Sabot perforante ad alette stabilizzato a scarto

I penetratoriKE per i moderni carri armati sono comunemente di 2-3 cm di diametro, e possono avvicinarsi agli 80 cm di lunghezza; man mano che vengono sviluppati design di penetratori-sabot strutturalmente più efficienti, la loro lunghezza tende ad aumentare, al fine di sconfiggere anche una maggiore profondità della corazza line-of-sight. Il concetto di sconfitta della corazza usando un lungo penetratore ad asta è un’applicazione pratica del fenomeno della penetrazione idrodinamica, (vedi idrodinamica).

Penetrazione fluidaModifica

Nonostante il penetratore pratico e i materiali bersaglio non siano fluidi prima dell’impatto, a velocità di impatto sufficientemente elevate anche i materiali cristallini iniziano a comportarsi in modo altamente plastico come un fluido, quindi molti aspetti della penetrazione idrodinamica sono applicabili.

I proiettili a canna lunga penetrano un fluido in senso letterale, basandosi semplicemente sulla densità dell’armatura del bersaglio e sulla densità e lunghezza del penetratore. Il penetratore continuerà a spostare il bersaglio ad una profondità pari alla lunghezza del penetratore per la radice quadrata delle densità del penetratore e del bersaglio. Si osserva immediatamente che i penetratori più lunghi e più densi penetreranno a profondità maggiori, e questo costituisce la base per lo sviluppo di proiettili anti-carro a canna lunga.

I parametri importanti per un efficace penetratore a canna lunga, quindi, sono una densità molto alta rispetto al bersaglio, un’alta durezza per penetrare le superfici dure del bersaglio, una durezza molto alta (duttilità) in modo che la canna non si frantumi all’impatto, e una resistenza molto alta per sopravvivere alle accelerazioni del lancio del cannone, così come alle variabilità dell’impatto del bersaglio, come colpire con un angolo obliquo e sopravvivere alle contromisure come l’armatura reattiva agli esplosivi.

Tungsteno e UranioModifica

Lo sviluppo di forme pesanti di corazze reattive (come la sovietica, poi russa, Kontakt-5), che sono progettate per tranciare e deviare i penetratori a canna lunga, ha spinto lo sviluppo di disegni di penetratori a energia cinetica più complessi, in particolare nei più recenti proiettili anticarro costruiti dagli Stati Uniti.costruiti dagli Stati Uniti. Tuttavia, anche se la geometria dei penetratori può adattarsi alle contromisure reattive delle corazze, i materiali di scelta per i proiettili ad energia cinetica a canna lunga penetranti in profondità rimangono la lega pesante di tungsteno (WA) e la lega di uranio impoverito (DU). Entrambi i materiali sono molto densi, duri, resistenti, duttili e molto forti; tutte qualità eccezionali adatte alla penetrazione profonda delle corazze. Tuttavia, ogni materiale esibisce le sue qualità uniche di penetrazione che possono, o non possono, essere la scelta migliore per qualsiasi applicazione anti-corazza.

Per esempio, la lega di uranio impoverito è piroforica; i frammenti riscaldati del penetratore si infiammano dopo l’impatto a contatto con l’aria, dando fuoco al carburante e/o alle munizioni nel veicolo bersaglio, contribuendo significativamente alla letalità dietro la corazza. Inoltre, i penetratori DU mostrano una significativa formazione di bande di taglio adiabatico. Un malinteso comune è che, durante l’impatto, le fratture lungo queste bande fanno sì che la punta del penetratore perda continuamente materiale, mantenendo la forma conica della punta, mentre altri materiali come il tungsteno non rivestito tendono a deformarsi in un profilo arrotondato meno efficace, un effetto chiamato “mushrooming”. In realtà, la formazione di bande di taglio adiabatico significa che i lati del “fungo” tendono a rompersi prima, portando ad una testa più piccola all’impatto, anche se sarà ancora significativamente “a fungo”.

