Коротко о бронебойных кумулятивных снарядах.

Кумулятивный эффект широчайше используется в туевой хуче видов современного вооружения, в том числе и в качестве бронебойных кумулятивных снарядов (сокращенно БКС) у танков. Интересно узнать, как они устроенные и как они работают? Конечно интересно, знаю же.

А что это такое и как оно вообще?
Начнем с основ – простейшего принципа работы кумулятивного снаряда. И тут внимание на название «кумулятивный». Если вы откопаете живого римлянина или найдете человека, знающего латынь, то он вам скажет, что на латыни слово «cumulo» значит «накапливание». Только в случае кумулятивного эффекта мы копим не рубли или шекели, а энергию взрыва.

Как это происходит? Сейчас расскажу. Кумулятивный снаряд устроен достаточно просто – это взрывчатка с конической выемкой, облицованной медью или иным материалом. Ну и собственно взрыватель. Когда мы делаем БАБАХ, вся наша взрывчатка создает много (НУ ВОТ ПРОСТО ДОХУЯ) энергии, которая сосредотачивается на конической облицовке. От таких раскладов последняя схлопывается и превращается в струю, движущуюся с огромной скоростью (до 10 км/с) вперед. Причем эта струя очень интересная – формально она представляет собой твердое тело, так как материал облицовки не превратился в жидкость, но ведет она себя именно как жидкость.

И когда броня встречает кумулятивную струю, то из-за высокой скорости (превышающей скорость звука в металлах в два и более раза) и давления последней имеет место быть идеальный процесс бронепробития. В ходе этого процесса броня и кумулятивная струя взаимодействуют как две идеальные жидкости, при этом оставаясь твердыми телами, так как температура струи хоть и высока (до 600 градусов), но не настолько, чтобы мгновенно плавить танковую броню. Потому на самом деле кумулятивная струя «вымывает» материал брони на своем пути. А если вы услышите от кого-то, что кумулятивы броню прожигают - поправьте человека, он ошибся, бывает.

1- средство инициирования, 2- фронт детонационной волны, 3- взрывчатое вещество, 4- облицовка, 5- пест, 6- кумулятивная струя.

Все, что описанно выше – лишь базовые знания о кумулятивном эффекте. Хочется больше? Вот точно хочется больше? Заметь, не я это предложил, но дальше будет много задроченых и сложных фраз.


А теперь подробнее
Начну с устройства кумулятивной струи. Ее условно делят на две части – собственно кумулятивную струю и пест. Первая – это и есть то, что прошибает броню, она относительно тонкая и вытянутая по длине, и на нее уходит до 30% металла облицовки. Движется струя со сверхвысоким скоростями – до 10 км/с в головной части и до 2,5 км/с в хвостовой. За ней же медленно плетется жирный и медленный пест. Ну как медленный, его скорость – где-то около 0,5-1 км/с.

Из-за разницы скоростей головной и хвостовой части струи она постепенно растягивается, а после распадается на отдельные фрагменты и рассеивается. Если же она еще при этом пробивает броню – то материал последней постепенно еще и гасит ее скорость, а материал кумулятивной струи «срабатывается» при этом процессе.

А от чего зависит пробитие кумулятивной струи и собственно кумулятивного снаряда? О, на это влияет огромнейшее множество факторов.

Первый – от материала облицовки. Можно конечно упороться и вообще не ставить облицовку, обойдясь лишь конической выемкой во взрывчатке. Но тогда пробитие брони практически не будет. Потому облицовку и ставят. Причем не абы какую, здесь важен ее материал. В идеале он должен быть достаточно плотным и достаточно пластичным, чтобы получилась хорошая, годная и достаточно долгоживущая кумулятивная струя. Пример такого материала – медь.
Как видно из рисунка толку от снаряда без облицовки примерно нихуя.

Второй фактор – это угол конуса облицовки, который влияет на скорость кумулятивной струи и то, какая часть материала облицовки уйдет в струю, а какая – в пест. В большинстве кумулятивных снарядов угол конуса лежит в диапазоне от 20 до 90 градусов (при этом зачастую больше 45 градусов угол облицовки не делают), где струя имеет максимальную скорость и пробитие. Также можно не только играться с углами, но и с формой облицовки, например на некоторых снарядах она выполнена в виде рупора.

