Параметры броневой преграды.
Основные параметры стальной броневой преграды, которые оказывают сопротивление кумулятивной струе при пробитии, являются: твердость, плотность, структура, механическая прочность брони, свойство металла изменять свою структуру и механические свойства под действием огромных нагрузок и ряд иных факторов. Важной составляющей является угол наклона преграды, так как при его увеличении от вертикали возрастает путь который надо пробить кумулятивной струе и затраты энергии.
100-мм броневая плита наклоненная под углом. Фактически толщина металла которую нужно пробить по движению струи, составляет 237 мм. Источник: forums.goha.ru.
Разные материалы, как металлы, так и неметаллы, обладают разной сопротивляемостью внедрению кумулятивной струи. В защите современной бронетехники, как правило, используется преграда, состоящая сразу из нескольких разных материалов, называемая композитной броней или композитным пакетом.
К примеру, если взять стальную катанную гомогенную броню средней твердости и условно представить ее сопротивляемость кумулятивной струе как 1, то к примеру та же броня, закаленная на высокую твердость будет иметь эффективность в 1.1, плиты же на основе сплавов урана могут иметь коэффициент эффективности в 1.3 — 1.5 в сравнении со стальной броней такой же толщины.
Таблица показывает приблизительную сопротивляемость разных материалов пробитию кумулятивной струей. Кумулятивный заряд во всех случаях был одинаков. Данные результаты не могут применяться для точных расчетов бронирования, и показывают лишь общую зависимость сопротивляемости от типа материала преграды. Они могут различаться для разных условий применения и при разных конструкциях зарядов. Источник: forum.worldoftanks.ru.
Как правило, существует некоторая погрешность между теоретическими расчетами и реальной пробиваемостью. В прецизионных же зарядах, которые чаще всего используются в испытательных лабораториях разница между этими величинами еще меньше. Прецизионный кумулятивный заряд — это заряд, выполненный с большой точностью изготовления. При практически одинаковых массово-габаритных параметрах что и стандартный заряд, прецизионный обладает несколько увеличенной бронепробиваемостью которая намного ближе к расчетным теоретическим значениям. Но подобные заряды обладают довольно высокой ценой, что делает их массовое производство нерентабельным.
Запреградное действие кумулятивной струи.
Существенным фактором кумулятивного заряда является запреградное воздействие кумулятивной струи, то есть какое действие оказывает кумулятивная струя внутри машины после пробития брони.
А состоит оно в следующем:
- Поражение оборудования и экипажа находящихся непосредственно на линии движения кумулятивной струи. Поражение/пробитие наносится как самой струей, так и высокоскоростными осколками брони и «брызгами» струи с внутренней стороны корпуса.
- Происходит возгорание горючих материалов при контакте со высокоскоростной струей или ее частями. Например, возгорание топливной системы танка или детонация боекомплекта при попадании по нему. Это относится так же к проводке, пластику, оборудованию, тканям и т.д.
- Существует довольно спорное мнение, что одними из главных летальных заброневых эффектов кумулятивного заряда является избыточное давление, и повышенная температура внутри корпуса машины, которая выжигает все внутри, уничтожает экипаж или наносит серьезные травмы. Это правдиво отчасти, и больше относится к легкобронированным машинам или попаданиям по уязвимым местам танков (корма, крыша). Также это зависит от типа и мощности заряда.
Нижеописанное мнение является мнением автора построенное на основе некоторых источников и не является истиной в последней инстанции. Одна из причин в том, что в открытой печати мало доступного материала по результатам тестов, а рассказы свидетелей и выживших порой сильно отличаются друг от друга.
При подрыве заряда РПГ или ПТРК на тонкой преграде (корпусе легкой машины или крыше танка) происходит пробитие достаточно крупного отверстия и даже проламывание тонкого корпуса взрывом. Помимо самой кумулятивной струи вовнутрь попадает большое количество раскаленных газообразных продуктов взрыва под большим давлением, которые вызывают сильное повышение внутреннего давления и температуры, что убивает, или в лучшем случае калечит членов экипажа бронемашины. Избыточное давление внутри тяжело бронированной машины при пробитии толстой брони (сопоставимой по толщине с величиной бронепробития заряда), как правило, возрастает незначительно. Таким образом для эффективного нанесения урона внутренним компонентам танка и экипажа, заряд должен обладать достаточным запасом по бронепробиваемости выше толщины пробиваемой брони примерно на 100 — 150 мм.
Как мы уже знаем, струя расходуется на преодоление брони, и чем толще броня, тем больше энергии расходуется на пробития отверстия в ней. Происходит уменьшение диаметра пробитого отверстия с увеличением толщины(эквивалента) брони. Маленькое отверстие в толстой броне мало для попадания/затекания внутрь достаточного количества газов для травмирующего воздействия.
Сама по себе кумулятивная (металлическая струя), как уже мы знаем, не является газом, который расширяется, поэтому она не вызывает повышение давления, в отличии от газообразных продуктов взрыва, которые проникают вместе с ней вовнутрь.
Можно посмотреть на немалое количество случаев поражения танков в лобовые и даже бортовые проекции кумулятивными снарядами и выжившими при этом экипажами. Некоторые даже умудрялись потушить пожар и вывести машину из боя своим ходом. Тут стоит отметить что танкистам крупно повезло если кумулятивная струя и сопутствующие осколки не задели критически важных узлов танка, особенно боекомплекта или топлива.
