Как сделать кумулятивный снаряд

Обновлено: 05.07.2024

Запросов "кумулятивная бомба" в интернете практически нет и писать статью вроде нет смысла. Но так надоели авторы, как в сети так и на телевидении, которые до сих пор ПРОЖИГАЮТ танковую броню, что руки сами потянулись к клавиатуре.
Я не буду углубляться в историю, что бы выяснить кто был самый первый. Про кумулятивный эффект догадывались многие. Но перед Второй Мировой Войной впереди планеты всей были безусловно немцы и американцы. Первые образцы снарядов они применили ещё в Испании. Что бы понять принцип действия кумулятивного заряда немцы фотографировали момент взрыва в рентгеновских лучах, что для того времени было весьма продвинутой технологией исследования.

Принцип действия кумулятивного заряда заключается в направлении части энергии взрыва в определённом направлении. Достигается это при помощи специальной выемки созданной во взрывчатом веществе. Близкой к идеальной считается выемка в виде конуса с углом шестьдесят градусов. Взрывная волна в каждой точке перпендикулярна поверхности заряда и встречаясь в центре выемки продолжает движение вперёд вдоль оси симметрии конуса. Получается кумулятивная струя состоящая из продуктов сгорания взрывчатого вещества летящих со скоростью от восьми до двенадцати КИЛОМЕТРОВ в секунду. Как же она действует на преграду? Дело в том, что при высоких скоростях и давлениях твёрдые вещества начинают вести себя как жидкости. Поэтому кумулятивная струя любую преграду просто РАСПЛЁСКИВАЕТ. Естественно на поверхности преграды остаются следы РАСПЛЁСКИВАНИЯ очень похожие на следы плавления. К теории "расплёскивания" пришли практически одновременно наши и американские учёные сразу после войны. Но многие авторы, как в интернете так и на телевидении, до сих пор прожигают танковую броню. Ниже даны фотографии помогающие понять процесс формирования струи, а так же моменты пробития брони и их результаты.

Глубина проникновения, и соответственно величина пробиваемой брони, кумулятивной струи зависит от её ДЛИННЫ, СКОРОСТИ и ВЕСА.
Длина кумулятивной струи зависит в основном от высоты конуса кумулятивной выемки. А так как этот размер растёт вместе с калибром бомбы или снаряда то можно сказать что толщина пробиваемой брони зависит от калибра кумулятивной бомбы или снаряда.
Скорость кумулятивной струи зависит от свойств взрывчатого вещества. Самыми главными характеристиками взрывчатого вещества являются - скорость детонации и их удельный вес. Чем выше эти параметры тем выше давление во фронте детонации и соответственно скорость самой кумулятивной струи.

В третьей колонке показан удельный вес взрывчатых веществ. В четвёртой - скорость детонации. В пятой - давление во фронте волны детонации.

Вес у газовой струи не может быть большим по определению. Для его увеличения добавляют ОБЛИЦОВКУ кумулятивной выемки. Любая (хоть из хлебного мякиша) облицовка резко повышает толщину пробиваемой брони. Но идеальным материалом для облицовки является достаточно пластичное вещество с большим удельным весом. Близким к идеалу материалом является медь.

Железо имеет более низкие показатели. Важным фактором является толщина облицовки. При тонкой облицовке вес струи будет не достаточный. При толстой упадёт скорость струи. При правильной толщине облицовки к цели летит не газовая струя а металлическая игла. На фотографиях показана разница глубины пробития брони с облицовкой и без.

Кумулятивная струя формируется во времени и пространстве, поэтому пробиваемая преграда должна находиться за пределами этого пространства. Расстояние на котором струя уже сформировалась и имеет максимальную скорость и минимальный диаметр называется фокусным. Фокусное расстояние зависит от формы кумулятивной выемки и калибра снаряда или бомбы и обычно составляет размер слегка превышающий диаметр заряда
Современные, правильно сконструированные кумулятивные заряды пробивают броню толщиной в шесть своих калибров.

