La munición perforante de blindaje ( AP ) es un tipo de proyectil diseñado para penetrar la protección de blindaje, que generalmente incluye blindaje naval , blindaje corporal y blindaje de vehículos . [1]
La primera y principal aplicación de los proyectiles perforantes fue la de destruir el grueso blindaje de muchos buques de guerra y causar daños a sus interiores ligeramente blindados. A partir de la década de 1920, las armas perforantes se hicieron necesarias para la guerra antitanque . Los proyectiles antiblindaje de calibre inferior a 20 mm están destinados a objetivos ligeramente blindados, como chalecos antibalas, cristales antibalas y vehículos ligeramente blindados.
A medida que el blindaje de los tanques mejoró durante la Segunda Guerra Mundial , los proyectiles antivehículos comenzaron a utilizar un cuerpo penetrante más pequeño pero denso dentro de un proyectil más grande, disparando a una velocidad inicial muy alta . Los penetradores modernos son barras largas de material denso como el tungsteno o el uranio empobrecido (DU) que mejoran aún más la balística terminal.
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A finales de la década de 1850 se desarrolló el buque de guerra acorazado , que llevaba un blindaje de hierro forjado de un espesor considerable. Este blindaje era prácticamente inmune tanto a las balas de cañón de hierro fundido que se utilizaban entonces como al nuevo proyectil explosivo .
La primera solución a este problema fue efectuada por el Mayor Sir W. Palliser , quien, con el perdigón Palliser , inventó un método para endurecer la cabeza del perdigón de hierro fundido puntiagudo. [2] Al fundir la punta del proyectil hacia abajo y formar la cabeza en un molde de hierro, el metal caliente se enfrió repentinamente y se volvió intensamente duro (resistente a la deformación a través de una transformación de fase de martensita ), mientras que el resto del molde, al estar formado de arena, permitió que el metal se enfriara lentamente y que el cuerpo del perdigón se hiciera resistente [2] (resistente a la rotura).
Estos proyectiles de hierro enfriado resultaron muy eficaces contra los blindajes de hierro forjado, pero no eran útiles contra los blindajes compuestos y de acero , [2] que se introdujeron por primera vez en la década de 1880. Por lo tanto, se tuvo que dar un nuevo paso y los proyectiles de acero forjado con puntas endurecidas por agua sustituyeron a los proyectiles Palliser. Al principio, estos proyectiles de acero forjado se fabricaban con acero al carbono común , pero a medida que los blindajes mejoraron en calidad, los proyectiles siguieron su ejemplo. [2]
Durante la década de 1890 y posteriormente, el blindaje de acero cementado se volvió algo común, inicialmente solo en el blindaje más grueso de los buques de guerra. Para combatirlo, el proyectil se formaba con acero, forjado o fundido, que contenía níquel y cromo . Otro cambio fue la introducción de una tapa de metal blando sobre la punta del proyectil, las llamadas "puntas Makarov", inventadas por el almirante ruso Stepan Makarov . Esta "tapa" aumentaba la penetración al amortiguar parte del impacto y evitar que la punta perforante se dañara antes de golpear la cara del blindaje, o que el cuerpo del proyectil se rompiera. También podía ayudar a la penetración desde un ángulo oblicuo al evitar que la punta se desviara de la cara del blindaje.
Los perdigones y los proyectiles utilizados antes y durante la Primera Guerra Mundial se fundían generalmente a partir de acero al cromo especial que se fundía en ollas. Después se forjaban hasta darles forma y luego se recocían a fondo, se perforaba el núcleo en la parte trasera y se torneaba el exterior . [2] Los proyectiles se terminaban de manera similar a otros descritos anteriormente. El tratamiento final, o de templado , que daba el perfil de dureza/tenacidad requerido (endurecimiento diferencial) al cuerpo del proyectil, era un secreto muy bien guardado. [2]
La cavidad trasera de estos proyectiles era capaz de recibir una pequeña carga explosiva de aproximadamente el 2% del peso del proyectil completo; cuando se utilizaba esto, el proyectil se denominaba proyectil, no perdigón. El relleno de alto poder explosivo del proyectil, ya fuera con espoleta o sin ella, tenía tendencia a explotar al impactar contra un blindaje que excedía su capacidad de perforación. [2]
Durante la Segunda Guerra Mundial, los proyectiles utilizaban aceros altamente aleados que contenían níquel , cromo y molibdeno , aunque en Alemania, esto tuvo que cambiarse a una aleación basada en silicio , manganeso y cromo cuando esos grados comenzaron a escasear. Esta última aleación, aunque se podía endurecer al mismo nivel, era más frágil y tenía tendencia a romperse al impactar contra un blindaje muy inclinado. Los perdigones rotos reducían la penetración o resultaban en un fallo total de la penetración; en el caso de los proyectiles de alto poder explosivo perforantes (APHE), esto podía provocar la detonación prematura del relleno de alto poder explosivo. Durante este período, especialmente por parte de la industria armamentística alemana, se desarrollaron métodos avanzados y precisos para endurecer diferencialmente un proyectil. Los proyectiles resultantes cambian gradualmente de alta dureza (baja tenacidad) en la cabeza a alta tenacidad (baja dureza) en la parte trasera y era mucho menos probable que fallaran en el impacto.
