Perkembangan Senjata Kanon Tank

ARC (MI) : Di penghujung tahun 2012 lalu, kita disuguhi dua event besar berupa Pameran Alat Utama Sistem Senjata (Alutsista) yang digelar oleh TNI AD pada Oktober lalu dan Indo Defence oleh Kementrian Pertahanan pada tanggal 7 sampai 10 Nopember baru-baru ini. Pada  pameran alutsista yang disambut antusias oleh masyarakat itu, TNI AD menampilkan berbagai peralatan tempur dari generasi ke generasi, di antaranya adalah kendaraan tempur Tank dan Panser milik Korps Kavaleri.

Di sela-sela pameran tersebut muncul pertanyaan dari masyarakat; mengapa Tank (MBT = Main Battle Tank) Leopard tidak ditampilkan? Dan pertanyaan ini terjawab pada saat pagelaran Indo Defence di JIExpo Kemayoran Jakarta. Tank yang sangat di tunggu-tunggu itu muncul dengan varian Leopard 2 Revolution didampingi Marder APC.

Tetapi sayang, rencana pembelian kendaraan tempur Tank Leopard menuai polemik, perundingan dalam negeri berjalan alot, salah satu pihak memvonis bahwa Tank Leopard tidak cocok dengan kondisi geografis Indonesia, Tank Leopard terlalu besar dan berat, Tank Leopard akan amblas, katanya lagi yang cocok di kita adalah tank kelas ringan dan maksimal medium, pendapat ini mungkin cukup menghibur bagi tetangga kita yang suka menggeser-geser patok perbatasan atau suka “selanang-selonong” melewati batas wilayah perairan negara kita, yang saat ini sudah memiliki Tank MBT buatan Polandia.

Sementara di lain pihak TNI sebagai user sangat membutuhkan Tank MBT Leopard yang secara fakta menduduki urutan pertama sebagai market leader sehingga Tank ini tampil sebagai Tank kelas dunia yang “populasi”nya mengalahkan Abrams M1A2, Tank kenamaan buatan Amerika dan Challenger Inggris, karena dari berbagai sisi Tank ini memiliki keunggulan.

Saat ini rasanya kita sudah tidak perlu lagi berdebat tentang kemungkinan Tank Leopard akan amblas atau tidak, sebab perdebatan itu nampak kekanak-kanakan, mau tidak kekanak-kanakan bagaimana? Teori Tank sebesar Leopard amblas dapat di patahkan dengan perhitungan fisika dasar tingkat SMP, tidak perlu kehadiran ahli geologi atau sarjana teknik, dan bila anda mau meluangkan waktu berjalan-jalan ke Lembaga Pendidikan Korps Kavaleri dan berdiskusi dengan seorang Bintara Instruktur kendaraan tempur di sana, diskusi tentang “amblas” akan rampung dalam 15 menit.

Main Battle Tank (MBT) selalu diupayakan dilengkapi dengan empat sistem utama kelas wahid, yaitu sistem otomotif, sistem senjata, sistem komunikasi dan sistem proteksi. Bila sekarang kita bayangkan tank MBT melakukan dog fight versus tank kelas ringan atau medium, hal ini bisa diibaratkan dengan pertarungan tinju antara Lennox Lewis dengan Manny Pacquiao. The Pac Man (Manny Pacquiao) memang pukulannya keras tapi tidak sampai karena jangkauan pukulannya hanya 170 cm sementara Lewis 213 cm. Pun seandainya pukulan The Pac Man kena, itu akan membuat badan Lennox Lewis goyang, akan tetapi bila upper cut atau hook Lewis yang mengantam The Pac Man, kita semua khawatir pahlawan tinju Asia itu akan terbang ke luar ring.

Daya gempur mengerikan yang dimiliki Tank adalah senjata kaliber besarnya (Kanon) yang  bisa di tembakan ke segala arah dan dibawa ke mana-mana. Tetapi kanon yang saat ini digunakan pada semua tank termasuk tank MBT memiliki perjalan perkembangan yang menarik seiring perkembangan sistem kekebalan (armoured protection system) dari tank lawan yang akan dihadapi.

Perkembangan laras senjata api : Smoothbore-Rifling-Smoothbore.

