Кумулятивные боеприпасы – это особый вид снарядов, ракет, мин, ручных гранат и гранат для гранатометов, предназначенный для поражения бронированной техники противника и его железобетонных фортификационных сооружений. Принцип их действия основан на образовании после взрыва тонкой, узконаправленной кумулятивной струи, которая прожигает броню. Кумулятивный эффект достигается за счет особой конструкции боеприпасов.
В настоящее время кумулятивные боеприпасы являются наиболее распространенным и самым эффективным противотанковым средством. Массовое применение подобных боеприпасов началось во время Второй мировой войны.
Широкому распространению кумулятивных боеприпасов способствует их простота, низкая стоимость и необычайно высокая эффективность.
Немного истории
С момента появления танков на поле боя сразу встал вопрос об эффективных средствах борьбы с ними. Идея использовать артиллерийские орудия для уничтожения бронированных монстров появилась практически сразу, пушки начали широко применяться для этой цели еще во время Первой мировой войны. Следует отметить, что идея создать специализированное противотанковое орудие (ПТО) впервые пришла в голову немцам, но сразу реализовать ее на практике они не смогли. До самого окончания Первой мировой войны против танков весьма успешно использовали самые обычные полевые орудия.
В промежутке между двумя мировыми бойнями разработками в области создания специализированной противотанковой артиллерии занимались практически во всех крупнейших военно-промышленных державах. Результатом этих работ стало появление большого количества образцов ПТО, которые довольно успешно поражали танки того времени.
Так как броня первых танков защищала в основном от пуль, то справиться с ней могла даже пушка небольшого калибра или противотанковое ружьё. Однако перед самой войной в разных странах начали появляться машины следующего поколения (английские «Матильды», советские Т-34 и КВ, французские S-35 и Char B1), оснащенные мощным двигателем и противоснарядной броней. Эту защиту ПТО первого поколения пробить уже не могли.
В качестве противодействия новой угрозе конструкторы стал увеличивать калибр ПТО и повышать начальную скорость полета снаряда. Подобные меры в несколько раз увеличили эффективность пробития брони, но имели и значительные побочные эффекты. Орудия стали тяжелее, сложнее, повысилась их стоимость и резко снизилась маневренность. Немцы отнюдь не от хорошей жизни использовали против советских «тридцатьчетверок» и КВ 88-мм зенитные орудия. Но далеко не всегда их можно было применить.
Нужно было искать другой путь, и он был найден. Вместо того, чтобы увеличивать массу и скорость бронебойной болванки, были созданы боеприпасы, которые обеспечивали пробитие брони за счет энергии направленного взрыва. Такие боеприпасы получили название кумулятивных.
Исследования в области направленного взрыва начались еще в середине XIX столетия. На лавры первооткрывателя кумулятивного эффекта претендуют сразу несколько человек в разных странах, которые занимались работами в этом направлении примерно в одно и то же время. Первоначально эффект направленного взрыва достигался за счет использования специальной конусообразной выемки, которую изготавливали в заряде взрывчатого вещества.
Работы проводились во многих странах, однако практического результата первыми добились немцы. Талантливый немецкий конструктор Франц Томанек предложил использовать металлическую облицовку выемки, которая сделала кумулятивный заряд еще более эффективным. В Германии эти работы начались еще в середине 30-х годов, и к началу войны кумулятивный снаряд уже стоял на вооружении германской армии.
В 1940 году по другую сторону Атлантики швейцарский конструктор Генри Мохаупт создал реактивную гранату с кумулятивной боевой частью для армии США.
В начале войны советские танкисты столкнулись с новым видом немецких боеприпасов, которые стали для них весьма неприятным сюрпризом. Немецкие кумулятивные снаряды при попадании прожигали танковую броню и оставляли пробоины с оплавленными краями. Поэтому их и назвали «бронепрожигающими».
Однако уже в 1942 году кумулятивный снаряд БП-350А появился и на вооружении Красной армии. Советские инженеры скопировали немецкие трофейные образцы и создали кумулятивный снаряд для 76-мм пушки и 122-мм гаубицы.
В 1943 году на вооружении Красной армии появились кассетные противотанковые кумулятивные бомбы ПТАБ, которые предназначались для поражения верхней проекции танка, где толщина брони всегда меньше.
Также в 1943 году американцы впервые применили противотанковый гранатомет «Базука». Он был в состоянии пробить 80-мм броню на расстоянии 300 метров. Немцы с большим интересом изучили трофейные образцы «Базук», вскоре на свет появилась целая серия немецких гранатометов, которые у нас традиционно называются «Фаустпатронами». Эффективность их использования против советской бронетехники до сих пор является вопросом весьма дискуссионным: в некоторых источниках «Фаустпатроны» называют чуть ли не настоящим «чудо-оружием», а в других - справедливо указывают на их низкую дальность стрельбы и неудовлетворительную кучность.
Немецкие гранатометы были действительно весьма результативны в условиях городского боя, когда гранатометчик мог вести стрельбу с ближних дистанций. При других обстоятельствах подобраться к танку на расстояние эффективного выстрела у него было не так много шансов.
Также немцами были разработаны специальные противотанковые магнитные кумулятивные мины Hafthohlladung 3. Пользуясь «мертвым пространством» вокруг танка, боец должен был приблизиться к машине и укрепить мину на любую гладкую поверхность. Подобные мины довольно эффективно пробивали танковую броню, но приблизиться к танку вплотную и установить мину было весьма непростым заданием, это требовало от солдата огромной храбрости и выдержки.
