Кумулятивные боеприпасы — артиллерийские и прочие боеприпасы Боеприпасы разделяются по назначению на: основные (для поражения целей); специальные (для освещения, задымления, агитации и так далее); вспомогательные (учебные, холостые, для специальных испытаний и так далее) См. Типы артиллерийских боеприпасов с зарядом кумулятивного действия.
Кумулятивные боевые припасы (снаряды, бомбы, гранаты и так далее) предназначены для поражения броневых подвижных и стационарных целей (автоброневиков, танков, БМП, БТР и так далее, и железобетонных фортификационных сооружений).
Кумулятивные боеприпасы могут применяться для уничтожения бронетехники и гарнизонов долговременных фортификационных сооружений путём создания узконаправленной струи продуктов взрыва с высокой пробивной способностью: при взрыве из материала облицовки специальной выемки во взрывчатом веществе формируется тонкая кумулятивная струя, находящаяся в состоянии сверхпластичности, направленная вдоль оси выемки. При встрече с препятствием струя создает большое давление и пробивает броню. Мощность действия снаряда определяется количеством и характеристиками ВВ, формой кумулятивной выемки, материалом её облицовки и другими факторами.
Конструкция
Состояние сверхпластичности характерно для металлов и керамик с мелким размером зерна, обычно меньше 20 микрон. Кроме достаточно мелкого зерна, от материала для достижения состояния сверхпластичности требуется высокая однородность распределения по объёму термопластичных компонентов, которые связывают между собой границы зерен в процессе пластического течения, позволяя материалу сохранять свою кристаллическую структуру. Сверхпластичность обычно наступает при температурах, превышающих половину температуры плавления по абсолютной шкале.
По принадлежности кумулятивные боеприпасы классифицируются на: ракетно-артиллерийские (Кумулятивные снаряды, ракеты, крылатые ракеты); авиационные (бомбы, ракеты); морские (противокорабельные ракеты оборудованные фугасно-кумулятивной БЧ, торпеды); стрелковые (ручные гранаты, гранатомётные гранаты, выстрелы); инженерные (мины и проч.);
Артиллерийские и стрелковые кумулятивные боеприпасы делятся на собственно кумулятивные и «универсальные» осколочно-кумулятивные боеприпасы имеющие несколько меньшую бронепробиваемость, но гораздо большую противопехотную эффективность.
Кумулятивный снаряд
Кумулятивный снаряд состоит из корпуса, разрывного заряда, кумулятивной выемки и детонатора (Иногда также трассёра). Для качества разрывного заряда используются бризантные взрывчатые вещества, имеющие высокую скорость детонации (гексоген и другие, а также их смеси и сплавы с тротилом в различных пропорциях). Бронепробиваемость кумулятивного снаряда зависит от формы, размеров и материала облицовки кумулятивной выемки, массы и свойств разрывного заряда, времени срабатывания детонационной цепи (конструкции детонатора), скорости вращения снаряда, угла встречи его с препятствием, характеристик брони.
Вращение кумулятивного снаряда приводит к рассеиванию и преждевременному разрушению кумулятивной струи под действием центробежной силы и снижение её бронепробиваемости. Поэтому в некоторых кумулятивных снарядах нарезных пушек для исключения вращения предполагается прокрутка кумулятивного узла или ведущего пояска относительно корпуса снаряда. Другой вариант повышения бронепробиваемости кумулятивного снаряда — применение гладкоствольных пушек. Танковая пушка в большинстве случаев используется для стрельбы прямой наводкой по настильной траектории (в отличие от самоходных артиллерийских установок). Современные танковые пушки могут быть как нарезными, так и гладкоствольными. В последнее время приоритет отдаётся гладкоствольным танковым пушкам, так как вращение негативно сказывается на эффективности кумулятивных боеприпасов, нарезка также затрудняет пуск ракет из канала ствола. Однако нарезные пушки имеют значительно бо́льшую точность стрельбы на больших (свыше 2 км) дистанциях. Для стабилизации на полёте невращательные кумулятивные снаряды имеют калиберное или надкалиберное оперение; последнее раскрывается после выхода снаряда из канала ствола. Такие устройства способствуют повышению эффективности кумулятивных снарядов, но усложняют конструкцию. Бронепробиваемость кумулятивных снарядов (вращающихся) обычно около двух калибров, невращающихся — около четырёх и более (например, в боекомплект орудия 2А60 входят кумулятивные невращающиеся снаряды 3БК19, пробивающие до 600 мм гомогенной броневой стали).
