Munição APFSDS *029

Munição APFSDS

O projétil APFSDS (Armor-Piercing, Fin-Stabilized, Discarding Sabot): Munição perfuradora de blindagem, estabilizada por aletas e de cinta descartável, é um tipo de munição perfurante de atuação por energia cinética que, como o próprio nome diz, não usa explosivos e causa seus efeitos através da intensa dissipação de energia cinética decorrente de seu impacto, através de um elemento de altíssima densidade, ao qual é imprimida enorme aceleração.

É usada para perfurar as armaduras mais avançadas dos blindados modernos de primeira linha, e constitui na principal munição usada pelos MBTs quando em combate direto com seus pares inimigos. Estes projéteis são formados por um núcleo de metal muito duro, como o carbeto de tungstênio ou o urânio empobrecido, e subcalibrados a fim de concentrarem sobre seus alvos uma impressionante carga de energia cinética em área mínima, rompendo as armaduras através do intenso estresse decorrente do impacto, que atinge cerca de 1.800 graus Celcius, e provocando o estilhaçamento e derretimento da armadura, pulverizando com fragmentos o interior dos veículos.

Ela surgiu a partir do aperfeiçoamento nas munições APDS, a fim de obter um tipo de munição para emprego contra as blindagens mais modernas da atualidade. Mesmo sendo eficientes, as munições APDS eram limitadas quanto a sua evolução no acréscimo do seu poder destrutivo, o que se mostra necessário face à crescente evolução das blindagens, que limitadas pelo peso, conseguem se potencializar pela tecnologia agregada. Buscou-se assim um modelo de munição que permitisse um poder de fogo superior através da utilização da energia cinética, uma vez que a munição química atingiu, pelo menos ao que se observa, seu limite contra os carros de combate e suas armaduras de última geração. As características estruturais das modernas couraças permitiram, de forma significativa, superar as munições anticarro até então em uso.

Em relação à munição APDS, mudou-se o formato do penetrador alongando-o, e como consequência reduzindo de forma desejável seu diâmetro, resultando na aplicação de uma massa maior em uma área reduzida, concentrado significativamente a energia cinética resultante do impacto para a penetração da blindagem. 

A capacidade de penetração de um projétil em uma armadura é uma relação direta de sua densidade, massa e velocidade (e=mc2) e a densidade e espessura do alvo. Estes projéteis requerem velocidades iniciais muito altas, o que demandam pressões internas igualmente grandes, não sendo possível dispará-los de qualquer arma. Um penetrador efetivo, além de ser muito denso deverá ser dúctil suficiente para não se quebrar no impacto, e ter a capacidade de sobreviver às altas acelerações do lançamento. Por fim deverá ainda alcançar o alvo em ângulo favorável e sobreviver a contramedidas como as armaduras reativas.

Quanto mais comprida for a haste penetradora, maior será sua massa e consequentemente a energia que transmitirá. O comprimento dos penetradores, no entanto, gira em torno de 30 vezes seu diâmetro para as munições mais modernas. Contudo, projéteis com uma relação comprimento-diâmetro maior que 30, tendem a se deformar após a separação do "sabot" e se partir em contato com blindagens espaçadas. Quanto maior for seu diâmetro, maior será seu arrasto induzido e menor a velocidade de impacto. Como uma haste longa de metal é aerodinamicamente instável, o núcleo conta com barbatanas (aletas) que lhe dão estabilidade em voo, razão pela qual também é conhecida como munição “flecha”. Podem ser disparadas de canhões de alma lisa ou raiada, estes porém, imprimem ao projétil uma rotação que ao mesmo tempo que produzem um efeito estabilizante, reduzem sensivelmente seu desempenho, pois o arrasto decorrente faz com que chegue ao alvo com menor velocidade e consequente impacto menos potente. Canhões de alma raiada também sofrem desgaste excessivo devido à alta pressão, sendo os da alma lisa preferidos para esta munição pois podem disparar seus projéteis sem imprimir giro a eles, razão pela qual os principais MBTs passaram a adotá-los. Apesar das barreiras encontradas, as atuais munições APFSDS já alcançam penetrações de quase 700 mm, o que significa aproximadamente 6 vezes seu próprio calibre, considerando um canhão de 120mm.

O núcleo duro é montado no interior de um invólucro (Sabot -invólucro descartável) que tem por função adequar-se ao diâmetro do cano e é descartado imediatamente depois que deixa a alma da arma, quebrando pelo estresse provocado pela intensa pressão do disparo. Este “Sabot” requer um material extremamente resistente, em sua maioria, confeccionado de uma liga de alumínio de alta resistência. Nos disparos a partir de armas de alma raiada estes invólucros são dotados de obturadores de deslizamento, que permitem que o núcleo gire a uma taxa muito inferior e eles, com sensíveis ganhos aerodinâmicos, pois uma rotação muito alta sobre as aletas produz um arrasto significativo. residual (material radiativo). O tungstênio continua mais abundante e barato, sendo usado pela maioria.

Um “Sabot” usado para lançar um projétil de tungstênio não se presta ao lançamento de um projétil de urânio, mesmo que tenham exatamente a mesma forma. Os dois materiais se comportam de maneiras diferentes sob altas pressões e forças de aceleração elevadas, de modo que o “sabot” é completamente diferente em sua integridade estrutural. Estes projéteis operam a velocidades de 1.400 m/s a 1.900 m/s, porém o comprimento da peça é mais importante do que a velocidade de impacto, embora esta seja fator significativo e uma velocidade mínima essencial. O modelo M829 dos EUA voa a 200 m/s mais rápido que o modelo M829A3 mais novo, porém possui apenas a metade do comprimento e é inadequado a penetração de armaduras compostas de última geração.