Los proyectiles APHE para cañones de tanques, aunque utilizados por la mayoría de las fuerzas de este período, no fueron utilizados por los británicos. El único proyectil APHE británico para uso en tanques en este período fue el Shell AP, Mk1 para el cañón antitanque de 2 libras y se abandonó porque se descubrió que la espoleta tendía a separarse del cuerpo durante la penetración. Incluso cuando la espoleta no se separaba y el sistema funcionaba correctamente, el daño en el interior era poco diferente al del proyectil sólido, por lo que no justificaba el tiempo y el costo adicionales de producir una versión con proyectil. Habían estado usando APHE desde la invención del proyectil Palliser de alto explosivo al 1,5% en las décadas de 1870 y 1880, y entendían las compensaciones entre confiabilidad, daño, porcentaje de alto explosivo y penetración, y consideraban que la confiabilidad y la penetración eran lo más importante para el uso en tanques. Los proyectiles APHE navales de este período, al ser mucho más grandes, usaban una carga explosiva de aproximadamente el 1-3% del peso del proyectil completo, [2] pero en uso antitanque, los proyectiles mucho más pequeños y de mayor velocidad usaban solo alrededor del 0,5%, por ejemplo, el Panzergranate 39 con solo un 0,2% de relleno de alto explosivo. Esto se debía a los requisitos de penetración de blindaje mucho más altos para el tamaño del proyectil (por ejemplo, más de 2,5 veces el calibre en uso antitanque en comparación con menos de 1 vez el calibre para la guerra naval). Por lo tanto, en la mayoría de los proyectiles APHE utilizados en antitanque, el objetivo de la carga explosiva era ayudar a la cantidad de fragmentos producidos por el proyectil después de la penetración del blindaje, la energía de los fragmentos provenía de la velocidad del proyectil después de ser disparado desde un cañón antitanque de alta velocidad, en lugar de su carga explosiva. Hubo algunas excepciones notables a esto, con proyectiles de calibre naval utilizados como proyectiles antihormigón y antiblindaje, aunque con una capacidad de penetración de blindaje mucho reducida. El relleno se detonaba mediante una espoleta de retardo montada en la parte trasera. El explosivo utilizado en los proyectiles APHE debe ser muy insensible al impacto para evitar una detonación prematura. Las fuerzas estadounidenses normalmente utilizaban el explosivo Explosive D , también conocido como picrato de amonio, para este propósito. Otras fuerzas combatientes de la época utilizaban varios explosivos, adecuadamente desensibilizados (normalmente mediante el uso de ceras mezcladas con el explosivo).
Los sufijos de casquillo (C, BC, CBC) se aplican tradicionalmente solo a los proyectiles de tipo AP, SAP, APHE y SAPHE (ver más abajo) configurados con casquillos, por ejemplo "APHEBC" (blindaje perforante de alto explosivo balístico con casquillo), aunque a veces se omite el sufijo HE en los proyectiles APHE y SAPHE con casquillos (ejemplo: APHECBC > APCBC). Si se equipa con un trazador, se añade un sufijo "-T" (APC-T).
