obturadores de vara larga, ha llevado a la reversión de esta tendencia en la última ronda en EE.UU..
Para maximizar la cantidad de energía cinética liberada en el destino, el penetrador debe ser de un material denso, como el carburo de tungsteno o de uranio empobrecido (DU) de aleación (Staballoy). La dureza del penetrador es de menor importancia, pero sigue siendo un factor como la abrasión un componente importante del mecanismo de fracaso del penetrador. Como DU no es en sí particularmente difícil, se alea con el níquel, zinc, o ambas cosas. DU es pirofórico, los fragmentos calientes del penetrador se encienden después del impacto en contacto con el aire, prendiendo fuego a combustibles y / o municiones en el destino del vehículo, compensando así la falta de una ojiva explosiva en el penetrador. Además, los penetradores DU exposición significativa la formación de la banda de corte adiabático.
Un error común es que, durante el impacto, las fracturas a lo largo de estas bandas causan a la punta del penetrador que arroje constantemente material, lo que afecta el mantenimiento de la forma cónica de la punta, mientras que otros materiales como el tungsteno sin forrar tienden a deformarse en un perfil menos eficaz, un efecto llamado "proliferación". En realidad, la formación de bandas de corte adiabático significa que los lados de la "seta" tienden a separarse antes, dando lugar a una cabeza más pequeña en el impacto, aunque todavía será muy "multiplicada". Las pruebas han demostrado que el agujero perforado por un proyectil de uranio empobrecido es de un diámetro menor que para un proyectil de tungsteno similar [2].
Municiones APFSDS utilizadas por el MBT TAM (Saorbats)
Las velocidades típicas de las rondas APFSDS varían entre los fabricantes y la longitud del cañón/tipo de boca. Como ejemplo típico, el General Dynamics KEW-A1 estadounidense tiene una velocidad inicial de 1740 m/s (5 700 pies/s). [3] Esto se compara con 914 m/s (3 000 pies/s) para un típico cañón (armas pequeñas). Las rondas APFSDS generalmente operan en el rango de 1400 a 1900 m/s. Los sabots también viajan a una velocidad tan alta que en caso de separación, se puede continuar por varios cientos de metros a una velocidad que puede ser letal para las tropas y los vehículos ligeros.
La contrapartida de APFSDS de municiones rifle es dardo (flechette) enzuecado. Un cañón que dispara dardos, el arma de propósito individual especial, se estaba elaborando para el Ejército de los EE.UU., pero el proyecto fue abandonado.
Un penetrador de energía cinética (también conocido como un arma KE) es un tipo de munición que, como una bala, no contiene explosivos y utiliza la energía cinética para penetrar en el blanco.
El término puede aplicarse a cualquier tipo de vacuna anti-blindaje, pero por lo general se refiere a un tipo moderno de armas perforantes de blindaje, la perforante estabilizada por aletas desechando el zueco (APFSDS), un tipo de caña larga penetrador (LRP), y no a las balas de las armas pequeñas.
La ronda con 'aletas' viaja a alrededor de 975 m/s (3200 pies/s), lo que resulta en la generación de una fuerza de 34.000 N cuando entra en contacto con un objeto pesado y/o fija. La energía de velocidad, y por lo tanto, inevitablemente disminuye durante el vuelo, sin embargo, sigue siendo efectivo en rangos de hasta seis kilómetros.
La técnica opuesta a los penetradores de KE utilizan penetradores de energía química. Hay dos tipos de estos depósitos en uso: la cabeza explosiva squash alto explosivo antitanque (HEAT) y alta (HESH). Ellos han sido ampliamente utilizados contra la armadura en el pasado y todavía tiene un papel, pero son menos efectivas contra la armadura moderna compuesta, como Chobham o Kanchan, tal como se utiliza en los tanques de batalla principal en la actualidad.
El principio del penetrador de energía cinética es que utiliza su energía cinética, que es una función de la masa y la velocidad, para forzar su camino a través de la armadura. Si la armadura es derrotado, el calor y desprendimiento (spray de partículas) generadas por el penetrador de pasar por las armas, y la onda de presión que se desarrollan, es lo que destruiría el objetivo [1].
El arma moderna de KE maximiza y minimiza el área sobre la cual se entrega por:
- ser lanzado con una velocidad inicial muy alta.
- concentrando la fuerza en un área de bajo impacto al tiempo que conserva una masa relativamente grande.
- maximización de la masa de lo que (aunque pequeña) volumen está ocupado por el proyectil, es decir, con la mayor densidad de metales práctica, que es una de las razones de de la utilización a menudo de uranio empobrecido.
