Доброго всем времени суток! Сегодня предлагаю вам на рассмотрение тему о кумулятивных боеприпасах.Истории их возникновения и мифах,порожденных некомпетентностью многих людей.
Один из мифов,причем устойчивых,появился во время Великой Войны против фашистской . Миф гласит,что основным поражающим эффектом кумулятивного боеприпаса является возникновение в заброневом пространстве избыточного давления,в результате его подрыва.
Немного истории. С 1943 году фашистская Германия попыталась решить проблему противотанковой обороны с помощью создания реактивного ружья, стреляющего реактивными минами кумулятивного действия на дальность до 150 м.
Разработка оружия была начата после захвата в начале 1943 года американской 60 мм базуки М9А1. Где была захвачена базука точно неизвестно то ли в Африке, то ли на Восточном фронте. Для улучшения боевых качеств оружия, было решено использовать калибр 88 мм. Разработка получила обозначение RaketenPanzerbuchse (ракетная танковая винтовка) и официально имела аббревиатуру RPzB, но обычно упоминается как Panzerschreck (танковый ужас). В войсках её часто именовали просто Ofenrohr (дымоход).Первая модель имела наименование RPzB 43.
После установки защитного экрана и разработки новой мины в октябре 1943 года модификация получила наименование RPzB 54.
20 декабря 1944 года после уменьшения трубы, снижения веса, изменения системы зажигания, улучшения прицела — RPzB 54/1
RPzB 43 состоит из открытой с обоих концов гладкостенной трубы длиной 164 см и весом 9,25 кг с тремя направляющими, импульсного генератора с электропроводкой и штепсельной коробкой, ударно-спускного механизма и прицела. Труба на заднем конце имеет кольцо, предохраняющее канал от загрязнения и повреждений, а также облегчающее вкладывание мины в канал трубы; плечевой упор с наплечником, две рукоятки для удержания ружья при наводке, две антабки с ремнем для переноски ружья и пружинную защелку для удержания мины в заряженном ружье.
На RPzB 54 был установлен отъёмный защитный экран, вследствие чего был увеличен вес до 11 кг.
В RPzB 54/1 уменьшена направляющая труба до 135 см, которая должна была выдерживать 200 выстрелов, снижен вес до 9.5 кг. Изменена система зажигания — контактный штырь был заменён на контактное кольцо. Также переработан и улучшен прицел.Используемый снаряд обозначался как RPzB.Gr. 4322 имел кумулятивный заряд весом 660 г., и весил 3,30 кг. Имелся летний вариант RPzB.Gr.4322 и зимний.
Снаряд RPzB 54: в этой модели использовался специально разработанный снаряд. Этот боеприпас также имел зимний и летний вариант. Бронепробиваемость обеих моделей Panzerschreck была 230 мм, при угле соприкосновения в 60 градусов.На поле боя ружье Raketenpanzerbuchse обслуживалось расчетом из двух обученных солдат: наводчик и заряжающий. Во время выстрела образуются раскаленные пороховые газы, от которых стрелок не был защищен. Поэтому стрелок получил маску противогаза без фильтра и перчатки. Затем оружие оснастили защитным щитком. Защитный щиток имел размеры 36 x 47 см, и маленькое слюдяное окошко. На походе не заряженное ружьё переносится на ремне.
Panzerschreck показывал теоретическую дальность стрельбы 700 м. Практическая дальность стрельбы обычно с 400 м для неподвижных целей и от 100 до 230 м для движущихся целей.Тактика охоты на танки или обороны от них, начиная с 1944 года предусматривала использование истребительных подразделений, которое состояло из двух команд по три Panzerschreck в каждой. Они должны были прикрывать друг друга, так как ограниченная дальность стрельбы Panzerschreck требовала подбираться к цели довольно близко. Panzerschreck использовался даже ночью: в этом случае позади танка запускали осветительную ракету, чтобы его силуэт был хорошо различим стрелком.
Ружьями Raketenpanzerbuchse вооружались в первую очередь противотанковые роты мотострелковых полков танковых дивизий из расчета 36 ружей на роту. В конце 1944 года каждая пехотная дивизия вермахта по штату имела 130 ружей "Панцершрек" в активном использовании и 22 запасных ружья. Эти ружья поступали также на вооружение некоторых батальонов фольксштурма.- RPzB 43 выпущен в ограниченном количестве.
— RPzB 54- с октября 1943 по июль 1944 года производство снарядов прекратилось на уровне 289151 единицы.
— RPzB 54/1 — было изготовлено только 25744.
Гранатомет Panzerschreck были поначалу менее эффективны, чем гранатомет Panzerfaust, потому что стрелки часто открывали огонь с дистанций более 100 м. Большие размеры Panzerschreck также часто становились помехой в отходе стрелка в укрытие после производства выстрела. Panzerfaust был проще в использовании, огонь из него вёлся обычно с дистанции 30м, после чего стрелок легко отступал в укрытие.Предпринималась попытка изготовления гранатомета Panzerschreck из прессованного картона. Вес был сокращен до 2 кг, экономилось 5 кг металла — это нововведение так до конца войны и не было введенено в массовое производство.
Также была разработана модификация Fliegerschreck (самолётный ужас) — специальный зенитный вариант.
Снаряд должен был запускаться также посредством направляющей трубы Panzerschreck. Новые боеприпасы использовали новую боеголовку, которая была просто-напросто приспособлена к стандартным снарядам Panzerschreck. Новая боеголовка содержала заряд взрывчатого вещества, который должен был разметать 144 малых зажигательных заряда. Новый снаряд разрабатывался вместе с новым прицельным устройством — упрощенная сетка из окружностей разного диаметра и перекрестия — подобно тем, что использовались на зенитных пулемётах. Эти прицельные устройства могли быть установлены на направляющей трубе Panzerschreck, когда оружие предполагалось использовать против воздушных целей. Разработка нового оружия была закончена к январю 1945 года. До конца войны было произведено 500 новых боеголовок, но ни одна из них так и не попала на фронт.
Но не только Германия владела таким оружием.Один из вариантов поражения вражеской бронетехники являлся боеприпас под названием ПТАБ 2,5.
Это небольшая авиабомба кассетного типа калибра 2,5 кг. Этот БП входил в вооружение штурмовика ИЛ-2.Применялись два калибра авиабомб кумулятивного действия: ПТАБ-2,5-1,5 (рис. 17) и ПТАБ-10-2,5. Эти авиабомбы состоят из корпуса, осколочной рубашки, стабилизатора, взрывателя и взрывчатого вещества.