Pada awalnya, laras senjata api dibuat licin (smoothbore) dan proyektil yang ditembakan melesat tanpa berputar (spin) yang signifikan, sehingga proyektinya harus memiliki bentuk yang stabil seperti panah besirip atau bola untuk meminimalkan kemunkinan terguling atau jatuh ke tanah selama terbang. Namun peluru berbentuk bola cenderung berotasi secara acak selama terlontar di udara, hal ini disebabkan terjadinya ”efek Magnus”  yaitu; lintasan peluru berbentuk bola akan membentuk kurva parabola yang relatif mulus tetapi rotasinya terjadi beberapa poros sehingga menjadi tidak sejajar dengan arah lintasan.

Untuk menghidari hal tersebut, maka dibuatlah laras senjata yang memiliki alur yang berputar atau alur spiral (polygonal rifling) sehingga pada saat peluru ditembakan, alur rifling tersebut akan memaksa proyektil untuk melintir  (spin), melesat dengan stabil dan mencegah jatuh ke tanah. Ada dua kelebihan dari laras yang alurnya berputar (rifling), pertama: meningkatkan akurasi tembakan dengan menghilangkan  rotasi acak akibat efek magnus, dan kedua : memungkinkan peluru dibuat lebih panjang, lebih berat sehingga meningkatkan jarak capai dan tenaga, walaupun  ditembakan pada senjata dengan kaliber yang sama. Pada abad 18, senjata dengan laras smoothbore menjadi standar pasukan infanteri, kemudian pada abad 19 smoothbore digudangkan dan digantikan dengan laras yang rifling. Karena laras yang rifling inilah maka orang umum di barat menyebut senjata api dengan kata rifle.

Perkembangan senjata kanon pada Kendaraan tempur Tank terjadi transisi yang aneh, awalnya laras senjata dibuat smoothbore, kemudian smoothbore digantikan dengan kanon yang alurnya rifling (berputar) dan akhir- akhir ini  kembali lagi ke smoothbore. Data terakhir mencatat, dari sekian jenis tank tempur utama (MBT=Main Battle Tank) generasi terbaru, sebut saja Leopard (Jerman), Abrams (AS), Le Crec (Perancis), T-90 (Rusia), Ariete (Italy), Merkava (Israel), semuanya menggunakan Kanon smoothbore kecuali Chalenger (Inggris) dan Arjun  (India) yang masih bertahan menggunakan kanon rifling.

PERKEMBANGAN MUNISI DAN ARMOR PROTECTION

Perkembangan laras kanon dari smoothbore ke rifling dan kembali lagi ke smoothbore, tidak lepas dari perkembangan penggunaan jenis munisi dan “ sistem kekebalan tubuh “ yang diberikan oleh “ lindung lapis baja “-nya badan kendaraan tempur tank.

Secara umum ada empat jenis minisi kanon standar, walaupun dari keempat jenis munisi ini dipecah lagi menjadi beberapa sub-varian. Keempat jenis munisi tersebut adalah HE, HESH, HEAT dan APFSDS.

HE

Munisi kanon yang paling umum adalah munisi yang mempunyai daya ledak tinggi,  yang secara sederhana biasa disebut peluru HE (High Explosive). Proyektil munisi ini terbuat dari baja yang kuat, diisi bahan peledak berkekuatan tinggi, dan sebuah fuse. Ketika fuse memicu bahan peledak, maka bahan peledak bereaksi sehingga menghasilkan ledakan, memancarkan panas dan akibatnya menghancurkan casing proyektil menjadi berkeping-keping (fragments) yang berterbangan dengan kecepatan yang sangat tinggi. Efek perusakan yang diakibatkan peluru ini lebih banyak disebabkan oleh pecahan kepingan proyektil (fragments) dari pada gelombang kejut secara langsung.

Munisi HE terdiri dari beberapa fungsi tergantung jenis fuse yang digunakan. Ada peluru HE yang diset untuk meledak pada permukaan tanah/ sasaran, ada yang di set untuk meledak diatas permukaan tanah / sasaran, dan ada pula yang diset untuk meledak setelah melakukan penetrasi pada tanah dengan  kedalaman yang pendek (dengan maksud untuk menyalurkan dan menambah goncangan tanah atau mengurangi penyebaran fragmentasi dari proyektil ).

