Рассмотрение преимуществ и недостатков кумулятивных БЧ и бронебойных оперенных подкалиберных снарядов представляет интерес для оценки тактической ниши каждого из этих типов боеприпасов. Кроме того, можно предположить наиболее перспективные направления и особенности применения данных типов снарядов (в общем случае, боевых частей – БЧ).
Принцип работы.
КС. Если кратко, то кумулятивные заряды пробивают броню быстро движущейся “иглой” из мягкого металла. Скорость движения иглы достигает 10-14 км/сек, масса обычно составляет от нескольких граммов до нескольких десятков граммов. Игла формируется из области высокого давления (“песта”), образованного при обжатии материала облицовки.
Оптимальный материал облицовки должен иметь хорошую пластичность, быть достаточно мягким, но, иметь максимальную плотность. В песте металл находится в псевдоожиженном состоянии, за счет деформации с большой скоростью. Игла это фактически, очень быстро движущейся стержень (или “капля”), которая в полете теряет скорость, и дробится на отдельные фрагменты (“капли”).
Первоначально для облицовки использовали низкоуглеродистые стали. В Германии накануне ВМВ пробовали использовать алюминий. Медь нашла некоторое применение в серийных кумулятивных зарядах для артиллерии и ручных гранатах. Сегодня чаще всего используются мягкие низколегированные стали (дешево), намного реже медь (дорого, и не всегда намного эффективнее). Наиболее высокой пробивной эффективностью отличается композиция из пудры вольфрама, размешанной в 20% медной матрицы. В сочетании с гекфолом (или его аналогами по мощности ТГ-40 или А-IX-I), при оптимальной форме заряда, облицовка из вольфрамово-медной композиции позволяет достичь пробивной способности до десяти диаметров заряда (по мягкой стали).
БОПС. Бронебойные подкалиберные снаряды с отделяющимся поддоном пробивают броню за счет большой скорости встречи с целью, высокой твердости сердечника, высокой поперечной нагрузке на броневой лист в момент удара (работа БОПС по броневым плитам мы рассматривали подробнее здесь https://aftershock.news/?q=node/553478). Современная серийная высокоимпульсная артиллерия позволяют достичь начальных скоростей до 1,5-1,8 км/сек для легких снарядов. БОПС является самым легким типом снарядов среди всего боекомплекта любого орудия*.
* - Обычно самые тяжелые снаряды это бронебойные калиберные снаряды, для ранней тяжелой артиллерии их иногда называли бетонобойными. Значительно меньшую массу имеют ОФС (иногда отдельно выделяли осколочные снаряды, сегодня их заменили снаряды с готовыми или полуготовыми поражающими элементами). Еще легче обычно кумулятивные снаряды. И наконец, самые легкие снаряды это подкалиберные. Есть ряд разработок, когда сердечник БОПС выполнен максимально длинным и из плотного материала (например, практически чистого вольфрама), такой снаряд может иметь весьма приличную массу. Но, обычно в погоне за высокой начальной скоростью БОПС, стремятся использовать облегченные БОПС, это и дает повышение начальной скорости по сравнению с ОФС в полтора-два раза.
Чем выше твердость сердечника БОПС, чем выше его скорость встречи с целью, чем ближе угол встречи к 90* (*), чем длиннее сердечник, тем выше пробивное действие снаряда.
* - Есть сведения о разработке специальных наконечников для сердечников БОПС, предназначенных для нивелирования снижения пробивной способности при углах встречи отличных от 90*. Наконечник выполняет функцию буфера, что способствует небольшому выравниванию положения сердечника относительно броневой плиты. Данный принцип не имеет четкого экспериментального подтверждения, теоретическое же обоснование выглядит сомнительным в плане надежности. Сами разработчики данных снарядов признают, что наконечник несколько мешает при углах встречи близких к 90*, и снижает пробивное действие. В то же время, они небезосновательно указывают на практику боевых действия, когда реальный угол встречи снаряда всегда отличен от 90*. При этом, выравнивание сердечника относительно брони наблюдается лишь в диапазоне углов встречи порядка ±8* от 90*. При больших отклонениях эффективность наконечника резко снижается. Достоверно подтвержденной практики использования данных типов снарядов в ходе боевых действий сегодня нет (только голословные утверждения разработчиков, и результаты полигонных испытаний, проведенных заинтересованными сторонами).