Un proyectil perforante debe soportar el impacto de atravesar el blindaje . Los proyectiles diseñados para este propósito tienen un cuerpo muy reforzado con una punta especialmente endurecida y con forma. Una adición común a los proyectiles posteriores es el uso de un anillo o tapa de metal más suave en la punta, conocida como tapa penetrante o tapa perforante . Esto reduce el impacto inicial para evitar que el proyectil rígido se rompa, además de ayudar al contacto entre el blindaje del objetivo y la punta del penetrador para evitar que el proyectil rebote en disparos de refilón. Idealmente, estas tapas tienen un perfil romo, lo que llevó al uso de una tapa aerodinámica más delgada para mejorar la balística de largo alcance . Los proyectiles perforantes pueden contener una pequeña carga explosiva conocida como "carga explosiva". Algunos proyectiles perforantes de menor calibre tienen un relleno inerte o una carga incendiaria en lugar de la carga explosiva.
Los proyectiles perforantes de alto explosivo ( APHE ) son proyectiles perforantes que contienen un relleno explosivo, que inicialmente se denominaban "proyectil", para distinguirlos de los "perdigones" no explosivos. Esto era en gran parte una cuestión de uso británico, relacionado con la invención en 1877 del primero de este tipo, el proyectil Palliser con un 1,5% de alto explosivo (HE). Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, los proyectiles perforantes con cargas explosivas a veces se distinguían por el sufijo "HE"; APHE era común en proyectiles antitanque de calibre 75 mm y mayores, debido a la similitud con los proyectiles perforantes navales mucho más grandes que ya eran de uso común. A medida que avanzaba la guerra, el diseño de municiones evolucionó de modo que las cargas explosivas en los APHE se hicieron cada vez más pequeñas o inexistentes, especialmente en proyectiles de menor calibre, por ejemplo, el Panzergranate 39 con solo un 0,2% de relleno de alto explosivo.
Los principales tipos de proyectiles para la guerra antitanque moderna son los penetradores de energía cinética de sabotaje descartable , como el APDS. Los proyectiles perforantes de blindaje de calibre completo ya no son el método principal para llevar a cabo la guerra antitanque. Todavía se utilizan en la artillería de calibre superior a 50 mm, pero la tendencia es utilizar proyectiles semiperforantes de alto explosivo ( SAPHE ), que tienen menos capacidad antiblindaje pero efectos antimaterial y antipersonal mucho mayores. Estos todavía tienen tapas balísticas, cuerpos endurecidos y espoletas de base , pero tienden a tener un material de cuerpo mucho más delgado y un contenido explosivo mucho mayor (4-15%).
Los términos comunes (y acrónimos) para los proyectiles perforantes y semiperforantes modernos son:
Los proyectiles antitanque de alto poder explosivo ( HEAT ) son un tipo de carga hueca que se utiliza para destruir vehículos blindados. Son muy eficaces para destruir blindajes de acero simple, pero menos contra blindajes reactivos y compuestos posteriores . La eficacia de estos proyectiles es independiente de la velocidad y, por lo tanto, del alcance: es tan eficaz a 1000 metros como a 100 metros. Esto se debe a que los proyectiles HEAT no pierden capacidad de penetración con la distancia. La velocidad puede incluso ser cero en el caso de que un soldado coloque una mina magnética en la placa de blindaje de un tanque. Una carga HEAT es más eficaz cuando se detona a una cierta distancia óptima frente a un objetivo y los proyectiles HEAT suelen distinguirse por una sonda de punta larga y delgada que sobresale frente al resto del proyectil y la detona a una distancia correcta, por ejemplo, la bomba PIAT . Los proyectiles HEAT son menos eficaces cuando se hacen girar, como cuando se disparan desde un cañón estriado .
