Бро­не­бой­ные сна­ря­ды бу­ду­ще­го.

    В ин­тер­не­те име­ет­ся много све­де­ний о БОПС (бро­не­бой­ные опе­рен­ные под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды), при­чем, мно­гие ис­точ­ни­ки ука­зы­ва­ют непо­мер­но вы­со­кие ТТХ. Ана­лиз пред­став­лен­но­го ма­те­ри­а­ла по­ка­зал, что боль­шин­ство ис­точ­ни­ков со­вер­шен­но неком­пе­тент­ны в за­тро­ну­том во­про­се, а ука­зан­ные ТТХ силь­но за­вы­ше­ны (как впро­чем, и мно­гие ТТХ ряда во­ен­ных раз­ра­бо­ток самых раз­ных эпох, от вин­то­вок Мау­зер К89 и гра­нат Ф-1, до со­вре­мен­ных ис­тре­би­те­лей и ЗРК), на при­ме­ре Ф-1 http://army.armor.kiev.ua/hist/granatarif.shtml. Если мой ува­жа­е­мый чи­та­тель имеет хотя бы ба­зо­вые по­зна­ния в школь­ном курсе фи­зи­ки, и рас­по­ла­га­ет до­ста­точ­ным за­па­сом вре­ме­ни, он может про­чи­тать всю пуб­ли­ка­цию, если нет, тогда до­ста­точ­но про­чи­тать толь­ко это крат­кое вступ­ле­ние и вы­во­ды, по­ве­рив ав­то­ру на слово. При­ят­но­го чте­ния.

         Ис­то­рия и тео­ре­ти­че­ские ос­но­вы.

   Острое про­ти­во­сто­я­ние между сред­ства­ми за­щи­ты и на­па­де­ния вос­хо­дит кор­ня­ми в глубь веков. Одним из при­ме­ров можно на­звать мо­дер­ни­за­цию ар­ба­ле­тов, луков и до­спе­хов в сред­ние века. Со­вре­мен­ную стра­ни­цу в гонке сна­ря­да и брони при­ня­то от­счи­ты­вать с на­ча­ла мас­со­во­го про­из­вод­ства на­рез­ных ору­дий и пи­рок­си­ли­но­вых по­ро­хов, то есть, при­мер­но с 1870-х годов. Наи­бо­лее острое про­ти­во­сто­я­ние брони и сна­ря­да вплоть до ПМВ на­блю­да­лось в ко­раб­ле­стро­е­нии. Уже тогда были за­ло­же­ны ос­но­вы бал­ли­сти­ки бро­не­бой­ных сна­ря­дов и пер­вые фун­да­мен­таль­ные труды по тех­но­ло­гии про­из­вод­ства бро­ни­ро­ван­ных кон­струк­ций.

    По­яв­ле­ние на полях сра­же­ния ПМВ пер­вых тан­ков и бро­не­ма­шин по­тре­бо­ва­ло раз­ра­бот­ки мо­биль­ных средств по­ра­же­ния бро­не­тех­ни­ки. Одним из пер­вых ре­ше­ний стала вы­со­ко им­пульс­ная немец­кая вин­тов­ка ка­либ­ром 7,92, осна­щен­ная тя­же­лой пулей с сер­деч­ни­ком из ле­ги­ро­ван­ной стали. От­ве­том стало про­стое уве­ли­че­ние тол­щи­ны брони. Одним из очень ин­те­рес­ных ре­ше­ний от­ли­чи­лись так же, немец­кие кон­струк­то­ры, в 1920-е годы ин­же­нер Г. Гер­лих спро­ек­ти­ро­вал новый вид сна­ря­да. От­ли­чи­тель­ной чер­той дан­но­го сна­ря­да стали мяг­кие ве­ду­щие по­яс­ки, ко­то­рые при про­хож­де­нии по ко­ни­че­ско­му ство­лу сми­на­лись, что умень­ша­ло се­че­ние ка­на­ла ство­ла и улуч­ша­ло внеш­нюю бал­ли­сти­ку сна­ря­да. Прак­ти­че­ски един­ствен­ной прак­ти­че­ской ре­а­ли­за­ци­ей дан­но­го ре­ше­ния стало зна­ме­ни­той ору­дие немец­ких парашютно-​десантных войск PzB-41, от­ли­чав­ше­е­ся для сво­е­го вре­ме­ни прак­ти­че­ски ре­корд­ной для дан­ных ве­со­га­ба­рит­ных ха­рак­те­ри­стик на­чаль­ной ско­ро­стью сна­ря­да (если мне не из­ме­ня­ет па­мять, что-​то около 1470 м/сек). Сна­ряд имел бро­не­бой­ный сер­деч­ник из плот­но­го воль­фра­мо­во­го спла­ва, что поз­во­ля­ло с ди­стан­ции в 100 мет­ров про­би­вать броню лю­бо­го из тогда су­ще­ство­вав­ших тан­ков (под углом в 90*). Прав­да, на ди­стан­ции в 500 мет­ров броне про­би­ва­е­мость резко сни­жа­лась и со­став­ля­ла всего лишь около 30-35 мм. Кста­ти, ка­либр ору­дия был 28/25, то есть, сна­ряд в гиль­зе имел диа­метр 28 мм, а к вы­хо­ду из ство­ла 25 мм.

    Из основ бал­ли­сти­ки мы знаем, что на кри­вой дав­ле­ния от длины ство­ла есть несколь­ко клю­че­вых точек: дав­ле­ние фор­си­ро­ва­ния, мак­си­маль­ное дав­ле­ние, и дуль­ное дав­ле­ние. В иде­аль­ных усло­ви­ях можно по­пы­тать­ся при­рав­нять эти три дав­ле­ния, тогда мы по­лу­чим, что ра­бо­та по­ро­хо­вых газов по раз­го­ну сна­ря­да будет равна пло­ща­ди пря­мо­уголь­ни­ка, огра­ни­чен­но­го свер­ху ве­ли­чи­ной мак­си­маль­но­го дав­ле­ния в ка­на­ле ство­ла, а по длине огра­ни­чен­но дли­ной ство­ла. Но, это тео­рия, за всю ис­то­рию ог­не­стрель­но­го ору­жия было всего две клю­че­вых ре­во­лю­ци­он­ных раз­ра­бот­ки, поз­во­лив­ших резко улуч­шить дан­ную си­ту­а­цию: внед­ре­ние пи­рок­си­ли­но­вых по­ро­хов вме­сто дым­ных, и пе­ре­ход от пря­мо­уголь­ных (ци­лин­дри­че­ских, сфе­ри­че­ских, пла­стин­ча­тых, и иных про­стой формы) по­ро­хо­вых эле­мен­тов к од­но­ка­наль­ным и мно­го­ка­наль­ным по­ро­хо­вым эле­мен­там слож­ной формы. Так ска­зать, от де­грес­сив­ных по­ро­хов к про­грес­сив­ным. Еще можно от­ме­тить при­ме­не­ние мно­го­ста­дий­ной диф­фу­зи­он­ной флег­ма­ти­за­ции по­ро­хо­вых эле­мен­тов с по­верх­но­сти, но, это ре­ше­ние имеет ряд недо­стат­ков, и при­ме­ня­ет­ся почти ис­клю­чи­тель­но для сфе­ри­че­ских по­ро­хов стрел­ко­во­го ору­жия. Дру­гие раз­ра­бот­ки в этом на­прав­ле­нии дали мало су­ще­ствен­ный эф­фект (на­при­мер, пе­ре­ход от пи­рок­си­ли­но­вых по­ро­хов к более ме­ха­ни­че­ски проч­ным бал­ли­сти­там, при­ме­не­ние гра­фи­то­вых по­кры­тий, по­пыт­ки ис­поль­зо­ва­ния со­став­ных по­ро­хо­вых эле­мен­тов, по­ро­ха на ос­но­ве сме­се­вых твер­дых топ­лив (СТТ), и др.). Есть и очень сме­лые, но, как пра­ви­ло, весь­ма неудач­ные ре­ше­ния http://www.freepatent.ru/patents/2460033.

    Как ре­зуль­тат, имеем очень вялый про­гресс в об­ла­сти раз­ви­тия внут­рен­ней бал­ли­сти­ки стволь­ных си­стем (име­ет­ся в виду, за по­след­ние 40-50 лет). То есть, мак­си­маль­ная энер­гия, ко­то­рую мы можем дать сна­ря­ду, резко огра­ни­че­на за­ко­ном го­ре­ния по­ро­ха, энер­ге­ти­кой по­ро­ха, дли­ной ство­ла, мас­сой ору­дия, и пр. фак­то­ра­ми.

     Если речь идет о по­вы­ше­нии про­бив­но­го дей­ствия, тогда необ­хо­ди­мо учи­ты­вать ряд тре­бо­ва­ний:

 - Ма­те­ри­ал сна­ря­да дол­жен иметь мак­си­маль­ную твер­дость, что поз­во­лит ему “как нож в масло”, про­ткнуть любую броню.