Хотя многие ура - патриоты и считают Россию родиной слонов, но надо признать честно - перед войной мы о теории производства кумулятивных бомб и снарядов понятия не имели. Пришлось всё копировать у немцев. Сами немцы считали кумулятивные снаряды секретными и не собирались их применять. Но встретив наши танки они сразу включили в боекомплект танка Т-4 эти снаряды, и короткая семидесяти пяти миллиметровая пушка стала успешно поражать Т-34.
Справедливости ради надо сказать что мы до войны испытывали кумулятивные снаряды. Но фокусное расстояние не выдерживалось, взрыватель был медленный и результаты были плачевные. Получив образцы немецких снарядов мы начали новый виток экспериментов. Причём первые наши снаряды испытывались с немецкими взрывателями.

Что касается нашей знаменитой кумулятивной бомбы, то её испытывали долго и нудно но получилась она весьма не удачной. Не правильным было всё - форма воронки, фокусное расстояние, толщина облицовки. Поэтому кумулятивная бомба имеющая диаметр шестьдесят шесть миллиметров пробивала всего семьдесят миллиметров брони при угле встречи девяносто градусов. А по самым скромным расчётам должна была пробивать не менее ста восьмидесяти миллиметров брони. Но в то время то что жестяная кумулятивная бомба пробивает танковую броню казалось чудом. А верхняя броня даже у тяжелых у танков не превышала тридцати миллиметров и кумулятивная бомба пошла в большую серию. Конечно эта кумулятивная бомба повысила возможности штурмовиков ИЛ-2 в борьбе с немецкими танками, но роль её в битве под Курском сильно преувеличена.

Верхняя броня танков так и осталась тонкой, поэтому засыпание танковых колон мелкими кумулятивными бомбами актуальна до сих пор. Применяют их правда не из бомболюков а в основном из кассетных бомб или специальных контейнеров.

На фотографии самолёт ТОРНАДО отстреливает кумулятивные бомбы из огромного подвесного контейнера.

Очень похож на бомбу боевой кумулятивный элемент ракетной системы залпового огня СМЕРЧ Вместо стабилизатора он имеет ленту из обычной материи, которая стабилизирует боевой элемент и ориентирует его кумулятивной воронкой строго вниз.

Главная трудность в создании кумулятивного снаряда заключается в том что он быстро летит и быстро вращается. Высокая скорость полёта требует мгновенного срабатывания взрывателя и оставляет мало времени на формирование струи. Вращение снаряда так же препятствует правильному формированию струи.
Взрыватели мгновенного действия устроены следующим образом. В голове снаряда расположен пьезо кристалл и от него идёт проводок к электрическому взрывателю находящемуся на дне снаряда или ракеты. При ударе о цель пьезо кристалл вырабатывает электричество (причём чем больше скорость снаряда при ударе тем скорей вырабатывает) и передаёт на электро взрыватель.
С вращением сложнее. Есть два основных метода. В первом вращение просто убирают. Тут тоже два варианта. Установить заряд на подшипниках в корпусе снаряда (французский вариант) или сделать снаряд не вращающийся. Не вращающийся снаряд бывает оперённый выпущенный из гладкоствольной пушки. или выпущенный из нарезного орудия но так же оперённый. Во втором случае у снаряда после выстрела раскрывается огромный стабилизатор и эта мельница сильно уменьшает скорость вращения.

Снаряд для сто миллиметровой танковой пушки. На фотографии раскрывающийся стабилизатор зелёного цвета.

Наши боеприпасы калибра сто двадцать пять миллиметров.

Натовский калибра сто двадцать миллиметров.

Наш самый продвинутый.

Второй метод борьбы с влиянием вращения снаряда на формирование кумулятивной струи заключается в изготовлении облицовки сложной формы. То что написано в разделе про формирование кумулятивной струи правда, но правда упрощённая. На самом деле при детонации взрывчатого вещества возникают какие то продольно - поперечные - стоячие волны с которыми надо бороться всеми силами. Понять это человеку с мозгом среднего размера просто не под силу. Поэтому просто смотрите на варианты гофрированных облицовок и тихо млейте от восхищения.