Los proyectiles HEAT se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial como una munición hecha de una carga explosiva en forma de cono que utiliza el efecto Munroe para crear un flujo de partículas de metal a muy alta velocidad en un estado de superplasticidad , y se utiliza para penetrar el blindaje sólido de los vehículos . Los proyectiles HEAT provocaron una revolución en la guerra antitanque cuando se introdujeron por primera vez en la última parte de la Segunda Guerra Mundial. Un soldado de infantería podía destruir eficazmente cualquier tanque existente con un arma portátil, alterando así drásticamente la naturaleza de las operaciones móviles. Durante la Segunda Guerra Mundial, las armas que utilizaban ojivas HEAT se conocían como ojivas de carga hueca o de carga hueca . [3]
Las reivindicaciones de prioridad de invención son difíciles de resolver debido a las interpretaciones históricas posteriores, el secreto, el espionaje y el interés comercial internacional. [4] Las ojivas de carga hueca fueron promovidas internacionalmente por el inventor suizo Henry Mohaupt , quien exhibió el arma antes de la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1939, Mohaupt demostró su invento a las autoridades de artillería británicas y francesas. Durante la guerra, los franceses comunicaron la tecnología al Departamento de Artillería de los EE. UU., que luego invitó a Mohaupt a los EE. UU., donde trabajó como consultor en el proyecto de bazuca . A mediados de 1940, Alemania había introducido el primer proyectil HEAT disparado por un cañón, el 7,5 cm disparado por el Kw.K.37 L/24 del tanque Panzer IV y el cañón autopropulsado Stug III (7,5 cm Gr.38 Hl/A, ediciones posteriores B y C). A mediados de 1941, Alemania comenzó a producir granadas de fusil HEAT, que primero se entregaron a los paracaidistas y, en 1942, a las unidades del ejército regular. En 1943, se introdujeron las granadas Püppchen , Panzerschreck y Panzerfaust . El Panzerfaust y el Panzerschreck o "terror de tanques" dieron al soldado de infantería alemán la capacidad de destruir cualquier tanque en el campo de batalla a una distancia de entre 50 y 150 m con relativa facilidad de uso y entrenamiento, a diferencia del PIAT del Reino Unido.
La primera arma HEAT británica que se desarrolló y se fabricó fue una granada de fusil que utilizaba un cañón de 2+Lanzador de copa de 1 ⁄ 2 pulgada (63,5 mm) en el extremo del cañón; la granada AT británica No. 68 entregada al ejército británico en 1940. En 1943, se desarrolló el PIAT; una combinación de una ojiva HEAT y un sistema de lanzamiento de mortero de espiga . Si bien era engorroso, el arma finalmente permitió a la infantería británica atacar a los blindados a distancia; las minas de mano y granadas magnéticas anteriores requerían que se acercaran de manera suicida. [5] Durante la Segunda Guerra Mundial, los británicos se refirieron al efecto Munroe como el efecto de cavidad en los explosivos . [3]
Los proyectiles sólidos perforantes para cañones pueden ser simples o compuestos, pero tienden a combinar también alguna forma de capacidad incendiaria con la de penetración de blindaje. El compuesto incendiario normalmente está contenido entre la tapa y la punta penetrante, dentro de un hueco en la parte trasera, o una combinación de ambos. Si el proyectil también utiliza un trazador , la cavidad trasera se utiliza a menudo para alojar el compuesto trazador. Para proyectiles de mayor calibre, el trazador puede estar contenido en una extensión del tapón de sellado trasero. Las abreviaturas comunes para los proyectiles sólidos (no compuestos/hardcore) disparados con cañones son: AP , AP-T , API y API-T ; donde "T" significa "trazador" e "I" "incendiario". Los proyectiles compuestos más complejos que contienen explosivos y otros dispositivos balísticos tienden a denominarse proyectiles perforantes.
Los proyectiles perforantes de blindaje ( AP ) sin fulminante de principios de la Segunda Guerra Mundial disparados desde cañones de alta velocidad podían penetrar aproximadamente el doble de su calibre a corta distancia (100 m). A distancias mayores (500-1000 m), esto reducía entre 1,5 y 1,1 calibres debido a la mala forma balística y la mayor resistencia de los primeros proyectiles de diámetro más pequeño. En enero de 1942, Arthur E. Schnell [6] desarrolló un proceso para proyectiles perforantes de blindaje de 20 mm y 37 mm para prensar barras de acero bajo 500 toneladas de presión que creaban "líneas de flujo" más uniformes en la punta cónica del proyectil, lo que permitía que el proyectil siguiera una trayectoria más directa con la punta primero hasta el objetivo blindado. Más tarde en el conflicto, los APCBC disparados a corta distancia (100 m) con cañones de gran calibre y alta velocidad (75-128 mm) podían penetrar un espesor de blindaje mucho mayor en relación con su calibre (2,5 veces) y también un espesor mayor (2-1,75 veces) a distancias más largas (1.500-2.000 m).