В 1943 году в СССР были разработаны несколько ручных кумулятивных гранат, которые предназначались для поражения бронетехники противника на ближних дистанциях боя.
Еще во время войны началась разработка противотанкового гранатомета РПГ-1, который стал родоначальников целого семейства этого оружия. Сегодня гранатометы РПГ – это настоящий мировой бренд, который мало уступает по своей узнаваемости знаменитому АК.
После окончания войны работы по созданию новых кумулятивных боеприпасов были продолжены сразу во многих странах мира, проводились теоретические изыскания в области направленных взрывов. Сегодня кумулятивная боевая часть является традиционной для гранат противотанковых гранатометов, ПТРК, авиационных противотанковых боеприпасов, танковых снарядов, противотанковых мин. Защита бронетехники постоянно улучшается, не отстают и средства поражения. Однако устройство и принцип действия подобных боеприпасов не изменился.
Кумулятивный снаряд: принцип действия
Кумулятивный эффект означает усиление действия какого-либо процесса за счет сложения усилий. Это определение очень точно отображает принцип работы кумулятивного эффекта.
В боевой части заряда делается воронкообразное углубление, которое облицовывается слоем металла толщиной в один или несколько миллиметров. Данная воронка повернута широким краем к мишени.
После детонации, которая происходит у острого края воронки, взрывная волна распространяется к боковым стенкам конуса и схлопывает их к оси боеприпаса. При взрыве создается огромное давление, которое превращает металл облицовки в квазижидость и под огромным давлением перемещает ее вперед вдоль оси снаряда. Таким образом образуется струя металла, которая движется вперед с гиперзвуковой скоростью (10 км/с).
Следует отметить, что при этом металл облицовки не плавится в традиционном понимании этого слова, а деформируется (превращается в жидкость) под огромным давлением.
Когда струя металла входит в броню, прочность последней не имеет никакого значения. Важна ее плотность и толщина. Пробивная способность кумулятивной струи зависит от ее длины, плотности материала облицовки и материала брони. Максимальное проникающее действие возникает при взрыве боеприпаса на определенном расстоянии от брони (оно называется фокусным).
Взаимодействие брони и кумулятивной струи происходит по законам гидродинамики, то есть давление столь велико, что самая крепкая танковая броня при попадании на нее струи ведет себя как жидкость. Обычно кумулятивный боеприпас может пробить броню, толщина которой составляет от пяти до восьми его калибров. При облицовке из обедненного урана бронебойное действие увеличивается до десяти калибров.
Преимущества и недостатки кумулятивных боеприпасов
Подобные боеприпасы имеют как сильные стороны, так и недостатки. К их несомненным достоинствам можно отнести следующее:
- высокая бронебойность;
- бронепробиваемость не зависит от скорости боеприпаса;
- мощное заброневое действие.
У калиберных и подкалиберных снарядов бронепробиваемость напрямую связана с их скоростью, чем она выше, тем лучше. Именно поэтому для их применения используются артиллерийские системы. Для кумулятивных боеприпасов скорость не играет роли: кумулятивная струя образуется при любой скорости столкновения с мишенью. Поэтому кумулятивная боевая часть – идеальное средство для гранатометов, безоткатных орудий и противотанковых ракет, бомб и мин. Более того, слишком высокая скорость снаряда не дает образоваться кумулятивной струе.
Попадание кумулятивного снаряда или гранаты в танк часто приводит к взрыву боекомплекта машины и полностью выводит ее из строя. Экипаж при этом практически не имеет шансов на спасение.
Кумулятивные боеприпасы имеют весьма высокую бронебойность. Некоторые современные ПТРК пробивают гомогенную броню с толщиной более 1000 мм.
Недостатки кумулятивных боеприпасов:
- довольно высокая сложность изготовления;
- сложность применения для артиллерийских систем;
- уязвимость перед динамической защитой.
Снаряды нарезных орудий стабилизируются в полёте за счет вращения. Однако центробежная сила, которая возникает при этом, разрушает кумулятивную струю. Придуманы разные «хитрости», для того чтобы обойти эту проблему. Например, в некоторых французских боеприпасах вращается только корпус снаряда, а его кумулятивная часть устанавливается на подшипниках и остается неподвижной. Но практически все решения этой проблемы значительно усложняют боеприпас.
Боеприпасы для гладкоствольных орудий, наоборот, имеют слишком высокую скорость, которая недостаточна для фокусирования кумулятивной струи.
Именно поэтому боеприпасы с кумулятивные боевые части более характерны для низкоскоростных или неподвижных боеприпасов (противотанковые мины).
Против подобных боеприпасов существует довольно простая защита – кумулятивная струя рассеивается с помощью небольшого контрвзрыва, который происходит на поверхности машины. Это так называемая динамическая защита, сегодня этот способ применяется очень широко.
Чтобы пробить динамическую защиту используется тандемная кумулятивная боевая часть, которая состоит из двух зарядов: первый устраняет динамическую защиту, а второй – пробивает основную броню.
Сегодня существуют кумулятивные боеприпасы с двумя и тремя зарядами.
