本帖最后由 seven_nana 于 2024-7-26 09:50 编辑
NPG 101 德国穿甲弹
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本文翻译自美国海军的官方报告，原件由坛友JeanBart提供，在此表示感谢。
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黑色字体部分为原文内容的节译，红色字体部分为我添加的注释。
摘要
我们对德国海军的6英寸(15cm)、8英寸(20.3cm)、以及16英寸(40.6cm)穿甲弹进行了弹道测试和冶金检测。这些炮弹的整体设计特征包括：① 被帽顶部非常坚硬，但底部较软 ② 弹头形状较尖，且采用渐减式硬度分布 ③ 弹体上经过硬化处理的部分，延伸至装药腔侧壁的1/2处（从硬度分布图来看，应该是延伸至装药腔侧壁的1/3处）④ 装药腔的尺寸相对较大。
我们测试的德国6英寸穿甲弹，是基于1925年的老旧设计来生产的。其弹头部分比较尖锐，采用了1.5crh的设计。其弹底部分的硬度，则要高于我们测试的其他口径更大的德国炮弹，且表现出了回火脆性的迹象。这款炮弹的弹道测试表现不佳，原因在于其弹体容易碎裂，导致无法有效起爆。有情报表明，在大战即将结束之时，德国方面正在研发一种弹头更钝的新式6英寸穿甲弹。
我们测试的德国8英寸穿甲弹，是1936年设计的新款炮弹，其弹头部分的形状为1.3crh。这款炮弹的化学成分和热处理工艺，也代表了德国方面的最高标准。在入射角较大（55度）时，这款炮弹的表现不算很好，原因在于较为尖锐的弹头形状，会导致其比较容易发生跳弹。但在入射角较小的情况下，这款炮弹在对抗表面硬化装甲及均质装甲时表现出的穿甲能力，都要略优于最优秀的同口径美国穿甲弹。不过，这款德国炮弹在对抗表面硬化装甲时，保持有效起爆的能力不如美国炮弹。在此情况下，德国炮弹所表观出来的具体缺陷，是在入射速度略低于弹道极限的情况下，弹体容易碎裂。我们认为，德国炮弹之所以能取得这样的穿甲性能，与其被帽的设计与热处理有着很大的关系。
我们所测试的16英寸穿甲弹，采用的也是新款设计，并且也是德国标准下的最佳质量产品。在对表面硬化装甲进行的高难度的弹道测试中，当美国16英寸穿甲弹以能够有效起爆的状态击穿装甲板时，德国16英寸炮弹却无法在相同的条件下击穿装甲。不过，考虑到这款德国穿甲弹的设计，与他们的8英寸穿甲弹是类似的，因此在难度较低的弹道测试中，德国16英寸炮弹应能表现出良好的穿甲能力。
由于德国的稀有金属元素比较短缺，因此在穿甲弹制造方面，他们开发出了多种使用其他金属元素的替代方案。其中，相对比较成功的案例包括：① 在8英寸穿甲弹上，使用低镍含量的钢材 ② 在16英寸穿甲弹的被帽固定工艺上，用橡胶基的粘合剂，替代原有的的锡焊料 ③ 铅制的弹底栓封闭环 ④ 用表面覆盖有铜的烧结铁或轧制铁来制造弹带，以节约铜材。
在生产穿甲弹时，德国人会尽可能在毛胚铸件阶段就完成弹体的塑形，并尽量避免使用锻造工艺。尽管德国炮弹的弹体强度，不如采用压力锻造工艺的美国穿甲弹，但是从钢铁铸造工艺的角度说，德国穿甲弹所表现出的水准还是很高的。
所有的德国穿甲弹，都配备有铸铝材质的风帽。在入射角较大的情况下，这种风帽理论上可以提升炮弹的穿甲性能，因为铸铝材质的强度较低，所以在风帽把被帽弄歪之前，就已经先行碎裂了。但从有限的弹道测试来看，我们未能证明德国人的观点是正确的。