При углах встречи с целью порядка 90*, с дистанции в 200-1000 метров, качественные БОПС с сердечниками из обедненного урана или вольфрамового сплава, способны пробить низкоуглеродистую сталь толщиной до 7-9 диаметров канала ствола орудия (до 1,1-1,2 метра для 125-мм высокоимпульсных танковых пушек при использовании снарядов Свинец-1 и Свинец-2).
Таким образом, видим, что при использовании в танковых орудиях, современные БОПС на дистанциях до 800-1000 метров уверенно пробивают до 20-40% большую толщину брони, чем кумулятивные снаряды тех же орудий (диаметр кумулятивного заряда внутри снаряда, всегда значительно меньше, чем диаметр самого снаряда; чем выше нагрузка на снаряд из-за достижения высокой начальной скорости, тем толще нужна стенка). На дистанциях порядка 1-2 км, пробивное действие кумулятивных снарядов и БОПС имеют близкие значения. На дистанциях более 2 км современные кумулятивные снаряды показывают большую эффективность, чем БОПС. Во всех случаях сложно сравнивать заброневое действие, так как, в зависимости от дистанции, устройства брони, ее материалов, угла встречи снаряда с броней, и мн. др., заброневое действие обоих снарядов значительно отличается.
Недостатки КС по сравнению с БОПС:
- Меньшая эффективность на малых дистанциях, дальнейшее развитие КС сильно лимитируется сложностями с созданием и использованием более мощных БВВ.
- При реализации более 90% от максимальной броне пробиваемости, заброневое действия сравнительно слабое.
- Значительно проще построить защиту танка, против КС весьма эффективны блоки динамической защиты, вынесенные экрана, КАЗ, и др. Против БОПС по-настоящему эффективны только композитная броня (включающая материалы с высокой твердостью) и кевларовый подбой. КАЗ и ДЗ мало эффективны против БОПС.
- Стремление к высокой начальной скорости БОПС, вкупе с обтекаемостью снаряда и высокой точностью изготовления, дает хорошую меткость стрельбы на сравнительно небольшие дистанции (до 1,5-2,0 км). Для КС такая точность достижима лишь при использовании УР.
Недостатки БОПС по сравнению с КС:
- Необходимость использования высокоимпульсного орудия солидной массы. КС можно выпустить хоть из легкого простейшего орудия Рябушинского, имеющего вид водопроводной трубы (вспоминаем “фаустпатроны”, экспериментальные РПГ-1 и серийные РПГ-2).
- Стоимость современных БОПС в разы выше, чем КС, что обусловлено необходимость использования дорогостоящих и очень сложных в обработке материалов. К тому же, требуется высочайшая точность изготовления, что очень существенно усложняет задачу.
- Практически нулевая эффективность БОПС при попадании под большими углами встречи, а так же, при попадании в углы техники. В этих случаях БОПС просто уходит рикошетом, максимум, срывая какой-нибудь экран или 1-2 элемента ДЗ. КС в этих случая детонирует, давая фугасное и осколочное действие на приборы бронемашины, сопровождающую его пехоту, оказывая некоторую контузию на экипаж, временно ухудшая работу высокоточных приборов наблюдения (дым, встряска, вспышка, и пр.).
- БОПС невозможно сделать управляемыми, что повышает вероятность промаха. При промахе всего в несколько сантиметров эффективность БОПС равна нулю. КС в этом случае взрывается в метрах от цели, но, так же, оказывает на нее некоторое воздействие.
- Использование автомата заряжания создает трудности с быстрым выбором снаряда. Более универсальные КС в этом случае предпочтительнее, чем практически исключительно бронебойные БОПС.
- С увеличением дистанции стрельбы эффективность БОПС падает с весьма существенной скоростью. КС имеет близкую эффективность на всех дистанциях.
Вывод: Анализируя все сказанное выше, а так же, учитывая боевой опыт всех вооруженных конфликтов последних десятилетий, можно сделать некоторые общие выводы.