 - Ма­те­ри­ал сна­ря­да дол­жен иметь мак­си­маль­ную плот­ность, что поз­во­лит ему иметь мак­си­маль­ную энер­гию при дан­ной на­чаль­ной ско­ро­сти.

 - Сна­ряд дол­жен иметь мак­си­маль­ную длину, что по­вы­сит по­пе­реч­ную на­груз­ку, то есть, ко­ли­че­ство энер­гии удара на еди­ни­цу пло­ща­ди по­верх­но­сти брони.

 - Сна­ряд дол­жен быть до­ста­точ­но ост­рым, но, при этом, не дол­жен ло­мать­ся при ударе о броню.

 - Ра­зу­ме­ет­ся, сна­ряд дол­жен быть устой­чи­вым в по­ле­те, иначе не будет обес­пе­чен оп­ти­маль­ный угол встре­чи с бро­ней.

     На ри­сун­ке 1 пред­став­ле­но по­ло­же­ние вра­ща­ю­ще­го­ся сна­ря­да на тра­ек­то­рии, для на­гляд­но­сти я ука­зал крас­ны­ми ова­ла­ми тра­ек­то­рию, опи­сы­ва­е­мые кон­чи­ком сна­ря­да. По мере па­де­ния ско­ро­сти по­ле­та и ча­сто­ты вра­ще­ния сна­ря­да, диа­метр этой окруж­но­сти уве­ли­чи­ва­ет­ся.

ри­су­нок 1.

        Под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды.

    Как уже было ска­за­но выше, энер­гия, ко­то­рую ору­дие может дать сна­ря­ду, стро­го ли­ми­ти­ро­ва­на мас­сой, ка­либ­ром и раз­ме­ра­ми ору­дия, мас­сой по­ро­хо­во­го за­ря­да*, энер­ги­ей МВВ (ме­та­тель­ное взрыв­ча­тое ве­ще­ство, или про­сто порох) и пр.

*КПД со­вре­мен­ных на­рез­ных ору­дий со­став­ля­ет по­ряд­ка 32-38%. То есть, если по­ро­хо­вой заряд имеет массу 1 кг, и теп­ло­ту сго­ра­ния рав­ную теп­ло­те де­то­на­ции 1 кг ТНТ, тогда сна­ряд (вне за­ви­си­мо­сти от массы, формы и раз­ме­ров) при КПД ору­дия в 35%, попав в цель с ну­ле­вой ди­стан­ции (пре­не­бре­жём по­те­ря­ми энер­гии в по­ле­те на ди­стан­цию в несколь­ко мет­ров) дол­жен на­не­сти там такие же раз­ру­ше­ния как в слу­чае де­то­на­ции 350 гр. ТНТ на по­верх­но­сти ми­ше­ни. К слову, теп­ло­та сго­ра­ния со­вре­мен­ных бал­ли­сти­тов от­ли­ча­ет­ся от теп­ло­ты де­то­на­ции обыч­но­го ТНТ не более чем на 10-15%, теп­ло­та де­то­на­ции гек­со­ге­на несколь­ко пре­вы­ша­ет теп­ло­ту сго­ра­ния лю­бо­го ме­та­тель­но­го ВВ.

     Но, эту энер­гию можно дать сна­ря­ду мас­сой 5 кг или сна­ря­ду мас­сой 1 кг, какой же ва­ри­ант лучше? Для от­ве­та на дан­ный во­прос, сле­ду­ет об­ра­тить­ся к из­вест­ной со школь­ной ска­мьи фор­му­ле: ки­не­ти­че­ская энер­гия дви­жу­ще­го­ся тела равна по­ло­вине про­из­ве­де­ния массы тела на в квад­рат его ско­ро­сти*. То есть, при той же по­лу­чен­ной энер­гии, и умень­ше­нии массы сна­ря­да, рас­тет его на­чаль­ная ско­ро­сти. Это яв­ле­ние было ис­поль­зо­ва­но на прак­ти­ке в ар­тил­ле­рии  при про­ек­ти­ро­ва­нии бро­не­бой­ных под­ка­ли­бер­ных сна­ря­дов.

*Если речь идет об осколочно-​фугасном сна­ря­де (ОФС) или ку­му­ля­тив­ном сна­ря­де, тогда от на­чаль­ной ско­ро­сти за­ви­сит толь­ко на­стиль­ность тра­ек­то­рии, и как след­ствие, мет­кость. От массы сна­ря­да при этом за­ви­сит по­ра­жа­ю­щее дей­ствие.

     Но, для цен­тров­ки лег­ко­го твер­до­го сер­деч­ни­ка, спо­соб­но­го как игла про­бить броню танка, тре­бу­ет­ся лег­кая обо­лоч­ка, ко­то­рая будет вы­сту­пать в роли пыжа. Обыч­но такую обо­лоч­ку на­зы­ва­ют под­дон под­ка­ли­бер­но­го сна­ря­да. В 1930-е годы по­яви­лись под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды с неот­де­ля­ю­щи­ми­ся под­до­на­ми, вско­ре после ВМВ по­яви­лись под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды с от­де­ля­ю­щи­ми­ся под­до­на­ми. Их прин­ци­пи­аль­ное от­ли­чие за­клю­ча­ет­ся в том, что бро­не­бой­ный сер­деч­ник летит к цели или вме­сте с лег­ким пыжом (диа­метр ко­то­ро­го равен диа­мет­ру ство­ла ору­дия), или он от­де­ля­ет­ся от него сразу после вы­ле­та из ство­ла.

    Под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды с неот­де­ля­ю­щим­ся под­до­ном проще в про­из­вод­стве, де­шев­ле, к ним не предъ­яв­ля­ют­ся силь­но жест­кие тре­бо­ва­ния по точ­но­сти из­го­тов­ле­ния, они весь­ма ста­биль­ны на тра­ек­то­рии (за счет ста­би­ли­за­ции при вра­ще­нии при от­стре­ле из на­рез­ных ору­дий). Но, им при­сущ се­рьез­ный недо­ста­ток – лег­кий парус ка­ли­бер­но­го под­до­на об­ла­да­ет вы­со­ким бал­ли­сти­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем на тра­ек­то­рии, что резко тор­мо­зит сна­ряд в по­ле­те. Несмот­ря на этот недо­ста­ток, дан­ный тип сна­ря­дов до­ста­точ­но ши­ро­ко при­ме­нял­ся в ходе ВМВ и после ее окон­ча­ния. Се­го­дня под­ка­ли­бер­ные сна­ря­ды с не от­де­ля­ю­щим­ся под­до­ном ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в ма­ло­ка­ли­бер­ных ав­то­ма­ти­че­ских пуш­ках и в стрел­ко­вом ору­жии.

    Что ка­са­ет­ся под­ка­ли­бер­ных сна­ря­дов с от­де­ля­ю­щим­ся под­до­ном (т.н. БОПС), то здесь мы видим, что к цели летит толь­ко об­те­ка­е­мая стре­ла из твер­до­го спла­ва. В ство­ле такой сна­ряд имеет массу в 1,3-2,8 раз мень­ше, чем стан­дарт­ный ОФС дан­но­го ору­дия, что обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кую на­чаль­ную ско­рость*, а на тра­ек­то­рии сна­ряд об­те­ка­е­мый, и пред­став­ля­ет собой тя­же­лый сталь­ной стер­жень бро­не­бой­но­го сер­деч­ни­ка. В тео­рии вроде все иде­аль­но, если бы не ряд “но” и “если”.

*При ис­поль­зо­ва­нии более лег­ких сна­ря­дов при­ме­ня­ют более быст­ро го­ря­щие по­ро­ха, при более тя­же­лых сна­ря­дах, на­про­тив, более флег­ма­ти­зи­ро­ван­ные, и даже менее ка­ло­рий­ные. Это обу­слов­ле­но боль­шим мо­мен­том инер­ции тя­же­ло­го сна­ря­да. Про­стей­шим ре­ше­ни­ем здесь яв­ля­ет­ся до­пол­ни­тель­ная на­вес­ка дым­но­го по­ро­ха, по­ме­ща­е­мая в шел­ко­вом ме­шоч­ке прямо на кап­суль­ную втул­ку. Лучше всего ре­а­ли­зо­вать все под­хо­ды од­но­вре­мен­но. На фото из сети Вы мо­же­те ви­деть мно­же­ство раз­ре­зов самых раз­ных сна­ря­дов для од­но­го и того же ору­дия, на­блю­дая при этом раз­ные марки по­ро­хов.

                 Камни пре­ткно­ве­ния БОПС.

      На­чаль­ная ско­рость. Итак, мы уже вы­яс­ни­ли, что лег­кий сна­ряд можно разо­гнать до более вы­со­кой на­чаль­ной ско­ро­сти, но, где пре­дел этой ско­ро­сти? Се­го­дня в се­рий­ной ар­тил­ле­рии до­стиг­ну­ты на­чаль­ные ско­ро­сти до 2,0-2,3 км/сек. Пока это пре­дел. Пер­вое, во что упи­ра­ют­ся при раз­ра­бот­ке, это ме­ха­ни­че­ская проч­ность по­ро­хо­вых эле­мен­тов, при вы­со­ких ско­ро­стях и дав­ле­ни­ях по­ро­хо­вые эле­мен­ты слож­ной формы раз­ру­ша­ют­ся и это резко на­ру­ша­ет закон го­ре­ния, что при­нуж­да­ет за­кла­ды­вать в ору­дие на­мно­го боль­шие запас проч­но­сти, что при­во­дит к рез­ко­му росту массы.

