Осколочно-фугасная противотанковая - High-explosive anti-tank
Осколочно-фугасная противотанковая ( HEAT ) является разновидностью кумулятивного взрывчатого вещества, которое использует эффект Манро для пробивания тяжелой брони. Боеголовка функционирует за счет того, что заряд взрывчатого вещества разрушает металлическую гильзу внутри боеголовки в высокоскоростную сверхпластическую струю; эта сверхпластичная струя способна пробить броневую сталь на глубину, в семь или более раз превышающую диаметр заряда (диаметры заряда, CD). Эффект струи носит чисто кинетический характер; снаряд не оказывает на цель взрывного или зажигательного действия.
Поскольку они полагаются на химическую энергию в боеголовке, а не на кинетическую энергию всего снаряда для их пробивной способности, кумулятивные боеголовки не должны доставляться с высокой скоростью, как это делает бронебойный снаряд . Таким образом, они производят меньше отдачи .
Кумулятивная боеголовка стала менее эффективной против танков и другой бронетехники из-за использования композитной брони , взрыво-реактивной брони и систем активной защиты, которые разрушают кумулятивную боеголовку до того, как она сработает. Хотя унитарные кумулятивные боеголовки могут представлять небольшую угрозу для любого современного танка, они по-прежнему смертоносны против более легких транспортных средств и самолетов, а несколько боеголовок могут быть объединены в тандемную конфигурацию для поражения некоторых передовых бронежилетов.
Характеристики кумулятивного оружия не имеют ничего общего с тепловыми эффектами, кумулятивное оружие является просто аббревиатурой .
История
Кумулятивные боеголовки были разработаны во время Второй мировой войны , от обширных исследований и разработок до кумулятивных боеголовок. Формованные боеголовки с зарядом были продвинуты на международном уровне швейцарским изобретателем Генри Мохауптом , который выставил оружие перед Второй мировой войной. До 1939 года Мохаупт продемонстрировал свое изобретение британским и французским властям по вооружениям. Параллельная разработка группой 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.
Первым британским кумулятивным оружием, которое было разработано и выпущено, была винтовочная граната, в которой на конце ствола винтовки использовалась чашечная граната диаметром 63,5 мм (2,50 дюйма); Grenade, Винтовка № 68 / AT , который был впервые опубликован в британских вооруженных сил в 1940 г. В этом году какие - то претензии, был первым кумулятивной боеголовкой и запуска в использовании. Конструкция боевой части была простой и могла пробивать 52 миллиметра (2,0 дюйма) брони. Взрыватель гранаты был вооружен путем удаления штифта в хвосте , который помешал боек от полета вперед. Простые плавники придавали ему устойчивость в воздухе, и при условии, что граната поражала цель под правильным углом в 90 градусов, заряд был эффективным. Детонация произошла при ударе, когда ударник в хвостовой части гранаты преодолевал сопротивление пружины ползучести и был брошен вперед в колющий детонатор .
К середине 1940 года Германия представила первый кумулятивный снаряд для стрельбы из орудия - 7,5 cm Gr.38 Hl / A (более поздние версии B и C), стреляющий из KwK.37 L / 24 танка Panzer IV и Stug III самоходка. В середине 1941 года Германия начала производство кумулятивных гранат, сначала выпущенных для десантников, а к 1942 году - для регулярных армейских частей ( Gewehr-Panzergranate 40 , 46 и 61 ), но, как и британцы, вскоре перешла на к интегрированным системам доставки боеголовок: в 1943 году были представлены Püppchen , Panzerschreck и Panzerfaust .
