Таким образом, высокоэффективное действие кумулятивного снаряда является результатом того, что энергия заряда с выемкой и металлической облицовкой ее поверхности при взрыве распространяется в одном направлении – вдоль оси выемки, а не во все стороны, как при взрыве обычного заряда. Такая концентрация энергии приводит к образованию металлической струи со скоростью движения до 10 км/с – порядка 1-й космической скорости – и создает давление на преграду в миллионы атмосфер. Именно отсюда возникло название явления – кумуляция, от латинского слова «cumulatio» – скопление, концентрация.
Кумулятивный эффект был открыт в 1864 году русским военным инженером М.М. Боресковым. В 1865 году капитан Д.А. Андиевский использовал кумулятивный эффект в конструкции капсюля-детонатора. Затем долгое время о кумуляции взрыва не вспоминали, и только в 1914 году появился патент на его использование в военном деле. В 1923 – 1926 годах советский ученый М.Я. Сухаревский провел исследование кумулятивного эффекта, затем применил на практике направленные взрывы при строительстве Днепровской плотины. В 1942 году профессор Г.И. Покровский опубликовал работу «Направленное действие взрыва», которая содержала теоретические и практические выводы из его исследований. Наиболее полно теория кумулятивного эффекта была разработана советским академиком М.А. Лаврентьевым в 1945 году. Активно проводились исследования кумулятивного эффекта в ряде других стран.
Последовательность формирования кумулятивной струи.
В современных противотанковых снарядах применяются кумулятивные заряды, обеспечивающие бронепробиваемость 800-900 мм. Величина пробития прочных преград кумулятивными снарядами зависит от ряда факторов: диаметра их заряда, свойств ВВ заряда и его массы, формы выемки и свойств металла ее облицовки, расстояния от заряда до преграды в момент взрыва.
Из свойств заряда ВВ важнейшим является скорость его детонации. Чем выше эта скорость, тем более высокими будут параметры кумулятивной струи – ее скорость, давление, плотность. В 60-70-х годах в кумулятивных зарядах применяли смесь тротила и гексогена (по 50 %). Скорость детонации тротила составляет 7000 м/с, а гексогена – 8100 м/с. Еще большей скоростью детонации обладает ВВ, которое стали применять в новых образцах противотанковых снарядов. Это так называемый окфол – смесь октогена с флегматизатором. Скорость его детонации достигает 8700 м/с. Понятно, что большая масса ВВ обеспечивает при прочих равных условиях большее пробивное действие. Этот путь повышения пробиваемости кумулятивных снарядов ограничивается их массой и калибром.
Существенное влияние на бронепробиваемость имеют форма кумулятивной выемки, материал ее покрытия. Формы кумулятивной выемки подбираются разные: конические или сферические, в зависимости от назначения и калибра снаряда. Существенно влияют на пробивное действие одной и той же формы, размеры выемки – ее диаметр и глубина. При схлопывании облицовки начальная длина металлической кумулятивной струи равна образующей выемки, в последствии струя растягивается в несколько раз и обеспечивает глубину пробития до 10 диаметров облицовки (до того момента, пока плотность струи и преграды остаются примерно одинаковы). Материал облицовки также влияет на пробивное действие заряда. Лучший эффект обеспечивают медные облицовки.
Стрельба из РПГ-26.
Броня современного танка, пробитая кумулятивными гранатами. На левом фото входные отверстия, на правом фото выходные отверстия.
В 60-е годы было применено еще одно усовершенствование кумулятивных зарядов, повысившее их эффективность. В заряде между детонатором и кумулятивной выемкой стали располагать экран (инертную линзу из пластмассы). Фронт детонационной волны при этом подходит к облицовке под оптимальным углом. В результате формируется кумулятивная струя с более высокими параметрами.
Пробитие преграды становится менее вероятным при быстром вращении кумулятивных снарядов. Поэтому, для стабилизации полета кумулятивных снарядов не используют их быстрое вращение вокруг продольной оси. При вращении снарядов со скоростью порядка нескольких сотен оборотов в секунду, что необходимо для достижения их стабилизированного полета в воздухе, кумулятивная струя под действием центростремительных сил расстраивается, ее пробивное действие ухудшается. Современные кумулятивные снаряды на полете стабилизируются за счет хвостового оперения, а не быстрого вращения. Придаваемое некоторым кумулятивным снарядам вращение вокруг своей оси имеет целью повышение кучности, при этом оно имеет скорость порядка нескольких десятков оборотов в секунду.
В кумулятивных снарядах и гранатах передняя деталь (обтекатель) выполняется в виде удлиненного наконечника из сравнительно непрочного материала. При встрече с преградой наконечник должен разрушиться таким образом, чтобы не деформировалась кумулятивная выемка, и подрыв заряда произошел на определенном удалении от преграды. О значении именно такого подрыва говорилось ранее, когда речь шла о роли пьезоэлектрического взрывателя в достижении максимальной эффективности кумулятивных снарядов со сравнительно высокими скоростями полета.
Добавим к этому особенности действия кумулятивных снарядов, имеющий тандемную боевую часть. В них передняя боевая часть предназначена для подрыва динамической защиты. Устройство взрывательного механизма тандемного боеприпаса предусматривает необходимую задержку по времени между подрывом переднего и основного зарядов. Эта задержка должна исключить воздействие разлетающихся фрагментов динамической защиты на кумулятивную струю, формируемую основной боевой частью.
Кумулятивный эффект широко используется и в народном хозяйстве. При сооружении плотин с помощью кумулятивных зарядов большой мощности перемещают в нужном направлении и на определенное расстояние большие массы грунта, в скальных породах пробивают нужных размеров скважины. Кумулятивное действие используют при резке прочных листов металла большой толщины, для обжатия металлических труб, для упрочнения металла, для ликвидации завалов в шахтах.
Исследования кумулятивного эффекта продолжаются. На основании их совершенствуются кумулятивные заряды.
Приложение 2
Характеристики гранатометных комплексов иностранного производства
Название комплекса Сarl Gustav МЗ Folgore Alcotan LAW 80 Apilas Pzf 3 АТ-4 АТ-12Т Мк153 АВ 92 В-300 Страна Швеция Италия Испания Англия Франция ФРГ Швеция Швеция США Франция Израиль Масса, кг.: - в боевом положении 9 9 9,0 9,0 12,0 6,0 14,0 13,9 7,0 8,0 - в походном положении 9 18,9 — 10,0 9,0 12,0 6,0 14,0 7,6 7,0 3,6 Масса выстрела, кг 3,0 6,2 — 4,6 4,3 3,8 3,0 — 6,3 — 4,5 Длина, мм: - в боевом положении 1130 1850 — 1500 1300 1200 1000 1200 1370 1000 1400 - в походном положении 1130 1850 — 1000 1300 1200 1000 1200 1370 1000 780 Калибр, мм: - гранаты 84 80 100 94 112 110 84 120 83 92 82 - гранатомета 84 80 100 94 112 60 84 84 83 92 82 Дальность эффективного огня,м 500 600 350 330 300 300 300 500 200 400 700 Бронепробиваемость стальной гомогенной брони, мм 500 600 700 700 700 450 950 600 520 400 Скорость гранаты, м/с: - начальная 260 380 — 330 293 170 290 — — 290 270 - максимальная 350 500 — — — 250 — — — — —