     Но, если с по­ро­хо­вы­ми эле­мен­та­ми еще можно как-​то спра­вить­ся (обыч­но за счет роста их сто­и­мо­сти в гео­мет­ри­че­ской про­грес­сии), то про­бле­ма из­но­са ство­ла не ре­ша­е­ма. Даже при на­чаль­ной ско­ро­сти сна­ря­да 3-х дюй­мов­ки вре­мен ВМВ в 700-800 м/сек, тем­пе­ра­ту­ра на­гре­ва внут­рен­не­го слоя ме­тал­ла стен­ки ство­ла до­сти­га­ла 1,8-2,0 тыс. гра­ду­сов Цель­сия. То есть, это боль­ше тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния прак­ти­че­ски любой стали. До­сти­же­ние боль­ших ско­ро­стей за­мет­но ослож­ня­ет эту про­бле­му.

    Для од­но­го и того же ство­ла, при раз­ных на­вес­ках по­ро­хов до­сти­га­ем на­чаль­ной ско­ро­сти эта­лон­но­го сна­ря­да в 500 м/сек, и его жи­ву­честь (фак­ти­че­ски, ре­сурс до вы­хо­да из строя) со­ста­вит 15 тыс. вы­стре­лов. Раз­го­ня­ем тот же самый сна­ряд (из­ме­няя марку по­ро­ха и уве­ли­чи­вая его на­вес­ку, воз­мож­но, ма­ни­пу­ли­руя с вос­пла­ме­ни­те­лем, со­став­ны­ми по­ро­хо­вы­ми за­ря­да­ми, и пр.) до 800 м/сек. и жи­ву­честь ство­ла уже 7 тыс. вы­стре­лов. Если до­сти­га­ем для сна­ря­да 1500 мет­ров в сек. тогда жи­ву­честь всего 1 тыс. вы­стре­лов. Пе­ре­шаг­нув порог 1800 мет­ров в сек., по­лу­чим 300 вы­стре­лов. И на­ко­нец, при 2,3 км/сек. жи­ву­честь ство­ла со­ста­вит счи­тан­ные де­сят­ки вы­стре­лов до пол­но­го из­но­са ство­ла*. Ра­зу­ме­ет­ся, счи­та­ем, что сна­ряд из­на­чаль­но весь­ма лег­кий, а тре­ние о канал ство­ла ми­ни­ми­зи­ро­ва­но.

*К слову, одной из при­чин пе­ре­хо­да от на­рез­ных тан­ко­вых ору­дий к глад­ко­стволь­ным яв­ля­ет­ся же­ла­ние по­вы­сить на­чаль­ную ско­рость сна­ря­дов без сни­же­ния жи­ву­че­сти. Это до­сти­га­ет­ся, как умень­ше­ни­ем тре­ния между сна­ря­дом и ство­лом, так и мень­шей пло­ща­ди воз­дей­ствия по­ро­хо­вых газов на по­верх­ность ка­на­ла ство­ла. Осо­бен­но про­блем­ные в этом от­но­ше­нии кром­ки гра­ней на­ре­зов, теп­ло­от­вод от ко­то­рых при стрель­бе весь­ма пло­хой (осо­бен­но, если стрель­ба частая).

     Одной из при­чин огра­ни­че­ния на­чаль­ной ско­ро­сти сна­ря­да яв­ля­ет­ся тре­ние в псев­до­сжи­жен­ном га­зо­вом по­то­ке (по­ро­хо­вых газов, ра­зу­ме­ет­ся). Чем выше тем­пе­ра­ту­ра и дав­ле­ние газов, и чем с боль­шей ско­ро­стью они пе­ре­дви­га­ют­ся по ка­на­лу ство­ла, тем выше тре­ние из-за со­уда­ре­ния мо­ле­кул этих газов. Имен­но эта при­чи­на по­ста­ви­ла крест на клас­си­че­ской ар­тил­ле­рии как сред­стве до­став­ки стра­те­ги­че­ских бо­е­за­ря­дов, или сред­стве до­став­ки кос­ми­че­ских ап­па­ра­тов на ор­би­ту* (еще в да­ле­ких 1950-х годах). Кроме того, есть про­бле­мы со ста­биль­но­стью го­ре­ния по­ро­хо­вых эле­мен­тов при вы­со­ких дав­ле­ния в ши­ро­ком диа­па­зоне тем­пе­ра­тур (от се­вер­но­го по­лю­са до Са­ха­ры, то есть, стан­дарт­ные -50 – +50*С).

*Ряд ис­сле­до­ва­те­лей до­стиг­ли непло­хих ре­зуль­та­тов в мо­дер­ни­за­ции и раз­ра­бот­ке сверх­даль­но­бой­ной ар­тил­ле­рии, но, даже они, на ла­бо­ра­тор­ных уста­нов­ках, не смог­ли пе­ре­шаг­нуть порог в 3 км/сек. Хотя, су­ще­ству­ют пушки на лег­ком газе (как с по­ро­хо­вой, так и с элек­три­че­ской “на­кач­кой” ра­бо­че­го тела – во­до­ро­да или гелия), поз­во­ля­ю­щие до­стичь даже 10-12 км/сек, но, это очень слож­ные и мас­сив­ные ла­бо­ра­тор­ные уста­нов­ки. Аг­ре­гат мас­сой 15 тонн может разо­гнать 5 грам­мо­вый шарик до 8 км/сек, то есть, это имеет зна­че­ние толь­ко для ис­сле­до­ва­те­лей и ни­ко­гда не по­явит­ся на полях сра­же­ний.

       Таким об­ра­зом, мы вы­яс­ни­ли, что по­то­лок на­чаль­ной ско­ро­сти для со­вре­мен­ной ар­тил­ле­рии по­ряд­ка 2,5 км/сек. Для срав­не­ния, ки­не­ти­че­ская энер­гия тела, ле­тя­ще­го со ско­ро­стью по­ряд­ка 8,0-8,5 км/сек, близ­ка к энер­гии взры­ва за­ря­да ТНТ, рав­но­го ему по массе. Если масса под­до­на со­став­ля­ет при­мер­но треть от массы сер­деч­ни­ка, тогда на­хо­дим, что для до­сти­же­ния дуль­ной ки­не­ти­че­ской энер­гии сер­деч­ни­ка рав­ной энер­гии де­то­на­ции всего 100 гр. ТНТ, нам необ­хо­дим как ми­ни­мум заряд бал­ли­сти­та мас­сой по­ряд­ка 0,6 – 0,8 кг. И это без учета по­терь энер­гии в по­ле­те.

        Устой­чи­вость и по­те­ри ско­ро­сти в по­ле­те. После вы­ле­та из ка­на­ла ство­ла бро­не­бой­ный сер­деч­ник сбра­сы­ва­ет под­дон, на ри­сун­ке 2 пред­став­лен дан­ный мо­мент для 120-мм сна­ря­да ору­дия Аб­рам­са М1А1.

ри­су­нок 2

      Так как, ору­дие глад­ко­стволь­ное, сна­ряд не по­лу­чил вра­ще­ния в ка­на­ле ство­ла, сер­деч­ник удер­жи­ва­ет­ся в по­ле­те толь­ко ста­би­ли­за­ци­ей за счет опе­ре­ния (бу­ков­ка “О” в аб­бре­ви­а­ту­ре “БОПС”). Форма, раз­ме­ры и прин­цип дей­ствия опе­ре­ния в каж­дом слу­чае от­ли­ча­ют­ся. Но, грубо можно све­сти дей­ствие опе­ре­ния к одной из трех групп: па­ра­шют, крыло, или тур­би­на. В слу­чае тур­би­ны ре­а­ли­зу­ет­ся за­кру­чи­ва­ние сер­деч­ни­ка в по­ле­те за счет на­бе­га­ю­ще­го по­то­ка воз­ду­ха, это ре­ше­ние почти ни­ко­гда не при­ме­ня­ет­ся в БОПС, ибо мы имеем со­лид­ное аэро­ди­на­ми­че­ское со­про­тив­ле­ние при от­кло­не­нии кон­чи­ка сна­ря­да от линии по­ле­та цен­тра тя­же­сти сна­ря­да (ранее это про­де­мон­стри­ро­ва­но для ри­сун­ке для вра­ща­ю­ще­го­ся сна­ря­да). Эф­фект па­ра­шю­та за­клю­ча­ет­ся в тор­мо­же­нии кормы сна­ря­да от­но­си­тель­но го­лов­ной части, это ши­ро­ко при­ме­ня­лось (и при­ме­ня­ет­ся) в стре­лах для луков и ар­ба­ле­тах (все пом­нят пе­рыш­ко на конце стре­лы, или ба­хро­муш­ку из пуха на ко­рот­ких де­ре­вян­ных дро­ти­ках ду­хо­вых тру­бок або­ри­ге­нов). Эф­фект па­ра­шю­та в той или иной сте­пе­ни ре­а­ли­зу­ет­ся на всех БОПС, осо­бен­но на ран­них мо­де­лях. Глав­ное пре­иму­ще­ство этого под­хо­да в ми­ни­ми­за­ции по­ка­чи­ва­ний бро­не­бой­но­го сер­деч­ни­ка в по­ле­те, недо­ста­ток – су­ще­ствен­ное аэро­ди­на­ми­че­ское со­про­тив­ле­ние.