Munisi ini tegolong pada munisi yang menghasilkan efek perusakan berdasarkan energi kimia  (Chemical Energy) yang saat ini cocok digunakan untuk menghancurkan sasaran non armour seperti gedung, bunker, jembatan dan perkubuan. Untuk akurasi (ketepatan) peluru ini mengandalkan senjata dengan alur dan galangan yang berputar (rifling)

HESH

Munisi HESH (High Explosive Squash Head) atau di Amerika disebut HEP (High Explosive Plastic) adalah munisi yang cukup efektif terhadap bangunan beton dan juga digunakan untuk melawan kendaraan tempur. Munisi HESH pertama kali digelar oleh Angkatan Darat Inggris pada masa perang dingin, kemudian diikuti oleh Angkatan bersenjata negara lain pasca perang dingin.

Proyektil munisi HESH adalah logam tipis yang diisi bahan peledak plastis berdaya ledak tinggi yang dirangkaikan dengan fuse yang memberikan jeda waktu aksi (delayed-action base fuse). Pada saat proyektil HESH membentur sasaran, proyektil berubah bentuk menjadi pipih / squashed (seperti labu yang dibenturkan ke dinding, munkin ini  penyebabnya munisi ini menggunakan kata “squash”  yang berarti labu) atau berubah bentuk menjadi cakram mirip adonan kue yang dibantingkan ke meja. Sepersekian detik kemudian fuse bereaksi memicu bahan peledak, maka terjadi ledakan yang menciptakan gelombang kejut, pada permukaan yang lebar dan kontak langsung dengan target. Pada kasus munisi HESH yang menghantam badan kendaraan tempur, terjadi tekanan gelombang kejut yang menghentak badan kendaraan tempur yang terbuat dari logam dan menjalar dengan cepat ke bagian dalam kendaraan tempur sampai mencapai titik antara permukaan logam interior dengan udara ruangan awak, sebagian energi direfleksikan sebagai gelombang tegangan.

Pada saat itu tekanan dan gelombang tegang berpotongan,  maka terciptalah zona stress tinggi (high stress zone) pada logam badan kendaraan tempur yang menyebabkan terjadinya pecahan-pecahan baja yang memancar dari dinding interior. Fragmentasi akibat gelombang ledakan ini disebut spalling, sementara pecahan logam (fragmen) itu sendiri disebut spall. Pecahan logam tersebut berterbangan pada kecepatan yang sangat tinggi melalui bagian dalam kendaraan untuk melukai atau membunuh para awak, kerusakan peralatan, dan / atau menyulut munisi dan bahan bakar.

Peluru HESH memiliki kegunaan yang luas sebab dapat bekerja efektif pada hampir semua jenis target, tetapi umumnya munisi ini memiliki kecepatan (v) yang relatif rendah karena kecepatan tinggi akan mengakibatkan benturan proyetil yang berubah bentuk menjadi pipih pada sasaran akan terlalu menyebar sehingga mengurangi dampak gelombang kejut. HESH tidak dirancang untuk benar-benar melubangi badan kendaraan tempur terutama tank MBT, sebab hanya mengandalkan konduksi gelombang kejut yang terjadi pada plat baja kendaraan tempur padat (solid steel armour). Munisi HESH memerlukan akurasi tinggi, maka hanya efektif bila ditembakan dari kanon yang alurnya berputar ( rifling )

Untuk menghadapi efek kerusakan akibat tembakan peluru HESH, maka desain badan kendaraan tempur dikembangkan  menjadi berlapis-lapis mengarah kepada logam komposit yang keras dan bahan-bahan tahan panas. Struktur logam seperti  ini adalah konduktor yang buruk bagi  gelombang kejut, dan lebih jauh lagi  "lapisan pencegah fragmentasi / spalling", terbuat dari bahan-bahan seperti Kevlar, biasanya dipasang di bagian permukaan baja, di mana ia bertindak untuk mempertahankan setiap pecahan yang mungkin  terjadi.

HEAT

Dengan tampilnya logam komposit yang digunakan pada badan kendaraan tempur maka kedigdayaan peluru HESH menjadi berkurang. Kendaraan tempur modern saat ini  terutama tank/panser kelas medium dan Tank MBT (Medium & Heavy Armor) menjadi lebih kebal, sehingga peluru HESH penggunaannya hanya efektif terhadap sasaran kendaraan tempur kelas ringan (Light Armored Vehicle) yang struktur logamnya non komposit generasi lama, juga sasaran gedung, jembatan atau bunker.