Panzerfaust и Panzerschreck (танк кулак и танк террор, соответственно) дали немецкому пехотинцу возможность уничтожить любой танк на поле боя от 50-150 метров с относительной простотой использования и обучения ( в отличии от британского PIAT ). Немцы использовали большое количество кумулятивных боеприпасов в переоборудованных орудиях 7,5 cm Pak 97/38 1942 года, а также изготовили кумулятивные боеголовки для оружия Mistel . Эти так называемые боеголовки Schwere Hohlladung (тяжелые кумулятивные заряды) предназначались для использования против тяжело бронированных линкоров . Эксплуатационные версии весили почти две тонны и были, пожалуй, самыми крупными кумулятивными боеголовками из когда-либо развернутых. Также была разработана пятитонная версия под кодовым названием Бетховен .
Между тем, британская винтовочная граната № 68 AT оказалась слишком легкой, чтобы нанести значительный урон, из-за чего она редко использовалась 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 боевой части с системой доставки минометного патрубка. Несмотря на свою громоздкость, это оружие впервые позволило британской пехоте поражать броню на расстоянии. Более ранние магнитные ручные мины и гранаты требовали от них опасного приближения. Во время Второй мировой войны британцы называли эффект Монро «эффектом каверны на взрывчатых веществах».
Во время войны французы передали технологию Генри Мохопта в Управление вооружений США, и он был приглашен в США, где работал консультантом по проекту « Базука ».
Необходимость в крупнокалиберном снаряде делала кумулятивные снаряды относительно неэффективными в существующих малокалиберных противотанковых орудиях той эпохи. Германия решила эту проблему с помощью Stielgranate 41 , представив патрон , который был помещен через конец на внешней стороне устаревших 37-миллиметровых (1,5 дюйма) противотанковых орудий для создания низкоскоростного оружия средней дальности.
Адаптация к существующим танковым орудиям была несколько сложнее, хотя все основные силы сделали это к концу войны. Поскольку скорость мало влияет на бронебойную способность снаряда, которая определяется мощностью взрыва, кумулятивные снаряды были особенно полезны в дальнем бою, где более низкая конечная скорость не была проблемой. Немцы снова были теми, кто произвел самые мощные кумулятивные снаряды, использующие приводную ленту на подшипниках, чтобы они могли лететь без раскрутки их существующих нарезных танковых орудий. Кумулятивный снаряд был для них особенно полезен, потому что он позволил низкоскоростным крупнокалиберным орудиям, используемым на их многочисленных штурмовых орудиях, также стать полезным противотанковым оружием.
Точно так же немцы, итальянцы и японцы имели на вооружении много устаревших пехотных орудий , короткоствольных, низкоскоростных артиллерийских орудий, способных вести прямой и непрямой огонь и предназначенных для поддержки пехоты, схожих по тактической роли с минометами ; Обычно пехотный батальон имел батарею из четырех или шести человек. Осколочно-фугасные противотанковые снаряды для этих старых пехотных орудий сделали их полугодовыми противотанковыми орудиями, в частности, немецкие 150-миллиметровые (5,9 дюйма) орудия (японское 70-мм батальонное орудие Тип 92 и итальянское 65-мм горное орудие также имели кумулятивную защиту. к 1944 г. для них были доступны патроны, но они были не очень эффективны).
Осколочно-фугасные противотанковые снаряды произвели революцию в противотанковой войне, когда они были впервые применены на более поздних этапах Второй мировой войны. Один пехотинец мог эффективно уничтожить любой существующий танк из ручного оружия, тем самым резко изменив характер мобильных операций. Во время Второй мировой войны оружие, использующее кумулятивные боеголовки, называлось боеголовками с полым или кумулятивным зарядом .
После Второй мировой войны
Широкая публика оставалась в неведении относительно боеголовок с формными зарядами, даже полагая, что это было новое секретное взрывное устройство, до начала 1945 года, когда армия США сотрудничала с американским ежемесячным изданием Popular Science над большой и подробной статьей на эту тему под названием «Это делает сталь течет, как грязь ». 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 почти универсальными в качестве основного противотанкового оружия. Варианты различной эффективности были произведены почти для всего оружия от пехотного оружия, такого как винтовочные гранаты и гранатомет M203 , до более крупных специализированных противотанковых систем, таких как безоткатная винтовка Карла Густава . В сочетании с ракетами с проводным наведением пехотное вооружение могло действовать и на больших дистанциях. Противотанковые ракеты изменили характер танковой войны с 1960-х по 1990-е годы и остаются эффективными по сей день.