引言
通过USNTME（海军技术任务 - 欧洲部分），我们将德国6英寸、8英寸、16英寸穿甲弹运回了本国。德国8英寸穿甲弹的样本，被海军军械局送到了卡内基-伊利诺伊钢铁公司、伯利恒钢铁公司、以及米德维尔公司进行检验，随后这3发炮弹样本又被送往海军验收场进行弹道测试和冶金检测。
德国海军所使用的穿甲弹，是由克虏伯公司生产的。这些炮弹的整体设计特征包括：① 被帽顶部非常坚硬，但底部较软 ② 弹头形状较尖，且采用渐减式硬度分布 ③ 装药腔的尺寸相对较大。
德国6英寸穿甲弹的全弹长度，是弹径的3.7倍（L/3.7），属于1925年的老式设计。而德国8英寸和16英寸穿甲弹的全弹长度，则是弹径的4.4倍（L/4.4），属于1936年的新式设计。L/3.7系列和L/4.4系列的主要区别是，前者的弹头形状是1.5crh，后者则是1.3crh。
有资料表明，德国海军研发过一种L/4.6的新款6英寸穿甲弹，其弹头较圆，与美国穿甲弹有些类似。这项研发的目的，是入射角较大的情况下，降低穿甲弹的弹体碎裂的概率。
16英寸穿甲弹，是德国海军实际装备的最大口径的穿甲弹。
开展这些测试的目的，是为了就美德两国的6英寸、8英寸、16英寸穿甲弹的弹道性能进行比较。而进行实验室检测的目的，则是为了获取冶金数据，从而便于我们就不同类型穿甲弹的质量差异进行比较，并探寻德国穿甲弹是否具备不同寻常的特征。
特征描述
德国6英寸穿甲弹
德国6英寸穿甲弹的官方图纸：
图纸中画的是三条铜制弹带，但我们测试的炮弹采用的是两条烧结铁材质的弹带。
德国6英寸穿甲弹的剖面照片：
德国6英寸穿甲弹的弹带直径大约是5.848英寸，因此我们需要对其进行加粗，使其能适配于美国6英寸火炮。这项工作是在海军火炮工厂开展的，具体做法是在弹体前部的定心带上喷涂金属层。
美国和德国6英寸穿甲弹的重量分解：
| 炮弹型号 | 炮弹重量 | 被帽重量 | 被帽重量系数 | 风帽重量 | 风帽重量系数 | 装药量 | 装填系数 | | 美国6英寸 Mark 35 Mod 5型穿甲弹 | 130磅 | 26磅 | 20.0% | 3磅 | 2.3% | 2磅 | 1.5% | | 美国6英寸 Mark 35 Mod 9型穿甲弹 | 130磅 | 27磅 | 20.8% | 3.3磅 | 2.5% | 2磅 | 1.5% | | 德国6英寸穿甲弹（15cm L/3.7） | 100磅 | 11.8磅 | 11.8% | 0.6磅 | 0.6% | 2磅 | 2.0% |
德国6英寸穿甲弹的弹体长度约为弹径的2.8倍，而美国6英寸穿甲弹的对应数值则为2.6倍（请注意，这里指的是去掉风帽和被帽之后的穿甲弹本体的长度）。
德国8英寸穿甲弹
德国8英寸穿甲弹的官方图纸：
德国8英寸穿甲弹的剖面照片：
根据米德维尔公司和伯利恒钢铁公司的反馈，德国8英寸穿甲弹的做工与机械加工误差，同美国标准非常接近。
美国和德国8英寸穿甲弹的重量分解：
