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雅利金PYa手槍和GSh-18手槍都是9mm口徑,能發射西方標準的9x19mm帕拉貝魯姆手槍彈,但俄軍「烏鴉」項目一開始就提出,新研製的手槍彈必須能擊穿輕型防彈衣,因此俄軍為雅利金PYa和GSh-18研製了幾種威力強大的高速穿甲彈。
俄羅斯宣傳海報介紹的,供PYa和GSh-18手槍使用的9x19mm穿甲彈,圖中展示了7N21和7N31兩個型號,彈頭結構和彈芯形狀不同。
7N21穿甲彈
1996年,中央精密機械工程設計所的研究團隊設計了一種帶硬質鋼芯侵徹體的9x19mm穿甲手槍彈。由於當時9x21mm口徑的7N29穿甲彈已研製成功,因此這種9x19mm穿甲手槍彈直接借鑑了7N29的彈頭設計,即採用半被甲開尖彈頭,高碳鋼製造的彈芯頭部外露,鋼芯與被甲之間用聚乙烯塑料做襯套,擊中硬目標時被甲和襯套破碎剝落,留下堅硬的鋼芯擊穿目標,原理與二戰時反戰車火炮使用的次口徑超速穿甲彈(APCR)非常相似,這種9x19mm穿甲彈的原型彈被研究所命名為RG057。相較9x21mm口徑7N29穿甲彈,9x19mm口徑RG057的彈頭略短,重量略輕,故初速還略高。
次口徑超速穿甲彈(APCR)的穿甲過程,俄羅斯這些半被甲開尖穿甲彈穿甲原理與之類似。
相比9x21mm口徑7N29,RG057試驗彈因為鋼芯較短較輕,截面比動能略低,因此擊穿Zh-86-2防彈衣的距離從50m縮短到25m,但因為彈頭速度高,因此對無防護人體目標射擊時,彈頭傳遞的動能更大,產生的瞬時空腔也更大。
但研究人員發現,RG057試驗彈的鋼芯硬度很高,當擊中堅硬表面時如果沒有擊穿,很容易發生跳彈。根據測試,RG057在5m距離,以45°入射角對8mm厚的裝甲鋼板射擊時,彈頭沒有侵徹鋼板,但跳彈擊穿了5mm厚的膠合板,並在膠合板後的明膠靶中侵入8-12mm;後續測試又發現,跳飛的RG057彈頭能彈出50-70m!很顯然,在室內環境中使用這種槍彈非常危險,極易傷及友鄰和自身。為此在後續量產型當中,該彈的鋼芯頭部特意開了一道環槽,這樣當鋼芯擊中硬目標時,鋼芯頭部環槽部位會發生斷裂,避免完整的彈芯彈飛出去發生誤傷。
2000年5月,俄軍方宣布雅利金PYa手槍和配套的9x19mm RG057穿甲彈在「烏鴉」項目中勝出,正式列裝俄軍,國防部火箭炮兵裝備總局(GRAU)賦予RG057穿甲彈以7N21的正式代號,由此該型號穿甲彈正式列為制式槍彈。
9x19mm 7N21穿甲彈
量產的7N21穿甲彈彈頭結構,由覆銅鋼被甲、聚乙烯襯套和高碳鋼彈芯組成。
採用塗漆鋼彈殼的9x19mm 7N21穿甲彈
左為烏裡揚諾夫斯克兵工廠生產的,襯套為聚乙烯材料的7N21穿甲彈,鋼芯凸出量較大;右為新西伯利亞兵工廠2010年後生產的,襯套為鉛套的7N21穿甲彈。後者的彈頭尾部略向內收,便於鋼芯在彈頭內定位,另外後者的彈頭與彈殼通過三點衝壓固定,所以彈殼靠近口部位置有三個鉚窩。
9x19mm 7N21穿甲彈全長29.3-29.5mm,全彈重9.8-10.2g;彈頭重5.2-5.4g,採用半被甲開尖彈頭,覆銅鋼被甲,高碳鋼彈芯,彈芯與被甲之間有聚乙烯襯套(新西伯利亞兵工廠2010年後的產品改為鉛套),彈芯質量2.7-3g;彈殼為無底緣直筒彈殼,長18.9-19.1mm,材質為覆銅鋼或塗漆鋼,發射藥為0.5-0.52g扁球形無煙火藥。該彈峰值膛壓為162.6Mpa,在雅利金PYa手槍上射擊初速為450-460m/s,槍口動能526.5-571.3J,比同尺寸的西方9x19mm帕彈膛壓、初速、動能都大,屬強裝藥彈,因此普通9mm帕彈口徑的手槍不能發射這種槍彈。該彈在25m距離上能擊穿蘇聯Zh-86-2防彈衣,在55m距離上有80%的概率擊穿厚度4mm的St.3鋼板。