Дизайн
Производительность и эффекты проникновения
Струя движется с гиперзвуковой скоростью в твердом материале и поэтому разрушается исключительно в локальной области, где она взаимодействует с материалом брони. Правильная точка детонации боеголовки и расстояние между ними имеют решающее значение для оптимального проникновения по двум причинам:
- Если кумулятивная боеголовка взорвется слишком близко к поверхности цели, у реактивной струи не хватит времени на то, чтобы полностью сформироваться. 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 и рассеивается, обычно в пределах 2 метров, что делает ее относительно неэффективной.
Важным фактором бронепробиваемости кумулятивного снаряда является диаметр боевой части . По мере того, как пробивание продолжается сквозь броню, ширина отверстия уменьшается, что приводит к характерному проникновению кулака к пальцу , 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 числа были типичными для раннего оружия, использовавшегося во время Второй мировой войны. С тех пор бронепробиваемость кумулятивных снарядов относительно диаметров снарядов неуклонно увеличивалась в результате улучшенного материала гильзы и характеристик струи металла. Некоторые современные примеры заявляют, что цифры достигают 700%.
Как и любое противотанковое оружие, кумулятивный снаряд достигает своей эффективности за счет трех основных механизмов. Совершенно очевидно, что, пробивая броню, остатки реактивного самолета могут нанести большой ущерб любым внутренним компонентам, о которых он ударяет. И , как струя взаимодействует с броней, даже если он не перфорированным внутрь, это обычно вызывает облако нерегулярных фрагментов брони материала к сколу от поверхности внутрь. Это облако обломков за броней также обычно повреждает все, что ударяется осколками. Другой механизм повреждения - это механический удар , возникающий в результате удара и проникновения струи. Удар особенно важен для таких чувствительных компонентов, как электроника .
Стабилизация и точность
Тепловые боеголовки менее эффективны при вращении и становятся все менее эффективными при более быстром вращении. Это стало проблемой для конструкторов оружия: долгое время вращение снаряда было самым стандартным методом получения хорошей точности, как и для любого нарезного ружья. Центробежная сила прядильной оболочки рассеивает заряженную струю. Большинство снарядов с полым зарядом стабилизированы плавниками, а не вращением.
В последние годы стало возможным использовать кумулятивные заряды в снарядах со стабилизированным вращением, придавая струе противоположное вращение, так что два спина компенсируются и приводят к образованию невращающейся струи. Это делается либо с использованием рифленых медных вкладышей с выступами, либо путем формирования вкладыша таким образом, чтобы он имел кристаллическую структуру, которая придает вращение струе.
Помимо стабилизации вращения, другая проблема любого ствольного оружия (то есть ружья) заключается в том, что снаряд большого диаметра имеет худшую точность, чем снаряд малого диаметра того же веса. Снижение точности резко увеличивается с увеличением дальности. Как это ни парадоксально, это приводит к ситуации , когда кинетический бронебойный снаряд является более пригоден для использования при больших расстояниях , чем кумулятивный снаряд, несмотря на то, последние имеют более высокое проникновение брони. Чтобы проиллюстрировать это: стационарный советский танк Т-62 , стреляющий (гладкоствольной) пушкой на дальность 1000 метров по цели, движущейся 19 км / ч, имел расчетную вероятность попадания первого выстрела 70% при стрельбе кинетическим снарядом. . В тех же условиях он мог ожидать 25% при стрельбе кумулятивным снарядом. Это влияет на бой на открытом поле боя с большой прямой видимостью; тот же Т-62 мог рассчитывать на 70% вероятность попадания первого выстрела при использовании кумулятивных снарядов по цели на расстоянии 500 метров.