Um dos maiores desafios de engenharia ao projetar “sabots” na atualidade é a necessidade de lançar penetradores excessivamente longos (cerca de 800 mm), pois seu peso extrapola o desejado e subtrai velocidade de todo o projétil, chegado a quase a metade da massa de todo o conjunto, além do custo de materiais mais resistentes. Os fragmentos do “sabot” ao serem descartados quando deixam o tubo, também viajam a velocidades muito altas em trajetórias imprevisíveis, oferecendo perigo real às tropas e veículos leves, requerendo seu disparo a observação de critérios mínimos de segurança nos primeiros 1.000 metros.

No que tange à estabilização do projétil, o canhão de alma lisa inicialmente foi essencial para a utilização das APFSDS. Contudo, ele impedia o disparo de outros tipos de munições que requerem rotação, como a APDS e a maior parte das munições de energia química. Para resolver esse problema, foi criada, nos EUA, a munição APFSDS XM578, que continha uma “cinta de escorregamento” (slipping driving band), permitindo à munição ser disparada por um canhão de alma raiada com uma rotação muito menor, que não atrapalhava o desempenho do penetrador. Esta redução de deu da ordem de 780 RPS para 30 a 60 RPS de um típico projétil APDS.

Os primeiros penetradores APFSDS americanos, como os do canhão 90 mm T208, ainda eram feitos de Carbeto de Tungstênio. Este material, por apresentar um altíssimo grau de dureza, porém não tanto de tenacidade, tendia a se partir no impacto, caso o penetrador fosse muito longo. Isso se mostrou um impeditivo para o aumento da relação comprimento diâmetro, que ainda era relativamente baixa (em torno de 8:1). Apesar disso, essa munição alcançava uma velocidade inicial acima de 1500 m/s, o que já era um grande avanço se comparada às APDS. Para melhorar ainda mais seu desempenho, buscou-se desenvolver materiais mais adequados para os penetradores. Foram criadas novas ligas de Tungstênio, com maior tenacidade e densidade do que o Carbeto desse elemento.

Nos EUA e na URSS, o avanço foi ainda maior, vindo-se a utilizar Urânio empobrecido (Depleted Uranium – DU), o mesmo descartado por usinas de energia nuclear, para construir os projéteis. Além de ter uma maior densidade (aproximadamente 18.600 Kg/m³), possui propriedades mecânicas que favorecem sua eficiência. Foi observado, por exemplo, que os buracos feitos por projéteis de urânio empobrecido têm um diâmetro menor que dos projéteis de Ligas de Tungstênio, fazendo assim, com que uma menor quantidade de energia seja utilizada para a perfuração de uma mesma espessura de blindagem, deixando que uma maior parte da energia seja espalhada dentro do blindado inimigo, vindo a lhe infringir o máximo de danos. Além disso, o Urânio empobrecido torna-se pirofórico quando alcança altas temperaturas. Isso significa que o material entra em combustão durante o impacto, fazendo com que o Urânio derretido e seus fragmentos sólidos levem uma grande quantidade de chamas para dentro do blindado atingido, aumentando as chances de incendiar elementos inflamáveis dentro deste, como óleos lubrificantes, combustível e munição empaiolada.

Por causa da densidade e das propriedades mecânicas do Urânio empobrecido, penetradores desse material são capazes de perfurar, em média, 10% a mais que um penetrador similar de liga de Tungstênio. Outra vantagem desse material em relação à Liga de Tungstênio seria o menor custo, porém ele é alvo de críticas humanitárias, devido à sua associação com armas nucleares e com a energia nuclear. Além disso, há preocupação com resquícios de radioatividade e toxicidade, apesar de que os produtores neguem que isso exista em suas munições. Devido a tais preocupações, países como Alemanha e Áustria proíbem a produção e compra de munições de DU. A maioria dos países simplesmente não fazem a utilização, mas não têm legislação proibitiva para isso. Hoje, apenas os EUA e Rússia utilizam flechas de Urânio empobrecido. Contudo, a utilização de DU nos penetradores não é um pré-requisito para a excelência da munição.

Nota-se a pouca diferença de penetração entre as distâncias de 5200 e de 1000 m. A razão para isso é à baixa perda de velocidade da flecha em função da distância percorrida. Ela pode, assim, conservar a energia cinética do disparo e sua letalidade por grandes distâncias. Isto demonstra a alta eficiência aerodinâmica obtida após décadas de evolução das munições de energia cinética. Atualmente, o desenvolvimento dessas munições parece estar latente ou muito vagaroso. O impasse para sua evolução demonstra um aparente limite que ainda não foi possível ultrapassar.

O desenvolvimento de armaduras mais complexas de natureza composta e ação reativa provocaram o desenvolvimento de penetradores mais complexos, com complexas ligas de tungstênio e urânio empobrecido, ambos duros, dúcteis, muito densos e fortes. Porém cada material tem suas particularidades, como o urânio que tem propriedades pirofóricas e seus fragmentos tendem a inflamar no impacto quando em contato com o ar e incendiar combustível e munição do alvo, contribuindo para a letalidade do impacto. Apesar destas características que o tornam um pouco mais efetivo que os projéteis de tungstênio, apresenta inconvenientes sérios e controversos, devido a emissão de radiação residual (material radiativo). O tungstênio continua mais abundante e barato, sendo usado pela maioria.

O urânio empobrecido é um subproduto do processo de criação do urânio mais raro e enriquecido usado em combustível e armas nucleares. Embora muito menos poderoso que o urânio enriquecido e incapaz de gerar uma reação nuclear, o urânio empobrecido é extremamente denso – mais denso que o chumbo – uma qualidade que o torna altamente atrativo como projétil.

Munição HEAT