Los proyectiles sólidos perforantes para cañones pueden ser simples, o compuestos, pero suelen combinar también alguna forma de capacidad incendiaria con la de penetración del blindaje. El compuesto incendiario está normalmente contenido entre el casquillo y la nariz penetrante, dentro de un hueco en la parte trasera, o una combinación de ambos. Si el proyectil utiliza también un trazador, la cavidad posterior se utiliza a menudo para albergar el compuesto trazador. En el caso de los proyectiles de mayor calibre, el trazador puede estar contenido en una extensión del tapón de cierre trasero. Las abreviaturas más comunes para los proyectiles sólidos (no compuestos/duros) son: AP, AP-T, API y API-T; donde «T» significa «trazador» e «I» «incendiario». Los proyectiles más complejos y compuestos que contienen explosivos y otros dispositivos balísticos tienden a denominarse proyectiles perforantes.
Primeros proyectilesEditar
Los primeros proyectiles perforantes sin tapa (AP) de la época de la Segunda Guerra Mundial disparados desde cañones de alta velocidad eran capaces de penetrar aproximadamente el doble de su calibre a corta distancia (100 m). A mayor distancia (500-1.000 m), la penetración se reducía a 1,5-1,1 calibres debido a la mala forma balística y a la mayor resistencia de los primeros proyectiles de menor diámetro. En enero de 1942, Arthur E. Schnell desarrolló un proceso para los proyectiles antiblindaje de 20 mm y 37 mm que consistía en prensar barras de acero bajo 500 toneladas de presión, con lo que se conseguían unas «líneas de flujo» más uniformes en la punta cónica del proyectil, lo que permitía que el proyectil siguiera una trayectoria más directa hacia el objetivo antiblindaje. Más adelante en el conflicto, los APCBC disparados a corta distancia (100 m) desde cañones de gran calibre y alta velocidad (75-128 mm) fueron capaces de penetrar un grosor de blindaje mucho mayor en relación con su calibre (2,5 veces) y también un grosor mayor (2-1,75 veces) a distancias más largas (1.500-2.000 m).
En un esfuerzo por obtener una mejor aerodinámica, los proyectiles AP recibieron un capuchón balístico para reducir la resistencia y mejorar la velocidad de impacto a media y larga distancia. La tapa balística hueca se rompía cuando el proyectil impactaba en el objetivo. Estos proyectiles se clasificaron como (APBC) o proyectiles balísticos perforantes.
Los proyectiles perforantes con capuchón se desarrollaron a principios del siglo XX y estuvieron en servicio en las flotas británica y alemana durante la Primera Guerra Mundial. Al golpear una placa de acero endurecido a gran velocidad, el proyectil adquiría una fuerza considerable y los proyectiles perforantes estándar tendían a romperse en lugar de penetrar, especialmente en ángulos oblicuos, por lo que los diseñadores de proyectiles añadieron una tapa de acero dulce a la punta de los proyectiles. El acero dulce, más flexible, se deformaba en el impacto y reducía el choque transmitido al cuerpo del proyectil. El diseño de los proyectiles variaba, ya que algunos llevaban casquillos huecos y otros sólidos.
Como los casquillos penetrantes de mejor rendimiento no eran muy aerodinámicos, más tarde se les colocó un casquillo balístico adicional para reducir la resistencia. Los cartuchos resultantes se clasificaron como (APCBC) o casquillo balístico perforante. El casquillo balístico hueco daba a los cartuchos una punta más afilada que reducía la resistencia y se rompía en el impacto.
APDSEdit
Un importante desarrollo antiblindaje fue el sabot de descarte antiblindaje (APDS). Una de las primeras versiones fue desarrollada por los ingenieros que trabajaban para la empresa francesa Edgar Brandt, y se comercializó 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. Los ingenieros de Edgar Brandt, tras ser evacuados al Reino Unido, se unieron a los esfuerzos de desarrollo del APDS que se estaban llevando a cabo allí, y que culminaron con importantes mejoras en el concepto y en su realización. El tipo de proyectil APDS se siguió desarrollando en el Reino Unido entre 1941 y 1944 por L. Permutter y S. W. 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 pdr del Reino Unido y posteriormente, en septiembre de 1944, para el cañón antitanque de 17 pdr. La idea era utilizar un material penetrante más fuerte y más denso, con un tamaño más pequeño y, por tanto, con menos resistencia, para permitir un aumento de la velocidad de impacto y de la penetración del blindaje.