        На со­вре­мен­ных мо­де­лях БОПС все­гда стре­мят­ся ре­а­ли­зо­вать эф­фект крыла в ста­би­ли­за­то­ре. Нам всем он зна­ком по пла­сти­ко­вым дро­ти­кам для дарт­са. Когда стрел­ка летит прямо, со­про­тив­ле­ние ми­ни­маль­ное, когда есть от­кло­не­ние хотя бы на пару гра­ду­сов – резко по­вы­ша­ет­ся со­про­тив­ле­ние из-за уве­ли­че­ния по­пе­реч­но­го се­че­ния аэро­ди­на­ми­че­ской про­ек­ции. Наи­бо­лее на­гляд­но это можно пред­ста­вить на при­ме­ре ра­бо­ты крыла са­мо­ле­та на взле­те. Чем боль­ший угол об­ра­зу­ет крыло от­но­си­тель­но по­верх­но­сти земли, тем боль­шей подъ­ем­ной силой об­ла­да­ет крыло, но, тем боль­шее ло­бо­вое со­про­тив­ле­ние ис­пы­ты­ва­ет са­мо­лет в по­ле­те. В при­ме­ре са­мо­ле­та мы имеем по­яв­ле­ние подъ­ем­ной силы, ко­то­рая дер­жим са­мо­лет (кры­ла­тую ра­ке­ту, дель­та­план, ло­па­сти вер­то­ле­та, па­ра­п­лан, или иное устрой­ство ис­поль­зу­ю­щее эф­фект крыла, дви­жу­ще­го­ся от­но­си­тель­но воз­душ­но­го по­то­ка), в слу­чае опе­ре­ния БОПСа мы имеем по­яв­ле­ние про­доль­но­го из­ги­ба­ю­ще­го мо­мен­та, ко­то­рый воз­вра­ща­ет сер­деч­ник в оп­ти­маль­ное по­ло­же­ние от­но­си­тель­но на­бе­га­ю­ще­го воз­душ­но­го по­то­ка (если Вы бро­си­те дро­тик для дарт­са в цель, то хо­ро­шо видно, как в по­ле­те по­ка­чи­ва­ют­ся из сто­ро­ны в сто­ро­ну кон­чик и носик дро­ти­ка).

         Как видит мой ува­жа­е­мый чи­та­тель, здесь при­сут­ству­ют несколь­ко важ­ных мо­мен­тов:

   - Все­гда есть инер­ция, по­это­му сер­деч­ник ко­леб­лет­ся не из неста­биль­но­го по­ло­же­ния в иде­аль­ное, а из одной край­но­сти в дру­гую, на­при­мер, плюс-​минус 2% от­но­си­тель­но линии тра­ек­то­рии по­ле­та. Так как, удар­ный кон­чик стре­лы на­хо­дит­ся на неко­то­ром уда­ле­нии от цен­тра тя­же­сти стре­лы, то ко­ле­ба­ния весь­ма ощу­ти­мо от­кло­ня­ют удар­ный кон­чик от оп­ти­маль­но­го по­ло­же­ния. Чем ниже ско­рость по­ле­та, тем боль­ше от­кло­не­ние оси сер­деч­ни­ка от линии тра­ек­то­рии.

   - Ко­ле­ба­ния БОПС в по­ле­те со­вер­ша­ют­ся с боль­шой ча­сто­той, чем точ­нее из­го­тов­лен сер­деч­ник и чем выше ско­рость по­ле­та, тем выше ча­сто­та ко­ле­ба­ний*. Ко­ле­ба­ния не толь­ко от­кло­ня­ют кон­чик сер­деч­ни­ка от оп­ти­маль­но­го по­ло­же­ния при встре­че с бро­ней, но, и по­вы­ша­ют аэро­ди­на­ми­че­ское со­про­тив­ле­ние, за­од­но сни­жая проч­ность ма­те­ри­а­ла сер­деч­ни­ка (так на­зы­ва­е­мая “уста­лост­ная проч­ность ма­те­ри­а­ла”). Чем боль­ше длина БОПС в его диа­мет­рах, тем боль­ше вклад всех нега­тив­ных эф­фек­тов вы­со­ко­ча­стот­ных ко­ле­ба­ний.

*Для со­вре­мен­ных сверх­зву­ко­вых ис­тре­би­те­лей ча­сто­та ко­ле­ба­ний кон­чи­ков несу­ще­го крыла до­сти­га­ет де­сят­ков тысяч ко­ле­ба­ний в се­кун­ду, что вы­нуж­да­ет спе­ци­аль­но оп­ти­ми­зи­ро­вать форму кон­чи­ка крыла. Это дает неко­то­рое сни­же­ние вли­я­ния дан­ных зна­ко­пе­ре­мен­ных вы­со­ко­ча­стот­ных на­гру­зок на кон­струк­цию крыла и са­мо­ле­та в целом, но вле­чет за собой за­мет­ное по­вы­ше­ние аэро­ди­на­ми­че­ско­го со­про­тив­ле­ния кон­чи­ков крыла, что непри­ем­ле­мо для БОПС.

   - Аб­со­лют­но иде­аль­ной сим­мет­рии нет. Все­гда есть ни­чтож­но ма­лень­кие, но, всё-​таки за­мет­ные от­кло­не­ния в массе, форме, угле на­кло­на, чи­сто­те об­ра­бот­ки, одной ло­па­сти опе­ре­ния от­но­си­тель­но дру­гой. Здесь тьма нере­ша­е­мых про­блем, от га­зо­вых ка­верн в ме­тал­ле, до вы­со­ких на­гру­зок в ство­ле ору­дия, ко­то­рые при­во­дят к де­фор­ма­ции опе­ре­ния и сер­деч­ни­ка в целом (к этому мы еще вер­нем­ся при раз­бо­ре проч­но­сти эле­мен­тов БОПС).

      Таким об­ра­зом, мы видим, что опе­ре­ние БОПС все­гда ока­зы­ва­ет нега­тив­ное воз­дей­ствие на аэро­ди­на­ми­ку по­ле­та к цели. При­чем, чем боль­ше мы стре­мим­ся к ста­биль­но­му по­ле­ту по пра­виль­ной тра­ек­то­рии (на ВСЕХ ско­ро­стях по­ле­та, ска­жем на уда­ле­нии 0,2 км, или на 3 км), тем выше аэро­ди­на­ми­че­ское со­про­тив­ле­ние опе­ре­ния и БОПС в целом. На ри­сун­ке 3 пред­став­ле­на упро­щен упро­щен­ный на­бро­сок фрон­та вы­со­ко­го дав­ле­ния при об­те­ка­нии БОПС в по­ле­те.

ри­су­нок 3

     Как видим, го­лов­ная часть за­ост­ре­на, и обес­пе­чи­ва­ет хо­ро­шую об­те­ка­е­мость, но, сни­же­ние диа­мет­ра и пе­ре­ход к риф­ле­ной части БОПС при­во­дит к срыву волны вы­со­ко­го дав­ле­ния и ее клас­си­че­ское рас­хож­де­ние по мере па­де­ния дав­ле­ния. Опе­ре­ние оста­ет­ся в об­ла­сти раз­ря­же­ния, что за­мет­но сни­жа­ет его эф­фек­тив­ность. На ри­сун­ке этого не видно, но, сна­ряд будет со­вер­шать ко­ле­ба­ния за счет ми­ни­маль­ных несим­мет­рич­но­стей (а так же, со­уда­ре­ний с пы­лин­ка­ми, кап­ля­ми дождя, удары о на­се­ко­мых, воз­дей­ствия бо­ко­во­го ветра, и мн. др. фак­то­ров), ко­ле­ба­ния рас­ка­чи­ва­ют сна­ряд и при­во­дят к вре­мен­но­му вы­ве­де­нию части опе­ре­ния из об­ла­сти раз­ря­же­ния в фронт удар­ной волны (об­ра­зу­ет­ся при сверх­зву­ко­вом дви­же­нии лю­бо­го тела в любой ат­мо­сфе­ре, ско­рость звука при­ни­ма­ет­ся для плот­но­сти дан­ной ат­мо­сфе­ры). Таким об­ра­зом, форма го­лов­ной части БОПС так же вли­я­ет на вы­со­ко­ча­стот­ные ко­ле­ба­ния сна­ря­да в целом. Она оп­ти­ми­зи­ро­ва­на для кон­крет­ной ско­ро­сти по­ле­та, а на раз­лич­ном уда­ле­нии БОПС от ору­дия ско­рость будет раз­ной, что при­ве­дет к уходу от оп­ти­маль­но­го ре­жи­ма, как при по­вы­ше­нии ско­ро­сти по­ле­та, так и при ее сни­же­нии.