Untuk menghadapi kendaraan tempur yang badannya sudah kebal oleh peluru HESH maka perlu munisi yang yang lebih efektif yaitu munisi HEAT (High Explosive Anti Tank). Munisi HEAT dibuat berdasarkan teori efek Neumann (yang merupakan pengembangan efek Munroe) yaitu pancaran  (jet) berkecepatan sangat tinggi (very-high velocity) dari logam dalam keadaan cair (superplasticity) dapat menembus logam padat (solid armor).

Peluru HEAT betul-betul dirancang untuk menembus baja  kendaraan tempur, dimana bahan peledak bereaksi pada saat proyektil membentur sasaran, dan ledakan ini megubah logam padat (biasanya tembaga atau timah) menjadi cair (molten metal/superplasticity) yang dipancarkan melalui celah sempit ruang hampa yang berbentuk corong yang berada dibagian depan proyektil. Pancaran logam cair  yang kemudian desebut Jet ini bergerak dengan kecepatan hipersonik (diatas 25 kali kecepatan suara) sehingga menghasilkan energi kinetik yang bisa mengikis baja kendaraan tempur secara ekslusif. Secara teori peluru HEAT pada awalnya mampu menembus baja dengan diameter lubang 1,5 sampai 2,5 kali diameter proyektil, kemudian peluru HEAT modern diklaim bisa menembus baja sampai 7 kali diameter proyektil dan ini terus meningkat seiring peningkatan kualitas material yang digunakan dan performa kinerja Jet.

Akan tetapi peluru HEAT akan kurang efektif bila berputar (ditembakan dari laras yang alurnya berputar/rifling ; sebuah metode normal untuk menghasilkan akurasi), sebab perputaran tersebut akan menghasilkan gaya sentrifugal (gaya kearah luar pada benda yang berputar) yang akhirnya Jet akan menyebar sehingga daya tembus menjadi berkurang. Atas dasar ini peluru HEAT perlu ditembakan dari senjata berlaras Smoothbore.

Ada kesalah pahaman yang tersebar luas, HEAT diartikan sebagai kata yang berarti PANAS (Inggris), sehingga banyak orang mengira peluru HEAT melakukan penetrasi pada target baja berdasarkan konsep panas, padahal peluru jenis ini tidak tergantung dengan fenomena thermal apapun. Kesimpang siuran ini muncul dari akronim HEAT yang diartikan sebagai kata “PANAS”.

APFSDS

Efek penetrasi peluru HEAT bekerja dengan waktu yang sangat singkat dan berkurang sangat cepat, itu sebabnya saat ini Jerman memelopori penggunaan Skirts (tabir logam) yang dipasang pada bagian samping Kendaraan tempurnya seperti pada MBT Leopard, sehingga daya tembus peluru HEAT akan bekerja pada Skirts dan sudah kehilangan efek penetrasi sebelum mengenai bagian utama badan tank. Atau penggunaan keramik (cobham) yang digunakan pada tank Chalenger ( Inggris) yang terbukti dapat meredam efek Jet peluru HEAT, atau penggunaan reactive armour (baja reaktif) yang mendahului meledakan peluru HEAT kearah luar sebelum peluru HEAT melakukan penetrasi.

Karena kenyataan ini, kejayaan peluru HEAT menjadi melemah, maka perlu diciptakan lagi peluru yang dapat melumpuhkan kendaraan tempur yang sudah dilengkapi dengan skirts,keramik/cobham, atau reactive armour tersebut, maka munculah peluru jenis APFSDS (Armour Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot).

Munisi APFSDS dirancang untuk menembus target apapun bukan berdasarkan hasil kerja dari ledakan yang dihasilkan oleh energi kimia (chemical energy penetrator seperti peluru HE,HESH dan HEAT) melainkan berdasarkan konsep yang memaksimalkan efek dari energi kinetik pada peluru yang dirancang sedemikian rupa, sehingga terkadang munisi APFSDS ini disebut Kinetic Energy Penetrator. Prinsip maksimalisasi energi kinetik didapat dari massa dan kecepatan dengan area benturan peluru pada sasaran, sehingga peluru dapat dengan mulus menembus target. Hal ini diperoleh dengan syarat - syarat sebagai berikut :

-    Ditembakan dengan kecepatan (v) yang sangat tinggi.

-    Gaya dikonsentrasikan pada daerah benturan (impact area) yang sangat kecil namun tetap menyimpan massa yang relatif besar .