Механизм действия кумулятивного заряда
Кумулятивная струя
Кумулятивный эффект
схема образования кумулятивной струи
Волна, распространяясь к боковым образующим конуса облицовки, схлопывает её стенки друг навстречу другу, при этом в результате соударения стенок облицовки давление в материале облицовки резко возрастает. Давление продуктов взрыва, достигающее ~10 10 Н/м² (10 5 кгс/см²), значительно превосходит предел текучести металла. Поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкости и связано не с плавлением, а с пластической деформацией.
Аналогично жидкости металл облицовки формирует две зоны - большой по массе (порядка 70-90 %), медленно двигающийся «пест» и меньшую по массе (порядка 10-30 %), тонкую (порядка толщины облицовки) гиперзвуковую металлическую струю , перемещающуюся вдоль оси. При этом скорость струи является функцией от скорости детонации взрычатого вещества и геометрии воронки. При использовании воронок с малыми углами при вершине, возможно получить крайне высокие скорости, но при этом возрастают требования по качеству изготовления облицовки, так как повышается вероятность преждевременного разрушения струи. В современных боеприпасах используются воронки со сложной геометрией (экспоненциальные , ступенчатые и др.), с углами в диапазоне 30 - 60 градусов, а скорость кумулятивной струи при этом достигает 10 км/сек.
Так как скорость кумулятивной струи превышает скорость звука в металле, то струя взаимодействует с бронёй по гидродинамическим законам , то есть они ведут себя как при соударении идеальных жидкостей. Прочность брони в её традиционном понимании в этом случае практически не играет роли, а на первое место выходят показатели плотности и толщины бронирования. Теоретическая пробивная способность кумулятивных снарядов пропорциональна длине кумулятивной струи и квадратному корню отношений плотности облицовки воронки к плотности брони. Практическая глубина проникновения кумулятивной струи в монолитную броню у существующих боеприпасов варьируется в диапазоне от 1,5 до 4 калибров.
При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются различными и струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания из-за удлинения струи. При значительных расстояниях между зарядом и мишенью струя разрывается на части, и эффект пробивания снижается. Наибольший эффект достигается на так называемом «фокусном расстоянии». Для выдерживания этой дистанции используют различные типы наконечников соответствующей длины.
Использование заряда с кумулятивной выемкой, но без металлической облицовки, снижает кумулятивный эффект, так как вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва. Но при этом достигается значительное более разрушительное заброневое действие.
Ударное ядро
Формирование «ударного ядра»
Для образования ударного ядра кумулятивная выемка имеет тупой угол при вершине или форму сферического сегмента переменной толщины (у краёв толще, чем в центре). Под влиянием ударной волны происходит не схлопывание конуса, а выворачивание его «наизнанку». Полученный снаряд диаметром в четверть и длиной в один калибр (первоначальный диаметр выемки) разгоняется до скорости 2,5 км/с. Бронепробитие ядра меньше, чем у кумулятивной струи, но зато сохраняется на расстоянии до тысячи калибров. В отличие от кумулятивной струи, состоящей лишь из 15 % массы облицовки, ударное ядро образуется из 100 % её массы.
История
В 1792 году горный инженер Франц фон Баадер (Franz von Baader) высказал предположение, что энергию взрыва можно сконцентрировать на небольшой площади используя полый заряд. Однако в своих экспериментах фон Баадер использовал черный порох который не может взрываться и формировать необходимую детонационную волну. Впервые продемонстрировать эффект применения полого заряда удалось лишь с изобретением бризантных взрывчатых веществ. Это сделал в 1883 году изобретатель фон Фёрстер (von Foerster).
Повторно открыл кумулятивный эффект, исследовал и подробно описал его в своих работах американец Чарльз Манро (Charles Edward Munro) в 1888 году.
В Советском Союзе 1925-1926 годах изучением зарядов взрывчатых веществ с выемкой занимался профессор М. Я. Сухаревский.
В 1938 году Франц Томанек (Franz Rudolf Thomanek) в Германии и Генри Мохоупт (Henry Hans Mohaupt) в США независимо друг от друга открыли эффект увеличения пробивной способности путем применения металлической облицовки конуса.
Впервые в боевых условиях кумулятивный заряд был применен 10 мая 1940 г. при штурме форта Эбен-Эмаль (Бельгия). Тогда для подрыва укреплений войсками германии были применены переносные заряды двух разновидностей в виде полых полусфер массами 50 и 12,5 кг.
Рентгено-импульсная съемка процесса, осуществленная в 1939 - начале 1940-х годов в лабораториях Германии, США и Великобритании позволила существенно уточнить принципы действия кумулятивного заряда (традиционная фотосъемка невозможна из-за вспышек пламени и большого количества дыма при детонации).
Одним из неприятных сюрпризов лета 1941 года для танкистов РККА стало применение войсками Германии кумулятивных боеприпасов. На подбитых танках обнаруживались пробоины с оплавленными краями, поэтому снаряды получили название «бронепрожигающих». 23 мая 1942 года на Софринском полигоне были проведены испытания кумулятивного снаряда к 76-мм полковой пушке, разработанного на основе трофейного немецкого снаряда. По результатам испытаний 27 мая 1942 года новый снаряд был принят на вооружение.
В 1950-е годы был достигнут огромный прогресс в понимании принципов формирования кумулятивной струи. Предложены методы усовершенствования кумулятивных зарядов пассивными вкладышами (линзами), определены оптимальные формы кумулятивных воронок, разработаны методы компенсации вращения снаряда путем рифления конуса, применены более мощные взрывчатые вещества. Многие из обнаруженных в те далекие годы явлений изучаются до настоящего времени.