1. Для современного высокоточного дальнобойного оружия БОПС не применимы от слова “совсем”. Даже не новые ПТУР разработки 1970-1980-х годов дают эффективную дальность надежного поражения бронетехники противника порядка 5-7 км. Для лучших современных БОПС эта дистанция не превышает 2,0-2,8 км. Использование УР массой 50-100 кг позволяет повысить дистанцию поражения бронетехники практически до 10-20 км, что недостижимо для БОПС. Крылатой ракетой (разумеется с фугасной БЧ) или корректируемой ФАБ любая бронетехника надежно поражается даже практически без потерь со своей стороны (при условиях господства в воздухе).
2. В быстротечном локальном конфликте БОПС способны сыграть весомую роль при условии примерно близкой силы сторон. Если одна сторона имеет существенный перевес, тогда у второй стороны нет практически никаких шансов даже на применение своей бронетехники (ибо в глухой обороне она практически бесполезна https://aftershock.news/?q=node/542220).
3. В длительной войне на истощение, даже при условии близкой силы сторон конфликта, БОПС могут применять весьма ограниченно, в связи с технологическими трудностями при производстве. КС намного дешевле и проще в изготовлении.
4. БОПС хороши для высоко импульсных орудий (автоматические пушки, танковые орудия, орудия мощных САУ, наиболее тяжелые буксируемые орудия с длинной ствола более 40 калибров, и пр.). При ведении боя на сравнительно небольших дистанциях, БОПС для данных систем незаменимы.
5. Более универсальные и дешевые КС ствольной артиллерии сегодня применяются в существенно больших количествах, чем БОПС (речь идет о боеспособных армиях). Разница в объемах закупок достигает 10-20 раз.
Комментарии
Э-э-э ... А зачем их сравнивать ?
Совершенно разные изделия, совершенно по-разному применяемые, совершенно на разных принципах.
Ну, примерно, как всерьез сравнивать фугасный снаряд и авиабомбу.
в танки переиграл кто-то )
Судя по рекламным заявлениям нашего заклятого друга из-а океана, его новый м829а4 другого мнения. Но, для полноты информации не хватает ТТХ последний ОБПС программы "Свинец".
Ну так они и в стелс верят, и F-35 истребителем называют (со скороподъёмностью как у Me-109, Карл!).
Линия горизонта на море, для высоты человека, это порядка 10-11км. На европейском ТВД прямая видимость 4км, редко когда достижима. 2км, за щатя. так что 10-20км, это только самолёты-вертолёты-артель. Ну и с перспективой широкого внедрения КАЗ, низкоскоростные и уязвимые для осколков КС, потеряют остатки своей эффективности против лобовой брони современных танков. К тому-же, полёт КС на расстояние 1,5км, это, порядка 5-6 сек. БОПС, менее 1с. Движение цели и погодные условия сильно снизят точность. А ПТУР уже сопоставим с БОПС, по цене.
Да но у БОПС, из-за закона обратных квадратов, пробивная способность падает от расстояния квадратично, официально M1A3 может поразить цель на расстоянии <2000 Км (фактически, на учениях никогда не стреляют дальше 500 метров). И ещё, БОПС прекрасно сбивается КАЗ (к примеру, Афганит), а скорость ПТУР, на оборот, растёт (и явно скоро выйдет на 2000-3000 м/с). Так что не всё так однозначно.
Ну правильно. На европейском ТВД 2км, это, в принципе, максимальное расстояние для прямой наводки.
Насчёт Афганита, думаю, не всё так однозначно. По крайней мере, он как та капля никотина, "убивает лошадь, а хомячка рвёт на части". Т.е. ПТУР и БКС ловить совсем нечего. Разве что какой крышебой высотный чего изобразит.
Ну, про ПТУР с 2-3 км/с, это, походу, к Маску. Были у пиндосов идеи ПТУРоподобного кинетического оружия с такими скоростями, но не взлетело.
ПТУР Гермес - 1000 м/c
ну это не 2-3 км/с
А как же сопки? Берег реки? Да просто местность не идеально ровная. Даже в пустыне.
Почему то военные любят возвушенности, вам не кажется почему?) по крайней мере в танковой учебке это проходил.
Что за закон обратных квадратов? Вряд ли закон с такой зависимостью скорости от времени выполняется для аэродинамического объекта, который движется со сверхзвуковой скоростью. Даже неэмпирический закон будет намного сложнее на любом участке траектории (в любом аэродинамическом режиме).
