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Un penetrador de energía cinética ( KEP , arma KE , penetrador de varilla larga o LRP ) es un tipo de munición diseñada para penetrar el blindaje del vehículo utilizando un proyectil de alta densidad de sección similar a una flecha . Como una bala , este tipo de munición no contiene cargas explosivas y utiliza energía puramente cinética para penetrar en el objetivo. Las municiones KEP modernas son típicamente del tipo de zapato de descarte estabilizado con aletas perforantes (APFSDS).
Los primeros cañones disparaban munición de energía cinética, que inicialmente consistía en bolas pesadas de piedra trabajada y más tarde en metales densos . Desde el principio, la combinación de una alta energía de boca con el peso y la dureza de los proyectiles han sido los factores más importantes en el diseño de tales armas. De manera similar, el propósito principal de tales armas ha sido generalmente derrotar los proyectiles protectores de vehículos blindados u otras estructuras defensivas , ya sean muros de piedra , barcos de velamaderas, o blindaje de tanque moderno. La munición de energía cinética, en sus diversas formas, siempre ha sido la elección para esas armas debido a la balística terminal altamente enfocada .
El desarrollo del penetrador KE moderno combina dos aspectos del diseño de la artillería: alta velocidad de boca y fuerza concentrada. La velocidad de salida alta se logra mediante el uso de un proyectil con una masa baja y un área de base grande en el cañón del arma. Disparar un proyectil de pequeño diámetro envuelto en un caparazón exterior liviano, llamado sabot , aumenta la velocidad de salida. Una vez que el caparazón despeja el cañón, el casquillo ya no es necesario y se cae en pedazos. Esto deja al proyectil viajando a alta velocidad con un área de sección transversal más pequeña y una resistencia aerodinámica reducida durante el vuelo hacia el objetivo (ver balística externa y balística terminal ). Alemania desarrolló zuecos modernos con el nombre de " treibspiegel"(" espejo de empuje ") para dar mayor altitud a sus cañones antiaéreos durante la Segunda Guerra Mundial . Antes de esto, los primitivos zuecos de madera se habían utilizado durante siglos en forma de un tapón de madera sujeto o de recámara cargado antes de las balas de cañón en el barril, colocado entre la carga propulsora y el proyectil. el nombre "sabot" (pronunciado / s æ b oʊ / SAB -OH en el uso Inglés) [1] es la palabra francesa para zueco (un zapato de madera tradicionalmente usado en algunos Europea países).
La concentración de fuerza en un área más pequeña se logró inicialmente reemplazando la granalla de un solo metal (generalmente acero ) con una granalla compuesta usando dos metales, un núcleo pesado (a base de tungsteno ) dentro de una capa exterior de metal más liviano. Estos diseños fueron conocidos como compuestos rígidos perforantes de blindaje (APCR) por los británicos, perforadores de blindaje de alta velocidad (HVAP) por los Estados Unidos y hartkern (núcleo duro) por los alemanes. En el momento del impacto, el núcleo tuvo un efecto mucho más concentrado que una granalla de metal simple del mismo peso y tamaño. Sin embargo, la resistencia del aire y otros efectos fueron los mismos que para el caparazón de idéntico tamaño. La perforación de blindaje de alta velocidad (HVAP) fue utilizada principalmente por cazacarros en el ejército de los EE. UU.y eran relativamente poco comunes, ya que el núcleo de tungsteno era caro y tenía prioridad para otras aplicaciones.
Entre 1941 y 1943, los británicos combinaron las dos técnicas en la ronda de descarte de sabot perforante (APDS). El zueco reemplazó la carcasa metálica exterior del APCR. Mientras estaba en el arma, el disparo tenía un área de base grande para obtener la máxima aceleración de la carga propulsora, pero una vez afuera, el sabot cayó para revelar un disparo pesado con un área de sección transversal pequeña. Las rondas APDS sirvieron como el arma de energía cinética principal de la mayoría de los tanques durante el período inicial de la Guerra Fría, aunque sufrieron el principal inconveniente de la inexactitud. Esto se resolvió con la introducción de la ronda de zapato de descarte estabilizado con aletas perforadoras de blindaje (APFSDS) durante la década de 1970, que agregó aletas estabilizadoras al penetrador, aumentando en gran medida la precisión. [2]
El principio del penetrador de energía cinética es que utiliza su energía cinética, que es una función de su masa y velocidad, para abrirse paso a través de la armadura. Si la armadura es derrotada, el calor y el desconchado (rociado de partículas) generado por el penetrador que atraviesa la armadura, y la onda de presión que se desarrolla, idealmente destruyen al objetivo. [3]
El arma de energía cinética moderna maximiza la tensión (energía cinética dividida por el área de impacto) entregada al objetivo por:
La longitud del penetrador juega un papel importante en la determinación de la profundidad máxima de penetración. Generalmente, un penetrador es incapaz de penetrar más profundamente que su propia longitud, ya que la pura tensión del impacto y la perforación lo abolla. [4] Esto ha llevado a los diseños actuales que se asemejan a una larga flecha de metal .
Para los penetradores monobloque hechos de un solo material, una fórmula de perforación diseñada por Wili Odermatt y W. Lanz puede calcular la profundidad de penetración de una ronda APFSDS. [5]
En 1982, una investigación analítica basada en conceptos de dinámica de gases y experimentos sobre la penetración del objetivo [6] [ fuente conflictiva ] llevó a la conclusión sobre la eficiencia de los impactadores de que la penetración es más profunda [7] utilizando formas tridimensionales no convencionales. [8]
La técnica opuesta de los penetradores KE utiliza penetradores de energía química. Hay dos tipos de estos proyectiles en uso: antitanque de alto explosivo (HEAT) y cabezal de aplastamiento de alto explosivo (HESH). Se han utilizado ampliamente contra armaduras en el pasado y todavía tienen un papel, pero son menos efectivas contra armaduras compuestas modernas , como Chobham, como se usa en los principales tanques de batalla en la actualidad. Los tanques de batalla principales generalmente usan penetradores KE, mientras que HEAT se encuentra principalmente en sistemas de misiles que se lanzan desde el hombro o montados en vehículos, y HESH generalmente se prefiere para la demolición de fortificaciones.