Фугасный противотанковый
Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2010 г. ) |
Фугасное противотанковое средство ( HEAT ) — это эффект кумулятивного взрывчатого вещества , использующего эффект Манро для пробития тяжелой брони. Боеголовка функционирует за счет того, что заряд взрывчатого вещества схлопывает металлическую гильзу внутри боеголовки, образуя высокоскоростную струю кумулятивного заряда; он способен пробить броневую сталь на глубину, в семь и более раз превышающую диаметр заряда (диаметр заряда, CD). Эффект бронепробития кумулятивной струи носит чисто кинетический характер; снаряд не оказывает фугасного или зажигательного воздействия на броню.
Поскольку их проникающая способность зависит от кинетической энергии струи кумулятивного заряда, кумулятивные боеголовки не должны доставляться с высокой скоростью, как это происходит с бронебойным снарядом . Таким образом, из них можно стрелять из оружия меньшей мощности, которое создает меньшую отдачу .
Характеристики кумулятивного оружия не имеют ничего общего с тепловым эффектом, поскольку кумулятивное оружие — это просто аббревиатура .
История
[ редактировать ]Боеголовки HEAT были разработаны во время Второй мировой войны в результате обширных исследований и разработок кумулятивных боеголовок. Боеголовки с кумулятивными зарядами продвигались на международном уровне благодаря швейцарскому изобретателю Генри Мохаупту , который продемонстрировал это оружие перед Второй мировой войной. До 1939 года Мохаупт продемонстрировал свое изобретение британским и французским ведомствам по вооружению. Одновременная разработка группы немецких изобретателей Кранца, Шардина и Томанека привела к первому задокументированному использованию кумулятивных зарядов в войне во время успешного штурма крепости Эбен Эмаэль 10 мая 1940 года.
Претензии на приоритет изобретения трудно разрешить из-за последующих исторических интерпретаций, секретности, шпионажа и международного коммерческого интереса. [1]
Первым британским кумулятивным оружием, которое было разработано и выпущено, была винтовочная граната с чашеобразным пусковым устройством диаметром 63,5 мм (2,50 дюйма) на конце ствола винтовки; Граната , винтовка № 68 /AT , которая была впервые выпущена на вооружение британских вооруженных сил в 1940 году. Некоторые утверждают, что это была первая использовавшаяся кумулятивная боеголовка и пусковая установка. Конструкция боеголовки была простой и могла пробить броню толщиной 52 миллиметра (2,0 дюйма). [2] Взрыватель вылететь гранаты приводился в действие за счет удаления штифта в хвостовой части, не позволявшего ударнику вперед . Простые плавники придавали ей устойчивость в воздухе, и при условии попадания гранаты в цель под правильным углом в 90 градусов заряд был бы эффективным. Детонация происходила при ударе, когда ударник в хвостовой части гранаты преодолевал сопротивление ползучей пружины и отбрасывался вперед в ударный детонатор .
К середине 1940 года Германия представила первый кумулятивный снаряд для стрельбы из пушки - 7,5 cm Gr.38 Hl/A (более поздние версии B и C), стрелявший из KwK.37 L/24 танка Panzer IV и StuG III Самоходная артиллерийская установка . В середине 1941 года Германия начала производство винтовочных гранат HEAT, сначала выпускавшихся для десантников , а к 1942 году и для частей регулярной армии ( Gewehr-Panzergranate 40 , 46 и 61 ), но, как и британцы, вскоре превратилась в к интегрированным системам доставки боеголовок: в 1943 году были представлены Püppchen , Panzerschreck и Panzerfaust .
Panzerfaust Panzerschreck и PIAT (танковый кулак и танковый террор соответственно) давали немецкому пехотинцу возможность уничтожить любой танк на поле боя на расстоянии от 50 до 150 метров при относительной простоте использования и подготовки (в отличие от британского ) . Немцы использовали большое количество кумулятивных боеприпасов в переоборудованных Pak 97/38 7,5-см пушках с 1942 года, а также изготавливали кумулятивные боеголовки для оружия Mistel . Эти так называемые Schwere Hohlladung (тяжелые кумулятивные заряды) боеголовки предназначались для использования против тяжелобронированных линкоров . Боевые версии весили почти две тонны и были, пожалуй, самыми большими кумулятивными боеголовками, когда-либо развернутыми. [3] Также была разработана пятитонная версия под кодовым названием « Бетховен» .