Господа, кто в теме, объясните мне в чём цимес обедненного урана? Твёрдость же у него не ахти с той же Р18 даже близко не лежал (твердость по бринеллю урана 20 МПа, а у Р18 840 МПа). Так в чём же прикол?
плотность и пирофорность
А при чём тут плотность? Он же не плотностью броню бьёт. А пирофорность это вообще палка о двух концах. Произведём умственный эксперимент, ударяется БОПС в броневой лист, в момент столкновения кинетическая энергия переходит в тепловую, БОПС нагревается, загорается, твёрдость и плотность падают, и он уже не может ничего пробить, и красиво сгорает рядом. Тут пирофорность уж точно не плюс.
Больше плотность == больше масса == больше уносимый импульс.
Больше плотность == меньше сечение == меньше потери на трение о воздух.
т.е. более тонкий лом улетит дальше, чем более толстый, равных масс.
Врнмя преодоления брони не такое большое, и поэтому то что сгорит внутри больше, чем сгорит снаружи.
Согласен, но это не отменяет твёрдость, попробуйте пробить стальную плиту алюминиевым стержнем.
Твёрдость в деле пробивания преграды - вещь далеко не главная. Всё дело заключается в энергии. Неоспоримую истинность данного утверждения Вы можете персонально однозначно экспериментально удостоверить, пописав на глыбу льда. ))
Любой движущийся объект обладает некоторой кинетической энергией. При столкновении с преградой данная энергия никуда не теряется, а высвобождается - уходит в деформацию и/или нагрев (вплоть до испарения), в зависимости от имеющейся энергии. У более тяжёлого снаряда равных калибров изначально больше импульс и меньше потери на трение о воздух при доставке до цели, в этом заключается их очевидное преимущество с точки зрения производства боеприпасов.
Тогда нужно упомянуть что взаимодействие лома с преградой на разных скоростях сильно отличается, и интерес представляет встреча на скоростях приближающихся или превышающей скорость звука в ломе/преграде.
Именно поэтому современные вояки грезят пушкой Гаусса. Экспериментальные образцы пуляют алюминиевыми чушками. При абсолютно никакой твёрдости болванки, накопленная энергия позволяет получить эффект, сравнимый с выстрелом из корабельного ГК,
При относительных скоростях больше некоторых значений сталкивающиеся объекты (например, спутники в космосе) моделируют как будто они жидкие, а не твёрдые тела.
Вы эта, в мысленный эксперимент атмосферу из жидкого кислорода что ли сделали? Обо что он так быстро загорится не успев разрушится? Об кубические сантиметры окружающего воздуха?
Тоже посмеялся.
в том то и дело что пирофорность будет к месту. аналогичные результаты кумулятиву.
Например, в БКС, работает струя совершенно мягкой меди. А сверхтвёрдую сталь дырявит - моё почтение!
Взаимодействие стержня и преграды, на таких скоростях, описывается не сопроматом, а гидродинамикой. Т.е. струя жидкости взаимодействует с неким слоем жидкости. И тут получается, что более плотная жидкость имеет большее проникновение в стационарный слой, чем менее плотная. Что и имеем на практике.
попадалось мне, правда не могу найти ссылок. он "горит", как тот же алюминий в термите. т.е. тот же кумулятивный снаряд, с высокой плотностью. но опасность вторичного использования техники и окружающая среда засирается большим количеством окиси урана, а он очень токсичен, обедненный уран мало радиоактивен.
Вообще-то это уран 238 из центрифуг, так что он не очень то мало радиоактивен.
да, но период полураспада достаточно высокий.
а вот токсичность указывается очень высокой, раз в 5 ниже чем у ртути.
повторюсь. https://www.popmech.ru/weapon/8464-uranovye-boepripasy-snaryady/
Пффф. При чём здесь центрифуги и радиоактивность? Из газодиффузионных разделительных элементов он менее радиоактивный получается? Как способ обогащения по вашему может повлиять на радиоактивность конкретного изотопа? Период полураспада для каждого изотопа - это фундаментальная константа (в земных условиях).
дополню - он А-радиоактивен, а в таком виде, не попадая in-vitro - безопасен. но вся фишка в том что он самозатачиваясь и выгорая разлетается в зоне пробития в виде газов и аэрозоля, чем создаёт локальную ТрАМблему. ну и при массовом применении тоже эффект уже такой, что... но при массовом применении калибров от 20мм уже действительно не важно за обедненный уран.
