穷极一生追寻的大伊万
早在上世纪90年代初的波斯湾战争中，伊拉克陆军就有幸见识到美国空军的A-10“疣猪”攻击机，其机身下方安装有一门30毫米口径的GAU-8“复仇者”机炮曾经给伊军带来无边的恐惧，按理说比这个口径更大的火炮比比皆是，但这门“复仇者”简直成为了伊拉克陆军坦克的“开罐器”，这主要得益于其使用的贫铀弹的缘故。
A-10攻击机的GAU-8“复仇者”机炮正准备发射贫铀弹
首先就这门30毫米机炮展开，由于使用了30×173毫米的贫铀弹，“复仇者”成为了有史以来威力最大的航空用机炮，通过从上至下发动对坦克顶部装甲的密集开火才完成对地方陆上载具的杀伤。
那么为什么贫铀弹能够造成极其大的杀伤力呢？这要从贫铀弹中的重要成分——贫铀说起，贫铀又称衰变铀，或者缩写为DU，是一种以铀-238位主要构成物质的材料，是核燃料浓缩过程中产生的副产物。由于元素自身衰变的原因，自然界中存在的铀元素中铀-238的含量仅能达到99.3%，另外还有部分铀是中子数更少的铀-234和铀-235。为了获取武器级的浓缩铀，必需要将其中的铀-235分离出来，这里会有两步需要做的，一是将铀-238通过核裂变降解到铀-234和铀-235状态；这一步完成后需要特殊的方法来提高其中铀-235的含量。当铀-235含量超过0.3%，就已经可以被称作浓缩铀，伊朗让美国为之不满的，就是不断提高浓缩铀中铀-235的含量，直到高到能够用作核武器（90%以上）。
根据美国国防部规定，铀-235在实际使用中如果低于0.2%，就可以被称作贫铀。由于贫铀密度高达19.1g/cm3，是铁的近3倍，因此参入贫铀的合金物理性质都发生了明显变化，最大的显著特点就是变得更硬。
首先，贫铀弹相比于普通炮弹而言，重量更重，如果发射出去能够获得更大的动能。另外一种相对分子量大，与贫铀合金类似的的合金——钨合金经常会被与贫铀弹相互比较，但是钨合金弹头在命中均质装甲之时，弹头的尖端会发生明显形变并变钝；但贫铀弹则不同，由于存在自锐现象，贫铀弹的穿透性会更加强大。
另外，和铁、钨不同，铀元素熔沸点更低，其熔点仅为1132℃，由于炮弹与敌方目标发生碰撞、摩擦并产生大量热量，铀元素会因此熔解，在空气中剧烈燃烧，燃烧产生的三千度高温可以加强穿甲效果。
但是，由于铀元素具有强烈放射性，对人体有着极大的损害，经常会诱导癌症发生，所以使用贫铀弹的争论近年来一直在持续，像是中国、法国、俄罗斯、日本、美国等国都研制生产国贫铀弹，而美国是唯一一个在实战中使用过贫铀弹的国家，如伊拉克的领土上就被贫铀污染到很长时间不能进行农业生产，严重污染空气、土壤和水。
一辆被美国A-10攻击机发射的贫铀弹实施“天灵盖手术”的坦克
海湾战争后，美军的回国士兵中就不少人发生所谓的“海湾战争综合征”的疾病，有人主张贫化铀是造成这种疾病的原因之一，但美国军方予以否认。另外过去使用到贫化铀弹头的波斯尼亚与科索沃等地区，白血病的罹患率与畸形儿的出生率有所增加。
科罗廖夫
轻松倒是不一定轻松，但是就现阶段来说，常用的尾翼稳定脱壳穿甲弹都是长杆形弹芯，这种大长径比外形的穿甲弹对材料自身的性能要求很高。而在同等条件下，用贫铀合金制造的穿甲弹比钨合金穿甲弹的穿甲性能普遍要高10-15%。举个例子，对于同样的匀质装甲钢板，在钨合金穿甲弹所有复合材料技术没有大的发展的前提下，普通钨芯弹要想达到贫铀弹的穿甲效能，仅以动能算的话可能得比贫铀弹的打击速度高200米/秒（但是增加动能，又会给钨芯弹带来其他负面效应）。至于为何贫铀弹的性能较为优异，且听我们细细道来：
▲尾翼稳定脱壳穿甲弹出膛后的脱壳过程示意（速度约1650米/秒）
什么是贫铀弹？
