Pansarbrytande fast skott för kanoner kan vara enkla, eller sammansatta, fasta projektiler, men tenderar också att kombinera någon form av brandfarlig förmåga med pansarbrytande förmåga. Den brandfarliga föreningen är normalt innesluten mellan kapseln och den genomträngande näsan, i en hålighet baktill eller en kombination av båda. Om projektilen också använder en spårämne används ofta det bakre hålrummet för att förvara spårämnesblandningen. För projektiler med större kaliber kan spårämnet i stället finnas i en förlängning av den bakre tätningspluggen. Vanliga förkortningar för fasta (icke-komposit/hårdkärniga) kanonskott är AP, AP-T, API och API-T, där ”T” står för ”tracer” och ”I” för ”incendiary” (brandfarlig). Mer komplexa, sammansatta projektiler som innehåller sprängämnen och andra ballistiska anordningar brukar kallas pansarbrytande granater.
Tidiga rundorRedigera
På nära håll (100 m) kunde tidiga pansarbrytande projektiler från andra världskriget, som avfyrades från höghastighetskanoner och som inte var försedda med en hölsteringskapsel (AP), tränga igenom ungefär dubbelt så mycket som sin kaliber. På längre avstånd (500-1 000 m) minskade detta med 1,5-1,1 kalibrar på grund av den dåliga ballistiska formen och det högre luftmotståndet hos de tidiga projektilerna med mindre diameter. I januari 1942 utvecklade Arthur E. Schnell en process för 20 mm och 37 mm pansarbrytande kulor för att pressa stångstål under 500 ton tryck som skapade jämnare ”flödeslinjer” på projektilens avsmalnande nos, vilket gjorde det möjligt för granaten att följa en mer direkt väg med nosen först mot pansarmålet. Senare under konflikten kunde APCBC som avfyrades på nära håll (100 m) från kanoner med stor kaliber och hög hastighet (75-128 mm) penetrera en mycket större tjocklek på pansaret i förhållande till kalibern (2,5 gånger) och även en större tjocklek (2-1,75 gånger) på längre avstånd (1 500-2 000 m).
I ett försök att få en bättre aerodynamik gavs AP-skott en ballistisk kåpa för att minska luftmotståndet och förbättra anslagshastigheten på medellång och lång räckvidd. Det ihåliga ballistiska locket skulle brytas loss när projektilen träffade målet. Dessa patroner klassificerades som (APBC) eller pansarbrytande ballistiska kapslade patroner.
Pansarbrytande, kapslade projektiler hade utvecklats i början av 1900-talet och användes av både den brittiska och den tyska flottan under första världskriget.
Pansarbrytande, kapslade projektiler hade utvecklats i början av 1900-talet och användes av både den brittiska och den tyska flottan under första världskriget. Att träffa en härdad stålplatta med hög hastighet gav projektilen en betydande kraft och standardpansarbrytande granater hade en tendens att splittras i stället för att tränga igenom, särskilt i sneda vinklar, så granatkonstruktörerna lade till ett lock av mjukt stål på granaternas nos. Det mer flexibla mjuka stålet skulle deformeras vid nedslaget och minska den stöt som överförs till projektilkroppen. Granaternas utformning varierade, vissa hade ihåliga kapslar och andra solida.
Då de penetrerande kapslarna med bästa prestanda inte var särskilt aerodynamiska, monterades senare ytterligare en ballistisk kapsel för att minska luftmotståndet. De resulterande patronerna klassificerades som (APCBC) eller pansargenomträngande bolltäckande bolltäckande bolltäckande bolltäckande bitar. Det ihåliga ballistiska locket gav patronerna en vassare spets som minskade luftmotståndet och bröts av vid nedslaget.
APDSEdit
En viktig pansarbrytande utveckling var den pansarbrytande saboten (APDS). En tidig version utvecklades av ingenjörer som arbetade för det franska företaget Edgar Brandt och användes i två kalibrar (75 mm/57 mm för 75 mm pansarvärnskanon Mle1897/33, 37 mm/25 mm för flera 37 mm-kanontyper) strax före det fransk-tyska vapenstilleståndet 1940. Edgar Brandts ingenjörer, som hade evakuerats till Storbritannien, anslöt sig till pågående APDS-utvecklingsarbete där, vilket kulminerade i betydande förbättringar av konceptet och dess förverkligande. APDS-projektiltypen vidareutvecklades i Förenade kungariket mellan 1941 och 1944 av L. Permutter och S. W. Coppock, två konstruktörer vid Armaments Research Department. I mitten av 1944 togs APDS-projektilen först i bruk för Storbritanniens QF 6 pdr pansarvärnskanon och senare i september 1944 för 17 pdr pansarvärnskanon. Tanken var att använda ett starkare och tätare penetratormaterial med mindre storlek och därmed mindre motståndskraft, för att möjliggöra ökad anslagshastighet och pansarpenetration.