Между тем, британская противотанковая граната № 68 оказалась слишком легкой, чтобы нанести значительный урон, в результате чего ее редко использовали в боевых действиях. Из-за этих ограничений потребовалось новое пехотное противотанковое оружие, и в конечном итоге оно появилось в форме «Прожектора, пехоты, противотанкового оружия» или PIAT. К 1942 году PIAT был разработан майором Миллисом Джефферисом . Это была комбинация кумулятивной боеголовки и патрубковой системы доставки минометов . Несмотря на свою громоздкость, это оружие впервые позволило британской пехоте поражать броню на расстоянии. Более ранние магнитные ручные мины и гранаты требовали от них приближения на опасное расстояние. [4] Во время Второй мировой войны британцы называли эффект Монро «эффектом полости во взрывчатых веществах». [5]
Во время войны французы передали технологию Мохаупта Министерству вооружений США, и он был приглашен в США, где работал консультантом по проекту «Базука» .
Потребность в большом канале ствола делала кумулятивные снаряды относительно неэффективными в существующих противотанковых орудиях малого калибра того времени. Германия поработала над этим, создав Stielgranate 41 , представив снаряд, который помещался на конце снаружи устаревших 37-миллиметровых (1,5 дюйма) противотанковых орудий, чтобы создать низкоскоростное оружие средней дальности.
Несколько сложнее было адаптировать существующие танковые орудия, хотя к концу войны это сделали все основные силы. Поскольку скорость мало влияет на бронебойную способность снаряда, которая определяется взрывной силой, кумулятивные снаряды были особенно полезны в бою на дальних дистанциях, где более низкая конечная скорость не была проблемой. Немцы снова были теми, кто произвел самые мощные кумулятивные снаряды для артиллерийского огня, используя приводную ленту на подшипниках, позволяющую им летать без вращения из существующих нарезных танковых орудий. Кумулятивный снаряд был для них особенно полезен, поскольку позволял низкоскоростным крупнокалиберным орудиям, используемым в их многочисленных штурмовых орудиях , также стать полезным противотанковым оружием.
Точно так же немцы, итальянцы и японцы имели на вооружении множество устаревших пехотных орудий , короткоствольных тихоходных артиллерийских орудий, способных вести огонь прямой и непрямой наводкой и предназначенных для поддержки пехоты, сходных по тактической роли с минометами ; обычно пехотный батальон имел батарею из четырех или шести человек. Фугасные противотанковые снаряды для этих старых пехотных орудий делали их полуполезными противотанковыми пушками, особенно немецкими 150-миллиметровыми (5,9 дюйма) орудиями (японская 70-мм батальонная пушка Тип 92 и итальянская 65-мм горная пушка также имели кумулятивную кумулятивную систему). патроны, доступные для них к 1944 году, но они были не очень эффективны).
Фугасные противотанковые снаряды произвели революцию в противотанковой войне, когда они были впервые применены на поздних этапах Второй мировой войны. Один пехотинец мог эффективно уничтожить любой существующий танк с помощью ручного оружия, тем самым кардинально меняя характер мобильных операций. Во время Второй мировой войны оружие, использующее кумулятивные боеголовки, называлось кумулятивными или кумулятивными боеголовками. [5]
После Второй мировой войны
[ редактировать ]Широкая общественность оставалась в неведении относительно кумулятивных боеголовок, даже полагая, что это новое секретное взрывчатое вещество, до начала 1945 года, когда армия США в сотрудничестве с американским ежемесячным изданием Popular Science опубликовала большую и подробную статью на эту тему под названием «Это делает сталь течет, как грязь». [6] Именно эта статья раскрыла американской публике, как легендарная «Базука» на самом деле работает против танков и что скорость ракеты не имеет значения.