要了解贫铀弹的性能，我们首先要知道什么是贫铀。自然界中存在的铀主要是由“铀-238、铀-235和铀-234构成”，其含量大约分别为99.28%、0.714%和0.006%，我们提取出用于制造核燃料或者核武器的U-235后，剩下的大量U-238就被称为贫铀（DU）。而用于制造贫铀弹的材料其实是用这些铀-238与其他合金元素合成的合金，比如美国早期的贫铀弹就是用铀-238与0.8%的钛制成的铀钛二元合金作为基础材料。在当时，美国人在贫铀中加入钛，并且通过固溶和时效处理使U2Ti析出，强化U-0.8Ti合金，使其抗拉强度达到1400MPa以上，断面收缩率超过42%，延伸率大于25%。显然拥有不错的机械性能，但是这只是贫铀合金的早期发展，后来通过不断研究又发展了“铀钨钼、铀钛铌、铀钛铪”等综合性能更好的贫铀合金。
▲铀-238的衰变历程
贫铀既然含有大量的铀-238，其放射性及危害自然不能忽略，在衰变过程中主要释放α、β、γ三种射线。其中α射线是氦离子，穿透性很弱，随便整点什么薄薄的一层材料基本都能挡住，但是其电离能力很强，如果不慎进入人体内将产生严重的内照伤害；β射线是高速电子，穿透性强而电离能力弱，有很强的外照伤害而内照风险低；γ射线是光子，穿透能力远超前两种射线，是外照辐射伤害的主要来源。同时贫铀弹在穿甲过程中经高温氧化，会形成贫铀氧化物，如果进入人体会部分溶解与生物分自反应，导致人体细胞毒性效应。
▲海湾战争中，被美军M1A1坦克发射的M829A1贫铀穿甲弹侧向贯穿的T-72坦克
贫铀弹为何拥有不俗的穿甲性能
贫铀弹的穿甲性能主要是得益于其材料性能，比如说其动态屈服强度极高，以早期的U-0.8Ti贫铀合金为例，其动态屈服强度可以达到2100MPa，比起静态屈服强度（约850MPa）高出两三倍，这一点就比钨合金更适用于穿甲弹这类动能弹药。同时，贫铀合金的抗断裂能力远远高于钨合金且高速冲击载荷下的塑性变形范围极大，因此在穿过多层倾斜装甲的过程中遇到弯曲应力不易断裂，可以更好的发挥侵彻效应。
▲日本从德国引进的钨合金尾翼稳定脱壳穿甲弹
此外，贫铀弹具有高密度特性，同等结构体积下比钨合金的重量更大，这一点有利于增大弹芯的动能，也就是说其致密性有利于增强穿甲能力。而我们说起贫铀弹，又常会提到其“自锐性”，通常金属材料在冲击载荷条件下，会发生绝热剪切现象，这一种普遍存在于高速撞击、侵彻、冲孔、高速成型等高速变形过程中。当穿甲弹弹芯在撞击、侵彻过程中出现局部材料失效进而造成该部位材料承载力丧失或下降，就形成了独特的绝热剪切带。
▲贫铀合金（DU-Ti）与钨合金（WHA）穿甲弹在侵彻过程中的变形对比
在穿甲过程中，看似不好的“绝热剪切”反而会造成更好的穿甲效果，贫铀合金拥有较强的剪切失稳和局部变形敏感性，所以比较容易出现绝热剪切变形，而“易绝热剪切变形”则被称为“自锐”现象。这种特性使得贫铀弹体在撞击侵彻装甲的过程中，使得弹尖部分容易发生剪切破坏，使得弹尖部位的材料不断发生剥落，结合弹芯圆柱段的高屈服极限和受力不同，使得弹尖始终可以保持较小的截面积和尖锐外形，也就是说因为“自锐”从而使贫铀穿甲弹能够始终保持较好的侵彻体外形（如上图a）；但是普通的钨合金则是“绝热剪切不敏感材料”，在撞击侵彻过程中，主要发生塑性变形，随着穿甲过程的深入（超过钨合金的屈服极限），弹头形状会被“压缩堆积”为蘑菇状，弹头截面积逐渐变大，不利于继续穿甲，自然穿甲效果不如同条件下的贫铀弹了。
▲尾翼稳定脱壳穿甲弹的基本结构
综上所述，贫铀弹相较而言有更好的穿甲特性，主要是还由于其高密度、高强度、高塑性以及“自锐”效应等特点综合造成的；此外，贫铀合金的“自燃”性能对于其穿甲后效也很有好处。关于贫铀弹暂且说这么多吧，但是随着人们对贫铀合金自燃危害的日益担忧，以及复合材料钨合金的发展，贫铀弹的优势还能保持多久，还有待观察。
▲美国号称“最强”贫铀穿甲弹M829A4
装备空间
贫铀弹是以铀238为主要原料，制造出来的高性能穿甲弹。提到铀这种元素，人们最先想到的就是原子弹，制造原子弹的铀元素是铀235，而大自然中的大部分铀元素都是铀238。在原子弹刚刚发明的时候，贫铀的巨大用途还没有被人们发现，制造原子弹的国家在提炼出铀235之后，铀238就成为了“下脚料”，到了上世纪七十年代，贫铀的巨大用途逐渐被人们发现，坚不可摧的贫铀装甲和无坚不摧的贫铀弹都被发明出来。
