I proiettili perforanti solidi per cannoni possono essere semplici, o compositi, ma tendono a combinare anche una qualche forma di capacità incendiaria con quella di penetrazione delle corazze. Il composto incendiario è normalmente contenuto tra il tappo e il naso penetrante, all’interno di una cavità nella parte posteriore, o una combinazione di entrambi. Se il proiettile usa anche un tracciante, la cavità posteriore è spesso usata per ospitare il composto tracciante. Per i proiettili di calibro maggiore, il tracciante può invece essere contenuto all’interno di un’estensione del tappo di chiusura posteriore. Abbreviazioni comuni per i proiettili solidi (non compositi/duri) sparati da cannone sono: AP, AP-T, API e API-T; dove “T” sta per “tracciante” e “I” per “incendiario”. Proiettili più complessi e compositi contenenti esplosivi e altri dispositivi balistici tendono ad essere indicati come proiettili perforanti.

I primi proiettili dell’era della seconda guerra mondiale non rivestiti (AP) perforanti sparati da cannoni ad alta velocità erano in grado di penetrare circa il doppio del loro calibro a distanza ravvicinata (100 m). A distanze maggiori (500-1.000 m), questo scendeva di 1,5-1,1 calibri a causa della scarsa forma balistica e della maggiore resistenza dei primi proiettili di diametro inferiore. Nel gennaio 1942 Arthur E. Schnell sviluppò un processo per i proiettili Armor Piercing da 20mm e 37mm per pressare l’acciaio sotto 500 tonnellate di pressione che rendeva più uniformi le “linee di flusso” sul naso rastremato del proiettile, permettendo al proiettile di seguire un percorso più diretto verso il bersaglio corazzato. Più tardi nel conflitto, gli APCBC sparati a distanza ravvicinata (100 m) da cannoni di grande calibro e ad alta velocità (75-128 mm) erano in grado di penetrare uno spessore molto maggiore di armatura in relazione al loro calibro (2,5 volte) e anche uno spessore maggiore (2-1,75 volte) a distanze maggiori (1.500-2.000 m).

In uno sforzo per ottenere una migliore aerodinamica, ai proiettili AP fu dato un cappuccio balistico per ridurre la resistenza e migliorare la velocità di impatto a media e lunga distanza. Il tappo balistico cavo si rompeva quando il proiettile colpiva il bersaglio. Questi proiettili erano classificati come (APBC) o proiettili con tappo balistico perforante.

I proiettili perforanti con tappo erano stati sviluppati all’inizio del 1900, ed erano in servizio sia con la flotta britannica che con quella tedesca durante la prima guerra mondiale. I proiettili generalmente consistevano in un corpo di acciaio al nichel che conteneva la carica perforante ed era dotato di un naso di acciaio temprato destinato a penetrare attraverso le armature pesanti. Colpire una piastra di acciaio indurito ad alta velocità imprimeva una forza significativa al proiettile e le granate perforanti standard avevano la tendenza a frantumarsi invece di penetrare, soprattutto ad angoli obliqui, così i progettisti di granate aggiunsero un tappo di acciaio dolce al naso delle granate. L’acciaio dolce, più flessibile, si sarebbe deformato all’impatto e avrebbe ridotto lo shock trasmesso al corpo del proiettile. Il design dei bossoli variava, con alcuni dotati di tappi cavi e altri di quelli solidi.

Siccome i tappi penetranti con le migliori prestazioni non erano molto aerodinamici, un tappo balistico aggiuntivo fu poi montato per ridurre la resistenza. I proiettili risultanti furono classificati come (APCBC) o armor-piercing capped ballistic capped. Il tappo balistico cavo dava ai proiettili una punta più affilata che riduceva la resistenza e si rompeva all’impatto.

APDSEdit

Armour-Piercing Discarding-Sabot /Tracer round for 17-pounder gun (WWII), con il suo nucleo in carburo di tungsteno

Un importante sviluppo dell’armor-piercing fu il sabot discarding armor-piercing (APDS). Una prima versione fu sviluppata da ingegneri che lavoravano per la compagnia francese Edgar Brandt, e fu messa in campo in due calibri (75 mm/57 mm per il cannone anticarro Mle1897/33 da 75 mm, 37 mm/25 mm per diversi tipi di cannoni da 37 mm) poco prima dell’armistizio franco-tedesco del 1940. Gli ingegneri di Edgar Brandt, essendo stati evacuati nel Regno Unito, si unirono agli sforzi di sviluppo APDS in corso lì, che culminarono in significativi miglioramenti al concetto e alla sua realizzazione. Il tipo di proiettile APDS fu ulteriormente sviluppato nel Regno Unito tra il 1941 e il 1944 da L. Permutter e S. W. Coppock, due progettisti dell’Armaments Research Department. A metà del 1944 il proiettile APDS fu introdotto per la prima volta in servizio per il cannone anticarro QF 6 pdr del Regno Unito e poi nel settembre 1944 per il cannone anticarro 17 pdr. L’idea era quella di utilizzare un materiale penetratore più forte e più denso con dimensioni più piccole e quindi meno resistenza, per consentire una maggiore velocità di impatto e la penetrazione della corazza.