Примечания
Ссылки
- Теория процесса бронепробивания кумулятивных и подкалиберных снарядов Танковая мощь
- В. Мураховский, сайт «Отвага 2004» Ещё один кумулятивный миф .
Бетонобойный | Бронебойно-фугасный | Бронебойный | Бронебойно-зажигательный | Зажигательный | Трассирующий | Ударное ядро | Кумулятивный | Кумулятивно-осколочный | Осколочный | Осколочно-фугасный | Фугасный | Химический | Ядерный | Агитационный | Дымовой | Осветительный | Пристрелочно-целеуказательный | Боеприпасы специального назначения | Нелетальные боеприпасы
Wikimedia Foundation . 2010 .
- ая, ое. cumulatif, ve adj., kumulativ <лат. cumulatio увеличение, скопление. Отн. к кумуляции. Андрей рассматривал свой случай как провиденциально сработавший кумулятивный эффект. Октябрь 2003 2 67. Это <конкуренция с другими определениями… … Исторический словарь галлицизмов русского языкаУ этого термина существуют и другие значения, см. Кумуляция. Унитарный выстрел с кумулятивным снарядом в разрезе … Википедия
Другое, устаревшее значение термина «снаряд» устройство, приспособление, конструкция … Википедия
снаряд - ▲ боеприпас для (чего), стрелять снаряд боеприпас для стрельбы. пуля. пулевой. дум дум. дробь. картечь. шрапнель. кумулятивный (# снаряд). бронебойный. мина боеприпас для стрельбы из гладкоствольных орудий … Идеографический словарь русского языка
Унитарный кумулятивный боеприпас в разрезе Кумулятивный эффект, эффект Монро (англ. Munroe effect) усиление действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении. Кумулятивный эффект достигается применением заряда с кумулятивной выемкой … Википедия
А; м. 1. Вид боеприпасов для стрельбы из орудий. Авиационный, зенитный, противотанковый с. Дальнобойный с. Осколочный с. Разрывы снарядов. 2. Приспособление, устройство для спортивных упражнений. С. для метания. Снаряды для опорных прыжков.… … Энциклопедический словарь
Снаряд артиллерийский - основной элемент артиллерийского выстрела, предназначенный для поражения различных целей и выполнения других задач (освещения, задымления, обучения и т. д.). Состоит из корпуса, снаряжения и взрывателя. По калибру делятся на С. малого, среднего и … Словарь военных терминов
Кумулятивное оружие - вид боеприпасов, основным назначением которых является кумулятивное действие на объект.
Что такое кумулятивное оружие
Кумулятивным эффектом (действием) является процесс усиления воздействия на объект после взрыва и высвобождение полученной мощности в заданном направлении.
Кумулятивный снаряд — способен уничтожать бронетехнику.
Чтобы понять, как работает кумулятивный снаряд, надо знать, что высвобожденная, в результате взрыва, энергия достигает скорости до 90 км/с. Используют такие снаряды для поражения бронированных целей или железобетонных конструкций.
Кумулятивные снаряды во время использования формируют направленную струю, которая обладает высокой степенью пробития. При столкновении с объектом из снаряда с помощью взрывчатого вещества выходит кумулятивная струя, которая начинает движение вдоль оси.
Соприкасаясь с объектом, создается высокое давление, которое способно пробить броню. Мощность таких снарядов напрямую зависит от формы, используемых материалов и взрывчатого вещества.
История создания
| Дата | Событие |
| 1864 г. | Открытие кумулятивного эффекта, что позволило разработать принцип кумулятивного снаряда для производства боеприпасов |
| 1910 г. – 1926 г. | Исследование кумулятивного эффекта, создание кумулятивных снарядов и их испытание |
| 1935 г. | Создание первых удачных кумулятивных снарядов немецким ученым Францем Рудольфом |
| 1940 г. | Начало работ американских ученых по созданию кумулятивных снарядов и гранат. Использование кумулятивных снарядов немецкой армией |
| 1942 г. | Создание и принятие на вооружение СССР кумулятивных снарядов. Период, когда появились кумулятивные снаряды в артиллерии |
| 1950 г. | Создание учеными США первого снаряда с высокой стабилизацией и начало работ по совершенствованию кумулятивного оружия |
| 1960 г. | Разработка и испытание советских ученых сбалансированного кумулятивного снаряда |
| 1990 г. | Советские ученые создали первые кумулятивные боеприпасы тандемного вида с пробитием брони до 800 мм |
В 1864 году военный инженер М. Бересков (он стал первым, кто придумал кумулятивный снаряд) открыл кумулятивный эффект, после чего начал испытание и применение разработок в разрушении твердых объектов. Военные были поражены, как действует кумулятивный снаряд на бронированную технику. Именно с этого момента западные ученые начали исследование данного эффекта.
С 1910 по 1926 годы продолжались исследовательские работы и создание разнотипных кумулятивных снарядов и мин. Целью этих опытов было нахождение правильной формы и материла, которые в совместном использовании могли пробивать объекты, имевшие большую толщину бронирования.
В 1935 году молодой немецкий ученый начал работы по созданию кумулятивных артиллерийских снарядов, которые активно использовались в начальном этапе Второй Мировой войны. Увидев потенциал кумулятивных снарядов, советские ученые на примере немецких боеприпасов начали разработку и производство собственного оружия. В 1942 году кумулятивные советские снаряды начали использоваться на артиллерийском оружии калибра 76 и 122 мм.