| 炮弹型号 | 炮弹重量 | 被帽重量 | 被帽重量系数 | 风帽重量 | 风帽重量系数 | 装药量 | 装填系数 | | 美国8英寸 Mark 19 Mod 6型穿甲弹 | 260磅 | 43.5磅 | 16.7% | 13.8磅 | 5.3% | 3.6磅 | 1.4% | | 美国8英寸 Mark 21 Mod 3型穿甲弹 | 335磅 | 58磅 | 17.3% | 4.4磅 | 1.3% | 5.1磅 | 1.5% | | 美国8英寸 Mark 21 Mod 5型穿甲弹 | 335磅 | 58磅 | 17.3% | 4.4磅 | 1.3% | 5.1磅 | 1.5% | | 德国8英寸穿甲弹（20.3cm L/4.4） | 269磅 | 39磅 | 14.5% | 4.8磅 | 1.8% | 7磅 | 2.6% |
注释：上表中给出德国炮弹的数据只是约值（根据德国海军的官方数据，20.3cm L/4.4型穿甲弹的被帽重量系数是13.4%，装填系数是1.9%）。
美德两国的8英寸穿甲弹的对比图：
下图中，左侧是美国8英寸 Mark 21 Mod 5型穿甲弹（新舰使用的超重弹），中间是美国8英寸 Mark 19 Mod 6型穿甲弹（老舰使用的标准弹），右侧是德国20.3cm L/4.4型穿甲弹。
可以看到，相比于德国炮弹，美国穿甲弹的弹头更圆，装药腔更小，被帽厚度也更大；尤其是左侧的超重弹，弹头圆、被帽厚的特征更为明显。
8英寸 Mark 21 Mod 5型穿甲弹，采用了更高硬度的被帽以改善穿甲性能，代表了美国穿甲弹设计上的最新趋势。因此在与德国炮弹进行对比时，这款炮弹是很好的参照对象。
德国16英寸穿甲弹
德国16英寸穿甲弹的官方图纸：
德国16英寸穿甲弹的剖面照片：
这款炮弹是通过橡胶基的粘合剂来固定被帽的，作为对比，其他德国穿甲弹则使用锡焊料来固定被帽。
美国和德国16英寸穿甲弹的重量分解：
| 炮弹型号 | 炮弹重量 | 被帽重量 | 被帽重量系数 | 风帽重量 | 风帽重量系数 | 装药量 | 装填系数 | | 美国16英寸 Mark 8 Mod 6型穿甲弹 | 2,700磅 | 312磅 | 11.6% | 32磅 | 1.2% | 41磅 | 1.5% | | 德国16英寸穿甲弹（40.6cm L/4.4） | 2,270磅 | 363磅 | 16.0% | 27磅 | 1.2% | 56磅 | 2.5% |
德国16英寸穿甲弹的弹体长度约为弹径的2.9倍，而美国16英寸穿甲弹的对应数值则为3.1倍。德国炮弹上配备了三条表面覆盖有铜的钢制弹带。
弹道测试结果
德国6英寸穿甲弹
德国6英寸穿甲弹及两款美国6英寸穿甲弹的弹道测试结果对比：
| 装甲板 | 入射角度 | 弹道极限（经验式比值） | | 美国6英寸Mark 35 Mod 5型穿甲弹 | 美国6英寸Mark 35 Mod 9型穿甲弹 | 德国6英寸穿甲弹（15cm L/3.7） | | 5英寸表面硬化装甲，No. RR837，卡内基 | 30度 | 120±1% | 109±1% | ≈120% | | 4英寸均质装甲，No. 12799，米德维尔 | 40度 | 116±1% | - | 101-102% |
注释：所谓的经验式比值，指的是美国海军穿甲计算经验公式算出的弹道极限，与实际的弹道极限之间的比值。关于该计算公式的具体介绍，详见美国海军的穿甲计算公式。
我们向两块装甲板各发射了3枚德国穿甲弹，总共发射了6枚，这些炮弹全都在穿甲过程中失去了有效起爆的能力。在对抗表面硬化装甲时，德国炮弹的弹体碎裂了；在对抗均质装甲时，德国炮弹的弹体上出现裂纹，弹底环也脱落了。