-    Memaksimalkan massa peluru dengan menggunakan logam terpadat.

Agar gaya dikonsentrasikan pada daerah benturan yang kecil (small impact area) maka proyektil peluru APFSDS dibuat dengan diameter 2-3 cm dan panjang 50-60 cm sehingga bentuknya mirip sebatang linggis, karena hal itu terkadang peluru jenis ini disebut Long Rod Penetrator (LRP), namun masalah lain timbul: bukankah peluru ini ditembakan dari senjata  Kanon yang berkaliber mulai 90 mm, 105 mm sampai 120  mm? Berarti ada celah yang lebar antara diameter proyektil dengan diameter laras senjata? Sementara syarat lain mengharuskan peluru ini ditembakan dengan kecepatan yang sangat tinggi? Untuk mengatasi hal ini maka dipasanglah Sabot  (bahasa Perancis yang berarti sepatu kayu). Sabot inilah yang menutup celah antara proyektil/penetrator dengan diameter laras sehingga kompresi ledakan isian dorong secara maksimal melontarkan peluru dengan kecepatan luar biasa yaitu sekitar 1400 sampai 1900 meter/detik.

Setelah proyektil/penetrator keluar dari mulut laras, Sabot sudah tidak diperlukan lagi, maka dengan sendirinya akan dilepaskan (discarding), akan tetapi karena peluru beroperasi dengan kecepatan tinggi, Sabot masih terlontar sampai beberapa ratus meter dengan kecepatan yang masih mematikan bagi pasukan musuh atau menyebabkan kerusakan ringan pada kendaraan.

Untuk memaksimalkan Energi Kinetik pada saat penetrator (proyektil tembus baja) membentur sasaran, selain penetrator dibuat dengan diameter yang kecil dan ukuran yang panjang, massa penetrator juga harus dimaksimalkan dengan menggunakan logam padat, maka dipilih material dari  Tungsten carbide, atau Depleted Uranium (DU) alloy (Staballoy) .

Namun masalah logis selanjutnya, untuk mendapatkan jangkauan tembakan yang jauh dengan energi kinetik dikonsentrasikan pada daerah benturan yang kecil, sementara desain penetrator yang dibuat panjang dan ramping, secara aerodinamis hal ini tidak stabil, sehingga cenderung jatuh ke tanah pada saat terbang dan kurang akurat. Secara tradisional, penetrator diberi kestabilan selama terbang dari laras dengan alur yang berputar (rifling). Sampai batas tertentu hal ini efektif, akan tapi untuk proyektil yang panjangnya lebih dari enam atau tujuh kali diameternya, rifling menjadi kurang efektif. Maka digunakanlah Fin- Stabilized (sirip ke-stabilan), sehingga kini penetrator dapat terbang dengan stabil tanpa berputar-putar dengan akurasi tetap terjaga. Selain itu bila masih menggunakan kanon rifling, hal ini kontra-produktif, sebab perputaran akibat rifling akan menurunkan penetrasi efektif peluru ini (rifling mengalihkan sebagian energi kinetik linear menjadi energi kinetik rotasi, dengan demikian mengurangi kecepatan peluru dan tenaga benturan). Oleh karena itu peluru APFSDS mutlak, harus ditembakan dari senjata yang alurnya tidak berputar/ rifling yaitu dari laras senjata Smoothbore.

Penutup

Demikian perkembangan jenis laras senjata yang berubah-ubah dari Smoothbore ke Rifling dan kembali lagi ke Smoothbore dengan disertai perkembangan jenis munisi dari yang efek perusakannya di dapat dari ledakan (Chemical Energy) seperti pelurui HE, HESH, kombinasi Chemical & Kinetic Energy seperti HEAT, atau yang mutlak menggunakan Kinetic Energy seperti peluru APFSDS. Hal ini tercipta dengan perlombaan kualitas material dan desain badan Kendaraan tempur. Dan untuk saat ini peluru APFSDS masih jadi “hantu“ menakutkan bagi Kendaraan tempur  dengan kualitas material terbaru sekalipun !

Tank Leopard sebagai salah satu MBT terbaik, menggunakan kanon smoothbore kaliber 120 mm dengan jenis-jenis peluru tersebut di atas yang mampu menghancurkan segala jenis target termasuk peluru APFSDS yang dapat menumbangkan tank lawan jenis apapun.

Sumber : ARC