Устройство кумулятивного снаряда Второй Мировой войны
В середине 1950 года ученые США запатентовали новый тип кумулятивного снаряда, который обладал высокой стабилизацией во время полета и имел уникальную металлическую облицовку. В этом же году новый тип снарядов был принят на вооружение США.
В 1960 году создали уникальный кумулятивный снаряд имеющий новую структуру и материалы, которые во много раз превосходили кумулятивные снаряды Второй мировой войны. С этого момента были начаты упорные работы по улучшению уже имевшихся разработок.
В 1990 году был создан кумулятивный тандемный снаряд калибра 130 мм и имевший пробитие 800 мм.
Кумулятивный снаряд состоит из частей:
- взрыватель;
- головка;
- кумулятивная воронка;
- кольцо;
- разрывной заряд;
- капсюль детонатор;
- фиксатор;
- трассер;
- стабилизатор;
- корпус;
- лопасть.
Принцип работы кумулятивного снаряда
Во время Великой Отечественной войны был разработан кумулятивный снаряд, принцип действия которого основывался на направленном взрыве. В нем установлена металлическая конусная воронка, которая имеет толщину стенок до одного сантиметра. Широкий край воронки повернут напрямую к мишени. После столкновения взрывателя с объектом создается давление, которое идет по конусу в центр снаряда.
в секунду, такую скорость имеет высвобождаемая снарядом обратная струя
После чего снаряд высвобождает под огромным давлением в обратную сторону металлическую струю, которая имеет скорость до 10 км в секунду. Высвобождаемая снарядом металлическая струя начинает входить в броню или в любой другой объект на высокой скорости, при этом игнорируя толщину объекта воздействия. Именно таков принцип работы кумулятивного снаряда.
Что такое кумулятивный снаряд? Если описать все более просто, то при воздействии кумулятивного снаряда броня под давлением превращается в жидкость.
Действие кумулятивной снаряда напрямую зависит от размера, используемого материала и объекта воздействия. Пробитие таких снарядов может превышать их калибр от пяти до десяти раз.
Кумулятивные боеприпасы и гранаты
Кумулятивное оружие, так как является очень эффективным, нашло свое применение в качестве гранат, используемых на ручных и винтовочных гранатометах. Такой тип снаряда может легко использоваться пехотой для среднебронированной техники в любых условиях.
Первыми кумулятивный боеприпас в виде гранаты использовали фашисты во Второй Мировой войне, где показали превосходные результаты и значительно усложнили использование легкобронированной техники в различных условиях.
Кумулятивный снаряд - фото пробитой брони
Первые кумулятивные гранаты имели массу до 3 кг, диаметр 15 см и вес содержащегося взрывчатого вещества до 1 кг. Далее ученые всего мира вели разработку универсальных кумулятивных гранат, которые в результате получили калибры 30, 40,80 и 90 мм. Пробитие составляло в среднем 300 мм. Такой тип снарядов использовался на РПГ и Базуках.
Тактико-технические характеристики:
Принцип действия кумулятивного заряда позволил использовать гранаты против легкобронированной техники. Они показали высокую эффективность к полному выводу из строя техники и экипажа.
Немецкая кумулятивная ракета «воздух-земля»Тактико-технические характеристики ракеты «воздух-земля»:
Во время Второй Мировой войны, немецкими учеными была создана неуправляемая кумулятивная ракета типа «воздух - земля». Целью таких ракет являлось уничтожение вражеской бронированной техники с воздуха.
Кумулятивные ракеты имели высокую начальную скорость в 570 метров в секунду, калибр 130 мм и пробивную способность до 200 мм. В ходе исследовательской работы было создано три таких ракеты, после чего проект был свернут по неизвестным причинам.
Преимущества и недостатки кумулятивного оружия
Кумулятивные снаряды являются превосходным оружием, которое отлично справляется с бронированными целями. Такой тип оружия имеет как преимущества, так и недостатки.
Преимущества:
- независимость от скорости полета снаряда;
- пробитие до 1000 мм;
- направленный взрыв и прожигание брони (принцип действия кумулятивного снаряда);
- стабилизация.
Недостатки:
- сложность изготовления;
- сложное применение для разных типов орудий;
- высокая уязвимость перед динамической защитой.
- невозможность создать кумулятивный патрон.
В игре World of Tanks техника может быть снабжена разными типами снарядов, такими как бронебойные, подкалиберные, кумулятивные и осколочно-фугасные. В данной статье мы рассмотрим особенности действия каждого из этих снарядов, историю их изобретения и применения, плюсы и минусы их использования в историческом контексте.
Самыми распространенными и, в большинстве случаев, штатными снарядами на подавляющем большинстве техники в игре являются бронебойные снаряды
(ББ) калиберного устройства либо остроголовые.
Согласно Военной энциклопедии Ивана Сытина, идея прототипа нынешних бронебойных снарядов принадлежит офицеру итальянского флота Беттоло, который в 1877 году предложил использовать для этих целей так называемую «донную ударную трубку для бронебойных снарядов
» (до этого снаряды или вовсе не снаряжались, или же взрывание порохового заряда рассчитывалось на нагревание головной части снаряда при ударе его в броню, что, однако, далеко не всегда оправдывалось). После пробития брони поражающий эффект обеспечивается осколками снаряда, разогретыми до высокой температуры, и осколками брони. Во время Второй Мировой Войны снаряды данного типа были просты в производстве, надежны, имели довольно высокую пробиваемость, хорошо действовали против гомогенной брони. Но был и минус – на наклонной броне снаряд мог отрикошетить. Чем больше толщина брони, тем больше осколков брони образуется при пробитии таким снарядом, и тем выше убойная сила.