Еще одна проблема состоит в том, что если боеголовка находится внутри ствола, ее диаметр становится чрезмерно ограниченным калибром этого ствола. В приложениях, не связанных с оружием, когда кумулятивные боеголовки доставляются 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. Классические примеры этого включают немецкий Panzerfaust и советский РПГ-7 .
Варианты
Многие ракеты с кумулятивным вооружением сегодня имеют две (или более) отдельные боеголовки (называемые тандемным зарядом ), чтобы быть более эффективными против реактивной или многослойной брони. Первая боеголовка меньшего размера инициирует реактивную броню, а вторая (или другая) боеголовка большего размера пробивает броню ниже. Этот подход требует очень сложной электроники взрывателя, чтобы привести две боеголовки в правильное время друг от друга, а также специальных барьеров между боеголовками для предотвращения нежелательных взаимодействий; из-за этого их производство стоит дороже.
Последние кумулятивные боеголовки, такие как 3БК-31, имеют тройные заряды: первый пробивает разнесенную броню, второй - реактивный или первый слой брони, а третий завершает пробитие. Общая величина проникновения может достигать 800 миллиметров (31 дюйм).
Некоторое противотанковое оружие включает в себя вариант концепции кумулятивного заряда, который, в зависимости от источника, может называться пенетратором взрывной формы (EFP), самокковывающимся осколком (SFF), самозарядным снарядом (SEFOP), пластинчатым зарядом и т. Д. или Misznay Schardin (MS) обвинение. Этот тип боеголовки использует взаимодействие детонационной волны (волн) и, в меньшей степени, движущий эффект продуктов детонации, чтобы деформировать металлическую тарелку или пластину (железо, тантал и т. Д.) В снаряд в форме пули. низкое отношение длины к диаметру и проецируйте его на цель со скоростью около двух километров в секунду.
SFF относительно не подвержен влиянию реактивной брони первого поколения, он также может пройти более 1000 диаметров конуса (CD), прежде чем его скорость станет неэффективной при пробитии брони из-за аэродинамического сопротивления, или попадание в цель станет проблемой. Удар SFF обычно вызывает отверстие большого диаметра, но относительно мелкое (по сравнению с кумулятивным зарядом) или, в лучшем случае, несколько компакт-дисков. Если SFF пробивает броню, происходит обширное повреждение за броней (BAD, также называемое эффектом за броней (BAE)). BAD в основном вызывается высокотемпературными и скоростными осколками брони и снарядов, которые вводятся во внутреннее пространство, а также избыточным давлением (взрывом), вызванным ударом.
Более современные версии боеголовок SFF, за счет использования расширенных режимов инициирования, также могут производить стержни (растянутые пули), многослойные пули и снаряды с оребрениями, и это в дополнение к стандартному снаряду с коротким отношением L к D. Вытянутые пули способны пробивать броню на гораздо большую глубину с некоторыми потерями для BAD. Многослойные пули лучше поражают легкие и / или площадные цели, а оребренные снаряды значительно повышают точность. Использование этого типа боеголовки в основном ограничивается легкобронированными областями ОБТ - например, верхней, нижней и задней частью брони. Он хорошо подходит для использования при атаке других менее бронированных боевых машин (ББМ) и для прорыва материальных целей (зданий, бункеров, опор мостов и т. Д.). Новые стержневые снаряды могут быть эффективны против более бронированных участков ОБТ.
Оружие, использующее принцип SEFOP, уже использовалось в бою; интеллектуальные суббоеприпасы в кассетной бомбе CBU-97, использованной ВВС США и ВМС США в войне в Ираке 2003 года, 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 (BONUS, DM 642) и ракетные суббоеприпасы (Motiv-3M, DM 642) и мины (MIFF, TMRP-6), использующие принцип SFF.