Esto ha llevado a los diseños actuales que se asemejan a una flecha de metal larga.
Munición anti-tanque francés con su sabot
APFSDS en el punto de separación del sabot.
Modernos proyectiles de tanque de 120 mm ; munición APFSDS M829 sabot en primer plano a la izquierda
Historia
El primer cañón disparó munición de energía cinética. En primer lugar se trataba de bolas redondas de piedra labrada, a continuación, bolas redondas de metal. Desde el principio, que combina la energía en la boca de fuego del proyectil de alta densidad y dureza han sido los factores principales en el diseño de este tipo de armas. Del mismo modo, el objetivo más importante de esas armas ha sido en general para derrotar al blindaje y otras estructuras defensivas, como las paredes de piedra del castillo, las maderas de un buque, o el blindaje de los tanques modernos. Las municiones de energía químicas en sus diversas formas siempre han sido la elección de las armas que debido a diversos factores de su diseño no pudieron generar la alta energía en la boca de fuego que necesita un arma de energía cinética.
El desarrollo de los penetradores KE modernos combina dos aspectos del diseño de artillería: la velocidad inicial y la fuerza concentrada. La alta velocidad de salida se logra utilizando un proyectil con una masa baja y la zona de amplia base en el cañón del arma.
El disparo de un proyectil de tamaño pequeño envuelto en una capa ligera externa, llamada zueco (sabot), eleva la velocidad de salida. Una vez que el casquillo sale del barril, el zueco ya no es necesario y cae en pedazos. Esto hace que el proyectil viaje a gran velocidad con una pequeña área de sección transversal y reduce la resistencia aerodinámica durante el vuelo a la meta. Alemania desarrolló sabot modernos bajo el nombre de "Treibspiegel" ("propulsión espejo") para dar altura extra a sus cañones antiaéreos durante la Segunda Guerra Mundial. Antes de esto, primitivos sabots de madera habían sido utilizados durante siglos en la forma de un tapón de madera unidos en la recámara antes de cargar las balas en el cañón, situado entre la carga propulsora y el proyectil.
El nombre de "sabot" es la palabra francesa para zueco (un zapato de madera tradicionalmente usada en algunos países europeos). Según una teoría, la palabra "sabotaje" se deriva de este significado específico de "sabot".
La concentración de la fuerza en un área más pequeña que se logra mediante la sustitución de los metales individuales (por lo general de acero) disparados con un disparo compuesto con dos metales, un núcleo pesado (sobre la base de tungsteno) dentro de una carcasa de metal ligero exterior. Estos diseños fueron conocidos como perforación de blindaje compuesto rígido (APCR). En el impacto, el centro tuvo un efecto mucho más concentrado que el metal llano tiro del mismo peso y tamaño. Sin embargo, la resistencia del aire y otros efectos son los mismos que para la carcaza de idéntico tamaño.
Entre 1941 y 1943, los británicos combinaron las dos técnicas en la ronda perforante de zueco descartable (APDS). El zueco sustituyó a la capa metálica de la APCR. Mientras que en el arma el disparo tenía una zona de amplia base para obtener la máxima aceleración de la carga propulsora, pero una vez fuera, el zueco se caía dejando al descubierto un tiro fuerte, con una pequeña sección transversal. Las rondas de alta velocidad perforante (HVAP) también se introdujeron en el Ejército de Estados Unidos, y fueron utilizados principalmente por los destructores de tanques.
Diseño moderno
El APDS fue inicialmente el diseño principal del penetrador de KE la progresión lógica era hacer el tiro más largo y delgado para concentrar la energía cinética en un área más pequeña sin embargo una vara larga y delgada es aerodinámicamente inestable "tiende a caer durante el vuelo y es menos precisa". Tradicionalmente, a los casquillos se les dio la estabilidad en el vuelo de las estrías del cañón del arma, lo que da un giro a la ronda.
Hasta un cierto límite, esto es efectivo, pero una vez que la longitud del proyectil es de más de seis o siete veces su diámetro, estriado se vuelve menos eficaz. Agregando aletas como las plumas de una flecha a la base da la estabilidad a la ronda, por lo tanto, son Armour-Piercing Fin-Stabilized Discarding Sabot (APFSDS) lo que en castellano quiere decir munición de sabot descartable estabilizada por aletas penetradoras de blindaje. El giro de estrías disminuye la efectividad de penetración de estas rondas (estriado desvía parte de la energía cinética lineal la energía cinética de rotación, lo que disminuye la velocidad de la ronda y la energía de impacto) y por lo que generalmente se despidieron de armas de ánima lisa, una práctica que ha sido adoptada por Israel - un importante proveedor de la ronda "flecha"- China, Francia, Pakistán, Alemania, Unión Soviética / Rusia y los Estados Unidos en sus tanques.