Надо понимать, что и кумулятивная бомба и снаряд только малую часть энергии направляют вперёд, а в общем ведут себя как обычный фугасный заряд. А если на них одевают осколочную рубашку, то получается универсальная бомба или снаряд.

Я специально не написал - защита от бомб и снарядов, что бы сузить тему и не писать про динамическую броню. Условия у нас следующие - кумулятивная струя преодолела все внешние препятствия и осталась один на один с преградой. Зная что струя разбрызгивает преграду нам просто нужно найти плохо разбрызгиваемый материл. Как оказалось хуже всего разбрызгивается керамика и органическое стекло. У последнего это связано с величиной молекул - уж очень они у него большие. Это самые простые варианты. Но есть ещё ячеистая броня. У неё ячейки заполнены полиэтиленом при прохождении струи возникают поперечные течения деформирующие и убивающие струю.

Я понятия не имею почему

Однако первоначальное неправильное название сыграло с кумулятивными снарядами злую шутку, и до настоящего времени многие любители военного дела и военной истории спорят о том, как именно пробивается броня. Представленный ролик наглядно даёт ответ на этот вопрос.

Это боеприпасы основного военного назначения с зарядом кумулятивного действия. Такой снаряд используется военными для стрельбы по:

Бронированной технике (БТР, танки, БМП, Джипы и пр.).
Фортификациям (ДОТы, бункеры, траншеи).

Уничтожение техники и укреплений противника, происходит за счёт направленного взрыва с высокой пробивной силой. В облицовке находится специальная выемка со взрывчатым веществом, которая при взрыве переходит в состояние сверхвысокой пластичности и направляется вдоль всей оси выемки. За счёт такого эффекта, при встрече с препятствием, кумулятивная струя создаёт высокое давление и с лёгкостью пробивает бронированные цели.

Мощность снаряда при взрыве, определяется:

Техническими характеристиками.
Формой выемки в облицовке для формирования кумулятивной струи.
Облицовочным материалом и др.

Истоки изобретения и дальнейшее развитие эффекта

Когда произошло	Что произошло
1864 г.	Открытие М. Бересковым кумулятивного эффекта.
1910 г. – 1926 г.	Множественные исследования различными странами, для создания кумулятивных боеприпасов и их испытание в условиях военного времени
1935 г.	В Германии создаются первые образцы кумулятивных снарядов.
1940 г.	Использование кумулятивных боеприпасов армией Вермахта. Открытие производств по их созданию в США.
1942 г.	Советский Союз начинает массовое производство снарядов для применения в артиллерийских дивизиях.
1950 г.	Военные инженеры США создают первый в мире снаряд с высоким уровнем стабилизации и начало исследований по его усовершенствованию.
1960 г.	Первичные испытания разработанных в СССР сбалансированных снарядов с кумулятивным эффектом.
1990 г.	Создание военными инженерами СССР первых в мире боеприпасов тандемного вида, которые способны пробивать броню до 8 см.

1864 год, стал настоящим прорывом мастера минного дела Михаила Матвеевича Берескова, который открыл кумулятивный эффект. После воплощения задумки в жизнь, начались множественные испытания для проверки эффективности против твёрдых и бронированных объектов. Военное руководство многих стран, привело в шок, с какой эффективностью кумулятивные снаряды уничтожают бронированную технику. Подобные испытания заставили учёных со всего мира начинать исследования разработки М. Берескова.

В период с 1910 по 1926 гг. активно продолжались исследования военными инженерами Великобритании, США, России, Германии, Турции, Франции, по созданию разнотипных мин и снарядов с кумулятивным действием. Главной целью всех разработок являлось найти наиболее подходящую форму и материал, которые смогли бы уничтожать тяжелобронированные объекты.