На анимации ниже проиллюстрировано действие каморного остроголового бронебойного снаряда. Он аналогичен бронебойному остроголовому снаряду, однако в задней части имеется полость (камора) с разрывным зарядом из тротила, а так же донный взрыватель. После пробития брони, снаряд взрывается, поражает экипаж и оборудование танка. В целом, этот снаряд сохранил большинство преимуществ и недостатков АР снаряда, отличаясь существенно более высоким заброневым действием и несколько более низкой бронепробиваемостью (по причине меньшей массы и прочности снаряда). Во время Войны, донные взрыватели снарядов не были достаточно совершенны, что иногда приводило к преждевременному взрыву снаряда до пробития брони, либо к отказу взрывателя после пробития,но экипажу, в случае пробития, легче от этого становилось редко.
Подкалиберный снаряд
(БП) имеет достаточно сложную конструкцию и состоит из двух главных частей - бронебойного сердечника и поддона. Задачей поддона, изготавливаемого из мягкой стали, является разгон снаряда в канале ствола. При попадании снаряда в цель поддон сминается, а тяжелый и твердый остроголовый сердечник, изготовленный из карбида вольфрама, пробивает броню.
Снаряд не имеет разрывного заряда, обеспечивая поражение цели обломками сердечника и осколками брони, разогретыми до высоких температур. Подкалиберные снаряды имеют значительно меньший вес по сравнению с обычными бронебойными снарядами, что позволяет им разгоняться в стволе орудия до существенно больших скоростей. В итоге, пробиваемость подкалиберных снарядов оказывается существенно выше. Использование подкалиберных снарядов позволило существенно повысить бронепробиваемость имевшихся орудий, что давало возможность поражать даже устаревшим орудиям более современную, хорошо бронированную бронетехнику.
В то же время, подкалиберные снаряды имеют ряд недостатков. Их форма напоминала катушку (существовали снаряды этого типа и обтекаемой формы, но они были существенно менее распространены), что сильно ухудшало баллистику снаряда, кроме того, легкий снаряд быстро терял скорость; в результате, на больших дистанциях бронепробиваемость подкалиберных снарядов сильно падала, оказываясь даже ниже, чем у классических бронебойных снарядов. Во время Второй Мировой Войны подкалиберные снаряды плохо работали по наклонной броне, поскольку под действием изгибающих нагрузок твердый, но хрупкий сердечник легко ломался. Заброневое действие таких снарядов уступало бронебойным калиберным снарядам. Подкалиберные снаряды малого калибра были малоэффективны против бронеобъектов, имевших защитные щиты из тонкой стали. Эти снаряды были дороги и сложны в производстве, а главное, при их изготовлении использовался дефицитный вольфрам.
В результате, количество подкалиберных снарядов в боекомплекте орудий в годы войны было небольшим, их разрешалось использовать только для поражения сильно бронированных целей на небольших дистанциях. Первыми в небольших количествах подкалиберные снаряды применила немецкая армия в 1940 году в ходе боев во Франции. В 1941 году, столкнувшись с хорошо бронированными советскими танками, немцы перешли к широкому использованию подкалиберных снарядов, что существенно повысило противотанковые возможности их артиллерии и танков. Однако, дефицит вольфрама ограничивал выпуск снарядов этого типа; в результате, в 1944 году производство немецких подкалиберных снарядов было прекращено, при этом большинство выпущенных за годы войны снарядов имело небольшой калибр (37-50 мм).
Пытаясь обойти проблему нехватки вольфрама, немцы производили подкалиберные снаряды Pzgr.40(С) с сердечником из закаленной стали и суррогатные Pzgr.40(W) с сердечником из обычной стали. В СССР достаточно массовое производство подкалиберных снарядов, созданных на основе трофейных немецких, началось в начале 1943 года, причем большинство выпускаемых снарядов было калибра 45 мм. Производство данных снарядов более крупных калибров было ограничено дефицитом вольфрама, и войскам они выдавались только при угрозе танковой атаки противника, причем на каждый израсходованный снаряд требовалось написать отчет. Также подкалиберные снаряды ограниченно использовались английской и американской армиями во второй половине войны.
Кумулятивный снаряд
(КС).
Принцип действия этого бронебойного боеприпаса значительно отличается от принципа действия кинетических боеприпасов, к которым относятся обычные бронебойные и подкалиберные снаряды. Кумулятивный снаряд представляет собой тонкостенный стальной снаряд, заполненный мощным взрывчатым веществом – гексогеном, или смесью тротила с гексогеном. В передней части снаряда во взрывчатке имеется бокалообразная выемка, облицованная металлом (обычно медью). Снаряд имеет чувствительный головной взрыватель. При столкновении снаряда с броней, происходит подрыв взрывчатого вещества. При этом, металл облицовки расплавляется и обжимается взрывом в тонкую струю (пест), летящую вперед с чрезвычайно высокой скоростью и пробивающую броню. Заброневое действие обеспечивается кумулятивной струей и брызгами металла брони. Пробоина кумулятивного снаряда имеет небольшие размеры и оплавленные края, что привело к распространенному заблуждению, утверждающему, что кумулятивные снаряды “прожигают” броню.