德国6英寸穿甲弹，在中等偏高的入射角下，显然很容易失去有效起爆的能力。不过在更小的入射角下，该炮弹可能会有比较好的表现。德国6英寸穿甲弹的弹头形状较为尖锐，因此更容易碎裂。而德国8英寸和16英寸穿甲弹则采用了更新式的设计，其弹头形状要更钝一些，因此相对而言不那么容易碎裂。如果德国6英寸穿甲弹的弹体能够得到加强，使其不那么容易受损的话，那么这款炮弹在对抗均质装甲时的较低的弹道极限，就会显得非常有价值了。德国穿甲弹之所以在对抗均质装甲时表现较好，其中的一个重要原因，可能是因为其被帽造型相对比较平。
德国8英寸穿甲弹
德国8英寸穿甲弹及三款美国8英寸穿甲弹的弹道测试结果对比：
| 装甲板 | 入射角度 | 弹道极限（经验式比值） | | 美国8英寸Mark 19 Mod 6型穿甲弹 | 美国8英寸Mark 21 Mod 3型穿甲弹 | 美国8英寸Mark 21 Mod 5型穿甲弹 | 德国8英寸穿甲弹（20.3cm L/4.4） | | 7.6英寸表面硬化装甲，No. 13083-2，米德维尔 | 30度 | - | - | 106±1% | 106±2% | | 6.3英寸表面硬化装甲，No. AC-57，卡内基 | 30度 | 113±1% | - | 108-109% | 106±1% | | 5英寸均质装甲，No. TT546，卡内基 | 35度 | 111±1% | 109.5-110.5% | 106±1% | 102±1% | | 3.4英寸均质装甲，No. TT695，卡内基 | 55度 | 111-112% | 111-112% | - | ＞120% |
在对抗表面硬化装甲时，德国8英寸穿甲弹在入射速度略低于弹道极限的情况下，弹体容易碎裂。在相同条件下，美国穿甲弹则不会受损，仍然具备有效起爆的能力。德国穿甲弹之所以会有这种缺陷，与弹体侧壁的硬化程度不足，以及装药腔的尺寸较大有关。较为尖锐的弹头（相比于美国炮弹而言），以及铸造的弹体，可能也是导致这种缺陷的成因。
然而，在入射速度等于或略高于弹道极限的情况下，德国8英寸穿甲弹的表现则要略优于美国穿甲弹（因为经验式比值更低）。在对抗表面硬化装甲时，德国穿甲弹的穿甲能力略优于美国穿甲弹，但更容易失去有效起爆的能力。在对抗均质装甲时，德国穿甲弹在35度入射角下的表现也要略优一些，但在55度入射角下的表现则大幅逊于美国穿甲弹，因为其较为尖锐的弹头导致了跳弹。
在我们看来，德国穿甲弹的弹体结构是相对较弱的。这款炮弹之所以能取得优秀的穿甲能力，很大程度上应该是得益于被帽的设计。
德国16英寸穿甲弹
德国16英寸穿甲弹及美国16英寸穿甲弹的弹道测试结果对比：
| 装甲板 | 入射角度 | 弹道极限（经验式比值） | | 美国16英寸Mark 8 Mod 6型穿甲弹 | 德国16英寸穿甲弹（40.6cm L/4.4） | | 17.3英寸表面硬化装甲，No. RR338，卡内基 | 35度 | 88±1% | ＞90% |
在35度入射角下对抗厚度超过炮弹口径的装甲，这个测试条件是非常严苛的。之所以要开展这样的测试，就是为了展现两款炮弹的性能差异。
上述弹道测试的具体详情：