Корпус ПТАБ-2,5-1,5 изготовлялся из листовой стали. Он состоял из штампованной сферической головки, цилиндра, хвостовой части с конусом и переходной втулкой под взрыватель. Под сферической головкой конуса расположены цилиндрический предохранитель головки, предназначенный для предохранения формы заряда взрывчатого вещества от разрушения при ударе о преграду до момента его взрыва, и металлическая оболочка кумулятивной выемки.Такими мини-бомбами поражался любой танк противника,независимо от толщины бронирования,да и крыша башни всегда конструируется с более тонким слоем брони и она наименее защищена от поражения ПТС противника при стрельбе сверху,(например с верхних этажей зданий при стрельбе из РПГ).
Но вернемся к основной теме.
Сама по себе кумулятивная струя представляет прут из металла(обычно меди),сформированного в результате подрыва ВВ за кумулятивной воронкой,имеющего большую скорость.В результате срабатывания заряда образуется своего рода иголка,которая "протыкает" броню,причем входное отверстие струи мало отличается диаметром канала пробития от выходного.Следовательно струя ведет себя в толще брони независимо от состава брони и её толщины.
С появлением первых потерь от применения КБ родился миф,будто экипажи машин погибают из-за резко возросшего давления внутри корпуса.Якобы вся энергия взрыва собирается в один "пучок",а при проникновении в заброневое пространство эта энергия высвобождается в виде объемного взрыва внутри машины.
Это было обусловлено тем,что в то время не было высокоточных приборов,помогающих объяснить поэтапно формирование самой струи и её поведение в толще брони.
Во время войны в Афганистане,многие экипажи танков,чтоб защититься от воздействия КБ,приоткрывали крышки люков танков или оставляли их покоиться на торсионах не замыкая их замками.В результате обстрела из РПГ-7 экипаж страдал от проникновения продуктов взрыва под приоткрытые крышки люков,и как следствие погибали командир машины либо наводчик-оператор.Механик-водитель находился в отделении управления за закрытым люком,так как танк не может вести огонь и вращать башню если люк мех.-вода приоткрыт,срабатывает автоматика.
«На поток» было поставлено производство фантазий о действии кумулятивных боеприпасов по экипажам бронеобъектов. Основные постулаты фантазёров таковы:
Экипажи танков якобы убивает избыточным давлением, создаваемым внутри бронеобъекта кумулятивным боеприпасом после пробития брони;
Экипажи, которые держат люки открытыми, якобы остаются в живых благодаря «свободному выходу» для избыточного давления.
Вот образчики таких высказываний с разных форумов, сайтов «знатоков» и печатных изданий (орфография оригиналов сохранена, среди цитируемых есть весьма авторитетные печатные издания):
«- Вопрос знатокам. При поражении танка кумулятивным боеприпасом, какие поражающие факторы действуют на экипаж?
Избыточное давление в первую очередь. Все остальные факторы сопутствующие»;
«Полагая, что сама по себе кумулятивная струя и фрагменты пробитой брони, редко поражают более чем одного члена экипажа, я бы сказал, что основным поражающим фактором было избыточное давление…, вызванное кумулятивной струей…»;
«Так же следует заметить, что высокая поражающая мощь кумулятивных зарядов объясняется тем, что при прожигании струёй корпуса, танка или иной машины, струя устремляется внутрь, где она заполняет всё пространство (на пример в танке) и вызывает сильнейшие поражения людей…»;
«Командир танка сержант В.Руснак вспоминал: «Это очень страшно, когда кумулятивный снаряд попадает в танк. «Прожигает» броню в любом месте. Если люки в башне открыты, то огромная сила давления выбрасывает людей из танка…»
«…меньший объем наших танков не позволяет снизить воздействие ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (фактор ударной волны не рассматривается) на экипаж, и что именно повышение давления его убивает…»
«На что расчет зделан, из-за чего фактическая смерть должна наступить, если каплями неубило допустим, пожар не возник, а давление избыточное или же рвет просто на куски в замкнутом пространстве, или черепушка изнутри лопнет. Там вот что-то хитрое именно с этим избыточным давлением связанно. Из-за чего и люк открытым держали»;
«Люк открытый иногда спасает тем что через него может выкинуть танкиста взрывная волна. Кумулятивная струя может просто пролететь сквозь тело человека это во-первых, а во вторых когда за очень малое время давление очень сильно возрастает + нагревается все вокруг выжить очень маловероятно. Из рассказов очевидцев у танкистов рвет башню, глаза вылетают из глазниц»;
«При поражении бронеобъекта кумулятивной гранатой поражающими экипаж факторами являются избыточное давление, осколки брони и кумулятивная струя. Но с учётом принятия экипажами мер, исключающих образование избыточного давления внутри машины, таких, как приоткрытие люков и бойниц, поражающими личный состав факторами остаются осколки брони и кумулятивная струя».
Наверное, достаточно «ужасов войны» в изложении как граждан, интересующихся военным делом, так и самих военнослужащих. Переходим к делу - к опровержению этих заблуждений. Сначала рассмотрим, возможно ли в принципе появление якобы «убойного давления» внутри бронеобъектов от воздействия кумулятивных боеприпасов. Прошу извинения у знающих читателей за теоретическую часть, они могут её пропустить.
Металлическая облицовка выемки в заряде ВВ позволяет сформировать из материала облицовки кумулятивную струю высокой плотности. Из наружных слоёв облицовки формируется так называемый пест (хвостовая часть кумулятивной струи). Внутренние слои облицовки образуют головную часть струи. Облицовка из тяжелых пластичных металлов (например, меди), образует сплошную кумулятивную струю с плотностью 85-90% от плотности материала, способную сохранять целостность при большом удлинении (до 10 диаметров воронки). Скорость металлической кумулятивной струи достигает в её головной части 10-12 км/с. При этом скорость движения частей кумулятивной струи вдоль оси симметрии неодинакова и составляет до 2 км/с в хвостовой части (т.н. градиент скорости). Под действием градиента скорости струя в свободном полете растягивается в осевом направлении с одновременным уменьшением поперечного сечения. На удалении более 10-12 диаметров воронки кумулятивного заряда струя начинает распадаться на фрагменты и её пробивное действие резко снижается.
Опыты по улавливанию кумулятивной струи пористым материалом без её разрушения показали отсутствие эффекта перекристаллизации, т.е. температура металла не достигает точки плавления, она даже ниже точки первой перекристаллизации. Таким образом, кумулятивная струя представляет собой металл в жидком состоянии, нагретый до относительно низких температур. Температура металла в кумулятивной струе не превышает 200-400° градусов (некоторые эксперты верхнюю границу оценивают в 600°).