Отверстия, пробитые кумулятивным зарядом в толстой броневой преграде. Слева: А — входные отверстия снаружи. Справа: Б — выходные отверстия с внутренней стороны. Как видно, диаметр по мере прохождения струи через преграду уменьшается. Это происходит вследствие передачи части энергии струи броне при пробитии. Источник: forum.worldoftanks.ru.
Запреградные эффекты после пробития брони кумулятивным зарядом и их сравнительный анализ. Spalls — осколки и частицы брони, Heat — тепло, Light — свет, Noxious fumes — вредные парыб газы, Residual metal jet — остаточная кумулятивная струя, Smoke — дым, Surface Coatings of by-products — внутреннее покрытие корпуса и побочные продукты взрыва, Incendiary — зажигательный эффект, Blast — ударная волна. Источник: Prof. Dr. M.Held , «Behind Armour Effects at Shaped Charge Attacks».
Специально для гарантированного уничтожения тяжело бронированных машин были разработаны ПТРК поражающие цель сверху в слабо защищённую крышу. Подавляющее большинство современных ПТРК имеют именно такую траекторию подлета к цели, в первую очередь речь идет о комплексах четвертого поколения семейств «SPIKE» или «Javelin». Этого вполне достаточно для того чтобы уничтожить и танк и весь экипаж одним попаданием, т.к. кумулятивная струя может пробить танк насквозь через относительно тонкую крышу и даже дно и поразить все оборудование, которое будет на пути струи, и самое главное-боекомплект.
К примеру в танках серии Т-64,72,80,84,90 и похожих машинах основной боекомплект размещен в подбашенном автомате заряжания который занимает всю круговую подбашенную проекцию,если смотреть на башню вертикально сверху.
Армянский танк Т-72 уничтоженный в Нагорном Карабахе 3 апреля 2016 года при попытке контратаки азербайджанских позиций. Уничтожен силами пехоты при помощи ПТРК «Spike-LR» израильского производства. Ракета ударила сверху, пробив относительно тонкую крышу. Кумулятивная струя попала в подбашенный автомат заряжания вызвав детонацию боекомплекта. Мощным взрывом сорвало башню, найденную позже в нескольких сотнях метров. Источник: vk.com/military_az.
Остатки другого армянского Т-72, уничтоженного в апрельских боях 2016 года. Ситуация та же. Предположительно боекомплект в этой машине был полон (или было большее количество ОФ снарядов), что вызвало взрыв такой мощности, что башня танка — единственная часть, которая сохранилась как отдельный целый элемент. Источник: vk.com/military_az.
Некоторые крупнокалиберные ПТУР с мощным зарядом, способны пробивать достаточно широкое отверстие даже в толстой броне. Например, авиационные — «Hellfire» (США), 9М120 — «Атака» (СССР, Россия), «Panzerfaust» 3-IT600 (Германия).
Так же создаются новые конструкции зарядов, которые при сохранении той же массы и калибра обладают увеличенной пробиваемостью, так и более мощным заброневым эффектом. Это достигается введением дополнительных элементов в конструкцию заряда, как например специальные фокусирующие элементы, двойная облицовка, двойные (тандемные) и даже тройные заряды, применение новых ВВ и др.
Американский легкобронированный БТР М113, уничтоженный попаданием тяжелого ПТУР «Hellfire» . Источник: armyman.info.
В данный момент продолжается постоянное совершенствование кумулятивного оружия. Это связано как с созданием новых высокозащищенных танков и бронемашин, так и модернизацией существующей техники. Одна из главных преград для кумулятивного заряда — динамическая защита (ДЗ). Динамическая защита в первое время после своего появления казалась панацеей против кумулятивных зарядов. С помощью нее можно было быстро нарастить уровень защиты существующей техники до необходимого уровня, при минимальном увеличении массы машины и цене. Тем не менее, появление двойных/тандемных кумулятивных зарядов снова сместило баланс борьбы «броня — снаряд» в сторону снаряда. В данном случае первый кумулятивный заряд вызывает срабатывание динамической защиты танка, второй же поражает броню под ней. Это, в свою очередь, привело к дальнейшим работам по улучшении ДЗ. Тем самым в данный момент продолжается борьба «броня — снаряд» продолжается.
И еще вам кое что интересное под конец:
Это — перспективный российский танковый кумулятивный снаряд калибра 125-мм. Он предназначен для преодоления двойной!! ДЗ. Бронепробиваемость после преодоления ДЗ — 650 мм. Без ДЗ — 850 мм. Остальные параметры неизвестны. Нет никакой информации о принятии его на вооружение или серийном производстве.
Источники информации:
- https://www.wikipedia.org/
- http://studopedia.ru
- http://otvagaru
- http://forum.guns.ru
- https://istiglal.com/
- http://andrei-bt.livejournal.com/
- https://www.ibiblio.org
- http://voennoe-obozrenie.ru
- https://vk.com/military_az
- http://forum.worldoftanks.com
- http://www.muctr.ru/ ХТУ имени Д.И. Менделеева
- В.В. Плошкин <<Материаловедение>> Учебник 2-ое издание. Издательство ЮРАЙТ
- Prof. DR.M.Held Behind Armour Effects at Shaped Charge Attacks
- О.Н Брилев С.А Маев <<Танки>>. Издательство <<Планета>> 2015
- Другая литература и источники.
Эльдар Ахундов
Аналитическая группа «Истиглал»
ISTIGLAL 