Otra razón para el uso de armas de ánima lisa es que en forma de municiones HEAT de carga pierden mucho de su efecto a la rotación. APFSDS todavía puede ser disparado desde cañones rayados, pero el zueco es un diseño modificado de la incorporación de los cojinetes para aislar a la vuelta del sabot en el cañón de la misma ronda, en la medida de lo posible. Armas saqueadas se han mantenido en uso por parte de algunos países (el Reino Unido y la India, por ejemplo), porque son capaces de disparar munición, tales como rondas HESH con mayor precisión. Sin embargo, las estrías se desgastan con el uso regular de APFSDS y requiere más mantenimiento. Por estas razones los Challenger 2 británicos está siendo probado con un arma de ánima lisa Rheinmetall de 120 mm.
Los penetradores KE modernos de tanques son comúnmente de 2-3 cm de diámetro y 50-60 cm de largo; a medida que los penetradores más modernos se desarrollan, su longitud tiende a aumentar y disminuir el diámetro. Sin embargo, el desarrollo de formas pesadas de blindaje reactivo, como la Unión Soviética, luego Rusia, Kontakt-5, que fueron diseñados para cortar los obturadores de vara larga, ha llevado a la reversión de esta tendencia en la última ronda en EE.UU..
Para maximizar la cantidad de energía cinética liberada en el destino, el penetrador debe ser de un material denso, como el carburo de tungsteno o de uranio empobrecido (DU) de aleación (Staballoy). La dureza del penetrador es de menor importancia, pero sigue siendo un factor como la abrasión un componente importante del mecanismo de fracaso del penetrador. Como DU no es en sí particularmente difícil, se alea con el níquel, zinc, o ambas cosas. DU es pirofórico, los fragmentos calientes del penetrador se encienden después del impacto en contacto con el aire, prendiendo fuego a combustibles y / o municiones en el destino del vehículo, compensando así la falta de una ojiva explosiva en el penetrador. Además, los penetradores DU exposición significativa la formación de la banda de corte adiabático.
Un error común es que, durante el impacto, las fracturas a lo largo de estas bandas causan a la punta del penetrador que arroje constantemente material, lo que afecta el mantenimiento de la forma cónica de la punta, mientras que otros materiales como el tungsteno sin forrar tienden a deformarse en un perfil menos eficaz, un efecto llamado "proliferación". En realidad, la formación de bandas de corte adiabático significa que los lados de la "seta" tienden a separarse antes, dando lugar a una cabeza más pequeña en el impacto, aunque todavía será muy "multiplicada". Las pruebas han demostrado que el agujero perforado por un proyectil de uranio empobrecido es de un diámetro menor que para un proyectil de tungsteno similar [2].
Municiones APFSDS utilizadas por el MBT TAM (Saorbats)
Las velocidades típicas de las rondas APFSDS varían entre los fabricantes y la longitud del cañón/tipo de boca. Como ejemplo típico, el General Dynamics KEW-A1 estadounidense tiene una velocidad inicial de 1740 m/s (5 700 pies/s). [3] Esto se compara con 914 m/s (3 000 pies/s) para un típico cañón (armas pequeñas). Las rondas APFSDS generalmente operan en el rango de 1400 a 1900 m/s. Los sabots también viajan a una velocidad tan alta que en caso de separación, se puede continuar por varios cientos de metros a una velocidad que puede ser letal para las tropas y los vehículos ligeros.
La contrapartida de APFSDS de municiones rifle es dardo (flechette) enzuecado. Un cañón que dispara dardos, el arma de propósito individual especial, se estaba elaborando para el Ejército de los EE.UU., pero el proyecto fue abandonado.
Notas
1. "Heat Rounds and Sabots".
2. "Adiabatic Shear Banding in Axisymmetric Impact and Penetration Problems". J. B. Stevens and R. C. Batra.
3. "120mm Tank Gun KE Ammunition". Defense Update. 2006-11-22. Retrieved 2007-09-03.
Referencias
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". Rev. Particulate Mater. 3: 71–131.
Wikipedia
2. "Adiabatic Shear Banding in Axisymmetric Impact and Penetration Problems". J. B. Stevens and R. C. Batra.
3. "120mm Tank Gun KE Ammunition". Defense Update. 2006-11-22. Retrieved 2007-09-03.
Referencias
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". Rev. Particulate Mater. 3: 71–131.
Wikipedia
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