дополнение - https://www.popmech.ru/weapon/8464-uranovye-boepripasy-snaryady/
На заре юности была статья в "Науке и жизни".
Авторы показали, что при ударе достаточно плотного снаряда, на достаточно высокой скорости о достаточно твёрдую поверхность происходит т.н. электрический взрыв металла. Если упрощённо: при контакте о поверхность облако электронов срывается с кристалла и летит дальше, оставшаяся без "электронного клея" металлическая решётка рвётся, танкисты купаются в плазме - ПРОФИТ!!!
САЗ очень ативно развиваются и распространяются, поэтому в нормальной армии должны быть массово оба вида. И против папуасов и против эльфов на вундервафлях. Шпага хорошо, зато против лома нет приема.
Зачем спорить и выяснять, кто круче - надо объединить лучшие стороны и получить конфетку!
На съезде генетиков.
Американец:
-Мы скрестили корову с курицей. Получаем молоко яйца и мясо одновременно.
Француз:
-Мы скрестили муху с пчелой. Летает по помойкам, а выдает чистый мед.
Русский:
-А мы скрестили арбуз с тараканом. Разрезаешь арбуз- семечки сами расползаются.
©
Не смешно. Есть БЧ, в которых присутствует и болванки(6 штук) и куммулятивный заряд. Но в серию они не пошли - слишком дорогие.
Вот именно что смешно. Про этот самый прототип ведь тоже есть классический анекдот:
)
П.С. Кстати, кумулятивно-осколочные снаряды в НАТОвских танках прекрасно применяются в качестве универсальных. А у нас такая боеголовка используется ПЗРК "Стрела". Но фишка именно в универсальности.
Это как раз то, что мне было жизненно необходимо. Пережив 90-е, отвоевав пару войн, ну там работа, дом, дети и остальная мелочевка, прям спать не могу, все сравниваю, что лучше, кумулятив, или подкалиберный.
бггг, таже пижня.![wink wink](https://aftershock.news/sites/all/libraries/ckeditor/plugins/smiley/images/wink_smile.png)
Одно досконально известно: на больших расстояниях по однородно толстобронированным целям и где нормализация не обязательна, все же кума лучше (но и дороже).
Почти во всех прочих случаях, как правило, подкалибер вполне справляется с задачей.
Поправьте меня, если я ошибаюсь, но у КС есть ограничение на скорость встречи с целью, вытекающее из времени, необходимого на подрыв взрывчатки и формирование песта. И эта скорость значительно ниже скорости подкалиберного снаряда, поэтому при стрельбе на дальние дистанции приходится брать большие поправки. Ракеты с самонаведением этого недостатка лишены. Поэтому в свое время от кумулятивных снарядов начали отказываться.
Крайне интересный цикл.
С нетерпением жду продолжения
Чисто для информации: при разработке и НИОКР по кумулятивным гранатам емнип для РПГ вышел такой случай - гранаты не всегда формировали струну пробивную. Вот не было повторяемости эффекта и все тут. Перепроверили всю цепочку производства, несколько раз перепроверили. Все точно по техкартам, все одинаково а эффект кумулятивный регулярно не формируется. Лучшие умы в затылках скребли - что делать то? Заказчика МО такой расклад не устроит, ему ещё можно там 0.1% впарить но не 10-20%.
Нашли случайно причину.
При раскатке заготовок из меди под воронку из 10 прокатчиков 1 был левшой. И заряжал медный лист с левой руки в прокатный валки. То есть из 10 воронок 9 были свёрнуты по часовой стрелке и 1 против.
ФИЗИЧЕСКИ РАЗНИЦЫ НИКАКОЙ, ЛИСТ ОДИН И ТОТ ЖЕ, УГОЛ ОДИНАКОВЫЙ - НАПРАВЛЕНИЕ ЗАКРУЧИВАНИЯ РАЗНОЕ.
Ни один из физиков и вообще никто из разработчиков это объяснить не смог тогда. И внесли в техкарту примечание - закручивать строго вот так!
Это к вопросу- ВСЕ можно объяснить научными методами. Ну вот - не объяснил никто этого странного явления.
Быстро не найду где читал - в воспоминаниях оружейников у кого-то..
Вот так рождаются байки