После войны кумулятивные снаряды стали практически универсальными в качестве основного противотанкового оружия. Модели различной эффективности выпускались почти для всех видов оружия: от пехотного оружия, такого как винтовочные гранаты и гранатомет М203 , до более крупных специализированных противотанковых систем, таких как безоткатное ружье Карла Густава . В сочетании с ракетами с проводным наведением пехотное оружие могло действовать и на больших дистанциях. Противотанковые ракеты изменили характер танковой войны с 1960-х по 1990-е годы; из-за огромной пробиваемости кумулятивных боеприпасов многие основные боевые танки после Второй мировой войны , такие как Leopard 1 и AMX-30 , были намеренно спроектированы так, чтобы нести скромную броню в пользу уменьшения веса и лучшей мобильности. Несмотря на последующие разработки в области брони транспортных средств , кумулятивные боеприпасы остаются эффективными и по сей день.
Дизайн
[ редактировать ]Внешние видео | |
---|---|
Анимация принципа работы HEAT Round на YouTube |
Проникновение и эффекты
[ редактировать ]Струя движется с гиперзвуковой скоростью в твердом материале и поэтому разрушается исключительно в том месте, где она взаимодействует с материалом брони. Правильная точка детонации боеголовки и расстояние между ней имеют решающее значение для оптимального проникновения по двум причинам:
- Если кумулятивная боеголовка взорвется слишком близко к поверхности цели, струи не хватит времени для полного формирования. Вот почему большинство современных кумулятивных боеголовок имеют так называемую « стойку » в виде удлиненной носовой части или зонда перед боеголовкой.
- По мере движения струя растягивается, распадается на части и рассеивается, что делает ее менее эффективной. В зависимости от качества кумулятивной боеголовки это происходит примерно в 6–8 раз больше диаметра заряда для боеголовок низкого качества и примерно в 12–20 раз больше диаметра заряда для боеголовок высокого качества. [7] Например, боеголовка диаметром 150 мм нового BGM-71 TOW (TOW 2) достигает максимальной бронепробиваемости ~1000 мм RHA при диаметре 6,5x (~1 м) и снижается до ~500 мм RHA при диаметре 19x (~ 2,8 м).
Важным фактором проникающей способности кумулятивного снаряда является диаметр боеголовки . По мере того, как проникновение продолжается через броню, ширина отверстия уменьшается, что приводит к характерному проникновению кулака в палец , где размер конечного пальца зависит от размера исходного кулака . В целом, очень ранние кумулятивные снаряды могли пробить броню на 150–250% своего диаметра, и эти цифры были типичными для раннего оружия, использовавшегося во время Второй мировой войны. С тех пор проникающая способность кумулятивных снарядов в зависимости от диаметра снаряда постоянно увеличивается в результате улучшения материала гильзы и характеристик металлической струи. Некоторые современные примеры заявляют, что цифры достигают 700%. [8]
Как и любое противотанковое оружие, кумулятивный снаряд достигает своей эффективности за счет трех основных механизмов. Совершенно очевидно, что когда она пробивает броню, остатки струи могут нанести серьезный ущерб любым внутренним компонентам, в которые она попадает. А поскольку струя взаимодействует с броней, даже если она не проникает внутрь, она обычно вызывает откалывание облака неправильных фрагментов материала брони с внутренней поверхности. Это облако обломков за броней также обычно повреждает все, во что попадают осколки. Другим механизмом повреждения является механический удар , возникающий в результате удара и проникновения струи. Удар особенно важен для таких чувствительных компонентов, как электроника .
Стабилизация и точность
[ редактировать ]Боеголовки HEAT менее эффективны при вращении и становятся все менее эффективными при более быстром вращении. Это стало проблемой для конструкторов оружия: долгое время вращение снаряда было наиболее стандартным методом достижения хорошей точности, как и в любом нарезном оружии. Центробежная сила вращающейся оболочки рассеивает заряженную струю. [9] Большинство снарядов с кумулятивным зарядом стабилизированы оперением, а не стабилизированы вращением. [10]
В последние годы стало возможным использовать кумулятивные заряды в снарядах со стабилизированным вращением, придавая струе противоположное вращение, так что два вращения компенсируются, что приводит к невращающейся струе. Это делается либо с использованием рифленых медных вкладышей с приподнятыми выступами, либо путем формирования вкладышей таким образом, чтобы они имели кристаллическую структуру, придающую вращение струе. [11] [12]
Помимо стабилизации вращения, еще одна проблема любого ствольного оружия (то есть пушки) заключается в том, что снаряд большого диаметра имеет худшую точность, чем снаряд малого диаметра того же веса. Снижение точности резко возрастает с увеличением дальности. Парадоксально, но это приводит к ситуациям, когда кинетический бронебойный снаряд более более применим на больших дистанциях, чем кумулятивный снаряд, несмотря на то, что последний имеет высокую бронепробиваемость. Для иллюстрации: стационарный советский танк Т-62 , стреляющий из (гладкоствольной) пушки на дальность 1000 метров по цели, движущейся со скоростью 19 км/ч, имел вероятность попадания с первого выстрела 70% при стрельбе кинетическим снарядом. . В тех же условиях он мог рассчитывать на 25% при стрельбе кумулятивным снарядом. [13] Это влияет на бой на открытом поле боя с длинной линией обзора; тот же Т-62 мог рассчитывать на 70% вероятность попадания с первого выстрела кумулятивными снарядами в цель на 500 метров.