Современные 125-мм кумулятивные снаряды имеют боевую часть с кумулятивным зарядом, которая размещается в цилиндрическом корпусе снаряда, оснащённого обтюрирующими поясками. В головной части снаряда за вынесенным вперёд взрывателем размещается удлинённая головка для обеспечения подрыва БЧ на оптимальном расстоянии от брони. На вариантах с тандемной БЧ в головке также размещается первичный кумулятивный заряд, вызывающий преждевременное срабатывание динамической защиты или же снижение эффективности разнесённой брони. Стабилизация снаряда в полёте обеспечивается шестью лопастями, размещёнными в хвостовой части снаряда, в корпусе стабилизатора. Лопасти закреплены шарнирно при помощи осей и удерживаются в сложенном состоянии предохранительным кольцом. Во время выстрела оно разрушается, высвобождая лопасти, которые, раскрывшись, принимают форму надкалиберного оперения.
Тандемная кумулятивная БЧ
Кумулятивная боевая часть явилась очень эффективным средством поражения бронированной техники. Однако, во-первых, у неё есть один существенный недостаток. Бронепробиваемость существенно зависит от длины формируемой струи металла. А та, в свою очередь, от диаметра заряда. Практически величины бронепробиваемости лежат в пределах 1,5—4 диаметра заряда. Поэтому бронепробиваемость одним кумулятивным зарядом, как правило, не превышает 500—600 мм брони. Во-вторых, сразу начались поиски приемов защиты от кумулятивных зарядов и они были разработаны. Основными способами защиты стали комбинированное бронирование и динамическая защита. В первом случае броня представляет собой две броневые плиты с расположенным внутри жаропрочным материалом. В настоящее время конструкторы также стараются интегрировать противокумулятивный экран в корпус бронетехники, например, в современных российских танках, помимо многослойной разнесённой брони, противокумулятивными экранами служат резинотканевые бортики, защищающие подвеску и борта, а также топливные баки на надгусеничных полках. Происходит инициирование кумулятивной струи на большем расстоянии от основной брони, и струя гасится при столкновении с верхними слоями. Тем самым как бы увеличивается эффективная толщина брони (свыше 500 мм).
Основной принцип динамической защиты — разрушение кумулятивной струи выстреливаемой металлической пластиной. Поэтому для противодействия такой защите и увеличения бронепробиваемости была разработана тандемная кумулятивная часть. Фактически это две расположенные друг за другом обычные кумулятивные боевые части. Происходит последовательное формирование двух кумулятивных струй. Тем самым увеличивается бронепробиваемость, Уменьшается потребный диаметр заряда и сводятся на нет усилия по пассивному увеличению толщины брони (бронепробиваемость тандемной боевой части достигает 1200—1500 мм). В случае динамической защиты происходит разрушение и ослабление первой кумулятивной струи, а вторая не теряет своей разрушающей способности. Бронепробиваемость такого боеприпаса измеряется в мм брони после поражения устройства динамической защиты (за ДЗ или ДЗ+). Изыскания в этом направлении продолжаются и сейчас: Экспериментальный кумулятивный боеприпас (по некоторым данным, индекс снаряда 3БК-31) был впервые представлен на выставке ВТТВ-97 в Омске. Его разрез демонстрирует уникальную конструкцию снаряда, включающую кумулятивный предзаряд, канал в центральном заряде для беспрепятственного прохождения кумулятивной иглы хвостового, и т. д. Бронепробиваемость снаряда указана как 800 мм, что было проиллюстрировано разрезом мишени, пробитой именно на такую глубину. Судя по разрезу, разработчики видимо преднамеренно развели оси кумулятивных зарядов, чтобы игла центрального заряда не была вынуждена пробивать тормозящуюся броней иглу хвостового. Если цвет кумулятивных выемок на разрезе аутентичен, это также означает что облицовка сделана не из меди, и может иметь улучшенную бронепробиваемость по комбинированным преградам.