贫铀弹的原理同普通穿甲弹一样，使用方法也同普通穿甲弹没有任何差距，不过贫铀弹的穿甲能力更强，穿甲后的杀伤力也更大。贫铀弹的穿甲能力强，主要有三个重要原因。第一个原因是贫铀弹的质量更大，同等体积下的贫铀弹要比普遍穿甲弹更重，质量越大的物体，所造成的冲击力也越大，因此贫铀弹对于装甲的突防能力更强。
第二个原因是贫铀弹的硬度更大，贫铀的硬度高于普通的穿甲弹，硬度越高的穿甲弹，越容易击穿坦克的装甲。第三个原因是贫铀弹和普通穿甲弹在穿甲过程中的变化不同，普通穿甲弹在穿甲的过程中越来越钝，穿甲弹的尖头会逐渐的被磨平，最后失去穿甲能力。而贫铀弹在穿甲的过程中越来越锋利，也就是说贫铀弹进入坦克装甲后，弹头越来越锋利，穿甲的效果能够事半功倍。
除了穿甲能力更强之外，贫铀弹的杀伤力也比普通穿甲弹更强。普通穿甲弹主要依靠撕裂坦克的装甲，造成的碎片对坦克驾驶舱内的战斗人员造成杀伤。而贫铀弹在穿甲的过程中能够氧化燃烧，燃烧产生的高温可以提高贫铀弹的穿甲能力，同时也能让贫铀弹在进入坦克座舱后引发大范围杀伤。
而且贫铀弹具备一定的辐射能力，受到贫铀弹攻击的车辆，肯定会遭到核辐射的污染，无法再继续修复使用。在海湾战争和伊拉克战争时期，美军大量使用了贫铀弹，造成了伊拉克被攻击地区长期受到污染，美军大量使用贫铀弹一度引起了国际社会的强烈不满。从贫铀弹强大的穿甲能力来看，在新型穿甲弹发明之前，贫铀弹仍然是攻击坦克装甲的一大利器。
军武小咖
坦克的尾翼稳定脱壳穿甲弹有贫铀弹和钨合金穿甲弹之分，美国主要使用贫铀弹，其他国家也有贫铀弹，只不过没有大量使用而已。贫铀合金的主要是由铀-238添加加其它金属制成的，因为单一的铀硬度和强度都不高，不能够满足穿甲弹弹芯硬度的要求。
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贫铀弹之所以能够击穿坦克的装甲，主要是因为它有着四个特点。
第一:贫铀合金存在自锐性，当贫铀弹击中装甲时，发生的主要是剪切破坏。弹头部分的材料不断剥落，由于贫铀弹的应变率较低，而屈服极限较高。导致弹芯头部圆面材料的剥落速度大于圆心的，所以就形成了圆锥状。只要贫铀弹不断导弹发生自锐，就能够持续的保持侵彻外形，去击穿装甲。
第二:贫铀合金的密度为19.1克/立方厘米，钨的密度是19.25克/每立方厘米，钢的密度是7.85克/立方厘米。
第三:硬度高，贫铀合金的硬度非常高，击中装甲时就容易穿透。
第四:贫铀合金的易燃烧，贫铀合金在400多度时即可燃烧，产生的高温可以使装甲变软，更容易的穿透。
贫铀弹也有其弱点，其一:当速度击中目标的速度在1750m/S以上时，其自锐性能就会下降；其二:贫铀弹的保质期较短，不如钨合金穿甲弹；其三:就是有辐射，污染环境。
铀-238是核燃料产生的副产物，用于制造贫铀弹具有性价比高的优势，况且美国的核弹头好几千枚，产生的铀-238必然不少，与其想法办处理掉，不如用来制作穿甲弹。美国贫铀合金主要有铀钛合金，铀钼合金，铀铌合金，只是后来发现这几种贫铀合金的强度和韧性都不怎么好，所以又开发了铀钛铪合金，铀钛铌合金等等。
目前来说，大规模应用的贫铀弹主要就是美国的M829系列。从M829到M829A1再到M829A2，再到M829A3，乃至最新的M829A4，穿深是逐渐增加。M829A1的炮口初速为1675米/秒，在2000米距离上的穿深为550毫米；M829A2的炮口初速为1575米/秒，2000米距离上的穿深为600毫米；M829A2的炮口初速为1700米/秒，2000米距离上的穿深为700毫米。
而普遍认为M829A3在2000米距离上的穿深为750毫米，宣传称M828A4的穿深比M829A3高了20%，也就是150毫米。所以说，大长径比的M829A4在2000米距离上更是达到了惊人的900毫米。事实上，M829A4的弹芯并没有比M829A3的长，那么M829A4是如何达到900毫米的穿深呢？据称M829A4穿甲弹的发射药采用了分层燃烧技术，燃烧慢的在外层，燃烧快的在内层，从而提高了穿甲弹的炮口初速。宣传毕竟是宣传，究竟能够提升多少，只有研发公司自己知道。(图片来自网络)