| 炮弹型号 | 经验式比值 | 炮弹穿透程度 | 装甲板背面的穿孔尺寸 | 注释 | | 美国16英寸Mark 8 Mod 6型穿甲弹 | 86.3% | 未能穿透 | - | 炮弹无法有效起爆，弹尖被挤入装药腔内 | | 美国16英寸Mark 8 Mod 6型穿甲弹 | 90.5% | 完整穿透 | 16.5×23英寸 | 炮弹能够有效起爆，弹尖受损 | | 美国16英寸Mark 8 Mod 6型穿甲弹 | 94.4% | 完整穿透 | 16×24英寸 | 炮弹能够有效起爆，弹尖开裂，弹底受到挤压，弹底栓松动 | | 德国16英寸穿甲弹（40.6cm L/4.4） | 87.7% | 未能穿透 | 11.5×14英寸 | 炮弹能够有效起爆，弹尖开裂，弹体侧面被划出深痕，弹体轻微扭曲，弹底栓轻微松动 | | 德国16英寸穿甲弹（40.6cm L/4.4） | 90.0% | 未能穿透 | - | 炮弹无法有效起爆，弹尖被挤入装药腔内 |
注释：按照美国海军的标准，若是炮弹完整穿过装甲并落在其后方，或弹体在穿甲过程中碎裂，但大部分碎块穿过装甲并落在其后方，那么便视作完整穿透。
德国穿甲弹在测试中表现出的这种异常现象（入射速度较低的那发造成了穿孔，且能有效起爆；而入射速度较高的那发未能造成穿孔，且无法有效起爆），其具体成因是很难评估的。相比于在对抗表面硬化装甲时表现良好的德国8英寸穿甲弹，16英寸穿甲弹的主要差别在于，其被帽的硬化层更深，因此对弹尖的保护效果可能不如硬化层较浅的被帽。
考虑到德国16英寸穿甲弹与8英寸穿甲弹的设计是相似的，因此在更小的入射角（30度或更低）下，或者在装甲板更薄的情况下，这款德国炮弹在对抗表面硬化装甲和均质装甲时，想必都能取得更好的表现。
化学成分
德国6英寸穿甲弹
德国6英寸穿甲弹的化学成分测试结果：
| 组件/化学元素 | 碳 | 硅 | 硫 | 磷 | 锰 | 镍 | 铬 | 钼 | 钒 | 铜 | | 被帽 | 0.58% | 0.42% | 0.08% | 0.25% | 0.42% | 1.42% | 2.55% | 0.09% | 0.12% | 0.27% | | 弹体 | 0.59% | 0.39% | 0.13% | 0.27% | 0.45% | 1.90% | 2.22% | 0.10% | 0.18% | 0.24% | | 弹底栓 | 0.46% | 0.56% | 0.15% | 0.28% | 1.15% | 0.41% | 1.21% | - | - | 0.17% |
这款炮弹的弹体与被帽的化学成分，与8英寸和16英寸穿甲弹的都不一样。化学成分上与其最接近的，是德国P564钢，但后者是不含钒元素的。相比于克虏伯公司认为最适合制造穿甲弹的P982钢，这款炮弹在化学成分上的差异，只是降低了钼含量。因此我们所测试的德国6英寸穿甲弹的化学成分，应当是能够满足德国标准的。
这款炮弹采用了烧结铁材质的弹带，这是与其他德国炮弹类似的。
风帽是铸铝材质的，但化学成分中还含有9%的硅元素。相比之下，大口径炮弹的风帽，则含有13%的硅元素。我们认为，这个差异应当是无关紧要的。
被帽焊料是锡铅合金，这也是与其他德国穿甲弹类似的。
弹底栓封闭环是铅制的，其目的可能是为了节省铜材。
德国8英寸穿甲弹
德国8英寸穿甲弹的化学成分测试结果：
| 组件/化学元素 | 碳 | 硅 | 硫 | 磷 | 锰 | 镍 | 铬 | 钼 | 钒 | 铜 | | 被帽 | 0.57% | 0.30% | 0.11% | 0.12% | 0.25% | 0.59% | 2.34% | 0.25% | 0.13% | 0.11% | | 弹体 | 0.55% | 0.30% | 0.10% | 0.12% | 0.29% | 0.71% | 2.28% | 0.25% | 0.14% | 0.09% | | 弹底栓 | 0.42% | 0.39% | 0.10% | 0.23% | 0.44% | 0.17% | 2.46% | 0.24% | - | 0.10% |