En un esfuerzo por lograr una mejor aerodinámica, a los proyectiles AP se les colocaron casquillos balísticos para reducir la resistencia y mejorar las velocidades de impacto a media y larga distancia. El casquillo balístico hueco se rompía cuando el proyectil impactaba en el objetivo. Estos proyectiles se clasificaron como proyectiles con casquillo balístico perforante (APBC).
Los proyectiles perforantes con fulminante se habían desarrollado a principios del siglo XX y estuvieron en servicio en las flotas británica y alemana durante la Primera Guerra Mundial. Los proyectiles generalmente consistían en un cuerpo de acero al níquel que contenía la carga explosiva y estaba equipado con una punta de acero endurecido destinada a penetrar blindaje pesado. Golpear una placa de acero endurecido a alta velocidad impartía una fuerza significativa al proyectil y los proyectiles perforantes estándar tenían una tendencia a romperse en lugar de penetrar, especialmente en ángulos oblicuos, por lo que los diseñadores de proyectiles agregaron una tapa de acero dulce a la punta de los proyectiles. El acero dulce más flexible se deformaría en el impacto y reduciría el impacto transmitido al cuerpo del proyectil. El diseño de los proyectiles variaba, con algunos equipados con tapas huecas y otros con tapas sólidas. [7]
Como los proyectiles penetrantes de mejor rendimiento no eran muy aerodinámicos, más tarde se les colocó un proyectil balístico adicional para reducir la resistencia. Los proyectiles resultantes se clasificaron como proyectiles con proyectil balístico perforante (APCBC). El proyectil con proyectil balístico hueco les daba una punta más afilada que reducía la resistencia y se rompía en el momento del impacto. [8]
Los perdigones semiperforantes ( SAP ) son perdigones sólidos fabricados con acero dulce (en lugar de acero con alto contenido de carbono como los perdigones AP). Actúan como munición de bajo costo con peores características de penetración que los proyectiles contemporáneos de acero con alto contenido de carbono.
El proyectil rígido perforante de blindaje ( APCR ) en la nomenclatura británica , el proyectil perforante de blindaje de alta velocidad ( HVAP ) en la nomenclatura estadounidense, también llamado "proyectil de núcleo duro" ( en alemán : Hartkernprojektil ) o simplemente "proyectil de núcleo" ( en sueco : kärnprojektil ), es un proyectil que tiene un núcleo de material duro de alta densidad, como carburo de tungsteno , rodeado por una carcasa de calibre completo de un material más ligero (por ejemplo, una aleación de aluminio ). Sin embargo, la baja densidad seccional del APCR resultó en una alta resistencia aerodinámica . Los compuestos de tungsteno como el carburo de tungsteno se usaron en pequeñas cantidades de proyectiles sabot no homogéneos y descartados, pero ese elemento escaseaba en la mayoría de los lugares. La mayoría de los proyectiles APCR tienen la misma forma que el proyectil APCBC estándar (aunque algunos de los Pzgr. 40 alemanes y algunos diseños soviéticos se parecen a flechas cortas), pero el proyectil es más ligero: hasta la mitad del peso de un proyectil AP estándar del mismo calibre. El menor peso permite una mayor velocidad inicial. La energía cinética del proyectil se concentra en el núcleo y, por lo tanto, en una zona de impacto más pequeña, lo que mejora la penetración del blindaje del objetivo. Para evitar que se rompa en el impacto, se coloca una tapa amortiguadora entre el núcleo y la carcasa balística exterior, como en los proyectiles APC. Sin embargo, como el proyectil es más ligero pero sigue teniendo el mismo tamaño general, tiene peores cualidades balísticas y pierde velocidad y precisión a mayores distancias. El APCR fue reemplazado por el APDS, que prescindió de la carcasa exterior de aleación ligera una vez que el proyectil había salido del cañón. El concepto de un penetrador pesado de pequeño diámetro revestido de metal ligero se empleó más tarde en proyectiles incendiarios perforantes de blindaje de armas pequeñas y proyectiles HEIAP.