Пробиваемость кумулятивного снаряда не зависит от скорости снаряда и одинакова на всех дистанциях. Его изготовление достаточно просто, производство снаряда не требует применения большого количества дефицитных металлов. Кумулятивный снаряд может использоваться против пехоты, артиллерии как осколочно-фугасный снаряд. В то же время, кумулятивным снарядам в годы войны были свойственны многочисленные недостатки. Технология изготовления этих снарядов была недостаточно отработана, в результате, их пробиваемость была относительно невелика (примерно соответствовала калибру снаряда или немного выше) и отличалась нестабильностью. Вращение снаряда при больших начальных скоростях затрудняло образование кумулятивной струи, в результате, кумулятивные снаряды имели низкую начальную скорость, небольшую прицельную дальность стрельбы и высокое рассеивание, чему также способствовала неоптимальная с точки зрения аэродинамики форма головной части снаряда (ее конфигурация обуславливалась наличием выемки).
Большую проблему представляло создание сложного взрывателя, который должен быть достаточно чувствителен, чтобы быстро подрывать снаряд, но достаточно устойчив, чтобы не взрываться в стволе (СССР смог отработать такой взрыватель, пригодный для применения в снарядах мощных танковых и противотанковых пушек, только в конце 1944 года). Минимальный калибр кумулятивного снаряда составлял 75 мм, причем эффективность кумулятивных снарядов такого калибра сильно снижалась. Массовое производство кумулятивных снарядов требовало развертывания крупномасштабного производства гексогена.
Наиболее массово кумулятивные снаряды применялись немецкой армией (впервые летом-осенью 1941), в основном из орудий калибра 75 мм и гаубиц. Советская армия использовала кумулятивные снаряды, созданные на основе трофейных немецких, с 1942-43 годов, включив их в боекомплекты полковых орудий и гаубиц, имевших низкую начальную скорость. Английская и американская армия использовали снаряды этого типа, главным образом, в боекомплектах тяжелых гаубиц. Таким образом, во Второй Мировой войне (в отличие от настоящего времени, когда усовершенствованные снаряды данного типа составляют основу боекомплекта танковых орудий), применение кумулятивных снарядов было достаточно ограниченным, главным образом, они рассматривались как средство противотанковой самообороны орудий, имевших низкие начальные скорости и малую бронепробиваемость традиционными снарядами (полковые орудия, гаубицы). В то же время, всеми участниками войны активно использовались другие противотанковые средства с кумулятивными боеприпасами – гранатометы, авиабомбы, ручные гранаты.
Осколочно-фугасный снаряд
(ОФ).
Был разработан в конце 40-х годов ХХ века в Великобритании для поражения бронетехники противника. Представляет собой тонкостенный стальной или сталистого чугуна снаряд, заполненный взрывчатым веществом (обычно тротилом или аммонитом), с головным взрывателем. В отличие от бронебойных снарядов, осколочно-фугасные снаряды не имели трассера. При попадании в цель, снаряд взрывается, поражая цель осколками и взрывной волной, либо сразу - осколочное действие, либо с некоторой задержкой (что позволяет снаряду углубится в грунт) - фугасное действие. Снаряд предназначен, главным образом, для поражения открыто расположенной и укрытой пехоты, артиллерии, полевых укрытий (окопов, дерево-земляных огневых точек), небронированной и слабобронированной техники. Хорошо бронированные танки и САУ устойчивы к действию осколочно-фугасных снарядов.
Основным достоинством осколочно-фугасного снаряда является его универсальность. Данный тип снарядов возможно эффективно использовать против подавляющего большинства целей. Так же к достоинствам можно отнести меньшую стоимость, чем у бронебойных и кумулятивных снарядов того же калибра, что снижает затраты на обеспечение боевых действий и учебных стрельб. При прямом попадании в уязвимые зоны (люки башни, радиатор моторного отделения, вышибные экраны кормовой боеукладки и т. д.) ОФ может вывести танк из строя. Также попадание снарядов крупного калибра может вызвать разрушение легкобронированной техники, и повреждения тяжелобронированных танков, заключающиеся в растрескивании броневых плит, заклинивании башни, выходе из строя приборов и механизмов, ранениях и контузиях экипажа.
Кумулятивные артиллерийские боеприпасы предназначены, в основном, для стрельбы по бронированным целям и вертикальным стенам оборонительных сооружений. Действие кумулятивных снарядов основано на кумулятивном эффекте - концентрации действия взрыва в одном направлении. При этом преграда пробивается не за счёт кинетической энергии снаряда, а за счёт энергии кумулятивной струи, образующейся при разрыве снаряда.
Пробивное действие кумулятивного снаряда не зависит от его скорости у цели и является постоянным для всех дистанций стрельбы. Бронепробиваемость кумулятивных снарядов танковых пушек калибра 100..125 мм по стальной гомогенной броне составляет порядка 350..500 мм при попадании по нормали.
Помимо кумулятивного действия, такие снаряды обладают осколочным действием и в случае необходимости могут быть использованы для уничтожения и подавления живой силы и огневых средств противника, расположенных открыто или в укрытиях полевого типа. Существуют также универсальные кумулятивно-осколочные снаряды.