При встрече с преградой (бронёй) кумулятивная струя тормозится и передает давление преграде. Материал струи растекается в направлении, обратном её вектору скорости. На границе материалов струи и преграды возникает давление, величина которого (до 12-15 т/кв.см) обычно на один-два порядка превосходит предел прочности материала преграды. Поэтому материал преграды выносится («вымывается») из зоны высокого давления в радиальном направлении.
Эти процессы на макроуровне описываются гидродинамической теорией, в частности для них справедливо уравнение Бернулли, а также полученное Лаврентьевым М.А. уравнение гидродинамики для кумулятивных зарядов. Вместе с тем, расчётная глубина пробития преграды не всегда согласуется с экспериментальными данными. Поэтому в последние десятилетия физика взаимодействия кумулятивной струи с преградой изучается на субмикроуровне, на основе сравнения кинетической энергии удара с энергией разрыва межатомных и молекулярных связей вещества. Полученные результаты используются в разработке новых типов как кумулятивных боеприпасов, так и броневых преград.
Заброневое действие кумулятивного боеприпаса обеспечивается высокоскоростной кумулятивной струей, проникшей сквозь преграду, и вторичными осколками брони. Температуры струи достаточно для воспламенения пороховых зарядов, паров ГСМ и гидравлических жидкостей. Поражающее действие кумулятивной струи, уменьшаются с увеличением толщины брони.
Не стоит забывать и об осколках брони,которые образуются с внутренней стороны башни в тот момент,когда струя проникла все же внутрь.Скорость осколков ненамного ниже скорости самой струи.
ФУГАСНОЕ ДЕЙСТВИЕ КУМУЛЯТИВНОГО БОЕПРИПАСА
Теперь подробнее по избыточному давлению и ударной волне. Сама по себе кумулятивная струя никакой значимой ударной волны не создаёт в силу своей небольшой массы. Ударную волну создаёт подрыв заряда ВВ боеприпаса (фугасное действие). Ударная волна НЕ МОЖЕТ проникнуть за толстобронную преграду через отверстие, пробитое кумулятивной струей, потому что диаметр такого отверстия ничтожен, какого-либо значимого импульса через него передать невозможно. Соответственно, не может создаваться избыточное давление внутри бронеобъекта.
Образующиеся при взрыве кумулятивного заряда газообразные продукты находятся под давлением 200-250 тыс. атмосфер и нагреты до температуры 3500-4000°. Продукты взрыва, расширяясь со скоростью 7-9 км/с, наносят удар по окружающей среде, сжимая и среду, и находящиеся в ней объекты. Прилегающий к заряду слой среды (например, воздух) мгновенно сжимается. Стремясь расшириться, этот сжатый слой интенсивно сжимает следующий слой, и так далее. Процесс этот распространяется по упругой среде в виде так называемой УДАРНОЙ ВОЛНЫ.
Граница, отделяющая последний сжатый слой от обычной среды, называется фронтом ударной волны. На фронте ударной волны происходит резкое повышение давления. В начальный момент формирования ударной волны давление на её фронте достигает 800-900 атмосфер. Когда ударная волна отрывается от теряющих способность к расширению продуктов детонации, она продолжает самостоятельное распространение по среде. Обычно отрыв происходит на удалении 10-12 приведённых радиусов заряда.
Фугасное действие заряда по человеку обеспечивается давлением во фронте ударной волны и удельным импульсом.
Удельный импульс равен количеству движения, которое несёт в себе ударная волна, отнесённому к единице площади фронта волны. Человеческое тело за краткое время действия ударной волны поражается давлением в её фронте и получает импульс движения, что приводит к контузиям, повреждениям наружных покровов, внутренних органов и скелета.
Пример зоны поражения фугасным действием кумулятивного боеприпаса приведённой массой 2 кг при попадании в центр правой боковой проекции башни. Красным цветом показана зона летального поражения, жёлтым - зона травматического поражения. Расчёт проведён согласно общепринятой методике (без учёта эффектов затекания ударной волны в проёмы люков)
Механизм формирования ударной волны при подрыве заряда ВВ на поверхностях отличается тем, что дополнительно к основной ударной волне формируется отражённая от поверхности ударная волна, совмещающаяся с основной. При этом давление в совмещённом фронте ударной волны в некоторых случаях почти удваивается. Например, при подрыве на стальной поверхности давление на фронте ударной волны составит 1,8-1,9 по сравнению с детонацией такого же заряда в воздухе.
Именно такой эффект происходит при детонации кумулятивных зарядов противотанковых средств на броне танков и другой техники.В силу небольших габаритов танков и других бронеобъектов, а также детонации кумулятивных зарядов на поверхности брони, фугасное действие на экипаж в случае ОТКРЫТЫХ ЛЮКОВ машины обеспечивается сравнительно небольшими зарядами кумулятивных боеприпасов. Например, при попадании в центр бортовой проекции башни танка путь ударной волны от точки детонации до проёма люка составит около метра, при попадании в лобовую часть башни менее 2 м, в кормовую часть - менее метра. В случае попадания кумулятивной струи в элементы динамической защиты возникают вторичные детонационные и ударные волны, способные нанести дополнительные повреждения экипажу через проёмы открытых люков.
Давление на фронте ударной волны в локальных точках может как снижаться, так и увеличиваться при взаимодействии с различными объектами. Взаимодействие ударной волны даже с объектами небольших размеров, например с головой человека в каске, приводит к кратным локальным изменениям давления. Обычно такое явление отмечается при наличии преграды на пути ударной волны и проникновении (как говорят - «затекании») ударной волны внутрь объектов через открытые проёмы.
Таким образом, теория не подтверждает гипотезу об уничтожающем действии избыточного давления кумулятивного боеприпаса внутри танка. Ударная волна кумулятивного боеприпаса образуется при взрыве заряда ВВ и может проникнуть внутрь танка только через отверстия люков. Поэтому люки СЛЕДУЕТ ДЕРЖАТЬ ЗАКРЫТЫМИ . Кто этого не делает, рискует получить сильную контузию, а то и погибнуть от фугасного действия при подрыве кумулятивного заряда.
В каких обстоятельствах возможно опасное повышение давления внутри закрытых объектов? Только в тех случаях, когда кумулятивным и фугасным действием заряда ВВ в преграде пробивается отверстие, достаточное для затекания продуктов взрыва и создания внутри ударной волны. Синергетический эффект достигается сочетанием кумулятивной струи и фугасного действия заряда на тонкобронных и непрочных преградах, что приводит к конструкционному разрушению материала, обеспечивая затекание продуктов взрыва за преграду. Например, боеприпас немецкого гранатомёта «Panzerfaust» 3-IT600 в многоцелевом варианте при пробитии железобетонной стены создаёт в помещении избыточное давление 2-3 бар.