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Proyectil perforante compuesto no rígido ( APCNR ) en la nomenclatura británica , [e] también llamado "proyectil de brida" ( en sueco : flänsprojektil ) o menos comúnmente "proyectil perforante de supervelocidad", es un proyectil de subcalibre utilizado en armas de ánima estrecha (también conocidas como armas de "ánima cónica"), armas que presentan un cañón o extensión de cañón que se estrecha hacia la boca del cañón, un sistema conocido como el principio de Gerlich . Este diseño de proyectil es muy similar al diseño APCR, que presenta un núcleo de alta densidad dentro de una carcasa de hierro dulce u otra aleación, pero con la adición de bridas o pernos de metal blando a lo largo de la pared exterior del proyectil para aumentar el diámetro del proyectil a un calibre mayor. Este calibre es el calibre inicial de ánima completa, pero la carcasa exterior se deforma a medida que pasa a través del cono. Las bridas o pernos se prensan hacia abajo en la sección cónica de modo que cuando sale de la boca del cañón, el proyectil tiene una sección transversal general más pequeña. [8] Esto le da mejores características de vuelo con una mayor densidad seccional, y el proyectil retiene mejor la velocidad a distancias más largas que un proyectil no deformado del mismo peso. Al igual que con el APCR, la energía cinética del proyectil se concentra en el núcleo del impacto. La velocidad inicial del proyectil aumenta en gran medida por la disminución del área de la sección transversal del cañón hacia la boca del cañón, lo que resulta en un aumento proporcional en la velocidad de los gases propulsores en expansión.
Los alemanes desplegaron su diseño inicial como arma antitanque ligera, el Schwere Panzerbüchse 41 de 2,8 cm , a principios de la Segunda Guerra Mundial , seguido por el Pak 41 de 4,2 cm y el Pak 41 de 7,5 cm . Aunque también se pusieron en servicio municiones HE, pesaban solo 93 gramos y tenían baja efectividad. [9] El cono alemán era una parte fija del cañón.
En cambio, los británicos utilizaban el adaptador Littlejohn , que se podía acoplar o desmontar según fuera necesario. El adaptador amplió la utilidad de los vehículos blindados y los tanques ligeros, que no podían actualizarse con ningún cañón más grande que el QF de 2 libras. Aunque se podía utilizar una gama completa de proyectiles y perdigones, cambiar un adaptador durante una batalla suele ser poco práctico.
El APCNR fue reemplazado por el diseño APDS, que era compatible con cañones no cónicos.
Un importante desarrollo de la tecnología antiblindaje fue el sabot antiblindaje descartable ( APDS ). Una primera versión fue desarrollada por ingenieros que trabajaban para la compañía francesa Edgar Brandt , y se utilizó en dos calibres (75 mm/57 mm para el cañón antitanque Mle1897/33 de 75 mm , 37 mm/25 mm para varios tipos de cañones de 37 mm) justo antes del armisticio franco-alemán de 1940. [10] Los ingenieros de Edgar Brandt, habiendo sido evacuados al Reino Unido, se unieron a los esfuerzos de desarrollo del APDS en curso allí, culminando en mejoras significativas del concepto y su realización. El tipo de proyectil APDS fue desarrollado aún más en el Reino Unido entre 1941 y 1944 por L. Permutter y SW Coppock, dos diseñadores del Departamento de Investigación de Armamentos. A mediados de 1944, el proyectil APDS se introdujo por primera vez en servicio para el cañón antitanque QF de 6 libras del Reino Unido y más tarde, en septiembre de 1944, para el cañón antitanque QF-17 libras . [11] La idea era utilizar un material penetrador más fuerte y denso con un tamaño más pequeño y, por lo tanto, menos resistencia, para permitir una mayor velocidad de impacto y penetración del blindaje.
El concepto de perforación de blindaje exige una capacidad de penetración mayor que el espesor del blindaje del objetivo. El penetrador es una masa puntiaguda de material de alta densidad que está diseñada para mantener su forma y llevar la máxima cantidad posible de energía lo más profundamente posible en el objetivo. En general, la capacidad de penetración de un proyectil perforante aumenta con la energía cinética del proyectil y con la concentración de esa energía en un área pequeña. Por lo tanto, un medio eficiente para lograr un mayor poder de penetración es aumentar la velocidad del proyectil. Sin embargo, el impacto del proyectil contra el blindaje a mayor velocidad causa mayores niveles de choque. Los materiales tienen niveles máximos característicos de capacidad de choque, más allá de los cuales pueden romperse o desintegrarse de otra manera. A velocidades de impacto relativamente altas, el acero ya no es un material adecuado para proyectiles perforantes. El tungsteno y las aleaciones de tungsteno son adecuados para su uso en proyectiles perforantes de blindaje incluso a mayor velocidad, debido a su muy alta tolerancia al choque y resistencia a la rotura, y a sus altas temperaturas de fusión y ebullición. También tienen una densidad muy alta. Los proyectiles para aviones y tanques a veces utilizan un núcleo de uranio empobrecido . Los penetradores de uranio empobrecido tienen la ventaja de ser pirofóricos y autoafilarse al impactar, lo que produce un calor y una energía intensos concentrados en una zona mínima del blindaje del objetivo. Algunos proyectiles también utilizan puntas explosivas o incendiarias para ayudar a penetrar blindajes más gruesos. La munición incendiaria/perforante de alto poder explosivo combina un penetrador de carburo de tungsteno con una punta incendiaria y explosiva.