     Кон­струк­то­ры все это по­ни­ма­ют, по­это­му стре­мят­ся сни­зить аэро­ди­на­ми­че­ское со­про­тив­ле­ние БОПС имен­но на том участ­ке тра­ек­то­рии, где оно мак­си­маль­но, а имен­но, в на­ча­ле, когда ско­рость по­ле­та мак­си­маль­ная. Это при­во­дит к про­бле­мам в плане ста­би­ли­за­ции по­ле­та от­но­си­тель­но линии тра­ек­то­рии (проще го­во­ря, точ­но­сти стрель­бы). Таким об­ра­зом, пока нере­ша­е­мой оста­ет­ся про­бле­ма со­че­та­ния: сни­же­ния аэро­ди­на­ми­че­ско­го со­про­тив­ле­ния, точ­но­сти стрель­бы, и устой­чи­во­сти сер­деч­ни­ка при встре­че с целью.

      Проч­ность ма­те­ри­а­ла. На­ко­нец БОПС до­ле­тел до цели и уда­рил в броню. В мо­мент удара наи­бо­лее на­гру­жен­ным ока­зы­ва­ет­ся кон­чик сер­деч­ни­ка БОПС, а он мак­си­маль­но ост­рый и об­те­ка­е­мый, что хо­ро­шо видно, на­при­мер, из ри­сун­ка 4.

ри­су­нок 4

      Ранее мы ска­за­ли, что стре­мим­ся к по­вы­ше­нию плот­но­сти ма­те­ри­а­ла сер­деч­ни­ка, его длины и ско­ро­сти по­ле­та, что дает вы­со­кую по­пе­реч­ную на­груз­ку на броню. Но, ис­хо­дя из тре­тье­го за­ко­на Нью­то­на, мы видим, что эта самая на­груз­ка при­хо­дит­ся и на кон­чик сер­деч­ни­ка, ко­то­рый может легко смять­ся или сло­мать­ся. Из основ ме­тал­лур­гии и ма­те­ри­а­ло­ве­де­ния мы знаем, что проч­ность ста­лей скла­ды­ва­ет­ся из двух ос­нов­ных фак­то­ров: удар­ная вяз­кость и твер­дость. Так как, ско­рость встре­чи с целью огром­ная, то ма­те­ри­ал сер­деч­ни­ка не успе­ва­ет ре­лак­си­ро­вать в дан­ном тем­пе­ра­тур­ном диа­па­зоне*.

*Полет БОПС к цели про­ис­хо­дит при вы­со­кой ско­ро­сти, разо­грев кон­чи­ка мак­си­маль­ный, как по при­чине об­ра­зо­ва­ния перед ним на­ча­ла фрон­та ко­ни­че­ской удар­ной волны, так и по при­чине пло­хо­го теп­ло­от­во­да в ма­те­ри­ал БОПСа. Таким об­ра­зом, любая за­кал­ка ис­клю­ча­ет­ся, а твер­дость спла­вов при вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах сни­жа­ет­ся. Не го­во­ря уже о тем­пе­ра­ту­рах кри­ти­че­ских точек пе­ре­хо­да кри­стал­ли­че­ских струк­тур в ста­лях и спла­вах. Наи­бо­лее вли­я­ние на проч­ность ока­зы­ва­ют из­ме­не­ния кри­стал­ли­че­ской струк­ту­ры как раз вы­со­ко­ле­ги­ро­ван­ных и вы­со­ко­уг­ле­ро­ди­стых ста­лей.

        Таким об­ра­зом, чем выше ско­рость удара БОПС в цель, тем выше ве­ро­ят­ность из­ги­ба и/или кро­ше­ния сер­деч­ни­ка, что при­во­дит к рез­ко­му сни­же­нию про­бив­ной силы. Кто хоть раз кер­нил сталь при раз­мет­ке, или поль­зо­вал­ся зу­би­лом, тот по­ни­ма­ет, о чем речь. Из ска­зан­но­го сле­ду­ет вывод об очень важ­ном вли­я­нии твер­до­сти брони на про­бив­ное дей­ствие БОПС. Ста­но­вит­ся по­нят­но, по­че­му со­вре­мен­ные бро­не­вые плиты под­вер­га­ют за­кал­ке с низ­ким от­пус­ком (как го­во­рят тер­ми­сты: “улуч­ше­ние стали”), чаще за­кал­ке ТВЧ на глу­би­ну 3-15 мм (за­ви­сит от ча­сто­ты пе­ре­мен­но­го тока в об­мот­ках ин­дук­то­ра), в СССР в 1960-е годы во­об­ще пред­ло­жи­ли за­ли­вать в бро­не­вые плиты ке­ра­ми­че­ские шары, прес­со­ван­ные из ко­рун­да (оксид алю­ми­ния, твер­дость под 94-97 еди­ниц по шкале Ро­кве­ла*, в за­ви­си­мо­сти от ко­ли­че­ства при­ме­сей).

*То есть, ели БОПС встре­тил в броне ке­ра­ми­че­ский эле­мент су­ще­ствен­ной тол­щи­ны (от диа­мет­ра БОПС и выше), то он почти од­но­знач­но раз­ру­шит­ся на фраг­мен­ты или со­мнет­ся его кон­чик, что при­ве­дет к сни­же­нию даль­ней­ше­го про­бив­но­го дей­ствия почти на по­ря­док. Твер­дость ал­ма­за по шкале Ро­кве­ла равна 100 еди­ниц, это самый твер­дый из из­вест­ных ма­те­ри­а­лов.

     Ин­те­рес­но от­ме­тить, что твер­дость алю­ми­ни­е­вых спла­вов на­хо­дит­ся в пре­де­лах 12-20 еди­ниц, твер­дость низ­ко­уг­ле­ро­ди­стых ста­лей по­ряд­ка 18-23 еди­ниц, твер­дость самых проч­ных бро­не­вых ста­лей 50-70 еди­ниц по шкале Ро­кве­ла. То есть, при про­би­ва­нии плиты из стали 08кп мы имеем тол­щи­ну про­би­ва­е­мой пла­сти­ны в 2-3 раза выше, чем при про­би­ва­нии плиты из ста­лей вроде 65Г, 50ХН, 40ХН2МФА, 50ХГСА, 40Г2С, и по­доб­ных. К слову, в со­став брони БМП или танка можно вло­жить плит­ки из го­ря­че­ка­та­ной У7А или У10А, твер­дость ко­то­рых в за­ка­лен­ном со­сто­я­нии до­сти­га­ет чуть ли не 75-77 еди­ниц по шкале Ро­кве­ла, а сто­и­мость таких пла­стин на по­ря­док ниже, чем у прес­со­ван­ной при диких дав­ле­ни­ях ке­ра­ми­ке вы­со­кой очист­ки. Можно при­ме­нять квар­це­вое стек­ло (да и си­ли­кат­ное тоже от­ли­ча­ет­ся мгно­вен­ной твер­до­стью большей, чем твер­дость ста­лей). Еще су­ще­ству­ет тер­мо­хи­ми­че­ская об­ра­бот­ка по­верх­но­сти, такая как це­мен­та­ция, азо­ти­ро­ва­ние, ци­а­ни­ди­ро­ва­ние, си­ли­ци­ро­ва­ние, и др. Чаще всего дан­ные ме­то­ды при­ме­ня­ют­ся для по­вы­ше­ния твер­до­сти по­верх­ност­но­го слоя де­та­лей из ста­лей 10Х, 20Х, 09Г2С, и дру­гие низ­ко­ле­ги­ро­ван­ные низ­ко­уг­ле­ро­ди­стые стали вы­со­ко­го ка­че­ства. Но, это уже штри­хи к общей кар­тине ком­плекс­ной за­щи­ты бро­не­ма­ши­ны, что су­ще­ствен­но вы­хо­дит за рамки дан­ной пуб­ли­ка­ции.

     На ри­сун­ке 5 пред­став­лен раз­рез 120-мм БОПС для тан­ко­во­го ору­дия. Кроме ранее от­ме­чен­ных осо­бен­но­стей бро­са­ют­ся в глаза два важ­ных мо­мен­та: на­ко­неч­ник на бро­не­бой­ном сер­деч­ни­ке, и оби­лие ребер на весь­ма длин­ном кор­пу­се.