江山何沉
贫铀弹是一种以含铀238硬质合金为主要原料制成的弹药，它具备高硬度、高比重和高熔点的特点，非常适合用于穿甲。贫铀弹的核心就是其贫铀合金，而所谓贫铀，其实指的就是提炼核反应原料铀235的副产品铀238。与铀235相比，铀238的反射性比较弱，所以称之为贫铀。
（铀238）
贫铀弹的特点很突出，它是一种重金属，具有密度高、易氧化、强度及硬度高的特点，而且它在穿透物体时会表现出自发锐性。在冷战时期，美苏争霸让双方都储存了大量的贫铀，为了“废物利用”，美国人根据贫铀的这些特性，率先将它用到了穿甲弹上。
（美军A10攻击机的GAU-8/A复仇者机炮使用的贫铀穿甲弹）
前边我们提到贫铀的密度大而且硬度很高，所以同等体积弹头，贫铀弹的质量更大，因为弹头的动量与质量平方成正比，所以贫铀弹具备很强的动能优势。再加上弹头的硬度很高，这就让贫铀弹的穿透力得到了极大提升。另一方面，贫铀弹具备自锐性，在穿透装甲过程中，不容易发生变形，这与其他材料的弹头相比，也有着很大的优势。例如钨合金弹头，在穿透过程中就会因为发生形变而变钝，从而导致穿透过程变形。最后，贫铀弹头易氧化，在穿甲过程中容易燃烧，而在高温的作用下，装甲容易变形融化，所以它可以有效破坏装甲目标。
（贫铀弹的弹头硬度高）
（贫铀弹头具备良好的自锐性）
（贫铀弹易氧化燃烧产生高温）
（被贫铀弹击中的装甲）
虽然贫铀弹穿甲能力很强，作为穿甲弹来说非常合适，不过它也有一个很不好的缺陷，那就是贫铀弹会带有放射性。大量使用贫铀弹很容易造成放射性污染，而且贫铀作为一种重金属，长期接触也会引发化学中毒。美军在伊拉克、阿富汗以及巴尔干地区都曾使用过贫铀弹，这对当地人的生活产生了巨大影响。甚至连很多美军士兵都反感贫铀弹，毕竟谁也不想同放射性物质有太多的接触。
（贫铀弹使用后很容易产生放射性污染）
贫铀弹在性能上是攻击装甲目标的理想武器，它效果好、威力大，因为是核武器原料的副产品，所以生产数量有保证。不过由于放射性等问题，其副作用也不容小视。但是话说回来，它目前依然是西方国家对付装甲目标的的主流穿甲弹。
（各种类型的贫铀弹）
战情解码
因为贫铀弹本身的密度就够大，咱们知道动能算法是下边这样的吧，这个m是质量，v是速度。所以，质量越大的弹芯材料能在同速度、同截面积下取得更好的穿甲效果。
而高密度材料里头，贫铀合金18.6g/cm³和钨合金17.6g/cm³无疑是最合适的两个。当然，贫铀本身不硬，但在加了合金之后硬度可比钢高多拉~
贫铀和钨的穿甲能力都不错，两者各有优劣，贫铀是的优点在于它的自锐性，估计大家都知道这点，我就丢个图，这样比较直观。左边是贫铀，右边是钨
因为贫铀的熔点较低，因此贫铀弹在怼装甲过程中前段会迅速因受热而从侧边脱落剥离，然后露出下边一点还未受热的坚硬部分。而钨芯弹由于熔点较高，他在穿透过程中会逐渐变成一个蘑菇头样子，所以后劲不足。
但贫铀的缺点也在于熔点低，因此发射时的高温会导致贫铀弹在出膛时的弹性变形也比较大，这非常影响初速。所以说贫铀弹一般初速不大会超过1600m/s，而钨芯弹往往高于1800m/s，所以从这个角度来说，钨芯弹在动能上又弥补了自钝的缺点。
疯狗的轻武
贫铀密度大，相同体积的弹丸质量大，一个物体动能EK和动量P关系P=2mEK，在动能相同的情况下，弹丸的动量和质量m的平方根成正比，根据动量原理，弹丸平均穿透力F
Fdt一p…F=p/t=2m，这就是传统性能强的主要原因，同时，贫铀的高强度是另一个主要原因，由于氧化发热，燃烧形成较大的破坏作用，杀伤人，坦克内部设备，燃烧形成的烟雾和尘埃，也造成放射性污染，环境的破坏。
辽宁盘锦管灯
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