埋頭彈
嵌入式彈藥或套筒式彈藥
埋頭彈(CTA)即將發射葯有效覆蓋並包裹住整個彈丸,以增加發射藥用量並提高彈丸彈道性能的彈藥。其外形規則,可充分利用儲彈空間。
埋頭彈(Cased Telescoped Ammunition)也稱嵌入式彈藥或套筒式彈藥。正如埋頭的含義一樣,埋頭彈藥的彈丸是裝在葯筒的發射葯里的,這是它在外形上的區別。由於採用了圓筒狀裝葯,因此它的體積更小,便於存放,節省了彈藥儲存空間,可提高攜彈量;葯筒形狀簡單整齊,簡化了供彈機的設計;有利於採用旋轉閉鎖的結構,從而縮小了火炮系統的總體尺寸,提高了射速,特別是可以在原有火炮尺寸條件下,改裝較大口徑火炮系統,提高了戰車威力。
埋頭彈通常採用兩極點火,底火被擊發后,輔助發射葯燃燒並將彈丸推離葯筒,推入彈膛;彈丸脫離葯筒后,輔助發射葯火焰隨即引燃主裝葯,火藥燃燒產生的氣體推動彈丸高速飛離身管。
上世紀50年代,美國空軍想讓航炮和機槍的彈藥小一些、輕一些,首次提出了埋頭彈藥的概念,80年代,美國陸軍為了提高步兵戰車的火力,開始探索射程更遠,穿甲力更強,殺傷力更大的車載自動炮。經過對30~50毫米各種口徑火炮及其彈藥效能的綜合分析,提出了45毫米脫殼穿甲彈研究計劃,進一步推動了埋頭彈技術的發展,雖然美國在埋頭彈藥的研究方面作了大量的工作,但在面臨技術和預算困難的情況下,暫時擱置了對埋頭彈的研製。然而面對美國在埋頭彈藥研究的停滯,歐洲並沒有退縮。1994年英法兩國決定對埋頭彈藥技術揭開展國際合作研製。其任務就是尋求埋頭彈藥的開發與工業化生產,並確定了歐洲在此火炮及彈藥技術領域裡的領先地位。
英法兩國在對未來裝甲目標威脅進行了全面分析后認為:由於輕型裝甲車採用了主動和爆炸反應裝甲,若要摧毀1500米以上的此類,目標,火炮口徑應達到40~45毫米。CTAI公司從最初提出的7種45毫米火炮方案中選出2種,並在此基礎上確定了通用CT2000式45毫米埋頭彈火炮結構。該炮採用80倍口徑身管,攜彈150發。1996年進行了演示試驗,結果表明其發射的尾翼脫殼穿甲彈可以穿透150毫米厚的軋制均質裝甲,射彈60發/分鐘的時候取得了0.25密位的彈著散布。
雖然CTAI公司認為45毫米是對付輕型裝甲車輛的最佳口徑,但通盤考慮其他因數后,決定重新研製40毫米口徑埋頭彈武器系統。1998年CT2000式40毫米埋頭彈武器系統首門樣炮進行了射擊試驗。1999年年底,該系統安裝在美國“布雷德利”步兵戰車上成功進行了一系列無人射擊試驗,發射了曳光尾翼穩定脫殼穿甲彈和通用曳光彈。
CT2000式40毫米CTWS採用70倍口徑長身管、迴轉式彈膛結構、通過耳軸以90度供彈。由於埋頭彈結構的特殊,彈艙中的待發彈無需通過彈鏈連接,而是直接散裝排列在其中。火炮的左右耳軸上開有通孔,輸彈時彈膛向右旋轉90度,埋頭彈通過供彈機從右耳軸被推入彈膛,隨後彈膛迴轉與彈膛成直線。擊發后,火炮后坐並復進,彈膛重新回到裝填位置,供彈機推入下一發彈,同時上一發彈的空葯筒被從左耳軸通孔頂出。火炮射速可達200發/分鐘。
埋頭彈無需彈鏈且外形規則,因此提高了彈藥艙的空間使用效率,裝彈量比同口徑常規彈藥多50%、威力提高40%。CTWS的供彈系統採用電力驅動、數字化控制、乘員通過操作面板在3秒鐘內完成彈種選擇,供彈系統完成快速裝彈,啟動時間只有2秒鐘。供彈過程方便迅速,可靠性高。專門的彈藥管理系統可以顯示彈藥艙的余彈信息。
CTWS配備有通用曳光榴彈、曳光尾翼穩定脫殼穿甲彈、曳光訓練彈、曳光近程訓練彈和可編程空炸榴霰彈,彈殼尺寸都為65X255毫米。通用曳光榴彈全重2.2千克,彈丸重1千克。炮口初速1000米/秒,炮口動能500千焦,配有觸發和可編程空炸引信。
曳光尾翼穩定脫殼穿甲彈全彈重1.8千克、彈丸重450 克,炮口初速達到1640米/秒,2000米處存速1400米/秒,可以穿透5000米處的預定目標,完全可以壓制BMP3等步兵戰車。
40MM埋頭彈藥
可編程空炸榴霰彈
可編程空炸榴霰彈全彈重2.8千克、彈丸重1.4千克,炮口初速900/秒,此彈種類似於瑞士歐瑞康的AHEAD彈藥,彈頭內裝有200顆鎢合金圓柱體,由可編程引信引爆拋射葯使其拋射出去,既可以防空,又可以殺傷人員。
1999年美國對CTWS進行了全面的評估,初步驗證了其裝備步兵戰車的可行性。2002年初,CTAI 公司在CTWS的基礎上推出了雙人炮塔用來滿足英法兩國的需要。新型炮塔配備莫各公司的雙軸武器穩定系統,與熱象/光學瞄準具聯用有很好的首發命中率,並具有移動中射擊的能力。火炮高低射界-12度到+47度,具有有限的防空能力。炮塔採用焊接結構、鋁製結構、外接鈦裝甲,在加掛陶瓷裝甲后,可以抵禦30毫米穿甲彈的攻擊。該炮塔可以攜帶184發炮彈,其中CTWS供彈系統上可裝填42發待發彈,載車可以儲存142發。另外法國還要求 CTAI公司研製無人遙控炮塔,觀瞄基火控設備和雙人炮塔相同,但是體積更小更緊湊。
40毫米CTWS的彈藥與同口徑常規彈藥相比體積小30%,重量也減輕30%,但性能提高30%。在採用了複合材料葯筒后,大大降低了使用成本,並且不易受損。火炮與常規自動炮相比,結構非常緊湊,40毫米CTWS的體積與25毫米自動炮相當,完全可以用來改裝大多數現役步兵戰車上的25~30毫米炮,而且全壽命周期成本能就降低一半左右。
在威力上40毫米CTWS的炮口動能比同口徑常規彈藥大15%,而後坐力僅為美國25毫米M242鏈式自動炮的2/3。在具有諸多優點后,40毫米CTWS完全可以在地面武器甚至飛機上得到廣泛的應用。
CTAI公司計劃在40毫米CTWS系統成熟后,將精力轉向大口徑坦克用CTWS上來。在可以預見的將來,炮尾和葯室密封問題解決后,大口徑CTWS必定會得到廣泛的應用。