Еще одна проблема заключается в том, что, если боеголовка находится внутри ствола, ее диаметр становится чрезмерно ограниченным калибром этого ствола. В неартиллерийских применениях, когда кумулятивные боеголовки доставляются вместе с ракетами , ракетами , бомбами , гранатами или минометами с патрубком, размер боеголовки больше не является ограничивающим фактором. В этих случаях кумулятивные боеголовки часто кажутся слишком большими по сравнению с корпусом снаряда. Классическими примерами этого являются немецкий Panzerfaust и советский РПГ-7 .
Варианты
[ редактировать ]Многие ракеты с кумулятивным вооружением сегодня [ когда? ] иметь две (или более) отдельные боеголовки (называемые тандемным зарядом ), чтобы быть более эффективными против реактивной или многослойной брони. Первая боеголовка меньшего размера активирует реактивную броню, а вторая (или другая боеголовка большего размера) пробивает броню ниже. Этот подход требует сложной электроники взрывателя, чтобы активировать две боеголовки с разницей в нужное время, а также специальных барьеров между боеголовками, чтобы предотвратить нежелательные взаимодействия; из-за этого их производство обходится дороже.
Новейшие кумулятивные боевые части, такие как 3БК-31, имеют тройные заряды: первый пробивает разнесенную броню, второй — реактивную или первые слои брони, третий — завершает пробитие. Общая величина проникновения может достигать 800 миллиметров (31 дюйм). [14]
Некоторые противотанковые средства включают в себя вариант концепции кумулятивного заряда, который, в зависимости от источника, можно назвать пенетратором взрывного действия (EFP), самоковующимся осколком (SFF), самоковающимся снарядом (SEFOP), пластинчатым зарядом , или сбор Мисэ Шардена (MS). Этот тип боеголовки использует взаимодействие детонационных волн и, в меньшей степени, толкающее действие продуктов детонации для деформации тарелки или пластины из металла (железа, тантала и т. д.) в пулеобразный снаряд небольшой длины. к диаметру и спроецируйте его на цель со скоростью около двух километров в секунду.
SFF относительно не подвержен влиянию реактивной брони первого поколения, он также может преодолевать расстояние более 1000 диаметров конуса (CD), прежде чем его скорость станет неэффективной для пробития брони из-за аэродинамического сопротивления или попадание в цель станет проблемой. При ударе СФФ обычно образуется дырка большого диаметра, но относительно неглубокая (относительно кумулятивного заряда) или, в лучшем случае, несколько компакт-дисков. Если SFF пробивает броню, происходит обширное повреждение брони (BAD, также называемое эффектом брони (BAE)). Причиной ПАР в основном является высокая температура и скорость попадания осколков брони и пули во внутреннее пространство, а также избыточное давление (взрывная волна), вызванное ударом.
Более современные версии боеголовок SFF, за счет использования усовершенствованных режимов инициирования, также могут производить стержневые (вытянутые пули), многопулевые и ребристые снаряды, и это в дополнение к стандартным снарядам с коротким соотношением L и D. Растянутые пули способны пробить броню на гораздо большую глубину, с некоторым ущербом для БАД. Многозарядные пули лучше поражают легкие или площадные цели, а оперенные снаряды значительно повышают точность. Применение этого типа боеголовки в основном ограничивается легкобронированными участками ОБТ — например, верхней, нижней и задней броневой частью. Он хорошо подходит для использования при атаке других, менее тяжелобронированных боевых машин (ББМ), а также для прорыва материальных целей (зданий, бункеров, опор мостов и т. д.). Новые стержневые снаряды могут быть эффективны против более тяжелобронированных участков ОБТ.