Pansarpenetrationskonceptet kräver en större penetrationsförmåga än målets pansartjocklek. Penetratorn är en spetsig massa av material med hög densitet som är utformad för att behålla sin form och föra största möjliga energimängd så djupt som möjligt in i målet. Generellt sett ökar penetrationsförmågan hos en pansarbrytande patron med projektilens rörelseenergi och även med koncentrationen av denna energi i ett litet område. Ett effektivt sätt att uppnå ökad penetrationsförmåga är därför att öka projektilens hastighet. Projektilens nedslag mot pansar med högre hastighet orsakar dock större chocknivåer. Material har karakteristiska maximala nivåer av stötkapacitet, över vilka de kan splittras eller på annat sätt sönderfalla. Vid relativt höga anslagshastigheter är stål inte längre ett lämpligt material för pansarbrytande kulor. Volfram och volframlegeringar lämpar sig för användning i pansarbrytande ammunition med ännu högre hastighet på grund av deras mycket höga stöttolerans och splitterbeständighet samt deras höga smält- och kokningstemperaturer. De har också en mycket hög densitet. I flygplans- och stridsvagnspatroner används ibland en kärna av utarmat uran. Penetratorer av utarmat uran har den fördelen att de är pyroforiska och självskärande vid nedslaget, vilket resulterar i intensiv värme och energi som fokuseras på ett minimalt område av målets pansar. Vissa patroner har också explosiva eller brandfarliga spetsar som hjälper till att penetrera tjockare pansar. Hög explosiv, brandfarlig och pansargenomträngande ammunition kombinerar en penetrator av volframkarbid med en brandfarlig och explosiv spets.
Energin koncentreras med hjälp av ett skott av volfram med reducerad diameter, som omges av en lätt yttre bärare, saboten (ett franskt ord för en träsko). Denna kombination gör det möjligt att avfyra en projektil med mindre diameter (och därmed lägre massa/ aerodynamiskt motstånd/genomträngningsmotstånd) med en större yta där det expanderande drivmedlet ”trycker”, vilket ger en större drivkraft och resulterande kinetisk energi. När den väl är utanför pipan lossas saboten av en kombination av centrifugalkraft och aerodynamisk kraft, vilket ger skottet ett lågt luftmotstånd under flygningen. För en given kaliber kan användningen av APDS-ammunition effektivt fördubbla ett vapens antipansarprestanda.
APFSDSEdit
En pansarbrytande, finstabiliserad, avvisande sabotprojektil (APFSDS) använder sig av sabotprincipen med finstabilisering (drag). En lång, tunn subprojektil har ökad sektionstäthet och därmed penetrationsförmåga. När en projektil har ett förhållande mellan längd och diameter som är större än 10 (mindre för projektiler med högre densitet) blir dock spinnstabiliseringen ineffektiv. Istället används aerodynamisk lyftstabilisering, med hjälp av fenor som fästs vid subprojektilens bas, vilket gör att den ser ut som en stor metallpil.
Grovkalibriga APFSDS-projektiler avfyras vanligen från slätborrade (otriflade) pipor, även om de kan avfyras, och ofta avfyras, från riflade kanoner. Detta gäller särskilt när de avfyras från vapensystem med liten till medelstor kaliber. APFSDS-projektiler tillverkas vanligen av metalllegeringar med hög densitet, t.ex. tungstenlegeringar (WHA) eller utarmat uran (DU); maragingstål användes för vissa tidiga sovjetiska projektiler. DU-legeringar är billigare och har bättre penetrationsförmåga än andra, eftersom de är tätare och självskärande. Uran är också pyroforiskt och kan bli opportunistiskt brandfarligt, särskilt när kulan skär förbi pansaret och blottar icke-oxiderad metall, men både metallfragmenten och stoftet kontaminerar slagfältet med giftiga ämnen. De mindre giftiga WHA:erna föredras i de flesta länder utom USA och Ryssland.