ПРАКТИКА
Многочисленные свидетельства и факты периода кампаний в Чеченской республике о поражении танков, БТР и БМП кумулятивными боеприпасами РПГ и ПТУР не выявили влияния избыточного давления: все случаи гибели, ранений и контузий экипажей объясняются либо поражением кумулятивной струёй и фрагментами брони, либо фугасным действием кумулятивных боеприпасов.
Существуют официальные документы, описывающие характер повреждений танков и экипажей кумулятивными боеприпасами: «Танк Т-72Б1 … изготовлен ПО «Уралвагонзавод» (г. Нижний Тагил) в декабре 1985 г. Участвовал в действиях по наведению конституционного порядка в ЧР в 1996 году и получил боевые повреждения, приведшие к гибели командира танка… При осмотре объекта специалистами было выявлено 8 боевых повреждений. Из них:
На корпусе - 5 повреждений (3 попадания кумулятивной гранатой в участки борта, защищенные ДЗ, 1 попадание кумулятивной гранатой в резинотканевый экран, не защищенный ДЗ, 1 попадание осколочной гранатой в кормовой лист);
На башне - 3 повреждения (по 1 попаданию кумулятивной гранатой в лобовую, бортовую и кормовую части башни).
Обстрел танка велся кумулятивными гранатами из ручных гранатометов типа РПГ-7 (бронепробиваемость до 650 мм) или РПГ-26 «Муха» (бронепробиваемость до 450 мм) и осколочными гранатами типа ВОГ-17М из подствольных гранатометов или АГС-17 «Пламя». Анализ характера поражений и их взаимное расположение с достаточно большой долей вероятности позволяет сделать вывод, что в момент начала обстрела танка башня и пушка его находились в положении «по-походному», зенитная установка «Утес» была отвернута назад, а крышка люка командира была приоткрыта или открыта полностью. Последнее могло привести к поражению командира танка продуктами взрыва кумулятивной гранаты и ДЗ при попадании в правый борт башни без пробития брони. После полученных повреждений машина сохранила способность к передвижению своим ходом… Корпус машины, узлы ходовой части, моторно-трансмиссионная установка, боекомплект и внутренние топливные баки, в целом оборудование корпуса сохранили работоспособность. Несмотря на сквозное пробитие брони башни и некоторые повреждения элементов A3 и СТВ, пожар внутри машины не возник, сохранена возможность ведения огня в ручном режиме, а механик-водитель и наводчик остались живы
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ВЫВОД
Если кумулятивная струя и осколки брони не поражают людей и пожаро-/взрывоопасное оборудование танка, то экипаж благополучно выживает: при условии нахождения внутри бронетехники и закрытых люках!.
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.
Любители играть в компьютерные танковые «стреляли», как и настоящие военнослужащие, не всегда задумываются о том, как работает тот или иной боеприпас, им важен результат. Однако игрушечная битва отличается от реальной. В войне танки редко воюют между собой, при правильном руководстве войсками они предназначены для прорыва линий обороны противника, подвижных охватов укрепрайонов и нарушения тыловых коммуникаций. Впрочем, и дуэли возможны, и тогда без бронебойных средств не обойтись. Наряду с обычными «болванками» и подкалиберниками, часто применяется и World Of Tanks - игра, разработчики которой постарались передать с максимальной реалистичностью технику времен Второй мировой войны и те боеприпасы, которые использовались армиями, участвующими в ней. Ее условия не претендуют на полную историческую достоверность, но общие представления об условиях танкового боя она дает.
Для того чтобы правильно пользоваться возможным арсеналом поражающих средств, не обязательно, но желательно знать, как работает кумулятивный снаряд, каковы его основные характеристики, и в каких случаях его применять, а в каких можно ограничиться и менее дорогими зарядами.
Танковая эволюция
Первые танки представляли собой медлительные подвижные артиллерийские батареи (иногда с несколькими орудиями), защищенные противопульным бронированием. Это были аналоги бронепоездов, с той разницей, что двигаться они могли не по рельсам, а по пересеченной местности и, само собой разумеется, по дорогам. Эволюция технических решений привела к новым способам применения бронетехники, она стала мобильнее и переняла часть функций кавалерии. Наиболее передовыми достижениями могла похвалиться советская инженерная школа, которая уже к концу тридцатых годов XX века пришла к общей концепции, определяющей облик Все остальные страны до конца войны продолжали строить боевые машины по устаревшей схеме, с передней трансмиссией, узкими гусеницами, клепаными корпусами и карбюраторными двигателями. Несколько больших по сравнению с Великобританией и США успехов добилась нацистская Германия. Инженеры, строившие «Тигры» и «Пантеры» сделали ряд попыток увеличить стойкость своих машин, применив наклонное бронирование. Ширину гусениц немцам тоже пришлось изменить согласно условиям Восточного фронта. Длинноствольные орудия стали еще одним признаком, приближающим характеристики к современным стандартам. На этом прогресс в стане наших врагов остановился.
Когда у нас появились кумулятивные боеприпасы
Как показала история, к общей идеологии танкостроения, принятой в СССР, мировая техническая мысль пришла лишь к середине пятидесятых годов. Но были и направления, на которых противник нас опережал. Уже в начале войны на вооружении германских войск состоял кумулятивный снаряд. Принцип действия этого грозного бронебойного средства, в общем и целом, был известен советским конструкторам по данным разведки. С началом боевых действий появилась возможность изучить и трофейные образцы. Но при попытках изготовить копии и аналоги возникли многочисленные технические трудности. Только к 1944 году в СССР создали свой собственный артиллерийский и танковый кумулятивный снаряд, способный пробить возросшую к тому времени броневую защиту немецких машин. В настоящее время большая часть боекомплекта каждой боевой единицы состоит именно из этого типа боеприпаса.
Трудное положение на Восточном фронте
Следует отметить и тот факт, что в начале войны немцам было крайне затруднительно бороться с советской бронетехникой. Все средние, и тем более тяжелые танки, состоявшие на вооружении Красной Армии, имели надежное противоснарядное бронирование, к тому же наклонное. Калибра башенных орудий, если они были (а Т-1, например, вооружался только пулеметом), не хватало, чтобы поразить Т-34 или КВ. С нашими танками могла бороться только штурмовая авиация, полевая или стреляющая, как правило, болванками. Эффективность применения возрастала, если заряд был кумулятивный. также обладал сильной бронебойностью, но он в производстве оказался слишком сложным и требовал высоких затрат, а Германии, воевавшей кроме Восточного фронта и на море, и в Африке, приходилось экономить.