Il concetto di perforazione della corazza richiede una capacità di penetrazione maggiore dello spessore della corazza del bersaglio. Il penetratore è una massa appuntita di materiale ad alta densità che è progettato per mantenere la sua forma e portare la massima quantità possibile di energia il più profondamente possibile nel bersaglio. In generale, la capacità di penetrazione di un proiettile perforante aumenta con l’energia cinetica del proiettile e anche con la concentrazione di questa energia in una piccola area. Quindi, un mezzo efficiente per ottenere una maggiore potenza di penetrazione è l’aumento della velocità del proiettile. Tuttavia, l’impatto del proiettile contro l’armatura a velocità più elevata provoca maggiori livelli di shock. I materiali hanno livelli massimi caratteristici di capacità d’urto, oltre i quali possono frantumarsi o altrimenti disintegrarsi. A velocità d’impatto relativamente elevate, l’acciaio non è più un materiale adeguato per i proiettili perforanti. Il tungsteno e le leghe di tungsteno sono adatti per l’uso in proiettili perforanti anche ad alta velocità, a causa della loro tolleranza agli urti molto alta e della resistenza alla frantumazione, e alle loro alte temperature di fusione e di ebollizione. Hanno anche una densità molto alta. I proiettili per aerei e carri armati a volte usano un nucleo di uranio impoverito. I penetratori di uranio impoverito hanno il vantaggio di essere piroforici e autoaffilanti all’impatto, con conseguente calore ed energia intensi concentrati su un’area minima della corazza del bersaglio. Alcuni proiettili usano anche punte esplosive o incendiarie per aiutare la penetrazione delle armature più spesse. Le munizioni incendiarie/perforanti ad alto potenziale esplosivo combinano un penetratore in carburo di tungsteno con una punta incendiaria ed esplosiva.

L’energia è concentrata utilizzando un pallino di tungsteno di diametro ridotto, circondato da un supporto esterno leggero, il sabot (una parola francese per una scarpa di legno). Questa combinazione permette di sparare un proiettile di diametro più piccolo (quindi una massa/resistenza aerodinamica/resistenza alla penetrazione più bassa) con una maggiore area di “spinta” del propellente in espansione, quindi una maggiore forza propulsiva e una conseguente energia cinetica. Una volta fuori dalla canna, il sabot viene spogliato da una combinazione di forza centrifuga e aerodinamica, dando al colpo una bassa resistenza in volo. Per un dato calibro, l’uso di munizioni APDS può effettivamente raddoppiare le prestazioni anticarro di un cannone.

APFSDSEdit

Proiettile perforante francese “Arrow”, una forma di APFSDS

Un proiettile perforante, stabilizzato ad alette, con sabot a perdere (APFSDS) utilizza il principio del sabot con stabilizzazione ad alette (resistenza). Un sottoproiettile lungo e sottile ha una maggiore densità sezionale e quindi un potenziale di penetrazione. Tuttavia, una volta che un proiettile ha un rapporto lunghezza/diametro superiore a 10 (meno per i proiettili a densità più elevata), la stabilizzazione dello spin diventa inefficace. Invece, viene utilizzata la stabilizzazione della portanza aerodinamica, per mezzo di alette attaccate alla base del sottoproiettile, facendolo sembrare una grande freccia di metallo.

I proiettili APFSDS di grosso calibro sono solitamente sparati da canne ad anima liscia (non rigate), anche se possono essere e spesso sono sparati da pistole rigate. Questo è particolarmente vero quando vengono sparati da sistemi d’arma di piccolo e medio calibro. I proiettili APFSDS sono di solito realizzati con leghe metalliche ad alta densità, come le leghe pesanti di tungsteno (WHA) o l’uranio impoverito (DU); l’acciaio maraging è stato utilizzato per alcuni primi proiettili sovietici. Le leghe DU sono più economiche e hanno una penetrazione migliore delle altre, perché sono più dense e autoaffilanti. L’uranio è anche piroforico e può diventare opportunisticamente incendiario, specialmente quando il proiettile taglia la corazza esponendo il metallo non ossidato, ma sia i frammenti del metallo che la polvere contaminano il campo di battaglia con rischi tossici. I WHA meno tossici sono preferiti nella maggior parte dei paesi tranne che negli Stati Uniti e in Russia.