La energía se concentra mediante el uso de un perdigón de tungsteno de diámetro reducido, rodeado por un soporte exterior ligero, el sabot (una palabra francesa que significa zapato de madera ). Esta combinación permite el disparo de un proyectil de diámetro más pequeño (y por lo tanto de menor masa/resistencia aerodinámica/resistencia a la penetración) con un área más grande de "empuje" de propulsor en expansión, por lo tanto, una mayor fuerza de propulsión y energía cinética resultante. Una vez fuera del cañón, el sabot se desprende por una combinación de fuerza centrífuga y fuerza aerodinámica, lo que le da al perdigón una baja resistencia al avance en vuelo. Para un calibre determinado, el uso de munición APDS puede duplicar efectivamente el rendimiento antitanque de un arma.
El sabot perforante descartable estabilizado con aletas ( APFSDS ) en la nomenclatura inglesa , también llamado "proyectil de flecha" o "proyectil de dardo" ( en alemán : Pfeil-Geschoss , en sueco : pilprojektil , en noruego : pilprosjektil ), es un proyectil saboteado de subcalibre y alta densidad seccional , conocido normalmente como penetrador de varilla larga (LRP), que ha sido equipado con aletas fijas en el extremo posterior para estabilización balística (la llamada estabilización de arrastre aerodinámico). La estabilización con aletas permite que los subproyectiles APFSDS sean mucho más largos en relación con su espesor de subcalibre en comparación con el tipo de munición estabilizada por giro APDS (sabot perforante descartable) muy similar. Los proyectiles que utilizan estabilización de giro ( rotación del eje longitudinal ) requieren una cierta relación de masa entre la longitud y el diámetro (calibre) para un vuelo preciso, tradicionalmente una relación longitud-diámetro menor a 10 [ cita requerida ] (más para proyectiles de mayor densidad). [ cita requerida ] Si un proyectil estabilizado por giro se hace demasiado largo, se volverá inestable y caerá durante el vuelo. Esto limita la longitud que pueden tener los subproyectiles APDS en relación con su subcalibre, lo que a su vez limita lo delgado que puede ser el subproyectil sin hacer que la masa del proyectil sea demasiado liviana para la energía cinética suficiente (alcance y penetración), lo que a su vez limita la aerodinámica del proyectil (un calibre más pequeño significa menos resistencia al aire ), lo que limita la velocidad , etc., etc. Para evitar esto, los subproyectiles APFSDS utilizan en cambio una estabilización de arrastre aerodinámica (sin rotación del eje longitudinal), por medio de aletas unidas a la base del subproyectil, lo que hace que parezca una gran flecha de metal. Los subproyectiles APFSDS pueden así alcanzar relaciones longitud-diámetro mucho mayores que los proyectiles APDS, lo que a su vez permite relaciones subcalibre mucho mayores (subcalibre menor al calibre completo), lo que significa que los proyectiles APFSDS pueden tener una sección transversal frontal extremadamente pequeña para disminuir la resistencia del aire , aumentando así la velocidad , mientras que aún tienen un cuerpo largo para retener una gran masa por longitud, lo que significa más energía cinética . Tanto la velocidad como la energía cinética dictan cuánto alcance y penetración tendrá el proyectil. Esta forma alargada y delgada también tiene una mayor densidad seccional , lo que a su vez aumenta el potencial de penetración.
