Les premiers canons tiraient des munitions à énergie cinétique, initialement constituées de lourdes boules de pierre travaillée, puis de métaux denses. Dès le début, la combinaison d’une énergie initiale élevée avec le poids et la dureté du projectile ont été les principaux facteurs de la conception de ces armes. De même, le but premier de ces armes a généralement été de détruire les coquilles protectrices des véhicules blindés ou d’autres structures défensives, qu’il s’agisse de murs de pierre, de poutres de voiliers ou de blindages de chars modernes. Les munitions à énergie cinétique, sous leurs différentes formes, ont toujours été le choix pour ces armes en raison de la balistique terminale hautement concentrée.
Le développement du pénétrateur KE moderne combine deux aspects de la conception de l’artillerie : une vitesse initiale élevée et une force concentrée. La vitesse initiale élevée est obtenue en utilisant un projectile de faible masse et de grande surface de base dans le canon du canon. Le tir d’un projectile de petit diamètre enveloppé dans une coque extérieure légère, appelée sabot, augmente la vitesse initiale. Une fois que l’obus a franchi le canon, le sabot n’est plus nécessaire et tombe en morceaux. Le projectile se déplace donc à grande vitesse avec une section transversale plus petite et une traînée aérodynamique réduite pendant le vol vers la cible (voir balistique externe et balistique terminale). L’Allemagne a développé des sabots modernes sous le nom de « treibspiegel » (« miroir de poussée ») pour donner une altitude supplémentaire à ses canons antiaériens pendant la Seconde Guerre mondiale. Avant cela, des sabots primitifs en bois étaient utilisés depuis des siècles sous la forme d’un bouchon de bois fixé à la culasse ou chargé avant les boulets dans le canon, placé entre la charge propulsive et le projectile. Le nom « sabot » (prononcé /ˈsæboʊ/ SAB-oh dans l’usage anglais) est le mot français pour sabot (une chaussure en bois traditionnellement portée dans certains pays européens).
La concentration de la force dans une zone plus petite a été initialement atteinte en remplaçant la grenaille métallique unique (généralement en acier) par une grenaille composite utilisant deux métaux, un noyau lourd (à base de tungstène) à l’intérieur d’une enveloppe extérieure en métal plus léger. Ces conceptions étaient connues sous le nom d’APCR (armour-piercing composite rigid) par les Britanniques, de HVAP (high-velocity armor-piercing) par les Américains et de hartkern (hard core) par les Allemands. À l’impact, le noyau a un effet beaucoup plus concentré que la grenaille métallique ordinaire de même poids et de même taille. Cependant, la résistance à l’air et les autres effets étaient les mêmes que pour un obus de taille identique. Les projectiles perforants à haute vélocité (HVAP) étaient principalement utilisés par les destructeurs de chars de l’armée américaine et étaient relativement peu courants, car le noyau en tungstène était coûteux et prioritaire pour d’autres applications.
Entre 1941 et 1943, les Britanniques ont combiné les deux techniques dans la munition à sabot discardeur perforant (APDS). Le sabot a remplacé l’enveloppe métallique extérieure de l’APCR. Lorsqu’il est dans le canon, le projectile a une grande surface de base pour obtenir une accélération maximale de la charge propulsive, mais une fois à l’extérieur, le sabot tombe pour révéler un projectile lourd avec une petite section transversale. Les munitions APDS ont été l’arme à énergie cinétique principale de la plupart des chars au début de la guerre froide, bien qu’elles aient souffert du principal inconvénient de leur imprécision. Ce problème a été résolu avec l’introduction de la cartouche APFSDS (Armour-Piercing Fin-Stabilized Discarding Sabot) au cours des années 1970, qui a ajouté des ailettes de stabilisation au pénétrateur, augmentant ainsi considérablement la précision.
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