这款炮弹的弹体和被帽，是由P237钢制成的。准确地来说，在我们检测的6发炮弹中，有5发是由P237钢制成的，还有1发是由P982钢制成的。相比于克虏伯公司所青睐的P982钢，P237钢的镍含量更低。按照德国人的说法，从穿甲的角度说，P237钢的性能是接近P982钢的。
弹带是钢制的，但带有铜涂层。风帽是铝制的，含有13.3%的硅元素。被帽焊料是锡铅合金。弹底栓封闭环是铅制的。这些特征都是与其他德国炮弹相同的。
德国16英寸穿甲弹
德国16英寸穿甲弹的化学成分测试结果：
| 组件/化学元素 | 碳 | 硅 | 硫 | 磷 | 锰 | 镍 | 铬 | 钼 | 钒 | 铜 | | 被帽 | 0.62% | 0.56% | 0.09% | 0.19% | 0.29% | 1.45% | 3.06% | 0.23% | 0.24% | 0.29% | | 弹体 | 0.63% | 0.51% | 0.15% | 0.23% | 0.34% | 2.62% | 2.52% | 0.21% | 0.23% | 0.19% | | 弹底栓 | 0.37% | 0.27% | 0.20% | 0.17% | 0.58% | 1.05% | 1.27% | 0.18% | - | 0.35% |
这款炮弹的弹体和被帽，是由P982钢制成的。这是一种含有镍、铬、钼、钒的合金钢。克虏伯公司认为，这是最适合用来制造穿甲弹的钢材。
测试样本的被帽部分的硫含量要低于弹体部分，但并无证据表明这是有意而为之的。
弹带的内层是软钢材质的，并在其外部覆盖了一层纯铜。这是德国大口径穿甲弹的标准做法。
风帽是铝制的，含有12.7%的硅元素。
被帽是通过橡胶基的粘合剂固定的。
硬度分布
德国6英寸穿甲弹
德国6英寸穿甲弹的布氏硬度（BHN）分布情况：
被帽头部和弹体头部的最大硬度、以及弹体上550BHN与350BHN硬度所对应的位置，是与8英寸和16英寸穿甲弹基本相当的。不过，6英寸穿甲弹的弹底区域的硬度，要比大口径炮弹高出30-40BHN，因此其弹底区域的韧性是比较差的。
德国8英寸穿甲弹
德国8英寸穿甲弹的维氏硬度（HV）分布情况：
德国8英寸穿甲弹的深度硬化被帽样品的维氏硬度（HV）分布情况：
可以看到，被帽的硬化部分深入到了安装风帽的螺纹处。相比之下，上面那张图片中，被帽的硬化部分停留在了螺纹的上沿。
被帽和弹体的最大硬度，是与6英寸和16英寸穿甲弹基本相当的。资料显示，德国人的目标，是在弹体和被帽上都实现600BHN（折合640HV）的最大硬度。但是，米德维尔公司测试的德国8英寸穿甲弹的被帽，最大硬度达到了712HV（折合660BHN），且其侧边区域的硬化程度也更深。考虑到被帽的硬化工序，是单独通过火焰硬化开展的，所以成品上有些偏差是可以理解的。并且这些硬度高于标准值的被帽，似乎也是可以通过验收的。按照德国人的说法，被帽侧边区域的更深的硬化层，有助于在较大的入射角下提升炮弹的穿甲能力。但德国16英寸穿甲弹的相对较差的穿甲表现，并不能证实这种观点。
弹体部分采用了鞘式硬化的模式，其硬度分布情况，是与其他德国穿甲弹类似的，硬化部分只延伸到了弹体中段区域。