Первые попытки создать противотанковые средства
Сразу же после появления бронетехники на полях сражений перед противодействующими сторонами встал вопрос о ее уничтожении или, в крайнем случае, нанесении ей наибольшего ущерба. Обычный патрон защиту не пробивал, хотя ее слой был не очень толстым по причине малой мощности двигателей внутреннего сгорания того времени (а было это в годы Первой мировой). Специальных еще не было, их требовалось изобрести. Конструкторские возможности ограничивались двумя факторами: стоимостным, с одной стороны, и поражающим - с другой. Мысль двигалась в разных направлениях. Вершиной ее стал кумулятивный снаряд. Принцип действия разных бронебойных снарядов будет рассмотрен ниже.
Чем пробить броню
Чтобы пробить обычную листовую броню, нужно концентрированно воздействовать на ее участок, сообщая ему кинетическую энергию. Проще всего делать это с помощью снаряда, представляющего собой сплошную болванку, снабженную заостренным концом, сминаемым при ударе о препятствие. Условием разрушения преграды может стать достаточно сильный импульс, вызывающий местные перенапряжения, превышающие по величине межмолекулярные связи металла. Так и поступали вначале: стреляли болванками, понимая, что взрыв, произведенный даже на самой поверхности брони, вряд ли сможет поразить живую силу и механизмы в силу рассеянности Осколки в данном случае тоже практически бесполезны.
Болванка треснула по танку
Совершенствование броневой защиты, а также применение ее наклонного расположения снизило эффективность сплошного бронебойного снаряда. Попадая на скошенную плоскость, он чаще всего рикошетил, хотя в силу своих особенностей иногда оказывался способен на так называемую нормализацию. Она состояла в том, что после первого касания наконечника вектор движения несколько менялся (до пяти градусов), а угол удара о броню становился более тупым. Это приводило к более эффективному распределению нагрузки на участок поражаемой защиты, и даже если броня не пробивалась насквозь, с внутренней ее стороны образовывалась своеобразная воронка, а кусочки металла летели внутрь машины с высокой скоростью, калеча и убивая экипаж. К тому же не следует сбрасывать со счетов и компрессионное воздействие, иными словами, сильное и быстрое изменение давления (по своей сущности, мощный удар воздушной волны).
Подкалиберные средства
Прочный стальной сердечник, заключенный в более мягкий снаряд, может решить проблему разрушения броневой защиты. После попадания этот стержень как бы выходит за пределы своей временной оболочки и наносит сильный удар, сконцентрированный на небольшой площади. Подкалиберники способны пробивать толстую броню, частично сохраняя преимущества снаряда-болванки. У них есть свои пороки, меньшая бронебойность на длинных дистанциях и куда более скромный угол нормализации (доворот не превышает двух градусов). При всей эффективности этот боеприпас был достаточно высокотехнологичен, дорог, к тому же не всегда справлялся со своей задачей. И тогда появился…
Как действует кумулятивный снаряд
Главный недостаток всех предыдущих разработок в области бронебойных боеприпасов выражен в самом их названии. Они предназначены для того, чтобы пробить. Но этого бывает мало. Ну, сделали дыру в броне, но если ею энергия снаряда погашена, то он уже не может нанести существенного вреда внутренним механизмам и экипажу. Танк можно отремонтировать, заварив пробоину, раненых танкистов отправить в госпиталь, убитых похоронить с почестями, а машину вновь отправить в бой. Однако все это становится невозможным, если в броню угодил кумулятивный снаряд. Принцип действия его заключается в том, что после прожигания отверстия, в него устремляется разрывной заряд, уничтожающий все, что казалось надежно защищенным.
Устройство
В настоящее время для борьбы с танками нет более эффективного средства, чем кумулятивный снаряд. World Of Tanks предлагает геймерам приобретать их только за «золото», относя эти виртуальные боеприпасы к «голдовым». И немудрено, при удачном попадании они гарантируют уничтожение цели. Расходовать их на противников, не обладающих достаточно высокой степенью защиты, не стоит. Если можно применить обычную «бэшку», то есть бронебойный снаряд, то рекомендуется использовать его. Узнать, как купить кумулятивный снаряд, легко, прочитав условия игры, но его рекомендуется не тратить попусту, а то в нужный момент его как раз и не хватит. Но это все игры, а в настоящем бою…
В устройстве кумулятивного боеприпаса успешно применен общевоенный принцип концентрации. На малой площади первичного контакта возникает струя раскаленного до плазматического состояния газа, которая подобно сварочному аппарату прожигает отверстие. Термитное действие сопровождается проникновением внутрь защищенного пространства основного заряда, разрывающегося уже под броней и несущего основные разрушения. Этот принцип использован в устройстве ручного «Фаустпатрона», широко применявшегося в конце Второй мировой войны. Так же работает и кумулятивный снаряд РПГ. Однако и с этой проблемой танкостроители научились бороться.
Противодействия кумулятивному взрыву
Первые образцы бронепрожигающих боеприпасов были рассчитаны на броневую защиту, примененную на танках периода Второй мировой войны, а она была незатейливой. Ничто не мешало струе раскаленного газа действовать на слой металла, она возникала сразу же после удара. Простейшая контрмера - создание условий для преждевременного срабатывания термитной составляющей заряда. Для этого вполне достаточно создать внешний слой «фальшброни» - и струя вместо металла будет нагревать воздух.
Второй способ применим для любых танков, созданных без учета возможностей кумулятивных снарядов. Нужно рассеять концентрированный поток небольшим контрвзрывом, для чего на броню можно поместить тротил в специальных коробочках на наружной поверхности машины. Этот метод сегодня применяется достаточно широко.
Третий способ используется в танках последнего поколения, в которых применена интегрированная броневая технология. Современная защита - многослойная, в ней чередуются керамические наполнители, взрывчатые расследователи и сверхпрочная листовая броня.
Тандемные снаряды
Нет такой защиты, которую вообще нельзя было бы преодолеть. На смену обычным «прожигателям» брони после появления методов противодействия пришел тандемный кумулятивный снаряд. Принцип действия его отличается от классического тем, что термитный и основной боезаряды разнесены по длине, и если ложно сработает первая ступень, то вторая уж точно достигнет цели. В настоящее время известны противотанковые средства с двумя и тремя зарядами. Направление термитных струй в некоторых моделях (главным образом, российских) смещены друг относительно друга, для того, чтобы они не мешали одна другой. Это обеспечивает способность пробивать до 800 мм современной защиты.