Оружие, использующее принцип SEFOP, уже применялось в бою; интеллектуальные суббоеприпасы в кассетной бомбе CBU-97, использовавшейся ВВС и ВМС США в войне в Ираке в 2003 году, использовали этот принцип, и, как сообщается, армия США экспериментирует с высокоточными артиллерийскими снарядами в рамках проекта SADARM (Seek And Destroy Armor). . Существуют также различные другие снаряды (БОНУС, ДМ 642), реактивные суббоеприпасы (Мотив-3М, ДМ 642) и мины (МИФФ, ТМРП-6), использующие принцип SFF.
Поскольку эффективность однозарядных кумулятивных снарядов снижается или даже сводится на нет из-за все более сложных методов бронирования, класс кумулятивных снарядов, называемый многоцелевыми фугасными противотанковыми снарядами , или HEAT-MP, стал более популярным. Это кумулятивные снаряды, которые эффективны против старых танков и легкой бронетехники, но имеют улучшенную осколочную, фугасную и взрывающую способность. Это придает снарядам в целом разумную легкую броню, а также противопехотный и материальный эффект, поэтому их можно использовать вместо обычных осколочно-фугасных снарядов против пехоты и других целей на поле боя. Это уменьшает общее количество патронов, которые необходимо носить с собой для различных целей, что особенно важно для современных танков, таких как M1 Abrams , из-за размера их снарядов 120 миллиметров (4,7 дюйма). Танк M1A1/M1A2 может нести только 40 снарядов для своей 120-мм пушки M256 - танк M60A3 Patton (предшественник Abrams) нес 63 снаряда для своей 105-миллиметровой (4,1 дюйма) пушки M68. Этот эффект снижается за счет более высокой точности первого выстрела у «Абрамса» с его улучшенной системой управления огнем по сравнению с М60.
Фугасно-фугасный снаряд двойного назначения
[ редактировать ]Другой вариант кумулятивных боеголовок имеет боеголовку, окруженную обычным осколочным кожухом, что позволяет более эффективно использовать боеголовку для взрывных и осколочных атак по небронированным целям, сохраняя при этом эффективность в противотанковой роли. Иногда их называют осколочно-фугасными боеголовками двойного назначения (HEDP). В некоторых случаях это всего лишь побочный эффект бронебойной конструкции. В других случаях эта способность двойной роли специально добавляется в дизайн.
Оборона
[ редактировать ]Усовершенствования брони основных боевых танков снизили полезность кумулятивных боеголовок, сделав эффективные переносные кумулятивные ракеты более тяжелыми, хотя многие армии мира продолжают иметь переносные кумулятивные ракетные установки для использования против транспортных средств и бункеров. Считается, что в исключительных случаях кумулятивные ракеты, запускаемые с плеча, сбивали американские вертолеты в Ираке. [15]
Причину неэффективности кумулятивных боеприпасов против современных основных боевых танков можно частично объяснить использованием новых типов брони. Струя, создаваемая взрывом кумулятивного снаряда, должна находиться на определенном расстоянии от цели и не должна отклоняться. Реактивная броня пытается преодолеть это с помощью направленного наружу взрыва под точкой удара, вызывая деформацию струи и, таким образом, значительно снижая проникающую способность. Альтернативно, композитная броня с керамикой разрушает струю гильзы быстрее, чем катаная гомогенная броневая сталь, предпочтительный материал при строительстве старых боевых бронированных машин .
Разнесенная броня и решетчатая броня также предназначены для защиты от кумулятивных снарядов, защищая транспортные средства, вызывая преждевременную детонацию взрывчатого вещества на относительно безопасном расстоянии от основной брони транспортного средства. Некоторые защитные механизмы клетки работают, разрушая механизм кумулятивного снаряда.