I test hanno dimostrato che il foro scavato da un proiettile DU ha un diametro più stretto di quello di un proiettile simile di tungsteno; e anche se entrambi i materiali hanno quasi la stessa densità, durezza, tenacità e resistenza, a causa di queste differenze nel loro processo di deformazione, l’uranio impoverito tende a superare la penetrazione di una lunghezza equivalente di lega di tungsteno contro obiettivi in acciaio. Tuttavia, l’uso dell’uranio impoverito, nonostante alcune caratteristiche prestazionali superiori, non è privo di controversie politiche e umanitarie, ma rimane il materiale di scelta per alcuni paesi a causa di considerazioni di costo e disponibilità strategica rispetto al tungsteno.

Design del sabotModifica

Complicando le cose, quando si considera lo schieramento estero delle forze militari o i mercati di esportazione, un sabot progettato specificamente per lanciare un penetratore DU non può essere semplicemente utilizzato per lanciare un penetratore WA sostitutivo, anche di esattamente la stessa geometria di fabbricazione. I due materiali si comportano in modo significativamente diverso sotto l’alta pressione e le forze di accelerazione del lancio, in modo tale che sono necessarie geometrie del materiale del sabot completamente diverse (più spesse o più sottili in alcuni punti, se possibile), per mantenere l’integrità strutturale in-bore.

Le velocità tipiche dei proiettili APFSDS variano tra i produttori e la lunghezza/tipo di volata. Come esempio tipico, l’americano General Dynamics KEW-A1 ha una velocità di volata di 1.740 m/s (5.700 piedi/s). Questo si confronta con 914 m/s (3.000 ft/s) per un tipico colpo di fucile (armi leggere). I proiettili APFSDS generalmente operano nell’intervallo da 1.400 a 1.800 m/s. Al di sopra di una certa velocità d’impatto minima necessaria per superare significativamente i parametri di resistenza del materiale del bersaglio, la lunghezza del penetratore è più importante della velocità d’impatto; come esemplificato dal fatto che il modello base M829 vola quasi 200 metri/sec più veloce del più recente modello M829A3, ma è solo circa la metà della lunghezza, del tutto inadeguato per sconfiggere le armature allo stato dell’arte.

Spesso la sfida ingegneristica più grande è la progettazione di un sabot efficiente per lanciare con successo penetratori estremamente lunghi, ora vicini agli 800 mm (2 piedi 7 in) di lunghezza. Il sabot, necessario per riempire il foro del cannone quando si spara un proiettile lungo e sottile, è un peso parassita che sottrae alla velocità potenziale della canna dell’intero proiettile. Mantenere l’integrità strutturale all’interno del foro di un proiettile di volo così lungo sotto accelerazioni di decine di migliaia di g non è un’impresa banale, e ha portato la progettazione dei sabot dall’impiego, nei primi anni ’80, di allumini facilmente disponibili a basso costo e ad alta resistenza di tipo aerospaziale, come il 6061 e il 6066-T6, all’alluminio 7075-T6 ad alta resistenza e più costoso, all’acciaio maraging, e all’alluminio 7090-T6 sperimentale ad altissima resistenza, all’attuale stato dell’arte e incredibilmente costosa plastica rinforzata con fibre di grafite, al fine di ridurre ulteriormente la massa parassita del sabot, che potrebbe essere quasi la metà della massa di lancio dell’intero proiettile.

I petali del sabot di scarto viaggiano a una velocità di volata così elevata che, al momento della separazione, possono continuare per molte centinaia di metri a velocità che possono essere letali per le truppe e dannose per i veicoli leggeri. Per questo motivo, anche in combattimento, i mitraglieri devono essere consapevoli del pericolo per le truppe vicine.

La flechette sabotata era la controparte dell’APFSDS nelle munizioni per fucile. Un fucile per sparare flechette, lo Special Purpose Individual Weapon, era in fase di sviluppo per l’esercito degli Stati Uniti, ma il progetto fu abbandonato.

Si trattava di un fucile per sparare flechette.