Los proyectiles APFSDS de gran calibre (105+ mm) se disparan habitualmente desde cañones de ánima lisa (sin estrías), ya que la estabilización por aletas anula la necesidad de estabilización por giro mediante estrías . Los proyectiles APFSDS básicos tradicionalmente no se pueden disparar desde cañones estriados, ya que el inmenso giro causado por las estrías daña y destruye las aletas del proyectil, etc. Sin embargo, esto se puede solucionar mediante el uso de "bandas de accionamiento deslizantes" en el sabot ( bandas de accionamiento que giran libremente desde el sabot). Dicha munición se introdujo durante los años 1970 y 1980 para cañones de tanque estriados de alto calibre y similares, como el Western Royal Ordnance L7 y el Eastern D-10T . [12] Sin embargo, como dichas armas han sido retiradas de servicio desde principios de la década de 2000 en adelante, las APFSDS estriadas existen principalmente para sistemas de armas de calibre pequeño a mediano (menos de 60 mm), por lo que disparan principalmente municiones convencionales de calibre completo y, por lo tanto, necesitan estriado.
Los proyectiles APFSDS suelen estar fabricados con aleaciones metálicas de alta densidad, como aleaciones pesadas de tungsteno (WHA) o uranio empobrecido (DU); el acero martensítico se utilizó para algunos de los primeros proyectiles soviéticos. Las aleaciones de DU son más baratas y tienen una mejor penetración que otras, ya que son más densas y se autoafilan. El uranio también es pirofórico y puede volverse incendiario de manera oportunista, especialmente cuando la bala atraviesa el blindaje exponiendo el metal no oxidado, pero tanto los fragmentos de metal como el polvo contaminan el campo de batalla con peligros tóxicos. Las WHA menos tóxicas son las preferidas en la mayoría de los países, excepto en los EE. UU. y Rusia. [ cita requerida ]
Las bombas perforantes lanzadas desde aviones se utilizaron durante la Segunda Guerra Mundial contra los buques de guerra y otros buques blindados. Entre las bombas utilizadas por la Armada Imperial Japonesa en el ataque a Pearl Harbor se encontraban bombas perforantes de 800 kg (1800 lb), modificadas a partir de proyectiles navales de 41 centímetros (16,1 pulgadas), [13] que lograron hundir el acorazado USS Arizona . [14] La bomba perforante PC 1400 de la Luftwaffe y la bomba guiada con precisión Fritz X derivada de ella podían penetrar 130 mm (5,1 pulgadas) de blindaje. [15] La Luftwaffe también desarrolló una serie de bombas propulsadas por cohetes para ayudar a penetrar el blindaje de los buques y objetivos similares. [16]
Los cartuchos perforantes para fusiles y pistolas suelen estar fabricados alrededor de un penetrador de acero endurecido , tungsteno o carburo de tungsteno , y a estos cartuchos se les suele llamar "balas de núcleo duro". La munición perforante para fusiles suele llevar su penetrador endurecido dentro de una cubierta de cobre o cuproníquel , similar a la cubierta que rodearía el plomo en un proyectil convencional . Al impactar en un objetivo duro, la cubierta de cobre se destruye, pero el penetrador continúa su movimiento y penetra en el objetivo. También se ha desarrollado munición perforante para pistolas que utiliza un diseño similar al de la munición para fusil. Algunas municiones pequeñas, como el proyectil FN de 5,7 mm , son inherentemente capaces de perforar blindajes, ya que son de pequeño calibre y muy rápidas. El proyectil completo normalmente no está hecho del mismo material que el penetrador porque las características físicas que hacen que un penetrador sea bueno (es decir, un metal extremadamente resistente y duro) hacen que el material sea igualmente dañino para el cañón del arma que dispara el cartucho. [ cita requerida ]
La mayoría de los sistemas de protección activa (APS) modernos probablemente no puedan derrotar a los proyectiles AP de calibre completo disparados desde un cañón antitanque de gran calibre, debido a la gran masa del proyectil, su rigidez, su corta longitud total y su grueso cuerpo. El APS utiliza ojivas de fragmentación o placas proyectadas, y ambas están diseñadas para derrotar a los dos proyectiles antiblindaje más comunes en uso hoy en día: HEAT y penetrador de energía cinética . La derrota de los proyectiles HEAT puede ocurrir dañando o detonando su relleno explosivo, o dañando un revestimiento de carga hueca o un sistema de espoleta. La derrota de los proyectiles de energía cinética puede ocurrir induciendo cambios en la guiñada o el cabeceo o fracturando la varilla.