В 1935 году, немецкие инженеры начали создавать снаряды с кумулятивным зарядом для артиллерийских полков, которые активно их использовали в ходе 1941-1944 годов. Благодаря увиденному потенциалу немецких снарядов против советской техники, Советский Союз взяв за основу немецкие образцы, начал производство аналогичных боеприпасов.

В 1942 году Советский Союз сумел начать массовое производство снарядов, которые могли бы использоваться в артиллерийских орудиях.

Кумулятивные боеприпасы в послевоенное время

В июле 1950 года, американские военные инженеры изобрели абсолютно новую модель снаряда, с высокой стабильностью во время полёта и уникальной облицовкой.

В 1960 году был создан снаряд, имевший улучшенную структуру, и был сделан из материалов, которые полностью превосходили своих предшественников. В этом же году были начаты множественные исследования по усовершенствованию уже готовых разработок.

1990 год — Создание первых в мире боеприпасов тандемного вида, которые способны пробивать броню до 8 см.

Деталировка стандартного кумулятивного снаряда

Кумулятивный снаряд состоит из:

Взрывателя и головки;
выемки и кольца;
заряда и детонатора;
фиксатора и трассера;
стабилизатора, корпуса, лопасти.

Понятие кумулятивного эффекта

Эффект изобретённый Бересковым, означает мгновенное усиление происходящих процессов, за счёт слаженности совместных усилий.

В одной из частей заряда изготавливают небольшое углубление, которое покрывается слоем металла общей толщиной в 1-3 мм. Это углубление всегда повернуто к цели.

Взрыв, происходящий на краю воронки, заставляет взрывную волну проходить по боковым стенкам, тем самым сплющивая их к оси снаряда. Во время взрыва создаётся большое давление, которое трансмутирует облицовку воронки в квазижидкость , затем перемещает её вдоль оси боеприпаса. Эти действия образуют струю, которая развивает скорость до (10км/с).

ВАЖНО! Облицовка не расплавляется, а деформируется в жидкость под воздействием высокого давления на неё.

Если кумулятивная струя попала в цель, то прочность брони не имеет значения. Важна лишь плотность и толщина металла. Пробивная способность струи металла зависит от:

длины;
плотности облицовки;
материала брони цели.

ВАЖНО! Максимально эффективное действие (фокусное), возникает при взрыве снаряда на небольшом расстоянии от бронированной цели.

Броня и кумулятивный заряд взаимодействуют между собой, т.е. созданное от взрыва составных частей снаряда давление настолько высокое, что самая крепкая броня, поведёт себя словно жидкость. Стандартный боеприпас пробивает броню толщиной от 5 до 8 его калибров.

Обратите внимание! Если облицовка воронки выполнена из обеднённого урана, бронебойность снаряда повышается до 10 калибров.

У кумулятивных боеприпасов, есть положительные и отрицательные стороны. Абсолютные плюсы таких снарядов:

Пробивание почти любого слоя брони;
Струя пробивает броню независимо от изначальной скорости полёта снаряда;
Мощное действие после попадание в цель.

Но и у кумулятивных боеприпасов есть свои минусы:

Трудности в массовом производстве, из-за сложности конструкции;
Большие сложности в применении боеприпасов РСЗО;
Уязвимости в пробитии динамической брони.

Интересный факт! Современные ПТРК способны пробить броневой лист толщиной 10 см.

Эффективное использование

Кумулятивные снаряды могут использоваться любым видом войск, но их использование в некоторых случаях, не позволяет раскрыть полный потенциал выпущенного боеприпаса. Например, снаряды для нарезных пушек, способны быть стабильными в полёте. Но при этом возникающая при этом сила, не даёт выпустить кумулятивную струю.

Военные инженеры придумали способ обхода этой проблемы. Когда например в полёте, вращается только корпус боеприпаса, а кумулятивная часть устанавливаемая на подшипниках, остаётся полностью неподвижной. Но подобные решения неэффективны, т.к. усложняют процесс изготовления.

