Puolustusministeriö ilmoitti 26.8. julkaisemassaan tiedotteessa puolustusvoimien hankkivan Leopard 2 -taistelupanssarivaunuihin ampumatarvikkeita Rheinmetall Waffe Munition GmbH:lta. Hankinnan arvonlisäveroton kokonaisarvo on noin 14,1 miljoonaa euroa, ja se rahoitetaan valtion toisesta lisätalousarviosta. Ampumatarvikkeet parantavat kohtaamistaistelukykyä taistelupanssarivaunuja vastaan.
Hankitut ampumatarvikkeet ovat jalkaväen tarkastaja eversti Juhana Skyttän mukaan nuolilaukauksia. Mitään muuta informaatiota ei ole saatavilla. Puolustusvoimien rajoittamisella tiedon saannin suhteen on oma tärkeä tarkoituksensa maanpuolustuksessa – ja hyvä niin!
Mutta mitä nuolilaukaukset ovat ja miten ne läpäisevät panssaria? Sitä pohdimme seuraavaksi.
Raskasmetallitanko
Kaikessa yksinkertaisuudessaan nuolilaukauksien sisältämät nuolet ovat pyörähdys symmetrisiä kineettisen penetraation raskasmetallitankoja. Ne on valmistettu tyypillisesti volframimetalliseoksesta (WHA = Wolfram Heavy Alloy) tai köyhdytetystä uraanista (DU = Depleted Uranium). Nuoliammukset ovat alikaliiperisia penetraattoreita eivätkä sisällä räjähdettä. Niiden ympärillä on kokokaliiperiset palat (eng. ”sabot”), jotka pitävät nuolen putken keskilinjalla. Sabotit irtoavat ilmanvastuksen avustamana nuolen tullessa putkesta ulos.
Nykyaikaiset nuoliammukset sisältävät pääsääntöisesti funktionaalisia osuuksia tietyn tyyppisten maalikonfiguraatioiden läpäisemiseksi. Esimerkiksi viistoja ilmavälikerroksella varustettuja levyjä voidaan läpäistä paremmin tekemällä nuoliammukset kärjestä muuta penetraattoria paksumpi.
Valmistusmenetelmiä
WHA-nuolet valmistetaan jauhemetallurgisella prosessilla nestefaasisintrauksella.
Volframipartikkelit prässätään tiiviiksi paketiksi seosmetallipartikkeleiden (tyypillisesti nikkeli ja rauta) kanssa. Lämpötila kohotetaan hieman alle puoleen volframin sulamispisteestä, jolloin seosmetallit sulavat ja muodostavat nestefaasin volframipartikkelien ympärille. WHA-seokset täyttävät siis komposiitin määritelmän, sillä seosmetallit muodostavat matriisin, joka sisältää volframipartikkeleitaerillisenä lujitefaasina.
Köyhdytetystä uraanista valmistetut nuolet valmistetaan valamalla monimutkaisine termomekaanisine käsittelyineen. WHA-nuolien valmistaminen on halvempaakuin DU-nuolien. Lisäksi köyhdytetty uraani sisältää suuremman terveysriskin kuin volframi. Itseasiassa kaikki raskasmetallit ovat vaarallisia ihmiselle. Raskasmetallimyrkytyksen voi havaita mm. kynsistä ylimäärisinä poikittaisina viivoina.
Läpäisyn dynamiikkaa
Nuoliammukset läpäisevät panssareita eroosiomekanismin mukaisesti. Nuoliammus iskee panssariin suurella nopeudella (> 1500 metriä sekunnissa). Jännityskenttä penetraattorin kärjen alueella on luokkaa viisi gigapascalia ja ylikin. Materiaalien lujuudet ylittyvät tällöin merkittävästi. Nuoli kokee eroosiota kärjestään eli se lyhenee koko ajan panssaria syrjäytettäessä.
Nykyisillä iskunopeuksilla materiaalien lujuus toki vaikuttaa läpäisytilanteessa hidastaen nuolta, mutta mitä nopeammin nuoli läpäisee, sitä lähemmäksi päästään täysin hydrodynaamista läpäisyä. Jos päästäisiin niin suuriin iskunopeuksiin kuin 2500 tai jopa metriä sekunnissa, oltaisiin jo hydrodynaamisella alueella monen panssarimateriaalin suhteen. Tällöin nuoli läpäisee panssaria vakionopeudella.
Nuoliammuksen kärjen käyttäytymisellä on iso rooli läpäisyn energiatehokkuudessa. Köyhdytetyllä uraanilla on alhainen lämmönjohtavuus ja lujittumistaipumus muokkauksen alaisuudessa. Yhdessä materiaalin korkean lujuuden kanssa muodostuu paljon muokkauslämpöä, joka ei pääse johtumaan laajaan tilavuuteen. Tämä johtaa epävakaaseen muodonmuutokseen, joka tekee DU-nuoliammuksen kärjestä terävän. Tästä energiatehokkuudesta on hyötyä esimerkiksi panssariteräksen läpäisyssä.
Volframimetalliseoksien käyttäytymistä on pyritty kehittämään köyhdytetyn uraanin suuntaan metallurgisen tutkimuksen avulla. Klassinen esimerkki on verrata WHA- ja DU-nuoliammuksien kärjen muotoja läpäisyn yhteydessä. WHA:lla muodostuu leveämpi läpäisyrintama, joka ei ole niin energiatehokas tapa mennä materiaalista lävitse kuin DU-nuolella.
Saksassa osataan
Laaja yhteisymmärrys vallitsee siitä, että 120 millimetrin vaunukanuunat alkavat olemaan suorituskykynsä huipulla. Niihin kehitetään toki uusia ampumatarvikkeita, mutta jossain vaiheessa on syytä siirtyä isompiin kaliipereihin. Ennen kaikkea T-14 Armata -taistelupanssarivaunun suojien läpäisyä voidaan pitää virstanpylväänä.
Die Welt -sanomalehden vuonna 2015 saamien tietojen mukaan sen hetkisillä Leopard 2 -vaunujen ampumatarvikkeilla ei kyetty takaamaan luotettavaa läpäisyä uusimpiin venäläisiin taistelupanssarivaunuihin (T-80BVM & T-90M ”Proryv-3”). Tähän asiaan tehtiin korjaustoimenpiteitä.
Tämän hetken uusi saksalainen kineettinen ampumatarvike on tyyppimerkinnältään DM73. Se ammuttuna korkeapaineisemmasta L55A1-vaunukanuunasta takaa kahdeksan prosentin suorituskyvyn nousun. Se sisältää saman nuolen kuin DM63-nuolilaukaus, mutta suurempien lähtöjen takia läpäisy kasvaa.
Uuden nuoliammuksen sisältävä nuolilaukaus on tulossa muutaman vuoden sisällä ja se on nimeltään KE2020neo. Tämä puristaa lähes kaiken korkeapainepotentiaalin irti L55A1-vaunukanuunasta. Suorituskyky kasvaa kahdellakymmenellä prosenttia vanhempiin laukauksiin verrattuna.
On mahdollista, että KE2020neo jää viimeiseksi saksalaiseksi nuolilaukaukseksi 120 millimetrin vaunukanuunoihin. Sitten päästäänkin jo 130 millimetrin kaliiperiin. Tulee olemaan mielenkiintoista nähdä minkälaisia suojaratkaisuja tämän kaliiperin kineettisiä penetraattoreita vastaan kehitetään.
Seuraa Suomen Sotilasta, sillä juttua kineettisistä penetraattoreista on tulossa lisääkin…
Artikkelikuva: Yhdysvaltalainen M829A2 DU -nuoliammus kokokaliiperisen osan eli sabotin irtoamisvaiheessa nuolen tullessa ulos vaunukanuunasta. Sabotin aiheuttama vaaraa-alue ulottuu melko pitkälle vaunun etusektoriin. Kuvassa näkyy hyvin valojuovan palaminen. (Lähde: GrabCAD / 30.8.2022)