ри­су­нок 5

      На­ко­неч­ник нужен в ка­че­стве бал­ли­сти­че­ско­го об­те­ка­те­ля при по­ле­те, он не толь­ко предот­вра­ща­ет пе­ре­грев удар­но­го кон­чи­ка (прав­да, не на много), но и поз­во­ля­ет из­бе­жать кро­ше­ние удар­но­го на­ко­неч­ни­ка при встре­че с бро­ней. Недо­стат­ки дан­но­го под­хо­да за­клю­ча­ют­ся в по­вы­ше­нии ве­ро­ят­но­сти ри­ко­ше­та, уве­ли­че­нии непро­дук­тив­ной длины БОПС (на­ко­неч­ник мяг­кий и лег­кий, но, длины до­бав­ля­ет, что нега­тив­но в плане виб­ра­ций и ко­ле­ба­ний в по­ле­те, да и гео­мет­рию сна­ря­да в целом уве­ли­чи­ва­ет). Кроме того, бро­не­бой­ный сер­деч­ник имеет не самый ост­рый кон­чик, что по­вы­ша­ет со­про­тив­ле­ние дви­же­ния в броне. Дан­ный сна­ряд боль­ше по­ла­га­ет­ся не на про­ты­ка­ние брони остри­ем, а на про­ла­мы­ва­ние брони кон­цен­три­ро­ван­ным при­ло­же­ни­ем уси­лия. Это несколь­ко сни­жа­ет эф­фек­тив­ность по­верх­ност­ной твер­до­сти бро­не­вой плиты, но, при­во­дит к по­вы­ше­нию эф­фек­тив­но­сти мно­го­слой­ной брони, и даже по­вы­ша­ет роль экра­нов тол­щи­ной 8-25 мм, вы­не­сен­ных от­но­си­тель­но ос­нов­ной брони на рас­сто­я­ние не менее 100-200 мм. Впро­чем, экра­ны это не самый эф­фек­тив­ный метод борь­бы с БОПС, ско­рее с ку­му­ля­тив­ни­ка­ми и ОФС.

     На­счет ребер на по­верх­но­сти, они необ­хо­ди­мы для предот­вра­ще­ния осе­во­го пе­ре­ме­ще­ния сер­деч­ни­ка от­но­си­тель­но под­до­на в про­цес­се дви­же­ния по ка­на­лу ство­ла ору­дия. После вы­хо­да из ство­ла ору­дия, под­дон сбра­сы­ва­ет­ся, и ребра ста­но­вят­ся не нуж­ны­ми, что хо­ро­шо видно на ри­сун­ке 6.

ри­су­нок 6

     Ребра не толь­ко сни­жа­ют об­те­ка­е­мость БОПС, но и по­вы­ша­ют со­про­тив­ле­ние при дви­же­нии в бро­не­вой плите из мяг­ко­го ма­те­ри­а­ла (твер­дый боль­ше кро­шит­ся, так что, там это не су­ще­ствен­но). Глав­ной про­бле­мой ребер на по­верх­но­сти БОПС можно по­ла­гать сни­же­ние проч­но­сти к из­ги­ба­ю­щим мо­мен­там, как в по­ле­те (из­ги­бы из-за виб­ра­ций при ра­бо­те опе­ре­ния), так и при ударе в цель. Сер­деч­ник длин­ный и тон­кий, угол встре­чи почти ни­ко­гда не бы­ва­ет бли­зок к 90*, так что, про­бле­ма весь­ма ак­ту­аль­ная. Сер­деч­ник из твер­до­го ма­те­ри­а­ла при ударе может про­сто сло­мать­ся по сла­бо­му се­че­нию, более упру­гий изо­гнет­ся и будет ри­ко­шет.

          Точ­ность из­го­тов­ле­ния и це­но­вые ка­те­го­рии. Хо­ро­шим во­про­сом яв­ля­ет­ся выбор ма­те­ри­а­ла для БОПС. Из ска­зан­но­го ранее мы видим, что ма­те­ри­ал БОПС дол­жен от­ве­чать ряду очень слож­ных тре­бо­ва­ний:

 - вы­со­кая плот­ность ма­те­ри­ал,

 - мак­си­маль­ная твер­дость,

 - хо­ро­шая упру­гость и удар­ная вяз­кость в ши­ро­ком диа­па­зоне тем­пе­ра­тур,

 - вы­со­кая уста­лост­ная проч­ность при зна­ко­пе­ре­мен­ных на­груз­ках, при­чем в ши­ро­ком диа­па­зоне тем­пе­ра­тур,

 - ми­ни­маль­ная за­ви­си­мость твер­до­сти от ско­ро­сти де­фор­ма­ции и тем­пе­ра­ту­ры.

       К этому пе­реч­ню можно до­ба­вить хо­ро­шую об­ра­ба­ты­ва­е­мость, ста­биль­ность свойств от пар­тии к пар­тии, и при­ем­ле­мую це­но­вую ка­те­го­рию. Все спе­ци­а­ли­сты в об­ла­сти ма­ши­но­стро­е­ния и ма­те­ри­а­ло­ве­де­ния сразу вос­клик­нут: “ни один из­вест­ный ма­те­ри­ал не удо­вле­тво­ря­ет этим тре­бо­ва­ния”. Но, выход пы­та­ют­ся найти. Се­го­дня для про­из­вод­ства БОПС при­ме­ня­ют:

   - Ле­ги­ро­ван­ные стали с вы­со­ким со­дер­жа­ни­ем воль­фра­ма, ва­на­дия, мо­либ­де­на, и др. до­ба­вок.

  - На­но­дис­перс­ный кар­бид воль­фра­ма с до­бав­ле­ни­ем ко­баль­та в ко­ли­че­стве (15-25%). Фак­ти­че­ски, это ке­ра­мо­ком­по­зит­ный ма­те­ри­ал, при­шед­ший в бал­ли­сти­ку из ин­стру­мен­таль­но­го ма­ши­но­стро­е­ния.

  - Спла­вы на ос­но­ве 238-го урана (т.н. обед­нен­но­го урана).

     Пер­вый ва­ри­ант самый де­ше­вый, но, не обес­пе­чи­ва­ет долж­ных по­ка­за­те­лей. Свой­ства дан­ных ста­лей близ­ки к свой­ствам ста­лей для луч­ших фрез, мет­чи­ков и лерок (в быту – “пла­шек”). Спла­вы урана хо­ро­ши в плане ста­биль­но­сти свойств, а так же вы­со­кой плот­но­сти, но при­хо­дит­ся изощ­рят­ся для со­че­та­ния вы­со­кой твер­до­сти и удар­ной вяз­ко­сти. Кроме того, уран все-​таки оста­ет­ся ра­дио­ак­тив­ным и сто­и­мость пе­ре­ра­бот­ки весь­ма ощу­ти­мая. Кар­бид воль­фра­ма, за­ме­шан­ный на ко­баль­те, дает весь­ма непло­хие по­ка­за­те­ли, но они обес­пе­чи­ва­ют лишь на 10-20% при­рост бро­не­бой­но­сти от­но­си­тель­но луч­ших ле­ги­ро­ван­ных ста­лей (на­пом­ню, что про­бив­ное дей­ствие БОПС за­ви­сит от сотен фак­то­ров, выше мы кос­ну­лись лишь самых важ­ных).

     Что ка­са­ет­ся об­ра­ба­ты­ва­е­мо­сти, то здесь не одна со­бач­ка по­ко­па­лась. Раз ма­те­ри­ал дол­жен со­хра­нять свою проч­ность в ши­ро­ком диа­па­зоне тем­пе­ра­ту­ра, то его не от­пу­стить для ме­ха­ни­че­ской об­ра­бот­ки. Твер­дость и вяз­кость ослож­ня­ют тон­кую об­ра­бот­ку, да и на дол­го­веч­ность ин­стру­мен­та вли­я­ют крайне нега­тив­но. Прес­со­ва­ние при вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах (кар­бид воль­фра­ма, или иная ке­ра­ми­ка с ко­баль­том) это очень до­ро­гой про­цесс, да и точ­ность низ­кая, осо­бен­но, при фор­мо­ва­нии опе­ре­ния сна­ря­да.

    Кон­струк­то­ра это, ра­зу­ме­ет­ся, по­ни­ма­ют, по­это­му часто встре­ча­ют­ся от­дель­ные опе­ре­ния, на­при­мер, из более мяг­ких ста­лей или даже спла­вов алю­ми­ния (сна­ря­ды ма­ло­го ка­либ­ра для неболь­шой даль­но­сти стрель­бы). На ри­сун­ке 4 хо­ро­шо видно отъ­ем­ное опе­ре­ние БОПС.

     Любой спе­ци­а­лист по об­ра­бот­ке ме­тал­лов, и даже любой сле­сарь, да и во­об­ще, любой об­ра­зо­ван­ный че­ло­век знает, что любое со­еди­не­ние по­доб­ных де­та­лей это рез­кое па­де­ние точ­но­сти осе­вой сим­мет­рии, цен­тров­ки, по­ло­же­ния цен­тра тя­же­сти, из­ме­не­ние де­фор­ма­ци­он­ной эпюры на изгиб, и пр. До­ста­точ­но взгля­нуть на до­пус­ка раз­ме­ров при из­го­тов­ле­нии резь­бы на любой де­та­ли. Ко­неч­но, есть спец резь­бы для де­та­лей точ­ных при­бо­ров (мик­ро­мет­ры, мик­ро­ско­пы, мик­ро­то­мы, те­ле­ско­пы, оп­ти­че­ские при­це­лы, и пр.), но там уже со­всем дру­гая це­но­вая ка­те­го­рия, да и точ­ное из­го­тов­ле­ние резь­бо­во­го или иного со­еди­не­ния на де­та­ли из вы­со­ко­проч­но­го ма­те­ри­а­ла это та еще за­дач­ка для лю­бо­го технолога-​машиностроителя. Не го­во­ря уже о по­ве­де­нии та­ко­го опе­ре­ния в по­ле­те.