El concepto de perforación del blindaje exige una capacidad de penetración mayor que el grosor del blindaje del objetivo. El penetrador es una masa puntiaguda de material de alta densidad que está diseñada para mantener su forma y transportar la máxima cantidad posible de energía tan profundamente como sea posible en el objetivo. En general, la capacidad de penetración de un proyectil perforante aumenta con la energía cinética del proyectil y también con la concentración de esa energía en un área pequeña. Por lo tanto, un medio eficaz para lograr un mayor poder de penetración es el aumento de la velocidad del proyectil. Sin embargo, el impacto del proyectil contra el blindaje a mayor velocidad provoca mayores niveles de choque. Los materiales tienen niveles máximos característicos de capacidad de choque, más allá de los cuales pueden romperse o desintegrarse. A velocidades de impacto relativamente altas, el acero ya no es un material adecuado para los proyectiles perforantes. El tungsteno y las aleaciones de tungsteno son adecuados para su uso en los proyectiles perforantes de mayor velocidad, debido a su gran tolerancia a los impactos y a su resistencia a la rotura, así como a sus altas temperaturas de fusión y ebullición. También tienen una densidad muy alta. Los proyectiles para aviones y tanques utilizan a veces un núcleo de uranio empobrecido. Los penetradores de uranio empobrecido tienen la ventaja de ser pirofóricos y de autoafilarse en el momento del impacto, lo que da lugar a un intenso calor y energía concentrados en una zona mínima del blindaje del objetivo. Algunas balas también utilizan puntas explosivas o incendiarias para ayudar a la penetración de blindajes más gruesos. La munición incendiaria/perforadora de alto explosivo combina un penetrador de carburo de tungsteno con una punta incendiaria y explosiva.
La energía se concentra mediante el uso de un disparo de tungsteno de diámetro reducido, rodeado por un portador exterior ligero, el sabot (palabra francesa que significa zapato de madera). Esta combinación permite disparar un proyectil de menor diámetro (por lo tanto, menor masa/resistencia aerodinámica/resistencia a la penetración) con una mayor área de «empuje» del propulsor en expansión, por lo tanto, una mayor fuerza de propulsión y la energía cinética resultante. Una vez fuera del cañón, el sabot se desprende por una combinación de fuerza centrífuga y fuerza aerodinámica, lo que hace que el disparo tenga poca resistencia en vuelo. Para un calibre determinado, el uso de munición APDS puede duplicar efectivamente el rendimiento antitanque de un cañón.
APFSDSEdit
Un proyectil antiblindaje, estabilizado con aletas y con descarte (APFSDS) utiliza el principio del sabot con estabilización de aletas (arrastre). Un subproyecto largo y delgado tiene una mayor densidad seccional y, por tanto, un mayor potencial de penetración. Sin embargo, una vez que el proyectil tiene una relación longitud/diámetro superior a 10 (menos para los proyectiles de mayor densidad), la estabilización por giro se vuelve ineficaz. En su lugar, se utiliza la estabilización por sustentación aerodinámica, mediante aletas unidas a la base del subproyectil, lo que hace que parezca una gran flecha de metal.
Los proyectiles APFSDS de gran calibre suelen dispararse con cañones de ánima lisa (no estriados), aunque pueden ser disparados, y a menudo lo son, con cañones estriados. Esto es especialmente cierto cuando se disparan desde sistemas de armas de calibre pequeño a medio. Los proyectiles APFSDS suelen estar fabricados con aleaciones metálicas de alta densidad, como las aleaciones pesadas de tungsteno (WHA) o el uranio empobrecido (DU); en algunos de los primeros proyectiles soviéticos se utilizó acero martensítico. Las aleaciones de uranio empobrecido son más baratas y tienen mejor penetración que otras, ya que son más densas y se autoafilan. El uranio también es pirofórico y puede volverse oportunamente incendiario, especialmente cuando el proyectil traspasa el blindaje exponiendo el metal no oxidado, pero tanto los fragmentos como el polvo del metal contaminan el campo de batalla con peligros tóxicos. Los WHAs menos tóxicos se prefieren en la mayoría de los países, excepto en EE.UU. y Rusia.