Третий фактор – фокусное расстояние. Что это? Это расстояние между кумулятивным зарядом и преградой, при котором будет обеспечен максимальный пробой кумулятивной струи. То есть для достижения максимального бронепробития кумулятивную часть снаряда следует подрывать на этом самом расстоянии от брони. Достигается это путем создания наконечников для БКС, как на фото ниже. Надо отметить, что именно в этих наконечниках в большинстве случаев и размещается взрыватель снаряда, приводящий кумулятивную часть в действие.
Наконечник обведен красным.

Четвертый фактор – это вращение. При вращении снаряда создаются центробежные силы, негативно воздействующие на кумулятивную струю и существенно снижающие бронепробитие. В свое время это был один из факторов, из-за которых танки перешли с нарезных орудий на гладкоствольные.

Однако в свое время что Запад, что СССР имел по большей части лишь нарезные орудия (100-мм у нас, 105-мм у Запада), где проблему вращения кумулятивных снарядов надо было решать. Решение было следующим – это размещение ведущих поясков (которые врезаются в нарезы ствола и сообщают вращение самому снаряду) на проворачивающихся кольцах. При выстреле снаряд движется в стволе, ведущий поясок крутится себе в нарезах ствола, но при этом благодаря проворачивающемуся кольцу сам снаряд не вращается, или вращается, но с очень малой скоростью. Правда тут встает другая проблема – снаряд в полете надо стабилизировать. Раньше это делали вращением, для таких же типов снарядов внедрили оперение, которое раскрывается в полете после вылета БКС из ствола, тормозит окончательно его вращение и стабилизирует снаряд в полете до цели.

Другой метод решения проблемы – это создание облицовки очень сложной формы, которая приведена на рисунке ниже. При этом якобы при таком исполнении конуса облицовки схлопывание его в кумулятивную струю происходит с противовращением, которое и компенсирует собственное вращение снаряда.

Или так

Ну и третий метод, самый поехавший, выбрали весьма настолько же поехавшие французы. Внутри снаряда кумулятивная часть закреплена на подшипниках. И когда после выстрела сам снаряд вращается в полете – то боевая кумулятивная часть благодаря этим подшипникам остается в покое и никуда себе не крутится, а молча и спокойно ждет момента, когда можно проделать в броне милую дырочку.

А в БКС для гладкоствольных пушек, как вы поняли, таких проблем не существует, ибо они никуда не вращаются. А в полете такие снаряды стабилизируются при помощи оперения, прямо как эти ваши дротики для дартса.

Ну и последний фактор, влияющий на пробитие БКС – это качество исполнения облицовки. Чем точнее исполнена воронка БКС – тем выше значения его пробития.

Как устроен современный кумулятивный снаряд? Ну, достаточно просто – корпус, наконечник с расположенным там взрывателем, собственно взрывчатка, конус облицовки и хвостовое оперение. Для желающих поточнее – ниже будет схема устройства 100-мм и 125-мм кумулятивных снарядов.

А, еще про тандемные боеприпасы. Подобные боеприпасы создавались и создаются для существенного повышения значений бронепробития. По сути это те же БКС, но где есть не одна, а две боевые кумулятивные части, чье пробитие суммируется. По этой же схеме строят тандемные боеприпасы, где задача первого кумулятивного заряда – «принять на себя» удар динамической защиты танка, при этом второй заряд уже и занимается пробитием брони.

Ну и самый верх и мякотка – это тандемный боеприпас, где наличествует предзаряд. Схема такого снаряда приведена ниже. Здесь предзаряд выполняет задачу подрыва динамической защиты, а два следующих за ним и более жирных кумулятивных заряда – собственно пробитием того, что пряталось за ДЗ. Ну и как указано выше, пробой этих двух зарядов суммируется.

А напоследок надо рассказать, что же случается, когда кумулятивный снаряд таки преодолеет броню. Для экипажа ничего хорошего не случается, поверьте. При пробитии во внутреннее пространство с гиканьем и свистом врывается множество осколков, отколовшиеся брони, сама струя и продукты детонации взрывчатки. Думаю никому не надо рассказывать, что делают осколки при столкновении с экипажем танка или его узлами – им они делают больно и обидно. Ну а кумулятивная струя разогретого до 600 градусов металла делает еще больнее, и хорошему самочувствию точно не способствует. Ну а если она попадет в топливные баки или боекомплект – то может получиться БАБАХ, так как температуры кумулятивной струи достаточно для того, чтобы поджечь топливо в баках или порох в зарядах. Еще многие говорят про высокое давление, однако обсуждения на тему того, достаточно сильно ли они вредят экипажу - предмет долгих срачиков. И вроде по итогам пришли к тому, что давление таки есть, но лишь прямо около самой струи и не особо-то оно вредит.

На этом все.