         Несколь­ко слов о броне и ис­пы­та­ни­ях.

       Ранее я уже об­ра­тил вни­ма­ние, что про­бив­ное дей­ствие БОПС (как впро­чем, и любых дру­гих сна­ря­дов) силь­но за­ви­сит от угла на­кло­на брони, устрой­ства и ма­те­ри­а­лов бро­не­вой за­щи­ты.

      Часто про­из­во­ди­те­ли (а еще чаще ре­кла­ми­сты (спе­ци­а­ли­сты по ре­кла­ме и про­чим тон­ко­стям сбыта то­ва­ров), за­ни­ма­ю­щи­е­ся не раз­ра­бот­кой и про­из­вод­ством, а толь­ко ре­кла­мой и сбы­том) ука­зы­ва­ют за­вы­шен­ные по­ка­за­те­ли у тех или иных во­ору­же­ний. Это давно стало прит­чей во язы­цах. Благо, в Рос­сии это пока не имеет мас­со­во­го ха­рак­те­ра, как в стра­нах НАТО (да и во всем мире).

      На­при­мер, БОПС зна­ме­ни­то­го 25-мм буш­май­сте­ра имеет бро­не­про­би­ва­е­мость, ука­зан­ную в раз­лич­ных ис­точ­ни­ках: не менее 100 мм, более 120 мм, около 100-110 мм, более 150 мм, и т.д., при­чем, речь идет о ди­стан­ции в ки­ло­метр. Возь­мем сред­нюю ве­ли­чи­ну в 120 мм. От­ку­да дан­ная ве­ли­чи­на до­га­дать­ся не слож­но. Взяли ров­ную плиту из стали 10* (или стали 05кп, 08сп, 20, или даже ст.3), ра­зу­ме­ет­ся, ни­ка­кой тер­мо­об­ра­бот­ки (ее для ста­лей с со­дер­жа­ни­ем уг­ле­ро­да ниже 0,018-0,020% сде­лать невоз­мож­но), и ни­ка­кой тер­мо­хи­ми­че­ской об­ра­бот­ки нет.

*Тупые ре­кла­ми­сты ука­зы­ва­ют, что это 120 мм “брони”, но какой? На Т-34-85 была одна, на БМП-2 дру­гая, на “Бр­эд­ли” дру­гие сталь­ные плиты (там еще есть алю­миш­ка и кевлар), на Т-80 еще ва­ри­ант…, и свой­ства, и виды об­ра­бот­ки от­ли­ча­ют­ся. Сле­до­ва­тель­но, аб­стракт­ное слово “броня” здесь не озна­ча­ет ни­че­го.

      Затем от­ме­ря­ют ки­ло­метр и ведут огонь под углом 90*. Как я уже ска­зал ранее, форма тра­ек­то­рии и ко­ле­ба­ния БОПС в по­ле­те не поз­во­ля­ют до­стичь тож­де­ствен­но 90* угол встре­чи, что все ко­неч­но по­ни­ма­ют. По­се­му, вполне воз­мож­но, что они про­сто стре­ля­ют раз 20-50, и если хоть бы один сна­ряд сде­лал сквоз­ную про­бо­и­ну (или хотя бы по­ка­зал­ся с дру­гой сто­ро­ны плиты), то счи­та­ет­ся что имен­но этот сна­ряд имел в мо­мент по­па­да­ния угол встре­чи мак­си­маль­но близ­кий к 90*. Ре­зю­ми­руя, по­лу­ча­ем, что при 25*С, в по­ли­гон­ных усло­ви­ях, при угле встре­чи в 90* мы по­лу­чим для 25-мм буш­май­сте­ра дей­стви­тель­но про­бив­ное дей­ствие до­сти­га­ю­щее ука­зан­ных 120-мм. Но, что это дает? Про­стая за­ме­на листа из хи­лень­кой стали на нор­ма­ли­зо­ван­ную (вид тер­мо­об­ра­бот­ки) и под­вер­жен­ную за­кал­ке ТВЧ плиту из стали, на­при­мер, 50ХН4МА (можно ска­зать, хо­ро­шая тан­ко­вая броня), то мак­си­маль­ное про­би­ва­ние упа­дет в 2-3 раза, то есть, при­мер­но до 50 мм.

      Как по­ка­за­ла прак­ти­ка во­ору­жен­ных кон­флик­тов по­след­них 100 лет, сред­ний угол встре­чи сна­ря­да с целью в бо­е­вых усло­ви­ях со­став­ля­ет обыч­но по­ряд­ка 50-60*. БОПС, с их склон­но­стью к ри­ко­ше­ту, да и даже без ее учета, те­ря­ют по­ряд­ка 30-40% про­бив­но­го дей­ствия при пе­ре­хо­де от 90* к 60* угла встре­чи. То есть, оста­точ­ное про­би­ва­ние всего 35 мм. Учи­ты­вая, что БОПС дол­жен еще и иметь при­лич­ное за бро­не­вое дей­ствие (убить или ра­нить хотя бы од­но­го члена эки­па­жа, хотя бы по­вре­дить тот или иной узел ДВС, по­ра­зить бое­ком­плект, вы­ве­сти из строя при­бо­ры, и пр.), то берем запас по­ряд­ка 20% про­бив­но­го дей­ствия. То есть, если БМП или САУ имеет тол­щи­ну го­мо­ген­ной ка­че­ствен­ной брони ло­бо­вой плиты 28-30 мм, при со­лид­ном угле на­кло­на, да еще хотя бы 10-20 слоев кевла­ро­во­го под­боя, то об­стрел ло­бо­вой про­ек­ции из “буш­май­сте­ра” с ди­стан­ций в ки­ло­метр и более, уже не до­ста­точ­но эф­фек­ти­вен. А, цифра в 120 мм, сто­я­щая в офи­ци­аль­ных ТТХ, рас­счи­та­на на впе­чат­ле­ние да­ле­ких от тех­ни­ки гу­ма­ни­та­ри­ев и бю­ро­кра­тов*, ко­то­рые все­рьез по­ла­га­ют, что дан­ное ору­дие в бо­е­вой об­ста­нов­ке с ки­ло­мет­ра на­деж­но по­ра­зит любую бро­не­тех­ни­ку с тол­щи­ной го­мо­ген­ной брони до 120 мм.

*К со­жа­ле­нию, за­куп­ка­ми во­ору­же­ний (как и в целом, снаб­же­ни­ем армии) часто за­ни­ма­ют­ся имен­но тупые бю­ро­кра­ты. На за­па­де это уже дошло до пол­но­го ма­раз­ма. Но, пе­ре­ход к ры­ноч­ной эко­но­ми­ке за­пад­ной мо­де­ли у нас, тоже ни к чему хо­ро­ше­му не при­вел.

ри­су­нок 7.

      На ри­сун­ке 7 мы видим бо­е­при­пас 40-мм ав­то­ма­ти­че­ской пушки CTWS (Ве­ли­ко­бри­та­ния) с т.н. “те­ле­ско­пи­че­ской ком­по­нов­кой” и БОПС. Рядом пред­став­ле­на бро­не­вая плита, якобы про­би­тая им же. Даже ви­зу­аль­ная оцен­ка раз­ме­ром и формы от­вер­стия, и бро­не­бой­но­го сер­деч­ни­ка, поз­во­ля­ют утвер­ждать, что это не “его рук дело”. На это ука­зы­ва­ет и прак­ти­че­ски ци­лин­дри­че­ская форма от­вер­стия, и форма краев от­вер­стия, и объем от­вер­стия, и ди­зайн са­мо­го сна­ря­да. Не вда­ва­ясь в по­дроб­но­сти (вни­ма­тель­ный, тех­ни­че­ски гра­мот­ный чи­та­тель уже все понял сам), можно от­ме­тить толь­ко во­прос со­хра­не­ния массы и энер­гии (о чем мы ска­за­ли выше), и ди­на­ми­ку про­ник­но­ве­ния сер­деч­ни­ка в броню (от­вер­стие долж­но быть ближе к ко­ни­че­ском или оно долж­но быть близ­ко по диа­мет­ру к ди­мет­ру тела БОПС). Мы же видим что раз­ни­ца в ди­мет­ре сер­деч­ни­ка и от­вер­стия в 3-4 раза, а ра­бо­та на про­де­лы­ва­ние та­ко­го от­вер­стия близ­ка к трети всей энер­гии пред­став­лен­но­го по­ро­хо­во­го за­ря­да. Как мы уже ска­за­ли ранее, для про­де­лы­ва­ния та­ко­го от­вер­стия сер­деч­ни­ку такой массы необ­хо­ди­ма ско­рость по­ряд­ка 9-12 км/сек, что недо­сти­жи­мо для со­вре­мен­ной ар­тил­ле­рии. Если даже сер­деч­ник имеет массу по­ряд­ка 0,4 кг и на­чаль­ную ско­рость близ­кую к верх­не­му по­ро­гу в 2,5 км/сек, то ра­бо­та по воз­дей­ствию на плиту долж­на быть не более 40-50 гр. в ТНТ эк­ви­ва­лен­те, то есть, в два раза мень­ше, чем в гра­на­те РГД-5, и это при стрель­бе вплот­ную. Вряд ли воз­мож­но так раз­ме­стить на броне заряд в 50 гр. ТНТ, что бы по­лу­чить по­доб­ные раз­ру­ше­ния плиты. Вот ку­му­ля­тив­ный заряд с мас­сой БВВ 3-4 кг, по­жа­луй­ста.