Снаряд предназначен для поражения машин, оснащенных ДЗ и современным многослойным бронированием; предзаряд парирует ДЗ, первый срабатывающий заряд разрушает комбинированную защиту и начинает пробитие, и наконец последний обеспечивает пробитие и поражение цели. Последовательность срабатывания зарядов: головной предзаряд -> хвостовой заряд -> центральный заряд.
Сравнение комплексов ПТРК с тандемными боевыми кумулятивными частями «Стугна-П» «Корнет» «FGM-148 Javelin» «Milan ER» «ERYX» «Spike-LR» «Type 01 LMAT» Внешний вид Год принятия на вооружение 2011 1998 1996 2011 1994 1997 2001 Калибр, мм 130 (152) 152 127 125 137 н/д 120 Минимальная дальность стрельбы, м: 100 100 75 25 50 200 н/д Максимальная дальность стрельбы, м: * днём * ночью, с использованием тепловизионного прицела 5000 3000 55003500 2500н/д 3000н/д 600н/д 40003000 2000н/д Боевая часть тандемная кумулятивная, осколочно-фугасная с ударным ядром тандемная кумулятивная, термобарическая тандемная кумулятивная тандемная кумулятивная тандемная кумулятивная тандемная кумулятивная тандемная кумулятивная Бронепробиваемость гомогенной брони за ДЗ, мм 800+/60 (1100+)/120 1200—1300 700 н/д 900 700 н/д Система управления по лазерному лучу, с сопровождением цели в автоматическом режиме; с пульта дистанционного управления, по телеканалу полуавтомат., по лазерному лучу самонаведение при помощи инфракрасной головки полуавтомат., по проводам полуавт., по проводам самонаведение при помощи инфракрасной головки;волоконно-оптическая линия самонаведение при помощи инфракрасной головки Максимальная скорость полёта ракеты, м/с 200 (220) 180 290 200 245 180 н/д Длина ТПК, мм 1360 (1435) 980 1080 ~1200 920 н/д 970 Масса ПТУР в ТПК 29,5 (38) 29 15,9 13,0 13,0 14,0 н/д Масса комплекса боевая, кг 47 кг 29 22,4 34,0 26,0ТПК с ракетой и пусковой установкой весит 17,5 кг, тепловизионный прицел — 3,5 кг и тренога — 5 кг 27,0 17,5ТПК с ракетой и пусковой установкой весит 17,5 кг, тренога — н/д
История После нападения Германии летом 1941 года одним из неприятных сюрпризов для Красной армии стало применение немцами кумулятивных боеприпасов. На подбитых танках обнаруживались пробоины с оплавленными краями, поэтому снаряды получили название «бронепрожигающих». Теоретически такого эффекта можно было достичь высокотемпературными термитными смесями (они на тот момент уже применялись, например, для сварки рельсов в полевых условиях). Но попытка тогда же воспроизвести «бронепрожигающий» снаряд по описанию его действия провалилась, прожигание брони термитными шлаками проходило слишком медленно и не достигало нужного эффекта. Ситуация изменилась, когда были захвачены немецкие кумулятивные боеприпасы. И хотя сам по себе кумулятивный эффект был известен давно, однако ранее практическая реализация этого эффекта для пробивания брони столкнулась с рядом непреодолимых препятствий. Тонкость была в двух моментах: облицовке выемки и взрывателе мгновенного действия.
23 мая 1942 года на Софринском полигоне были проведены испытания кумулятивного снаряда к 76-мм полковой пушке, разработанного на основе трофейного немецкого снаряда. По результатам испытаний 27 мая 1942 новый снаряд был принят на вооружение. В 1942 году также был создан 122-мм кумулятивный снаряд, принятый на вооружение 15 мая 1943 года. Кумулятивные бомбы использовались при Битве на Курской дуге (5 июля - 23 августа 1943 г.) в виде авиабомб ПТАБ - 50, пробивая броню «Тигров» до 130 мм.