Чем поражаются танки помимо гранатометов и ПТРК?  Как действует бронебойный боеприпас? В этой статье мы поговорим о бронебойных боеприпасах. Статья, которая будет интересна как чайникам, так и тем кто разбирается в теме, была подготовлена членом нашей команды Эльдаром Ахундовым, который уже в который раз радует нас интересными обзорами по теме вооружений.  

История

Бронебойные снаряды предназначены для поражения целей защищенных броней что и следует из их названия. Они впервые начали широко применяться в морских боях во второй половине 19 века с появлением кораблей защищенных металлической броней. Действие простых осколочно-фугасных снарядов по бронированным целям было недостаточно из-за того, что при взрыве снаряда энергия взрыва не концентрируется в каком-то одном направлении, а рассеивается в окружающее пространство. Только часть ударной волны воздействует на броню объекта пытаясь ее пробить/прогнуть. Как результат давление, созданное ударной волной недостаточно для пробития толстой брони, но возможен некоторый прогиб. По мере утолщения брони и упрочнении конструкции бронеобъектов необходимо было увеличивать количество взрывчатки в снаряде путем увеличения его размеров (калибр и тд) или разрабатывать новые вещества что было бы затратно и неудобно. Это кстати применимо не только к кораблям, но и к сухопутным бронемашинам.

Изначально с первыми танками во времена Первой Мировой войны можно было бороться осколочно-фугасными снарядами так как танки имели противопульную тонкую броню толщиной всего 10-20 мм, которая к тому же была соединена заклепками, так как в то время (начало 20 века) технология сварки цельных броневых корпусов танков и бронемашин еще не была отработана.  Достаточно было 3 — 4 кг взрывчатки при прямом попадании, чтобы вывести такой танк из строя. В данном случае ударная волна просто рвала или вдавливала тонкую броню вовнутрь машины, что приводило к повреждениям оборудования или гибели экипажа.

Бронебойный же снаряд представляет собой кинетическое средство поражения цели — то есть обеспечиваеи поражение за счет энергии удара снаряда, а не взрыва. В бронебойных снарядах энергия фактически концентрируется на его наконечнике где создается достаточно большое давление на небольшом участке поверхности, и нагрузка значительно превышает предел прочности материала брони. Как результат это приводит к внедрению снаряда в броню и ее пробитию. Кинетические боеприпасы были первым массовым противотанковым средством, которое серийно начало применяться в различных войнах. Энергия удара снаряда зависит от массы и его скорости в момент контакта с целью. Механическая прочность, плотность материала бронебойного снаряда так же представляют собой критические факторы от которых зависит его эффективность. За много лет войн были разработаны разные типы бронебойных снарядов, отличающихся по конструкции и уже больше ста лет идет постоянное совершенствование как снарядов, так и бронирования танков и бронемашин.

Первые бронебойные снаряды представляли собой цельностальной сплошной снаряд (болванка) пробивающий броню силой удара (толщиной приблизительно равной калибру снаряда)

Затем конструкция начала усложняться и в течении долгого времени популярной стала следующая схема: стержень/сердечник из твердой закаленной легированной стали укрытый в оболочку из мягкого металла (свинец или мягкая сталь), или лёгкого сплава. Мягкая оболочка нужна была для уменьшения износа ствола орудия, а также из-за нецелесообразности делать весь снаряд полностью из закаленной легированной стали. Мягкая оболочка сминалась при ударе по наклонной преграде тем самым предотвращая рикошет/соскальзывание снаряда по броне. Оболочка может служить и одновременно обтекателем (в зависимости от формы) уменьшающим сопротивление воздуха при полете снаряда.

Другая конструкция снаряда предполагает отсуствие оболочки и только наличие специального колпачка из мягкого металла в качестве наконечника снаряда для аэродинамики и для предотвращения рикошета при ударе по наклонной броне.

Устройство подкалиберных бронебойных снарядов

Снаряд называется подкалиберный потому что калибр(диаметр) его боевой/бронебойной части — 3 меньше калибра орудия (а — катушечной, б — обтекаемой формы). 1 — баллистический наконечник, 2 — поддон, 3 — бронебойный сердечник/бронебойная часть, 4 — трассер, 5 — пластмассовый наконечник. 

Снаряд имеет опоясывающие его кольца, сделанные из мягкого металла, которые называются ведущие пояски. Они служат для центровки снаряда в стволе, так и обтюрации ствола. Обтюрация — это герметизации канала ствола при выстреле из орудия (или оружия вообще), которая предотвращает прорыв пороховых газов (разгоняющих снаряд) в зазор между самим снарядом и стволом. Таким образом энергия пороховых газов не теряется и по возможному максимуму передается снаряду.