一堆7N21穿甲彈和分解的彈頭、彈殼
但俄國人並未止步於7N21,他們在9x19mm手槍彈規格的基礎上創新彈頭設計,又研發出7N31和7N30兩種新型穿甲彈。
7N31穿甲彈
7N31穿甲彈是20世紀90年代初由俄羅斯中央體育與狩獵武器設計研究局(ЦКИБ СОО)設計的。該彈的結構很大程度上借鑑了9x18mm口徑7N25穿甲彈,彈頭為半被甲開尖結構,中間是一截細長的鋼芯,鋼芯頭部從彈尖露出,尾部也較長,所以彈頭底部中央的被甲向下凹,正好容納鋼芯尾部;在鋼芯的周圍有一圈鋁製的襯套,但襯套並未填滿整個彈頭,彈頭圓弧形的「肩部」下面留有空腔。
7N31穿甲彈
7N31穿甲彈彈頭結構
7N31穿甲彈的設計目的是「軟硬兼顧」:當彈頭擊中硬目標時,被甲和鋁製襯套像襪子一樣剝落,留下細長的鋼芯以很高的截面比動能擊穿硬目標;當彈頭擊中無防護的人體時,由於彈頭輕、速度高,加上彈頭「肩部」留有的空腔,使彈頭非常容易變形翻滾,製造很大的瞬時空腔,擴大傷道直徑。
由於7N31穿甲彈的鋼芯硬度大,速度又高,如果以較大傾角擊中堅硬物體很容易發生跳彈,為此7N31在鋼芯頭部彈頭被甲收口處刻意開出一道環槽,如果彈頭擊中堅硬目標未能侵徹,鋼芯能從預製環槽處斷裂,避免完整的鋼芯眺飛傷人。
7N31穿甲彈結構剖視圖,左側為早期試驗彈,鋼芯還未增加環槽。
7N31穿甲彈全長29.3mm,全彈重8.1g,彈頭只有4.1g,初速達到驚人的600m/s,距離槍口10m速度仍有575m/s,槍口動能達到765J,10m處對厚度為8mm的St.3鋼板擊穿概率100%。
15m距離上7N31輕鬆擊穿8mm裝甲鋼板
7N30穿甲彈
7N30穿甲彈是本世紀初由俄羅斯自動線路設計局(КБАЛ)研製的新彈種,其設計思路借鑑了9x18mm 7N15穿甲彈,通過增大鋼芯侵徹體質量佔彈頭總質量的比例,儘可能提高彈頭的有效侵徹質量,減小穿甲過程中動能的浪費;該彈平鈍的彈尖又能像反戰車火炮使用的鈍頭穿甲彈(APBC)那樣,在大傾角擊中目標時產生轉正效應,不容易跳彈。
9x19mm 7N30穿甲彈
7N30穿甲彈的結構與7N21穿甲彈類似,也採用半被甲開尖,鋼芯外露的彈頭結構,不同之處在於鋼芯特別大,佔彈頭總質量的72-80%,材質為 ШХ15軸承鋼,硬化至55-60HRC,形狀為圓柱形+截尖錐形,其中圓柱形部分直徑略小,表面拉出縱槽,包在覆銅鋼被甲內,縱槽的目的在於加強被甲、鉛套與鋼芯之間的摩擦力,避免彈頭在發射時因為自轉導致鋼芯和被甲脫離裂解。被甲採用覆銅鋼製造,由後向前包住鋼芯圓柱形部分,在鋼芯的圓柱、圓錐交界處有一圈凹槽,被甲的前端輥壓入這圈凹槽,與鋼芯固定,被甲與鋼芯圓柱部分之間有一層鉛套用於緩衝。
取下彈頭的7N30穿甲彈
7N30穿甲彈結構剖視,鋼芯為截尖圓錐+圓柱形,圓柱部分直徑略小,表面有縱槽,包在被甲裡。
俄羅斯生產的9x19mm帕彈普通彈、7N21穿甲彈和7N30穿甲彈。
7N30穿甲彈的彈頭比7N21穿甲彈略重,有5.5-5.8g,其中鋼芯侵徹體重5.1-5.3g,彈頭全長15.8-16.2mm,用手槍發射初速420-445m/s,槍口動能601.3-694.5J,在60m距離上對4mm厚的St.3鋼板有80%的擊穿概率,在25m距離內能擊穿Zh-86-2防彈衣。