Снаряды, используемые гладкоствольными пушками, развивают слишком высокую скорость, которая не даёт фокусировано выпустить кумулятивную струю для уничтожения броневого листа указанной цели.

Наибольшая эффективность использования проявляется, когда кумулятивные заряды устанавливают на неподвижных и низкоскоростных боеприпасах, таких как мины.

Существует относительно простой способ защиты техники – рассеивание струи направленным взрывом. Специальный прибор, устанавливаемый на броневых листах (танка, БМП, БТРа) выпускает боевой заряд, который взрывается, когда струя подлетает на опасное расстояние. Это называется динамической защитой. Сейчас такая защита распространена на всей современной военной технике.

Но устанавливаемая динамическая защита не гарантирует полную защиту. Напротив, инженеры изобрели контрмеры – установление в снаряде особой боевой части. Она состоит из нескольких зарядов. Один из которых пробивает защиту, а другой пробивает защитный слой броневого листа цели.

Интересный факт! На данный момент, разработаны и успешно испытаны боеприпасы кумулятивного действия, с 2-3 зарядами.

Кумулятивный эффект, эффект Монро (англ. Munroe effect ) — усиление действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении. Кумулятивный эффект достигается применением заряда с кумулятивной выемкой, обращенной в сторону поражаемого объекта. Кумулятивная выемка, обычно конической формы, покрыта металлической облицовкой, её толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей миллиметра до нескольких миллиметров.

Содержание

Механизм действия кумулятивного заряда

Кумулятивная струя

После взрыва капсюля-детонатора, находящегося на противоположной по отношению к выемке стороне заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда.

Волна, распространяясь к боковым образующим конуса облицовки, схлопывает её стенки друг навстречу другу, при этом в результате соударения стенок облицовки давление в материале облицовки резко возрастает. Давление продуктов взрыва, достигающее ~10 10 Н/м² (10 5 кгс/см²), значительно превосходит предел текучести металла. Поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкости и связано не с плавлением, а с пластической деформацией.

Так как скорость кумулятивной струи превышает скорость звука в металле, то струя взаимодействует с бронёй по гидродинамическим законам, то есть они ведут себя как при соударении идеальных жидкостей. Прочность брони в её традиционном понимании в этом случае практически не играет роли, а на первое место выходят показатели плотности и толщины бронирования. Теоретическая пробивная способность кумулятивных снарядов пропорциональна длине кумулятивной струи и квадратному корню отношений плотности облицовки воронки к плотности брони. Практическая глубина проникновения кумулятивной струи в монолитную броню у существующих боеприпасов варьируется в диапазоне от 1,5 до 4 калибров.

Использование заряда с кумулятивной выемкой, но без металлической облицовки, снижает кумулятивный эффект, так как вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва. Но при этом достигается значительное более разрушительное заброневое действие.

Ударное ядро

История

В 1792 году горный инженер Франц фон Баадер (Franz von Baader) высказал предположение, что энергию взрыва можно сконцентрировать на небольшой площади используя полый заряд. Однако в своих экспериментах фон Баадер использовал черный порох который не может взрываться и формировать необходимую детонационную волну. Впервые продемонстрировать эффект применения полого заряда удалось лишь с изобретением бризантных взрывчатых веществ. Это сделал в 1883 году изобретатель фон Фёрстер (von Foerster). [1]

Повторно открыл кумулятивный эффект, исследовал и подробно описал его в своих работах американец Чарльз Манро (Charles Edward Munro) в 1888 году.

В Советском Союзе 1925-1926 годах изучением зарядов взрывчатых веществ с выемкой занимался профессор М. Я. Сухаревский.

В 1938 году Франц Томанек (Franz Rudolf Thomanek) в Германии и Генри Мохоупт (Henry Hans Mohaupt) в США независимо друг от друга открыли эффект увеличения пробивной способности путем применения металлической облицовки конуса.