APCR y HVAPEdit
Armor-piercing, composite rigid (APCR) es un término británico; el término de EE.UU. para el diseño es highvelocity armor-piercing (HVAP) y el término alemán es Hartkernmunition. El proyectil APCR tiene un núcleo de un material duro de alta densidad, como el carburo de tungsteno, rodeado por una coraza de un material más ligero (por ejemplo, una aleación de aluminio). Sin embargo, la baja densidad de la sección del APCR provocaba una elevada resistencia aerodinámica. Los compuestos de tungsteno, como el carburo de tungsteno, se utilizaban en pequeñas cantidades de proyectiles sabot no homogéneos y desechados, pero este elemento escaseaba en la mayoría de los lugares. La mayoría de los proyectiles APCR tienen la misma forma que el tiro APCBC estándar (aunque algunos de los Pzgr. 40 alemanes y algunos diseños soviéticos se parecen a una flecha rechoncha), pero el proyectil es más ligero: hasta la mitad del peso de un tiro AP estándar del mismo calibre. El menor peso permite una mayor velocidad de salida. La energía cinética del disparo se concentra en el núcleo y, por 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 un tapón amortiguador entre el núcleo y la coraza balística exterior, como en los proyectiles APC. Sin embargo, como el disparo es más ligero pero sigue teniendo el mismo tamaño total, tiene peores cualidades balísticas y pierde velocidad y precisión a mayor distancia. El APCR fue sustituido por el APDS, que prescinde del proyectil exterior de aleación ligera una vez que el disparo ha salido del cañón. El concepto de un penetrador pesado y de pequeño diámetro encerrado en un metal ligero se emplearía posteriormente en los proyectiles incendiarios perforantes de armas pequeñas y en los proyectiles HEIAP.
APCNREdit
Armour-piercing, composite non-rigid (APCNR) es el término británico y conocido por los alemanes como armas de principio Gerlich, pero hoy en día los términos más utilizados son squeeze-bore y tapered bore. Estos proyectiles se basan en el mismo diseño de proyectil que el APCR – un núcleo de alta densidad dentro de una cáscara de hierro blando u otra aleación – pero es disparado por un arma con un cañón cónico, ya sea un cono en un cañón fijo o una sección final añadida. El proyectil es inicialmente de ánima llena, pero la cáscara exterior se deforma al pasar por el cono. En la sección cónica se colocan bridas o espárragos para que, al salir de la boca del cañón, el proyectil tenga una sección transversal más pequeña. Esto le confiere mejores características de vuelo con una mayor densidad seccional, y el proyectil conserva mejor la velocidad a mayor distancia que un proyectil no deformado del mismo peso. Como en el caso del APCR, la energía cinética del proyectil se concentra en el núcleo del impacto. La velocidad inicial del proyectil se incrementa 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 de la velocidad de los gases propulsores en expansión.
Los alemanes desplegaron su diseño inicial como un arma antitanque ligera, 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41, a principios de la Segunda Guerra Mundial, y siguieron con el Pak 41 de 4,2 cm y el Pak 41 de 7,5 cm. Aunque los proyectiles HE también se pusieron en servicio, sólo pesaban 93 gramos y eran poco eficaces. El cono alemán era una parte fija del cañón.
En cambio, los británicos utilizaron el adaptador Littlejohn squeeze-bore, que podía colocarse o quitarse según fuera necesario. El adaptador amplió la utilidad de los carros blindados y los tanques ligeros, en los que no cabía ningún cañón mayor que el QF 2 pdr. Aunque se podía utilizar toda una gama de proyectiles y balas, cambiar el adaptador en el fragor de la batalla era muy poco práctico.
Hay algunos inconvenientes importantes que son inherentes a las armas diseñadas para disparar balas APCNR. El primero es que el diseño y la producción de armas de ánima cónica requiere tanto un nivel avanzado de tecnología como estándares de alta calidad en la fabricación de los cañones del arma, lo que resulta en un mayor coste por unidad. La segunda es que el estrechamiento del cañón para aumentar la velocidad del proyectil lo somete a un mayor desgaste al tener que deformar el proyectil durante el disparo, lo que acorta la vida del cañón del arma.
El APCNR fue sustituido por el diseño APDS, que era compatible con cañones no cónicos.