        Сна­ряд бу­ду­ще­го.

      Из всего ска­зан­но­го выше можно за­клю­чить, что на срав­ни­тель­но ко­рот­ких ди­стан­ци­ях, и при углах встре­чи близ­ких к 90*, БОПС эф­фек­тив­нее про­тив бро­ни­ро­ван­ных целей чем любой дру­гой сна­ряд, вы­пу­щен­ный из того же са­мо­го ору­дия. Даже для ору­дий ка­либ­ром 5-6 (120-155 мм) дюй­мов, эта ди­стан­ция до­сти­га­ет 1-2 км, не более. Для 105-мм сна­ря­дов эта ди­стан­ция не более 1 км, ма­ло­ка­ли­бер­ная ар­тил­ле­рия обыч­но не до­сти­га­ет даже этого по­ка­за­те­ля. До по­яв­ле­ния управ­ля­е­мых ракет и эф­фек­тив­ных удар­ных вер­то­ле­тов (при­мер­но 1940-1960-е годы), бро­ни­ро­ван­ные цели по­ра­жа­ли на самых малых ди­стан­ци­ях под­ка­ли­бер­ни­ка­ми, на несколь­ко боль­ших ди­стан­ци­ях ка­ли­бер­ны­ми бро­не­бой­ны­ми сна­ря­да­ми, на еще боль­ших ди­стан­ци­ях ку­му­ля­тив­ны­ми сна­ря­да­ми, и на­ко­нец, на ди­стан­ци­ях, на ко­то­рых ору­дие не может обес­пе­чить ве­ро­ят­ность по­па­да­ния в цель более 40% – ОФС.

     Глав­ные недо­стат­ки БОПС:

 - срав­ни­тель­но малая даль­ность эф­фек­тив­но­го при­ме­не­ния, на боль­ших ди­стан­ци­ях более эф­фек­тив­ны дру­гие типы сна­ря­дов,

 - более вы­со­кая за­ви­си­мость по­ка­за­те­лей от угла встре­чи с по­верх­но­стью брони,

 - со­лид­ная сто­и­мость, осо­бен­но для пе­ре­до­вых раз­ра­бо­ток.

     Из всего ска­зан­но­го выше ста­но­вит­ся по­нят­ным, по­че­му БОПС срав­ни­тель­но мало при­ме­ня­ют­ся в ряде армий.

    Если го­во­рить о наи­бо­лее пер­спек­тив­ном се­го­дня бро­не­бой­ном сна­ря­де, то можно от­ме­тить управ­ля­е­мые сверх­зву­ко­вые ра­ке­ты со взлет­ной мас­сой 40-80 кг, и мас­сой БВВ 4-7 кг. Дан­ные ра­ке­ты спо­соб­ны по­ра­зить бро­не­тех­ни­ку на ди­стан­ци­ях до 6-15 км с непло­хой точ­но­стью, и от них слож­но за­щи­тить­ся. Клас­си­че­ским при­ме­ром таких ракет яв­ля­ет­ся со­вет­ская ра­ке­та “Вихрь”, ши­ро­ко при­ме­ни­мая се­го­дня на рос­сий­ских удар­ных вер­то­ле­тах.

     Сто­и­мость, ко­неч­но, тоже впе­чат­ля­ет, но, мет­кость и даль­ность того стоят. При­чем, стоит учи­ты­вать, о каких си­ту­а­ци­ях идет речь, одно дело, если силь­ная сто­ро­на за­жи­ма­ет ма­ло­чис­лен­ную армию про­тив­ни­ка в ло­каль­ном кон­флик­те, дру­гая си­ту­а­ция, если ма­ло­чис­лен­ная армия ведет войну на ис­то­ще­ние (фак­ти­че­ски, раз­но­вид­ность “го­род­ской ге­ри­льи”) про­тив за­ве­до­мо пре­вос­хо­дя­ще­го про­тив­ни­ка, со­всем дру­гое дело, если силы сто­рон при­мер­но равны в чис­лен­ном и фи­нан­со­вом плане.

     Управ­ля­е­мые сна­ря­ды со­вет­ских/рос­сий­ских тан­ко­вых ору­дий ка­либ­ром 125 мм имеют до­ста­точ­но вы­со­кие ТТХ, но, их ка­мень пре­ткно­ве­ния в срав­ни­тель­но неболь­шом за­ря­де БВВ. Как след­ствие, ди­на­ми­че­ская за­щи­та ни­ве­ли­ру­ет воз­дей­ствие ку­му­ля­тив­ной струи на броню, а воз­дей­ствие удар­ной волны на бро­не­тех­ни­ку за­ви­сит от массы за­ря­да БВВ*.

*Вспом­ни­те ВМВ, когда 76-мм ОФС при по­па­да­нии в “Ко­ро­лев­ско­го тигра” Т-VIB вы­зы­вал вре­мен­ную кон­ту­зию у всех чле­нов эки­па­жа, а 122-мм ОФС ору­дия М-30 одним толь­ко воз­дей­стви­ем удар­ной волны, при по­па­да­нии в башню, неред­ко вы­зы­вал де­то­на­цию бое­ком­плек­та танка T-VIH.

Вывод: БОПС весь­ма по­лез­ны в ближ­нем бою, но, на су­ще­ствен­ных ди­стан­ци­ях они усту­па­ют по эф­фек­тив­но­сти дру­гим типам бро­не­бой­ных сна­ря­дов. Се­го­дня бро­не­тех­ни­ку стре­мят­ся вы­во­дить из строя с боль­шой ди­стан­ции (если толь­ко речь не идет о глу­хой обо­роне, когда на пе­ред­ний план вы­хо­дят про­ти­во­тан­ко­вые мины и фу­га­сы, пе­ре­нос­ные ПТУР, и гра­на­то­ме­ты), что де­ла­ет более пер­спек­тив­ны­ми управ­ля­е­мые ра­ке­ты с ку­му­ля­тив­ны­ми и даже фу­гас­ны­ми БЧ. Пер­спек­тив для мо­дер­ни­за­ции БОПС прак­ти­че­ски нет, по­это­му не стоит ожи­дать, что они вы­дер­жат кон­ку­рен­цию с ку­му­ля­тив­ни­ка­ми и УР в бли­жай­шие пару де­ся­ти­ле­тий.

      Если Вам недо­ста­точ­но пред­став­лен­но­го здесь ма­те­ри­а­ла (или Вы, про­сти Гос­по­ди, со­мне­ва­е­тесь в его точ­но­сти и кор­рект­но­сти…), то мо­же­те уточ­нить и до­пол­нить все эти мо­мен­ты в ряде непло­хих книг:

1. М.С. Го­ро­хов. Внут­рен­няя бал­ли­сти­ка стволь­ных си­стем. Москва 1985 г.

2. Ос­но­вы аэро­ди­на­ми­ки и ди­на­ми­ки по­ле­та. Рига. 2010 г. Курс лек­ций.

3. А.А. Ко­но­ва­лов. Внеш­няя бал­ли­сти­ка. ЦНИИ. 1979 г.

4. Кос­мо­нав­ти­ка, эн­цик­ло­пе­дия. Москва 1985 г.

5. А.А. Дмит­ри­ев­ский. Внеш­няя бал­ли­сти­ка. Москва. 1991 г.

6. Г.Е. Пе­ре­дель­ский. Ар­тил­ле­рия в бою и опе­ра­ции. Москва. 1980 г.

7. В.Г. Са­дов­ский. Ос­но­ва­ния устрой­ства ма­те­ри­аль­ной части ар­тил­ле­рии. Москва. 1956 г.

8. Г.Ю. Ма­зинг. Ра­ке­та и ору­дие. ДО­СА­АФ СССР. 1987 г.

      Про­чте­ния и по­дроб­но­го раз­бо­ра этих вось­ми книг (или их ана­ло­гов) до­ста­точ­но, чтобы любой об­ра­зо­ван­ный че­ло­век мог сам разо­брать­ся в сути про­бле­мы :-)