Впервые в боевых условиях кумулятивный заряд был применен 10 мая 1940 г. при штурме форта Эбен-Эмаль (Бельгия). Тогда для подрыва укреплений войсками германии были применены переносные заряды двух разновидностей в виде полых полусфер массами 50 и 12,5 кг.

Рентгено-импульсная съемка процесса, осуществленная в 1939 - начале 1940-х годов в лабораториях Германии, США и Великобритании позволила существенно уточнить принципы действия кумулятивного заряда (традиционная фотосъемка невозможна из-за вспышек пламени и большого количества дыма при детонации).

В 1950-е годы был достигнут огромный прогресс в понимании принципов формирования кумулятивной струи. Предложены методы усовершенствования кумулятивных зарядов пассивными вкладышами (линзами), определены оптимальные формы кумулятивных воронок, разработаны методы компенсации вращения снаряда путем рифления конуса, применены более мощные взрывчатые вещества. Многие из обнаруженных в те далекие годы явлений изучаются до настоящего времени.

ФИЗИКА КУМУЛЯТИВНОГО ЭФФЕКТА

Принцип действия кумулятивных боеприпасов основан на физическом эффекте накопления (кумуляции) энергии в сходящихся детонационных волнах, образующихся при подрыве заряда ВВ, имеющего выемку в форме воронки. В результате в направлении фокуса выемки образуется высокоскоростной поток продуктов взрыва – кумулятивная струя. Увеличение бронебойного действия снаряда при наличии выемки в разрывном заряде было отмечено ещё в XIX веке (эффект Монро, 1888 г.)[2], а в 1914 году получен первый патент на бронебойный кумулятивный снаряд[3].

Рис. 2. Импульсный рентгеновский снимок детонации кумулятивного заряда. 1 – броневая преграда; 2 – кумулятивный заряд; 3 – кумулятивная выемка (воронка) с металлической облицовкой; 4 – продукты детонации заряда; 5 – пест; 6 – головная часть струи; 7 – вынос материала преграды.

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°[4]).

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[5]. 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[6]. 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, количество вторичных осколков уменьшаются с увеличением толщины брони.

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[7].

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[8].

Рис. 4. 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[11] (без учёта эффектов затекания ударной волны в проёмы люков).

Рис. 5. Показано взаимодействие фронта ударной волны с манекеном в каске при подрыве 1,5 кг заряда С4 на удалении трёх метров. Красным цветом отмечены зоны с избыточным давлением свыше 3,5 атмосфер. Источник: NRL’s Laboratory for Computational Physics and Fluid Dynamics

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.

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.

ПРАКТИКА

Несколько раз осматривал подбитые танки и БМП, в основном поражённые из РПГ и СПГ. Если нет подрыва топлива или боеприпасов, воздействия ударной волны также незаметно. Кроме того, не отмечалось контузии у выживших экипажей, машины которых пострадали от РПГ. Были ранения осколками, глубокие ожоги брызгами металла, но контузий от избыточного давления – не было.

Рис. 8. Три попадания кумулятивных выстрелов РПГ в БМП. Несмотря на плотную группировку пробоин, проломов не наблюдается. Источник: [13]

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 [13].

— 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).

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 [14].

ЭКСПЕРИМЕНТ

Внутри машины, на местах экипажа в обитаемом отделении, и по всему танку поместили датчики давления, температуры, ускорений. В процессе исследований на танке провели 32 подрыва суббоеприпасов. Мощность кумулятивных боеприпасов была такова, что кумулятивная струя зачастую пробивала танк сверху донизу, да ещё оставляла под днищем воронку в грунте. При этом установленные в танке датчики НЕ ЗАФИКСИРОВАЛИ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ [15].

Рис. 9. Степень опасности поражающих факторов кумулятивного боеприпаса

Интересующий нас эффект избыточного давления (Blast) отмечен как НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ (согласно отечественной классификации – нулевая степень поражения, см. таблицу 1). Что, собственно, и не подлежало сомнению в кругах специалистов. А вот сама кумулятивная струя (Residual Jet Material) и осколки (Spalls) представляют серьёзную опасность. Отмечена также средняя степень опасности фугасного действия боеприпаса с наружной стороны брони, что лишний раз подчёркивает вредность обсуждаемого мифа.