Таков кумулятивный снаряд. War Thunder, World Of Tanks и другие подобные компьютерные игры дают общее представление об особенностях применения этого боеприпаса и его характеристиках. Будет лучше, если эти знания останутся полезными только геймерам для их виртуальных сражений.
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.
Кумулятивный эффект направленного взрыва стал известен ещё в 19-м веке, вскоре после начала массового производства бризантных взрывчатых веществ. Первая же научная работа, посвященная этому вопросу, была опубликована в 1915 году в Великобритании.
Этот эффект достигается приданием специальной формы зарядам взрывчатых веществ. Обычно для этой цели заряды изготовляют с выемкой в противоположной от его детонатора части. При инициировании взрыва сходящийся поток продуктов детонации формируется в высокоскоростную кумулятивную струю, причём кумулятивный эффект увеличивается при облицовке выемки слоем металла (толщиной 1-2 мм). Скорость струи металла достигает 10 км/с. По сравнению с расширяющимися продуктами детонации обычных зарядов в сходящемся потоке продуктов кумулятивного заряда давление и плотности вещества и энергии значительно выше, что обеспечивает направленное действие взрыва и высокую пробивную силу кумулятивной струи.
При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются несколько различными, в результате струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания из-за удлинения струи. Толщина брони, пробиваемой кумулятивными снарядами, не зависит от дальности стрельбы и примерно равна их калибру. При значительных расстояниях между зарядом и мишенью струя разрывается на части, и эффект пробития снижается.
В 30-е годы XX века произошло массовое насыщение войск танками и бронемашинами. Помимо традиционных средств борьбы с ними, в довоенное время в некоторых странах велись разработки кумулятивных снарядов.
Особенно заманчивым было то, что бронепробиваемость таких боеприпасов не зависела от скорости встречи с бронёй. Это позволяло с успехом их применять для поражения танков в артиллерийских системах изначально для этого не предназначенных, а также создать высокоэффективные противотанковые мины и гранаты. Больше всего в создании кумулятивных противотанковых боеприпасов продвинулась Германия, к моменту нападения на СССР там были созданы и приняты на вооружение кумулятивные артиллерийские снаряды калибра 75-105-мм.
К сожалению, в Советском Союзе до войны этому направлению должного внимания не уделялось. В нашей стране совершенствование противотанковых средств шло путём наращивания калибров противотанковых пушек и увеличения начальных скоростей бронебойных снарядов. Справедливости ради стоит сказать, что в СССР в конце 30-х была выпущена и испытана стрельбой опытная партия 76-мм кумулятивных снарядов. Во время испытаний выяснилось, что кумулятивные снаряды, оснащённые штатными взрывателями от осколочных снарядов, как правило, броню не пробивают и дают рикошеты. Очевидно, что дело было во взрывателях, однако военные, и без того не проявлявшие особого интереса к таким снарядам, после неудачных стрельб окончательно от них отказались.
В это же время в СССР было изготовлено значительное количество безоткатных (динамореактивных) пушек Курчевского.
76-мм безоткатное орудие Курчевского на шасси грузовика
Достоинством подобных систем является небольшой вес и меньшая стоимость по сравнению с «классическими» орудиями. Безоткатки в сочетании с кумулятивными снарядами вполне успешно могли бы проявить себя в качестве противотанкового .
С началом боевых действий с фронтов стали поступать сообщения о том, что немецкая артиллерия применяет неизвестные ранее так называемые «бронепрожигающие» снаряды, эффективно поражающие танки. При осмотре подбитых танков обратили внимание, на характерный вид пробоин с оплавленными краями. Поначалу было высказана версия, что в неизвестных снарядах используется «быстрогорящий термит», ускоряемый пороховыми газами. Однако экспериментальным путём это предположение вскоре было опровергнуто. Было установлено, что процессы горения термитных зажигательных составов и взаимодействия струи шлаков с металлом брони танка протекают слишком медленно и не могут быть реализованы за очень короткое время пробития брони снарядом. В это время с фронта были доставлены образцы захваченных у немцев «бронепрожигающих» снарядов. Оказалось, что их конструкция основана на использовании кумулятивного эффекта взрыва.
В начале 1942 года, конструкторы М.Я. Васильев, З.В. Владимирова и Н.С. Житких спроектировали 76-мм кумулятивный снаряд с конусной кумулятивной выемкой, облицованной стальной оболочкой. Был использован корпус артиллерийского снаряда с донным снаряжением, камера которого дополнительно растачивалась на конус в головной ее части. В снаряде применили мощное взрывчатое вещество - сплав тротила с гексогеном. Донное отверстие и пробка служили для установки дополнительного детонатора и лучевого капсюля-детонатора. Большой проблемой стало отсутствие в производстве подходящего взрывателя. После ряда экспериментов был выбран авиационный взрыватель мгновенного действия АМ-6.
Кумулятивные снаряды, имевшие бронепробиваемость порядка 70-75 мм, появились в боекомплекте полковых орудий с 1943 года, и изготовлялись серийно в течение всей войны.
Полковое 76-мм орудие обр. 1927 г.
Промышленность поставила фронту около 1,1 млн. 76-мм кумулятивных противотанковых снарядов. К сожалению, использовать их в танковых и дивизионных 76-мм орудиях из-за ненадёжной работы взрывателя и опасности взрыва в стволе было запрещено. Взрыватели для кумулятивных артиллерийских снарядов, удовлетворяющие требованиям безопасности при стрельбе из длинноствольных орудий, были созданы только в конце 1944 года.
В 1942 году группой конструкторов в составе И.П. Дзюбы, Н.П. Казейкина, И.П. Кучеренко, В.Я. Матюшкина и А.А. Гринберга были разработаны кумулятивные противотанковые снаряды к 122-мм гаубицам.
122-мм кумулятивный снаряд к гаубице образца 1938 г. имел корпус из сталистого чугуна, снаряжался эффективным взрывчатым составом на основе гексогена и мощным тэновым детонатором. 122-мм кумулятивный снаряд комплектовали взрывателем мгновенного действия В-229, который был разработан в очень сжатые сроки в ЦКБ-22, руководимом А.Я. Карповым.
122-мм гаубица М-30 обр. 1938 г.
Снаряд был принят на вооружение, запущен в массовое производство в начале 1943 года, и успел принять участие в Курской битве. До конца войны было произведено более 100 тыс. 122-мм кумулятивных снарядов. Снаряд пробивал броню толщиной до 150 мм по нормали, обеспечивая поражение тяжелых немецких танков «Тигр» и «Пантера». Однако эффективная дальность стрельбы из гаубиц по маневрирующим танкам была самоубийственной - 400 метров.