APCR och HVAPEdit
Armor-piercing, composite rigid (APCR) är en brittisk term; den amerikanska termen för konstruktionen är high-velocity pansarbrytande (HVAP) och den tyska termen är Hartkernmunition. APCR-projektilen har en kärna av ett hårt material med hög densitet, t.ex. volframkarbid, omgiven av ett hölje av ett lättare material (t.ex. en aluminiumlegering). APCR:s låga sektionstäthet resulterade dock i ett högt luftmotstånd. Volframföreningar som t.ex. volframkarbid användes i små mängder av inhomogena och kasserade sabotkulor, men detta element var en bristvara på de flesta ställen. De flesta APCR-projektiler har samma form som standard APCBC-kulor (även om vissa av de tyska Pzgr. 40 och vissa sovjetiska konstruktioner liknar en stubbig pil), men projektilen är lättare: upp till hälften av vikten av en standard AP-kula av samma kaliber. Den lägre vikten möjliggör en högre mynningshastighet. Skottets kinetiska energi koncentreras till kärnan och därmed till en mindre träffyta, vilket förbättrar penetreringen av målets pansar. För att förhindra splittring vid nedslaget placeras ett stötdämpande hölje mellan kärnan och det yttre ballistiska höljet, precis som för APC-patroner. Eftersom skottet är lättare men fortfarande har samma totala storlek har det dock sämre ballistiska egenskaper och förlorar i hastighet och precision på längre avstånd. APCR ersattes av APDS, där det yttre lättmetallskalet försvann när skottet hade lämnat pipan. Konceptet med en tung penetrator med liten diameter som är innesluten i lättmetall skulle senare användas i pansarbrytande brand- och HEIAP-patroner för handeldvapen.
APCNREdit
Armour-piercing, composite non-rigid (APCNR) är den brittiska termen och känd av tyskarna som Gerlich-principens vapen, men i dag är de vanligare termerna squeeze-bore och tapered bore. Dessa granater bygger på samma projektilkonstruktion som APCR – en kärna med hög densitet i ett skal av mjukt järn eller en annan legering – men de avfyras av en pistol med en avsmalnande pipa, antingen en avsmalning i en fast pipa eller en slutlig tillagd sektion. Projektilen är från början fullborrad, men det yttre skalet deformeras när den passerar genom den avsmalnande delen. Flänsar eller tappar är pressade i den koniska sektionen så att projektilen har ett mindre övergripande tvärsnitt när den lämnar mynningen. Detta ger den bättre flygegenskaper med en högre sektionstäthet, och projektilen behåller hastigheten bättre på längre avstånd än ett odeformerat hölje av samma vikt. Liksom för APCR är kulans kinetiska energi koncentrerad till nedslagskärnan. Den initiala hastigheten hos patronen ökar kraftigt genom att tunnans tvärsnittsarea minskar mot mynningen, vilket resulterar i en motsvarande ökning av hastigheten hos de expanderande drivgaserna.
Tyskarna använde sin första konstruktion som ett lätt pansarvärnsvapen, 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41, i början av andra världskriget, och följde upp den med 4,2 cm Pak 41 och 7,5 cm Pak 41. Även om HE-patroner också togs i bruk, vägde de bara 93 gram och hade låg effektivitet. Den tyska koniska delen var en fast del av pipan.
I motsats till detta använde britterna Littlejohns squeeze-bore-adapter, som kunde fästas eller avlägsnas vid behov. Adaptern utökade användbarheten för pansarvagnar och lätta stridsvagnar, som inte kunde få plats med någon större kanon än QF 2 pdr. Även om ett fullständigt sortiment av granater och hagel kunde användas, var det mycket opraktiskt att byta adapter i stridens hetta.
Det finns några betydande nackdelar som är inneboende i vapen som är utformade för att avfyra APCNR-patroner. Den första är att utformning och tillverkning av vapen med konisk borrning kräver både en avancerad tekniknivå och högkvalitativa standarder vid tillverkningen av vapenrören, vilket resulterar i en högre kostnad per enhet. Den andra är att en avsmalnande borrning för att öka rundans hastighet utsätter den för ökat slitage på grund av att den måste deformera projektilen under avfyrningen, vilket förkortar vapnets livslängd.
APCNR ersattes av APDS-konstruktionen som var kompatibel med icke avsmalnande pipor.