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!

16 КОММЕНТАРИИ

У катаных сталей типа Т-90 не наблюдается пробитие ни БПС ни КС, предел прочности у мартенсита до 1000 МПа, у феррита 250, у кевлара 3600, вы показали 1500 у струи, это меньше чем предел прочности кевлара, и сопоставимо с мартенситом. Что было бы если бы вместо меди в снаряде применялся мартенсит? — осколки, а медь дает струю, но толку от струи если она не пробьет теоретически броню не из меди. у современных КС реальная бронепробиваемость 10-20 см феррита, кевлар или мартенсит он не возьмет, то же относится к разнесенной броне.ББМ пораженный из ПТУРА- сделан из алюминьки, он мягче и может пробиваться, как БМП

Я такого безграмотного бреда ещё не читал.

Медь, не медь. Но давления, возникающие при действии кумулятивной струи на броню, на 1-2 порядка превышают предел прочности стали. Так что тут не прочность решает, а плотность (не зря в США абрамс обеднённым ураном обвешали).

медь применяется из за пластичности — для формирования струи а как же пробивается броня ? если она не может пробить мартенсит ?

Плюс к теме о КС, боевое применение КС показывает что РПГ-7 и его аналоги зачастую не взрываются, так же и ПТУРы, боевое применение в войнах дает не более 2-4% поражений от ПТУР. Почему? Потому что у струи есть фокус, сама струя неравномерна, попадание под углом снижает пробиваемость, так же сам медный конус может быть изогнут при попадании что вызовет неправильное формирование струи, короче на выходе нет 1000мм пробития, реально достигается 10-20см, и часто при попадании ПТУР не взрывается.

Какое отношение это имеет к статье?
В статье опытный человек говорит — не сидите на броне, если есть возможность быть под ней. Так как фугасный эффект кумулятивной струи, пробившей броню — миф, а вот фугасное действие того же снаряда, рванувшего на броне — смертельная опасность. А вы о чём?

часта ? не взрываетс ? ничё се ! а зачем их выпускают ? не так уж наверна часта

Скажите, пожалуйста, на что именно тратится остаточная кинетическая энергия боеприпаса вообще и кумулятивной струи в частности ПОСЛЕ пробития? Вы же понимаете, что просто так исчезнуть она не может, исходя из принципа сохранения энергии.

Допустим, что пробит борт, а боеприпас рассчитан на пробивание лобовой. Значит у него ещё как минимум столько же энергии не израсходовано. Вопрос — куда делась энергия?

интересное кино: в последние полгода-год на русскоязычных ресурсах наблюдается наплыв статей/видеороликов/комментариев, убеждающих нас в полной бесполезности кумулятивных боеприпасов…. К чему бы это?

Не совсем согласен с утверждением автора по поводу отсутствия давления внутри объекта. Даже пуля стрелкового оружи при движениив воздухе на сверхзвуковом участке траектории создает ударную баллистическую волну. Поскольку за броней кумулятивная струя имее также значительную сверхзвуковую скорость, она должна создавать баалистическую ударную волну. Но из-за небольшого диаметра струи эта волна будет иметь небольшой радиус воздействия на окружающие предметы. Поэтому поражение ею возможно на близких расстояниях от траектории движения струи.

Ну я думаю, что эффект будет не намного больше, чем при выстреле пушки самого танка — громко, но не смертельно. Опять же — резиновая обшивка и шлемофон приглушат.

Это энергия КИНЕТИЧЕСКАЯ и она рассеивается не столько в ударную волну в воздухе сколько в нагрев осколков и тех предметов куда она попала. Т.е. грубо говоря в нагрев материалов куда попала так, что остановилась

Читайте также: