穿甲弹是纯粹的动能弹,完全依靠自身的动能撞击坦克装甲,高速穿甲弹对坦克的冲击大大超过了装甲的承受极限而能强行穿透。穿甲弹在穿过装甲的过程中高速的弹芯会和装甲发生剧烈的摩擦,使得部分装甲熔化、并随穿甲弹一起飞入坦克内部对人员和装备造成损坏。
经过多年的发展,早期的次口径脱壳穿甲弹(APDS)已经演变成了今天的尾翼稳定脱壳穿甲弹/APFSDS,APFSDS的弹芯的外形近似长箭,弹身细长,直径20-30mm(老式的达到40mm),长径比超过20:1,弹芯尾部有尾翼,可保持飞行中的稳定性和射击精度。
这种近似长箭的外形不仅可减小飞行阻力、保持速度,而且在和装甲撞击时作用面小、冲击力大,可有效的增加穿甲深度。由于APFSDS的直径远远小于火炮口径,因此必须在弹芯上套一个弹带才能由火炮发射,弹带的作用是密闭炮膛,并增大弹丸的受力面积,使弹丸获得高炮口初速。
目前西方的APFSDS的炮口初速已经达到了1700米/秒左右,这相当于5倍的音速,弹带的外边包裹着一层薄薄的铜箍,在弹丸飞出炮管的过程中铜箍会和炮管发生摩擦,在弹丸飞出炮管后,弹带受空气阻力的作用而分裂、脱落,剩下的箭形弹芯则保持高速继续飞行。
由于APFSDS完全靠动能破坏装甲,所以弹芯的动能和材料硬度便成了最重要的性能指标。为了穿过坦克装甲,弹丸的硬度必须够高,这样才能在“硬碰硬”的过程中占优势,动能(E=MVV/2)对APFSDS也极其重要,动能越大,穿甲威力越大。
动能决定于速度和质量,在速度一定的情况下,增加弹体的质量就是增加动能的另一种方式,故而穿甲弹一般由密度较大,较为坚硬,同时耐受高温的金属制成。这样还可以保证弹体在与被打击装甲碰撞时不易弯折,碰撞产生的热能不会降低弹体的强度。目前较为广泛采用的材料是碳化钨和贫铀,其中,贫铀的密度更大,且具有自锐性(撞击过程中保持尖锐),是更为理想的材料,不过由于贫铀具有辐射,倍受人道主义人士的谴责,仅有少数国家使用。