Un penetrador de energía cinética ( KEP ), también conocido como penetrador de varilla larga ( LRP ), es un tipo de munición diseñada para penetrar el blindaje de un vehículo utilizando un proyectil de alta densidad seccional similar a una flecheta . Al igual que una bala o un arma de energía cinética , este tipo de munición no contiene cargas explosivas y utiliza energía puramente cinética para penetrar el objetivo. Las municiones KEP modernas suelen ser del tipo zueco de descarte estabilizado con aletas perforantes (APFSDS).
Los primeros cañones disparaban municiones de energía cinética, inicialmente compuestas de pesadas bolas de piedra trabajada y más tarde de metales densos . Desde el principio, la combinación de una alta energía de boca con el peso y la dureza del proyectil han sido los factores más importantes en el diseño de este tipo de armas. De manera similar, el propósito principal de tales armas ha sido generalmente derrotar los proyectiles protectores de vehículos blindados u otras estructuras defensivas , ya sean muros de piedra , vigas de veleros o blindajes de tanques modernos. La munición de energía cinética, en sus diversas formas, ha sido siempre la elección para esas armas debido a su balística terminal altamente enfocada .
El desarrollo del moderno penetrador KE combina dos aspectos del diseño de artillería: alta velocidad inicial y fuerza concentrada. La alta velocidad de salida se logra utilizando un proyectil con una masa baja y una gran área de base en el cañón del arma. Disparar un proyectil de pequeño diámetro envuelto en una capa exterior liviana, llamado sabot , aumenta la velocidad de salida. Una vez que el proyectil sale del cañón, el zueco ya no es necesario y se cae en pedazos. Esto deja al proyectil viajando a alta velocidad con un área de sección transversal más pequeña y una resistencia aerodinámica reducida durante el vuelo hacia el objetivo (ver balística externa y balística terminal ). Alemania desarrolló zuecos modernos con el nombre de " treibspiegel " ("espejo de empuje") para dar altura extra a sus cañones antiaéreos durante la Segunda Guerra Mundial . Antes de esto, los primitivos zuecos de madera se habían utilizado durante siglos en forma de un tapón de madera unido a una bala de cañón o cargado de recámara en el cañón, colocado entre la carga propulsora y el proyectil. El nombre "sabot" (pronunciado / ˈ s æ b oʊ / SAB -oh en inglés) [1] es la palabra francesa para zueco (un zapato de madera usado tradicionalmente en algunos países europeos).
La concentración de fuerza en un área más pequeña se logró inicialmente reemplazando la granada de un solo metal (generalmente acero ) con una granada compuesta usando dos metales, un núcleo pesado (a base de tungsteno ) dentro de una capa exterior de metal más ligero. Estos diseños eran conocidos como rígidos compuestos perforantes (APCR) por los británicos, perforantes de alta velocidad (HVAP) por los EE. UU. y hartkern (núcleo duro) por los alemanes. Al impactar, el núcleo tuvo un efecto mucho más concentrado que el de una simple bala de metal del mismo peso y tamaño. La resistencia del aire y otros efectos fueron los mismos que para el proyectil de idéntico tamaño. Los proyectiles perforantes de alta velocidad (HVAP) fueron utilizados principalmente por cazacarros en el ejército de EE. UU. y eran relativamente poco comunes ya que el núcleo de tungsteno era costoso y se priorizaba para otras aplicaciones.
Entre 1941 y 1943, los británicos combinaron las dos técnicas en la ronda de zuecos de descarte perforante (APDS). El zueco reemplazó la carcasa metálica exterior del APCR. Mientras estaba en el arma, el disparo tenía una gran área de base para obtener la máxima aceleración de la carga propulsora, pero una vez afuera, el zueco cayó para revelar un disparo pesado con un área transversal pequeña. Los proyectiles APDS sirvieron como arma principal de energía cinética de la mayoría de los tanques durante el período temprano de la Guerra Fría, aunque sufrieron el principal inconveniente de la inexactitud. Esto se resolvió con la introducción de la munición perforante de descarte estabilizada con aletas (APFSDS) durante la década de 1970, que añadió aletas estabilizadoras al penetrador, aumentando considerablemente la precisión. [2]
El principio del penetrador de energía cinética es que utiliza su energía cinética, que es función de su masa y velocidad, para abrirse paso a través de la armadura. Si el blindaje es derrotado, el calor y el desconchado (rocío de partículas) generados por el penetrador que atraviesa el blindaje, y la onda de presión que se desarrolla, idealmente destruyen el objetivo. [3]
El arma moderna de energía cinética maximiza la tensión (energía cinética dividida por el área de impacto) aplicada al objetivo mediante:
La longitud del penetrador juega un papel importante a la hora de determinar la profundidad máxima de penetración. Generalmente, un penetrador es incapaz de penetrar más profundamente que su propia longitud, ya que la pura tensión del impacto y la perforación lo ablaciona. [4] Esto ha llevado a los diseños actuales que se asemejan a una larga flecha de metal .
Para penetradores monobloque hechos de un solo material, una fórmula de perforación ideada por Wili Odermatt y W. Lanz puede calcular la profundidad de penetración de una bala APFSDS. [5]
En 1982, una investigación analítica basada en conceptos de dinámica de gases y experimentos sobre la penetración del objetivo [6] [ fuente en conflicto ] llevó a la conclusión sobre la eficiencia de los impactadores de que la penetración es más profunda [7] utilizando formas tridimensionales no convencionales. [8]
El método opuesto a los penetradores KE utiliza penetradores de energía química. Se utilizan dos tipos de proyectiles de este tipo: antitanque altamente explosivo (HEAT) y cabeza aplastante altamente explosiva (HESH). Se han utilizado ampliamente contra blindados en el pasado y todavía tienen una función, pero son menos efectivos contra blindajes compuestos modernos , como el Chobham que se usa en los principales tanques de batalla en la actualidad. Los tanques de batalla principales suelen utilizar penetradores KE, mientras que HEAT se encuentra principalmente en sistemas de misiles que se lanzan desde el hombro o montados en vehículos, y HESH suele ser el preferido para la demolición de fortificaciones.