Развертывание
[ редактировать ]Вертолеты несут противотанковые управляемые ракеты (ПТУР) с кумулятивными боеголовками с 1956 года. [ нужна ссылка ] Первым примером этого стало применение ПТУР Nord SS.11 на Aérospatiale Alouette II вертолёте ВС Франции . После этого подобные системы вооружения получили широкое распространение и в других странах. [ нужна ссылка ]
13 апреля 1972 года, во время войны во Вьетнаме , американцы майор Ларри Маккей, капитан Билл Кози, старший лейтенант Стив Шилдс и старший уорент-офицер Барри Макинтайр стали первым экипажем вертолета, уничтожившим бронетехнику противника в бою. Группа из двух вертолетов AH-1 Cobra , отправленная из батареи F 79-й артиллерийской , 1-й кавалерийской дивизии была вооружена недавно разработанными 70-миллиметровыми (2,8 дюйма) кумулятивными ракетами M247 , которые еще не испытывались на театре военных действий. Вертолеты уничтожили три танка Т-54 , которые собирались захватить командный пункт США. Макинтайр и Маккей вступили в бой первыми, уничтожив головной танк. [16] [ нужна страница ]
См. также
[ редактировать ]- Электрическая броня
- Осколочно-фугасная голова
- Пенетратор кинетической энергии
- МАХЕМ
- Реактивная броня
- Тандемный заряд
Пояснительные примечания
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дональд Р. Кеннеди, История эффекта кумулятивного заряда: первые 100 лет, заархивировано 19 сентября 2021 г. в Wayback Machine , DR Kennedy & Associates, 1983.
- ^ RF Eather, бакалавр и Н. Гриффит, OBE MSc - Некоторые исторические аспекты развития кумулятивных зарядов - Министерство обороны, Королевский научно-исследовательский институт вооружений - 1984 - стр. 6 - AD-A144 098
- ^ Название статьи [ мертвая ссылка ] Краткая история кумулятивных зарядов – Техническая информация Министерства обороны, стр. 9
- ^ Ян Хогг, Гранаты и минометы , Книга об оружии № 37, 1974, Ballantine Books
- ^ Перейти обратно: а б «Дедушка Базуки» . Архивировано 8 мая 2016 г. в журнале Wayback Machine Popular Science , февраль 1945 г., с. 66, 2-й абзац.
- ^ «От него сталь течет, как грязь» . Популярная наука . Архивировано из оригинала 26 октября 2015 года . Проверено 22 ноября 2014 г.
- ^ Джонссон, Фредрик (декабрь 2012 г.). «Модели расчета кумулятивных зарядов для операций по обезвреживанию боеприпасов» . Исследовательские ворота .
- ^ Jane's Ammunition Handbook 1994 , стр. 140–141, рассматриваются сообщения о пробиваемости ≈700 мм шведских снарядов 106 3A-HEAT-T и австрийских RAT 700 HEAT для 106-мм безоткатного орудия M40A1.
- ^ Сингх, Сампуран (1960). «Проникновение вращающихся кумулятивных зарядов» . Дж. Прил. Физ . 31 (3). Издательство Американского института физики: 578–582. Бибкод : 1960JAP....31..578S . дои : 10.1063/1.1735631 . ISSN 0021-8979 .
- ^ «Большие пули для начинающих» . Федерация американских ученых . Архивировано из оригинала 25 мая 2011 г. Проверено 24 апреля 2011 г.
- ^ Держись, Манфред. Вращающиеся струи из кумулятивных зарядов с обточенными гильзами . 12-й Международный симпозиум по баллистике, Сан-Антонио, Техас, 30 октября – 1 ноября 1990 г. Бибкод : 1990ball.sympR....H .
- ^ Хелд, Манфред (ноябрь 2001 г.). «Лайнеры для кумулятивных зарядов» (PDF) . Журнал боевых технологий . 4 (3). Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2011 г. Проверено 21 августа 2011 г.
- ^ Доспехи и артиллерия Джейн 1981–82 , с. 55.
- ^ Василий Фофанов - 125-мм патроны HEAT-FS. Архивировано 5 ноября 2012 г. в Wayback Machine (англ.).
- ^ Отчет авиационной недели [ мертвая ссылка ]
- ^ Келли, Майкл (2011). Где мы были во Вьетнаме: подробное руководство по огневым базам и военным объектам войны во Вьетнаме . Нью-Йорк: Издательство L&R. ISBN 978-1-55571-689-9 . OCLC 1102308963 .