Создание кумулятивных снарядов открыло большие возможности для использования артиллерийских орудий с относительно небольшими начальными скоростями - 76-мм полковых пушек образцов 1927 и 1943 гг. и 122-мм гаубиц образца 1938 г., которые в больших количествах имелись в армии. Наличие кумулятивных снарядов в боекомплектах этих орудий значительно повысило эффективность их противотанкового огня. Это значительно усилило противотанковую оборону советских стрелковых дивизий.
Одной из основных задач принятого на вооружение в начале 1941 года бронированного штурмовика Ил-2 была борьба с бронетехникой.
Однако имеющееся на вооружении штурмовиков пушечное вооружение позволяло эффективно поражать только легкобронированную технику.
Реактивные 82-132-мм снаряды не обладали требуемой точностью стрельбы. Тем не менее, для вооружения Ил-2 в 1942 году были разработаны кумулятивные РБСК-82.
Головная часть реактивного снаряда РБСК-82 состояла из стального цилиндра с толщиной стенок 8 мм. В переднюю часть цилиндра закатывался конус из листового железа, создающий выемку во взрывчатом веществе, залитого в цилиндр головки снаряда. По центру цилиндра проходила трубка, которая служила «для передачи луча огня от накольного капсюля к капсюлю-детонатору ТАТ-1». Снаряды испытывались в двух вариантах снаряжения ВВ: тротил и сплав 70/30 (тротил с гексогеном). Снаряды с тротилом имели очко под взрыватель АМ-А, а снаряды со сплавом 70/30 - взрыватель М-50. Взрыватели имели капсюль накольного действия типа АПУВ. Ракетная часть РБСК-82 - штатная, от ракетных снарядов М-8, снаряженных пироксилиновым порохом.
В общей сложности в ходе испытаний было израсходовано 40 штук РБСК-82, из них 18 - стрельбой в воздухе, остальные - на земле. Обстреливались трофейные немецкие танки Pz. III, StuG III и чешский танк Pz.38(t) с усиленным бронированием. Стрельба в воздухе велась по танку StuG III с пикирования под углом 30° залпами по 2-4 снаряда в одном заходе. Дистанция стрельбы 200 м. Снаряды показали хорошую устойчивость на траектории полета, но ни одного опадания в танк получить не удалось.
Реактивный бронебойный снаряд кумулятивного действия РБСК-82, снаряженный сплавом 70/30, пробивал броню толщиной 30 мм под любыми углами встречи, а броню толщиной 50 мм пробивал под прямым углом, но не пробивает под углом встречи 30°. Видимо, низкая бронепробиваемость является следствием запаздывания в срабатывании взрывателя «от рикошета и кумулятивная струя формируется при деформированном конусе».
Снаряды РБСК-82 в тротиловом снаряжении пробивали броню толщиной 30 мм лишь под углами встречи не менее 30°, а броню 50 мм - не пробивали ни при каких условиях попадания. Отверстия, получаемые при сквозном пробитии брони, имели диаметр до 35 мм. В большинстве случаев пробитие брони сопровождалось отколом металла вокруг выходного отверстия.
На вооружение кумулятивные РСы не принимались ввиду отсутствия явного преимущества перед штатными реактивными снарядами. На подходе уже было новое, гораздо более сильное оружие - ПТАБы.
Приоритет в разработке мелких авиационных бомб кумулятивного действия принадлежит отечественным ученым и конструкторам. В середине 1942 года известный разработчик взрывателей И.А. Ларионов, предложил конструкцию легкой противотанковой авиабомбы кумулятивного действия. Командование ВВС проявило заинтересованность в реализации предложения. ЦКБ-22 быстро провело проектировочные работы и испытания новой бомбы начались в конце 1942 года. Окончательный вариант представлял собой ПТАБ-2,5-1,5, т.е. противотанковую авиационную бомбу кумулятивного действия массой 1,5 кг в габаритах 2,5-кг авиационной осколочной бомбы. ГКО в срочном порядке решил принять на вооружение ПТАБ-2,5-1,5 и организовать ее массовое производство.
У первых ПТАБ-2,5-1,5 корпуса и клепаные стабилизаторы перисто-цилиндрической формы изготовляли из листовой стали толщиной 0,6 мм. Для увеличения осколочного действия на цилиндрическую часть бомбы дополнительно надевали стальную 1,5-мм рубашку. Боевой заряд ПТАБ состоял из смесевого BB типа ТГА, снаряженного через донное очко. Для предохранения крыльчатки взрывателя АД-А от самопроизвольного свертывания на стабилизатор бомбы надевали специальный предохранитель из жестяной пластины квадратной формы с закрепленной на ней вилкой из двух проволочных усов, проходящих между лопастями. После сбрасывания ПТАБ с самолета его срывало с бомбы встречным потоком воздуха.
При ударе о броню танка срабатывал взрыватель, который через тетриловую детонаторную шашку вызывал детонацию заряда взрывчатого вещества. При детонации заряда, благодаря наличию кумулятивной воронки и металлического конуса в ней, создавалась кумулятивная струя, которая, как показали полигонные испытания, пробивала броню толщиной до 60 мм при угле встречи 30° с последующим разрушающим действием за броней: поражение экипажа танка, инициирование детонации боеприпасов, а также воспламенение горючего или его паров.
В бомбовую зарядку самолета Ил-2 входило до 192 авиабомб ПТАБ-2,5-1,5 в 4-х кассетах мелких бомб (по 48 штук в каждой) или до 220 штук при их рациональном размещении навалом в 4-х бомбоотсеках.
Принятие на вооружение ПТАБ какое-то время держалось в секрете, их применение без разрешения верховного командования было запрещено. Это позволило использовать эффект внезапности и эффективно применить новое оружие в сражении под Курском.
Массовое применение ПТАБ имело ошеломляющий эффект тактической неожиданности и оказало сильное моральное воздействие на противника. Немецкие танкисты, впрочем, как и советские, к третьему году войны уже привыкли к относительно низкой эффективности бомбоштурмовых ударов авиации. На начальном этапе сражения немцы совершенно не применяли рассредоточенные походные и предбоевые порядки, то есть на маршрутах движения в составе колонн, в местах сосредоточения и на исходных позициях, за что и были жестоко наказаны - полоса разлета ПТАБ перекрывала 2-3 танка, удаленных один от другого на 60-75 м, вследствие чего последние несли ощутимые потери, даже в условиях отсутствия массированного применения Ил-2. Один Ил-2 с высоты 75-100 метров мог накрыть площадь 15х75 метров, уничтожив на ней всю вражескую технику.