德国16英寸穿甲弹
德国16英寸穿甲弹的布氏硬度分布情况：
可以看到，被帽的硬化部分，深入到了安装风帽的螺纹下方。换句话说，比8英寸穿甲弹的深度硬化被帽样品还要更深。
这款炮弹的被帽部分的硬度分布，表现出了顶部坚硬、背部较软的特点，这是符合德国习惯的。但被帽侧边的硬化区域，一直向下延伸到了固定风帽的螺纹下方，这个特征在其他口径较小的德国炮弹上是不常见的。想要实现这样的硬度分布，可能需要先进行硬化处理，随后再研磨出螺纹。而口径更小的炮弹，被帽上刻有螺纹的那段区域的钢材，是没有经过硬化处理的，因此可以通过机加工的方式来处理。
德国16英寸穿甲弹的弹体部分，在弹头以下、定心带以上区域的硬度分布，是与美国穿甲弹大致类似的。但德国炮弹上的中等硬度（350BHN）区域，并没有像美国炮弹那样，向下延伸到弹带区域。这个差异在硬度分布图中展示的很明显。
英美德三国穿甲弹的硬度分布的对比
德国穿甲弹与英国14英寸穿甲弹之间的对比，是一个有趣的话题。英德两国的炮弹，都拥有较尖的弹头和较大的装药腔，但英国炮弹的弹体，采用的是穿透硬化（Through-Hardening），而德国炮弹的弹体，采用的则是鞘式硬化（Sheath-Hardening）。在入射角较大的情况下，较为尖锐的弹头，会对弹体前段造成强大的弯曲应力，因此弹体硬度变化较为平缓的英国炮弹，更不容易开裂，而弹体硬度曲线非常陡峭的德国炮弹，则更容易开裂。
至于美国炮弹，虽然也是采用鞘式硬化的，但并不容易开裂，一方面是因为我们的炮弹头部更圆，所以应力集中程度不那么高；另一方面是因为我们的装药腔较小、且热处理方式也与德国炮弹不同，因此我们的弹体侧壁具备更高的强度。
美德两国的16英寸穿甲弹的布氏硬度分布情况对比：
下图中，左侧是美国16英寸 Mark 8 Mod 6型穿甲弹（新舰使用的超重弹），右侧是德国40.6cm L/4.4型穿甲弹。
可以看到，虽然两款炮弹都是鞘式硬化的，但美国炮弹的弹体硬度曲线，没有德国炮弹那么陡峭，因此美国炮弹上的中等硬度区域，向下延伸的幅度更大。
英美两国的14英寸穿甲弹的布氏硬度分布情况对比：
下图中，左侧是美国14英寸 Mark 16 Mod 8型穿甲弹，右侧是英国14英寸穿甲弹。
可以看到，两款炮弹的硬化模式不同，英国炮弹是穿透硬化的，只有弹头部分很硬，中等硬度的区域只延伸到弹肩部位；而美国炮弹是鞘式硬化的，中等硬度的区域一直延伸到装药腔中部。
机械性能
德国6英寸穿甲弹的弹底部分样本的冲击测试结果：
| 测试温度 | 100℃ | 50℃ | 0℃ | -50℃ | -78℃ | | 冲击力（英尺磅） | 60 | 56 | 42 | 18 | 17 | | 破损程度 | 纤维级 | 纤维级 | 25%颗粒级 | 100%颗粒级 | 100%颗粒级 |
德国8英寸穿甲弹的弹底部分样本的冲击测试结果：
| 测试温度 | 100℃ | 50℃ | 0℃ | -50℃ | -78℃ | | 冲击力（英尺磅） | 96 | 101 | 98 | 65 | 28 | | 破损程度 | 纤维级 | 纤维级 | 纤维级 | 50%颗粒级 | 100%颗粒级 |
德国16英寸穿甲弹的弹底部分样本的冲击测试结果：
| 测试温度 | 100℃ | 50℃ | 0℃ | -50℃ | -78℃ | | 冲击力（英尺磅） | 64 | 70 | 58 | 34 | 21 | | 破损程度 | 纤维级 | 纤维级 | 纤维级 | 50%颗粒级 | 80%颗粒级 |