APCR e HVAPModifica

Armor-piercing, composito rigido (APCR) è un termine britannico; il termine statunitense per il design è high-velocity armor-piercing (HVAP) e il termine tedesco è Hartkernmunition. Il proiettile APCR ha un nucleo di un materiale duro ad alta densità, come il carburo di tungsteno, circondato da un guscio pieno di un materiale più leggero (ad esempio, una lega di alluminio). Tuttavia, la bassa densità sezionale dell’APCR ha portato ad un’elevata resistenza aerodinamica. Composti di tungsteno come il carburo di tungsteno sono stati utilizzati in piccole quantità di pallini sabot disomogenei e scartati, ma questo elemento era a corto di scorte nella maggior parte dei luoghi. La maggior parte dei proiettili APCR hanno la stessa forma dei pallini APCBC standard (anche se alcuni dei Pzgr. 40 tedeschi e alcuni progetti sovietici assomigliano a una freccia tozza), ma il proiettile è più leggero: fino alla metà del peso di un pallino AP standard dello stesso calibro. Il peso minore permette una maggiore velocità alla volata. L’energia cinetica del colpo è concentrata nel nucleo e quindi su un’area di impatto più piccola, migliorando la penetrazione della corazza del bersaglio. Per evitare la frantumazione all’impatto, un tappo shock-buffering è posto tra il nucleo e il guscio balistico esterno, come nei proiettili APC. Tuttavia, poiché il proiettile è più leggero, ma sempre della stessa dimensione complessiva, ha qualità balistiche più scadenti, e perde velocità e precisione a distanze maggiori. L’APCR è stato sostituito dall’APDS, che ha eliminato il guscio esterno in lega leggera una volta che i pallini hanno lasciato la canna. Il concetto di un penetratore pesante, di piccolo diametro, racchiuso in un metallo leggero, sarebbe stato successivamente impiegato in proiettili incendiari e HEIAP per armi di piccolo calibro.

APCNREdit

Armour-piercing, composite non-rigid (APCNR) è il termine britannico e conosciuto dai tedeschi come Gerlich principle weapons, ma oggi i termini più usati sono squeeze-bore e tapered bore. Questi proiettili si basano sullo stesso design del proiettile dell’APCR – un nucleo ad alta densità all’interno di un guscio di ferro dolce o di un’altra lega – ma viene sparato da un cannone con una canna rastremata, o una conicità in una canna fissa o una sezione finale aggiunta. Il proiettile è inizialmente a canna piena, ma il guscio esterno viene deformato mentre passa attraverso la conicità. Le flange o le borchie sono giuntate nella sezione rastremata in modo che, quando lascia la canna, il proiettile ha una sezione trasversale più piccola. Questo gli conferisce migliori caratteristiche di volo con una maggiore densità sezionale, e il proiettile mantiene meglio la velocità a lunghe distanze rispetto a un proiettile non deformato dello stesso peso. Come per l’APCR, l’energia cinetica del proiettile è concentrata al centro dell’impatto. La velocità iniziale del proiettile è notevolmente aumentata dalla diminuzione della sezione trasversale della canna verso la volata, con conseguente aumento commisurato della velocità dei gas propellenti in espansione.

I tedeschi impiegarono il loro progetto iniziale come arma anticarro leggera, 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41, all’inizio della seconda guerra mondiale, e seguirono con il Pak 41 da 4,2 cm e il Pak 41 da 7,5 cm. Sebbene anche i proiettili HE furono messi in servizio, pesavano solo 93 grammi e avevano una bassa efficacia. Il cono tedesco era una parte fissa della canna.

Al contrario, gli inglesi usavano l’adattatore Littlejohn squeeze-bore, che poteva essere attaccato o rimosso secondo necessità. L’adattatore estendeva l’utilità delle auto blindate e dei carri armati leggeri, che non potevano montare alcun cannone più grande del QF 2 pdr. Anche se una gamma completa di proiettili e pallini poteva essere utilizzata, cambiare l’adattatore nel calore della battaglia era altamente impraticabile.

Ci sono alcuni svantaggi significativi che sono inerenti alle armi progettate per sparare proiettili APCNR. Il primo è che progettare e produrre armi a canna rastremata richiede sia un livello avanzato di tecnologia che standard di alta qualità nella produzione delle canne, con un conseguente costo più elevato per unità. Il secondo è che rastremare la canna per aumentare la velocità del proiettile lo sottopone ad una maggiore usura dovuta alla necessità di deformare il proiettile durante lo sparo, accorciando la vita della canna dell’arma.

L’APCNR è stata sostituita dal progetto APDS che era compatibile con le canne non rastremate.