Слева — зависимость толщины бронепреграды от ее угла наклона. Плита толщиной В1 наклоненная под некоторым углом, a обладает такой же стойкостью, как и более толстая плита толщиной В2 находящаяся под прямым углом к движению снаряда. Видно, что путь, который должен пробить себе снаряд увеличивается с увеличением наклона брони.

Справа — тупоголовые снаряды А и Б в момент контакта с наклонной броней. Внизу — остроголовый стреловидный снаряд. Благодаря особой форме снаряда Б видно его хорошее зацепление (закусывание) об наклонную броню что предотвращает рикошет. Остроголовый снаряд менее подвержен рикошету благодаря его острой форме и очень высокому контактному давлению при ударе о броню.

Поражающие факторы при попадании таких снарядов в цель — разлетающиеся на большой скорости осколки и фрагменты брони со внутренней ее стороны, а также сам летящий снаряд или его части. Особенно страдало оборудование находяшееся на траектории пробития брони.  Кроме того, ввиду высокой температуры снаряда и его осколков, а также наличия внутри танка или бронированной машины большого количества легко воспламеняющихся предметов и материалов, очень высок риск возгорания. На изображении ниже продемонстрировано как это происходит:

Виден относительно мягкий корпус снаряда, сминаемый во время удара и твёрдосплавный сердечник пробивающий броню. Справа виден поток высокоскоростных осколков с внутренней стороны брони как один из главных поражающих факторов. Во всех современных танках прослеживается тенденция максимально плотного размещения внутреннего оборудования и экипажа для уменьшения размеров и массы танков. Обратная сторона этой медали состоит в том, что при пробитии брони почти гарантированно будет повреждено какое-либо важное оборудование или ранен член экипажа. И даже если танк не будет уничтожен, то он как правило становится небоеспособным. На современных танках и бронемашинах устанавливается негорючий противоосколочный подбой с внутренней стороны брони. Как правило это материал на основе кевлара или других высокопрочных материалов. Он хоть и не защитит от самого сердечника снаряда, но задерживает часть осколков брони тем самым уменьшая наносимый урон и повышая живучесть машины и экипажа.

Выше, на примере бронемашины, видно заброневое действие снаряда и осколков при установленном подбое и без него. Слева видны осколки и сам снаряд пробивший броню. Справа установленный подбой задерживает большую часть осколков брони (но не сам снаряд) тем самым уменьшая урон.

Еще более эффективный вид снарядов это каморные снаряды. Каморные бронебойные снаряды отличаются наличием каморы (полости) внутри снаряда заполненной взрывчатым веществом и детонатором замедленного действия. После пробивания брони снаряд взрывается внутри обьекта, тем самым значительно усиливая наносимый урон осколками и ударной волной в замкнутом объёме. По сути это бронебойный фугас.

Один из простых примеров схемы каморного снаряда

1 — мягкая баллистическая оболочка, 2 — бронебойная сталь, 3 — заряд взрывчатого вещества, 4 — донный детонатор, работающий с замедлением, 5 — передний и задний ведущие пояски (буртики). 

Каморные снаряды не используются сегодня в качестве противотанковых, так как их конструкция ослаблена внутренней полостью со взрывчаткой и не предназначена для пробития толстой брони, то есть снаряд танкового калибра (105 — 125 мм) попросту разрушится при столкновении с современной лобовой танковой броней (эквивалентом 400 — 600 мм брони и выше). Подобные снаряды применялись широко во времена Второй Мировой войны так как их калибр был сопоставим с толщиной брони некоторых танков того времени. В морских боях прошлого использовались каморные снаряды от крупного калибра 203 мм и до чудовищного в 460 мм (линкор серии Ямато), которые вполне могли пробивать толстую корабельную стальную броню сопоставимую по толщине с их калибром (300 — 500 мм), или слой железобетона и камня  в несколько метров.

Современные бронебойные боеприпасы

Несмотря на то, что после Второй Мировой войны были разработаны различные типы противотанковых ракет, бронебойные боеприпасы остаются одним из основных противотанковых средств. Нсмотря на неоспоримые преимущества ракет (мобильность, точность, возможности самонаведения и др.), свои преимущества есть и у бронебойных снарядов.

Главное преимущество их заключается в простоте конструкции и, соответственно, производства, что сказывается на более низкой цене изделия.