В связи с тем, что эффективность однозарядных кумулятивных снарядов, стреляющих из огнестрельного оружия, снижается или даже сводится на нет все более изощренными методами бронирования, более популярным стал класс кумулятивных снарядов, называемый фугасными противотанковыми многоцелевыми или HEAT-MP. Это кумулятивные снаряды, которые эффективны против старых танков и легкой бронетехники, но имеют улучшенные фрагментацию, взрыв и взрыватель. Это дает снарядам разумную легкую броню и противопехотный / материальный эффект, так что их можно использовать вместо обычных осколочно-фугасных снарядов против пехоты и других целей поля боя. Это уменьшает общее количество снарядов, которые необходимо нести для различных ролей, что особенно важно для современных танков, таких как M1 Abrams , из-за размера их снарядов в 120 миллиметров (4,7 дюйма). Танк M1A1 / M1A2 может нести только 40 снарядов для своей 120-мм пушки M256 - танк M60A3 Patton (предшественник Abrams) имел 63 снаряда для своей 105-миллиметровой (4,1 дюйма) пушки M68. Этот эффект снижается за счет более высокой скорости попадания первого выстрела Abrams с его улучшенной системой управления огнем по сравнению с M60.
Фугасно-фугасного двойного назначения
Другой вариант кумулятивных боеголовок имеет боеголовку, окруженную обычным осколочным кожухом, что позволяет более эффективно использовать боеголовку для взрывных и осколочных атак по небронированным целям, оставаясь при этом эффективной в роли противодействия броне. Их иногда называют осколочно-фугасными боеголовками двойного назначения. В некоторых случаях это просто побочный эффект бронебойной конструкции. В других случаях эта двойная роль является особой частью дизайна.
Защита
Улучшения брони основных боевых танков снизили полезность кумулятивных боеголовок, сделав эффективные переносные кумулятивные ракеты тяжелее, хотя многие армии мира продолжают нести переносные кумулятивные ракетные пусковые установки для использования против транспортных средств и бункеров. Считается, что в необычных случаях запускаемые с плеча кумулятивные ракеты сбивали вертолеты США в Ираке.
Причина неэффективности кумулятивных боеприпасов против современных основных боевых танков частично может быть связана с использованием новых типов брони. Струя, создаваемая взрывом кумулятивного снаряда, должна находиться на определенном расстоянии от цели и не должна отклоняться. Реактивная броня пытается победить это с помощью направленного наружу взрыва под точкой удара, вызывая деформацию струи и, таким образом, значительно снижая проникающую способность. В качестве альтернативы композитная броня с керамикой разрушает струю гильзы быстрее, чем катаная гомогенная броневая сталь, предпочтительный материал при строительстве старых боевых бронированных машин .
Разнесенная броня и предкрылковая 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 защиты клетки работают, разрушая механизм ТЕПЛОВОГО снаряда.
Развертывание
Вертолеты провели противотанковых управляемых ракет (ПТРК) с наконечниками кумулятивных БЧ с 1956 года Первый пример этого было использование Nord SS.11 ПТРК на Аэроспасьяль Алуэтт II вертолета по вооруженных сил Франции . После этого такие системы вооружения получили широкое распространение в других странах.
13 апреля 1972 года - во время войны во Вьетнаме - американский майор Ларри Маккей, капитан Билл Кози, старший лейтенант Стив Шилдс и старший уорент-офицер Барри Макинтайр стали первым экипажем вертолета, уничтожившим броню противника в бою. Полет двух AH-1 Cobra вертолетов, посланы от батареи F, 79th артиллерии , 1 - й кавалерийской дивизии , были вооружены вновь осваиваемых M247 70 мм (2,8 дюйма) HEAT ракет, которые еще не тестировалась в 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.
Смотрите также
- Динамическая броня
- Фугасная головка для сквоша
- Пенетратор кинетической энергии
- МАХЕМ
- Реактивная броня
- Тандем-заряд