Первоначально (в годы Великой Отечественной войны и ранее) кумулятивные снаряды для нарезных орудий выполнялись без оперения, со стабилизацией за счёт гироскопического эффекта, традиционной для ствольной артиллерии того периода. Однако позднее выяснилось, что вращение кумулятивного снаряда с частотой выше 50 оборотов в секунду заметно снижает его бронепробиваемость, поскольку приводит к рассеиванию кумулятивной струи. Поэтому в послевоенные годы кумулятивные снаряды для нарезных орудий, как и для гладкоствольных, стали выполнять с аэродинамической стабилизацией - с оперением, раскрывающимся после вылета снаряда из ствола, и обеспечивающем ему устойчивость на траектории полёта. На рисунке оперение показано в раскрытом положении.
На корпусе кумулятивного снаряда выполнены два центрующих утолщения, одно ближе к головной части, другое - к донной. Центрующие утолщения предназначены для центрирования снаряда в канале ствола.
У кумулятивных снарядов, предназначенных для стрельбы из гладкоствольных орудий, вместо ведущего пояска имеется обтюрирующий поясок, неподвижно укрепленный на корпусе ближе к донной части. Необходимая скорость вращения в полете у таких снарядов обеспечивается за счет скосов на лопастях оперения.
В корпусе кумулятивного снаряда располагается его снаряжение - разрывной заряд бризантного взрывчатого вещества (гексогена, флегматизированного ТЭНа) с капсюлем-детонатором. В разрывном заряде выполнено углубление - кумулятивная воронка, направленная раструбом к головной части и покрытая металлической облицовкой (как правило, медной или стальной).Спереди к корпусу снаряда посредством кольца прикреплена головка с завернутым в нее головным взрывателем. По форме головка может выполняться оживальной, конической или стреловидной. Головка выполняет роль обтекателя при полете, а также обеспечивает срабатывание взрывателя на расчётном (фокусном) расстоянии от кумулятивной воронки. Последнее необходимо для правильного формирования кумулятивной струи. Со стороны головной части снаряжение прикрыто кольцом, защищающим кумулятивную воронку и разрывной заряд от осколков головки и взрывателя. В середине кольца имеется отверстие, предназначенное для передачи взрывного импульса от головного взрывателя к капсюлю-детонатору.
В донную часть корпуса ввёрнут стабилизатор с укреплёнными на нём лопастями оперения. Лопасти удерживаются в сложенном положении фиксатором (например, пластиковым кольцом или шёлковым шнуром). При выстреле фиксатор разрушается, лопасти освобождаются и после вылета снаряда из ствола раскрываются набегающим потоком воздуха.
В заднюю часть стабилизатора запрессован трассер, снаряженный специальным горючим составом. В момент выстрела метательный заряд воспламеняет замедлитель трассера, после выгорания замедлителя воспламеняется горючий состав, после чего снаряд летит, оставляя за собой видный наводчику яркий светящийся след (трассу), возникающий в результате инертности человеческого зрения. Замедлитель трассера необходим, чтобы след от трассера не демаскировал орудие.
После срабатывания капсюля-детонатора и взрыва разрывного заряда кумулятивная воронка сжимается, и около 10..20% ее металла переходит в кумулятивную струю толщиной несколько миллиметров, вылетающую по оси воронки со скоростью порядка 7 км/с. Кумулятивная струя за счет своей кинетической энергии пробивает преграду. Остальной металл кумулятивной воронки сминается в пест и в пробитии преграды не участвует.
Металл брони, выдавленный и вымытый кумулятивной струёй, образует валикообразные края пробоины. Кроме того, поскольку кумулятивная струя движется с высокой скоростью и выделяющаяся при пробитии брони энергия не успевает рассеяться, то материал преграды в области контакта со струей может нагреваться до высокой температуры и подвергаться термическим изменениям. По этим причинам пробоина в стальной броне может напоминать проплавленное отверстие. Такое внешнее сходство определило раннее название кумулятивных артиллерийских боеприпасов - "бронепрожигающие снаряды". Однако суть явления данное название не отражает, поскольку описанный выше внешний вид пробоины является следствием пробития преграды, а не причиной. То есть броня именно пробивается, а не проплавляется и не "прожигается".
Заброневое действие кумулятивного снаряда обеспечивается двумя факторами: за счёт поражения экипажа и внутреннего оборудования цели самой кумулятивной струёй, и за счёт резкого скачка давления, который вызывает кумулятивная струя в замкнутом заброневом объёме. Амплитуда скачка давления зависит от величины остаточной энергии кумулятивной струи и от объёма замкнутого заброневого пространства. Чем мощнее бронирование цели и чем больше энергии кумулятивной струи уйдёт на пробитие брони, тем меньший скачок давления она сможет вызвать в заброневом пространстве. Чем больше внутренний объём цели, поражённой кумулятивным боеприпасом, тем слабее будет выражен скачок давления, вызванный кумулятивной струёй.
При этом необходимо отметить, что увеличение объёма обитаемых отделений боевых машин никогда не практиковалось в качестве специальной меры по защите от кумулятивных боеприпасов, и не может быть использовано в такой роли. С другой стороны, уменьшение забронированного объёма позволяет при заданной массе поднять уровень бронирования объекта и достигнуть более высоких показателей защиты не только от кумулятивных снарядов, но и от кинетических боеприпасов (каморных и сплошных, калиберных и подкалиберных бронебойных снарядов), бризантных боеприпасов (осколочных, фугасных, осколочно-фугасных боеприпасов, бронебойных снарядов с пластическим взрывчатым веществом и сминаемой головной частью), поражающих факторов ядерного взрыва, механических воздействий.