Кроме того, бронебойный снаряд, в отличие от противотанковой ракеты, имеет очень высокую скорость подлета к цели (от 1600 м/с и выше), от него невозможно «уйти», вовремя сманеврировав или спрятавшись в укрытие (в определенном смысле при пуске ракеты такая возможность есть). Кроме того, противотанковый снаряд не требует необходимость держать цель на прицеле, как многие, хоть и не все, ПТРК.

Против бронебойного снаряда также невозможно создать радио-электронные помехи ввиду того что в нем попросту нет никаких радиоэлектронных устройств. В случае с противотанковыми ракетами это возможно, специально для этого создаются такие комплексы как «Штора», «Афганит» или «Заслон»*.

Современный широко применяющийся в большинстве стран мира бронебойный снаряд представляет собой фактически  длинный стержень сделанный из высокопрочного металлического (вольфрам или обеднённый уран ) или композитного (карбид вольфрама) сплава и несущийся к цели со скоростью от 1500 до 1800 м/сек и выше. Стержень на конце имеет стабилизаторы называемые оперением. Сокращённо снаряд называют БОПС (Бронебойный Оперенный Подкалиберный Снаряд). Можно так же называть просто БПС (Бронебойный Подкалиберный Снаряд).

Почти все современные бронебойные боеприпасы снаряды обладают т.н. «оперением» — хвостовыми стабилизаторами полета. Причина появления оперенных снарядов кроется в том, что снаряды старой схемы описанной выше после Второй Мировой войны исчерпали свой потенциал. Необходимо было удлинять снаряды для большей эффективности, но они теряли устойчивость при большой длинне. Одной из причин потери устойчивости было вращение их в полете (так как большинство орудий было с нарезами и сообщало снарядам вращательное движение). Прочность материалов того времени не позволяла создавать длинные снаряды с достаточной прочностью для пробития толстой композитной (слоеной) брони. Снаряд было проще стабилизировать не вращением, а оперением. Важную роль в появлении оперения играло также и появление гладкоствольных орудий, снаряды которых могли разгоняться до более высоких скоростей, чем при использовании нарезных пушек, и проблема стабилизации в которых стала решаться при помощи оперения (тему нарезных и гладкоствольных орудий мы затронем в следующем материале).

Особо важную роль в бронебойных снарядах играют материалы. Карбид вольфрама** (композитный материал) обладает плотностью в 15.77 гр./см3, что почти в два раза выше чем у стали. Он обладает большой твердостью, износостойкостью и температурой плавления (около 2900 С). В последнее время особенно широкое распространение получили более тяжелые сплавы на основе вольфрама и урана. Вольфрам или обедненный уран обладают очень высокой плотностью, которая почти в 2.5 раза выше чем у стали (19.25 и 19.1 гр./см3 против 7.8 гр./см3 у стали) и, как соответственно, большей массой и кинетической энергией при сохранении минимальных размеров. Так же механическая прочность (особенно на изгиб)  у них выше чем у композитного карбида вольфрама. Благодаря этим качествам удается сконцентрировать больше энергии в меньшем объёме снаряда, то есть увеличить плотность его кинетической энергии. Так же эти сплавы обладают огромной прочностью и твердостью по сравнению даже с самыми прочными существующими броневыми или специальными сталями.

Снаряд называется подкалиберный потому что калибр (диаметр) его боевой/бронебойной части меньше калибра орудия.  Обычно диаметр такого сердечника бывает 20 — 36 мм. В последнее время разработчики снарядов стараются уменьшать диаметр сердечника и увеличивать его длину, по возможности сохранить или увеличить массу, уменьшить сопротивление при полете и как результат, увеличить контактное давление в точке удара с броней.

Урановый боеприпас обладает на 10 — 15% большей пробиваемостью при тех же размерах за счёт интересной особенности сплава называемой самозатачиванием. Научный термин этого процесса — «абляционная самозатачиваемость». При прохождении вольфрамового снаряда через броню его наконечник деформируется и сплющивается из-за огромного сопротивления. При сплющивании увеличивается его площадь контакта, которая дополнительно увеличивает сопротивление движению и как результат страдает пробиваемость. При прохождении уранового снаряда через броню при скоростях больше 1600 м /сек его наконечник не деформируется и не сплющивается, а просто разрушается параллельно движению снаряда, то есть отслаивается частями и тем самым стержень остаётся всегда острым.

Помимо уже перечисленных поражающих факторов бронебойных снарядов, современные БПС обладают высокой зажигательной способностью при пробитии брони. Способность эта называется пирофорность –то есть самовоспламенение частиц снаряда после пробития брони***.