以0℃下的冲击测试结果来进行对比的话，我们可以发现，德国8英寸和16英寸穿甲弹并未表现出颗粒级的破损，而6英寸穿甲弹则出现了25%的颗粒级破损，这表明该炮弹存在回火脆性，并且金相分析的结果也能证实这一点。
德国炮弹的纵向抗拉性能的平均值：
| 炮弹 | 屈服强度（磅/平方英寸） | 抗拉强度（磅/平方英寸） | 伸长率 | 断面收缩率 | | 德国8英寸穿甲弹 | 101,000 | 125,000 | 22% | 57% | | 德国16英寸穿甲弹 | 107,000 | 123,000 | 22.5% | 52.6% |
整体来说，德国8英寸和16英寸穿甲弹的机械性能，是与同级别的美国炮弹大致相同的。
结论
我们所测试的德国6英寸穿甲弹，属于老式的设计，其特点是弹头形状较为尖锐。德国人承认，在入射角较大的情况下，这款炮弹的表现不如8英寸和16英寸的新式炮弹。冶金检测表明，德国6英寸穿甲弹的弹底部分的冲击强度较低，并且可能存在回火脆性。这些因素，至少在一定程度上影响了这款炮弹的性能——在我们所进行的测试中，这款德国炮弹在中等程度的入射角下，就很容易发生弹体碎裂，导致无法有效起爆。
我们所测试的德国8英寸穿甲弹，代表了最新式的德国穿甲弹设计。这款炮弹所使用的钢材，镍含量要低于德国人所青睐的配方，但其硬度和机械性能，是符合德国标准的。在30-35度的入射角下，德国8英寸穿甲弹在对抗表面硬化装甲和均质装甲时展现出的穿甲能力，都要略优于我国最优秀的8英寸穿甲弹，但德国炮弹更容易失去有效起爆的能力。在入射速度略低于弹道极限的情况射击表面硬化装甲时，德国炮弹的弹体比较容易发生碎裂。在入射角较大（55度）的情况下，德国炮弹的较为尖锐的弹头，会使其容易发生跳弹。我国的炮弹生产商对德国8英寸穿甲弹进行了检测，总的来说，以美国标准评价的话，德国炮弹展现出了良好的制造工艺。
冶金检测表明，我们所测试的德国16英寸穿甲弹，代表了德国炮弹工业的最高水准。其被帽和弹体的化学成分，都符合克虏伯公司所青睐的配方，有助于取得良好的穿甲性能。在35度入射角下对抗17英寸厚度的表面硬化装甲时，这款炮弹的表现相对较差，其背后的原因有很多，包括：① 弹体设计（相对较尖的弹体、较大的装药腔）② 硬度分布（弹体侧壁没有得到硬化）③ 弹体是通过铸造工艺制造的，且后续加工时很少使用锻造工艺 ④ 这项测试的难度本身就很高。另外，这款穿甲弹还有一个显著的特征，那就是采用橡胶基的粘合剂来固定被帽。
有资料表明，德国人就被帽和弹头的形状开展了非常广泛的测试，但在测试之后，依旧选择沿用现有的设计。可能他们认为，能在较小的入射角下取得有效的穿甲能力，同时还兼具较大的装药腔的设计，是最符合炮弹用途的妥协方案。
原始报告
这份档案的原件的拥有者，据我推测应该是Nathan Okun，原件上的弹道测试部分的非印刷字体，应该是Okun的笔迹。
由于Okun已经2024年初时去世，他所收集的研究资料都被转交给了Bill Jurens，因此这份档案的原件目前应该是在Jurens手中。
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发表于 2024-5-4 14:32
楼主
发表于 2024-5-4 15:34
这个最圆的看起来很有潜力，那两个异形的有点奇葩了