В среднем во время войны безвозвратные потери танков от действий авиации не превышали 5%, после применения ПТАБ на отдельных участках фронта это показатель превысил 20%.
Оправившись от шока, немецкие танкисты вскоре перешли исключительно к рассредоточенным походным и предбоевым порядкам. Естественно, это сильно затруднило управление танковыми частями и подразделениями, увеличило сроки их развертывания, сосредоточения и передислокации, усложнило взаимодействие между ними. На стоянках немецкие танкисты стали располагать свои машины под деревьями, легкими сеточными навесами и устанавливать над крышей башни и корпуса легкие металлические сетки. Эффективность ударов Ил-2 с применением ПТАБ снизилась примерно в 4-4,5 раза, оставаясь, тем не менее, в среднем в 2-3 раза выше, чем при использовании фугасных и осколочно-фугасных авиабомб.
В 1944 году на вооружение была принята более мощная противотанковая бомба ПТАБ-10-2,5, в габаритах 10-кг авиационной бомбы. Она обеспечивала пробитие брони толщиной до 160 мм. По принципу действия и назначению основных узлов и элементов ПТАБ-10-2,5 была аналогична ПТАБ-2,5-1,5 и отличалась от нее только формой и габаритами.
На вооружении РККА в 1920-1930-е годы состоял дульнозарядный «гранатомет Дьяконова», созданный еще в конце Первой мировой войны и впоследствии модернизированный.
Он представлял собой мортирку калибра 41-мм, которая надевалась на ствол винтовки, фиксируясь на мушке вырезом. Накануне Великой Отечественной войны гранатомет имелся в каждом стрелковом и кавалерийском отделении. Тогда же встал вопрос о придании ружейному гранатомету «противотанковых» свойств.
В ходе Второй мировой войны, в 1944 году на вооружение РККА поступила кумулятивная граната ВКГ-40. Выстреливалась граната специальным холостым патроном с 2,75 г пороха марки ВП или П-45. Уменьшенный заряд холостого патрона позволял стрелять гранатой прямой наводкой с упором приклада в плечо, на дальность до 150 метров.
Винтовочная кумулятивная граната предназначена для борьбы с легкобронированной техникой и с подвижными средствами противника, не защищенными броней, а также с огневыми точками. Использовалась ВКГ-40 весьма ограниченно, что объясняется низкой кучностью стрельбы и слабой бронепробиваемостью.
Во время войны в СССР было выпущено значительное количество ручных противотанковых гранат. Первоначально это были гранаты фугасного действия, по мере увеличения толщины брони увеличивался и вес противотанковых гранат. Однако это всё равно не обеспечивало пробития брони средних танков, так граната РПГ-41 при весе взрывчатого вещества 1400 г могла пробить 25-мм броню.
Излишне говорить, какую опасность представляло это противотанковое средство для того, кто её применял.
В середине 1943 года на вооружение Красной Армии принимается принципиально новая граната кумулятивного действия РПГ-43, разработанная Н.П. Беляковым. Это была первая кумулятивная ручная граната, разработанная в СССР.
Ручная кумулятивная граната РПГ-43 в разрезе
РПГ-43 имела корпус с плоским дном и конической крышкой, деревянную рукоятку с предохранительным механизмом, ленточный стабилизатор и ударно-воспламеняющий механизм с запалом. Внутри корпуса помещается разрывной заряд с кумулятивной выемкой конической формы, облицованной тонким слоем металла, и стаканчик с закрепленными в его дне предохранительной пружиной и жалом.
На ее переднем конце рукоятки закреплена металлическая втулка, внутри которой находятся держатель запала и удерживающая его в крайнем заднем положении шпилька. Снаружи на втулку надета пружина и уложены матерчатые ленты, крепящиеся к колпаку стабилизатора. Предохранительный механизм состоит из откидной планки и чеки. Откидная планка служит для удержания колпака стабилизатора на ручке гранаты до ее броска, не позволяя ему сползать или проворачиваться на месте.
Во время броска гранаты откидная планка отделяется и освобождает колпачок стабилизатора, который под действием пружины сползает с рукоятки и вытягивает за собой ленты. Предохранительная шпилька выпадает под собственным весом, освобождая держатель запала. Благодаря наличию стабилизатора полет гранаты происходил головной частью вперед, что необходимо для оптимального использования энергии кумулятивного заряда гранаты. При ударе гранаты о преграду дном корпуса запал, преодолевая сопротивление предохранительной пружины, накалывается на жало капсюлем-детонатором, что вызывает подрыв разрывного заряда. Кумулятивный заряд РПГ-43 пробивал броню толщиной до 75 мм.
С появлением на поле боя немецких тяжелых танков потребовалась ручная противотанковая граната с большей бронепробиваемостью. Группа конструкторов в составе М.З. Полеванова, Л.Б. Иоффе и Н.С. Житких разработала кумулятивную гранату РПГ-6. В октябре 1943 года гранату приняли на вооружение Красной Армии. Граната РПГ-6 во многом сходна с германской PWM-1.
Немецкая ручная противотанковая граната PWM-1
РПГ-6 имела каплевидный корпус с зарядом и дополнительным детонатором и рукоятку с инерционным взрывателем, капсюлем-детонатором и ленточным стабилизатором.
Ударник взрывателя блокировался чекой. Ленты стабилизатора укладывались в рукоятке и удерживались предохранительной планкой. Предохранительный шплинт вынимался перед броском. После броска отлетала предохранительная планка, вытягивался стабилизатор, выдергивалась чека ударника - запал взводился.
Таким образом, система предохранения РПГ-6 была трехступенчатой (у РПГ-43 - двухступенчатая). В плане технологии существенной особенностью РЛГ- 6 было отсутствие точеных и резьбовых деталей, широкое применение штамповки и накатки. По сравнению с РПГ-43, РПГ-6 была технологичнее в производстве и несколько безопаснее в обращении. Метались РПГ-43 и РПГ-6 на 15-20 м, после броска бойцу следовало укрыться.
За годы войны в СССР так и не были созданы ручные противотанковые гранатометы, хотя работы в этом направлении велись. Основными противотанковыми средствами пехоты по-прежнему оставались ПТР и ручные противотанковые гранаты. Отчасти это компенсировалось значительным увеличением во второй половине войны количества противотанковой артиллерии. Но в наступлении противотанковые орудия не всегда могли сопровождать пехоту, и в случае внезапного появления танков противника это зачастую вело к большим и неоправданным потерям.