125-миллиметровый БОПС БМ-42 «Манго»

Конструкция представляет собой вольфрамовый сплавной сердечник в стальной оболочке. Видны стабилизаторы на конце снаряда (оперение). Белый круг вокруг стержня это обтюратор. Справа БПС снаряжен (утоплен) вовнутрь порохового заряда и в таком виде поставляется в танковые войска. Слева второй пороховой заряд с запалом и металлическим поддоном. Как видно весь выстрел поделен на две части, и только в таком виде он помещается в автомат заряжания танков СССР/РФ (Т-64, 72, 80, 90). То есть сначала механизм заряжания досылает БПС с первым зарядом, а следом второй заряд.

На фото ниже видны части обтюратора в момент отжделения от стержня в полете. Виден горящий трассер в донной части стержня.

Интересные факты

*Российская система «Штора» создана для защиты танков от противотанковых управляемых ракет. Система определяет, что на танк наведен лазерный луч, определяет направление источника лазера, и подает сигнал экипажу. Экипаж может совершить маневр или спрятать машину в укрытии. Система соединена также с пусковым устройством дымовых ракет, которые создают облако, отражающее оптическое и лазерное излучение, сбивая тем самым ракету ПТРК с цели. Также имеется взаимодействие «Шторы» с прожекторами — излучателями, которые могут создавать помехи в устройстве противотанковой ракеты при направлении их на нее. Эффективность системы «Штора» против различным ПТРК последнего поколения пока остается под вопросом. Есть спорные мнение на сей счет, однако лучшее, как говорится, ее наличие, чем полное отсутствие. На последнем российском танке «Армата» установлена иная система — т.н. система комплексной активной защиты «Афганит», которая, по данным разработчиков, способна перехватывать не только противотанковые ракеты, но и бронебойные снаряды, летящие со скоростью до 1700 м/с (в перспективе планируется довести этот показатель до 2000 м/с). В свою очередь, украинская разработка «Заслон» действует по принципу подрыва боеприпаса сбоку от атакующего снаряда (ракеты) и сообщения ему мощного импульса в виде ударной волны и осколков. Т.о., снаряд или ракета отклоняется от первоначально заданной траектории, и разрушается до встречи с целью (вернее ее целью). Судя по техническим характеристикам, наиболее эффективным данная система может быть против РПГ и ПТРК.

**Карбид вольфрама применяется не только для изготовления снарядов, но и для изготовления сверхпрочных инструментов по работе с особо твердыми сталями и сплавами. Например, сплав под названием «Победит» (от слова «Победа») был разработан в СССР в 1929 году. Представляет собой твердую однородную смесь/сплав карбида вольфрама и кобальта в соотношении 90:10. Изделия получают путем порошковой металлургии. Порошковая металлургия – это процесс получения металлических порошков и изготовления из них различных высокопрочных изделий с заранее рассчитанными механическими, физическими, магнитными и др. свойствами. Этот процесс позволяет получить изделия из смесей металлов и неметаллов, которые просто невозможно соединить другими методами, как например сплавлением или сваркой. Смесь порошков загружают в форму будущего изделия. Один из порошков представляет собой связующую матрицу (что — то вроде цемента), которая прочно соединит все мельчайшие частички/зерна порошка друг с другом. В качестве примера можно привести порошки никеля и кобальта. Смесь прессуют в специальным прессах под давлением от 300 до 10000 атмосфер. Затем  смесь нагревают до высокой температуры (составляющую от 70 до 90% от температуры плавления связующего металла). Как результат смесь становится более плотной и упрочняется связь между зернами.

***Пирофорность — это способность твердого материала к самовоспламенению на воздухе при отсутствии нагрева и будучи в мелкораздробленном состоянии. Свойство может проявляться при ударе или трении. Одним из материаллов хорошо удовлетворяющих этому требованию является обедненный уран. При пробитии брони часть сердечника как раз будет в мелкораздробленном состоянии. Добавляем к этому так же высокую температуру в месте пробития брони, сам удар и трение множества частиц и мы получаем идеальные условия для воспламенения. В вольфрамовые сплавы снарядов так же добавляют специальные добавки бля большей пирофорности. Как простейший пример пирофорности в быту можно привести кремний зажигалок которые сделан из сплава металла церия.

Сссылки:

topwar.ru
andrei-bt.livejournal.com
istiglal.com
alternathistory.org.ua
dokwar.ru
vk.com/military_az

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ

Эльдар Ахундов

«Истиглал»

Реклама
- комментарии

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s