Кумулятивні боєприпаси - це особливий вид снарядів, ракет, мін, ручних гранат і гранат для гранатометів, призначений для ураження броньованої техніки супротивника і його залізобетонних фортифікаційних споруд. Принцип їх дії заснований на утворенні після вибуху тонкої, вузьконаправленої кумулятивного струменя, яка пропалює броню. Кумулятивний ефект досягається за рахунок особливої конструкції боєприпасів.
В даний час кумулятивні боєприпаси є найбільш поширеним і найефективнішим протитанковим засобом. Масове застосування подібних боєприпасів почалося під час Другої світової війни.
Широкому поширенню кумулятивних боєприпасів сприяє їх простота, низька вартість і надзвичайно висока ефективність.
Трішки історії
З моменту появи танків на поле бою відразу постало питання про ефективні засоби боротьби з ними. Ідея використовувати артилерійські знаряддя для знищення броньованих монстрів з'явилася практично відразу, гармати почали широко застосовуватися для цієї мети ще під час Першої світової війни. Слід зазначити, що ідея створити спеціалізоване протитанкова гармата (ПТО) вперше прийшла в голову німцям, але відразу реалізувати її на практиці вони не змогли. До самого закінчення Першої світової війни проти танків вельми успішно використовували звичайні польові гармати.
У проміжку між двома світовими бійнями розробками в області створення спеціалізованої протитанкової артилерії займалися практично у всіх найбільших військово-промислових державах. Результатом цих робіт стала поява великої кількості зразків ПТО, які досить успішно вражали танки того часу.
Так як броня перших танків захищала в основному від куль, то впоратися з нею могла навіть гармата невеликого калібру або протитанкову рушницю. Однак перед самою війною в різних країнах почали з'являтися машини наступного покоління (англійські "Матильди", радянські Т-34 і КВ, французькі S-35 і Char B1), оснащені потужним двигуном і противоснарядной бронею. Цей захист ПТО першого покоління пробити вже не могли.
Як протидія нову загрозу конструктори став збільшувати калібр ПТО і підвищувати початкову швидкість польоту снаряда. Подібні заходи в кілька разів збільшили ефективність пробиття броні, але мали і значні побічні ефекти. Знаряддя стали важче, складніше, підвищилася їх вартість і різко знизилася маневреність. Німці аж ніяк не від хорошого життя використовували проти радянських "тридцатьчетверок" і КВ 88-мм зенітні гармати. Але далеко не завжди їх можна було застосувати.
Потрібно було шукати інший шлях, і він був знайдений. Замість того, щоб збільшувати масу і швидкість бронебійною болванки, були створені боєприпаси, які забезпечували пробиття броні за рахунок енергії направленого вибуху. Такі боєприпаси отримали назву кумулятивних.
Дослідження в області спрямованого вибуху почалися ще в середині XIX століття. На лаври першовідкривача кумулятивного ефекту претендують відразу кілька людей в різних країнах, які займалися роботами в цьому напрямку приблизно в один і той же час. Спочатку ефект направленого вибуху досягався за рахунок використання спеціальної конусоподібної виїмки, яку виготовляли в заряді вибухової речовини.
Роботи проводилися в багатьох країнах, однак практичного результату першими домоглися німці. Талановитий німецький конструктор Франц Томанек запропонував використовувати металеве облицювання виїмки, яка зробила кумулятивний заряд ще більш ефективним. У Німеччині ці роботи почалися ще в середині 30-х років, і до початку війни кумулятивний снаряд вже стояв на озброєнні німецької армії.
У 1940 році по іншу сторону Атлантики швейцарський конструктор Генрі Мохаупт створив реактивну гранату з кумулятивною бойовою частиною для армії США.
На початку війни радянські танкісти зіткнулися з новим видом німецьких боєприпасів, які стали для них вельми неприємним сюрпризом. Німецькі кумулятивні снаряди при попаданні пропалювали танкову броню і залишали пробоїни з оплавленими краями. Тому їх і назвали "бронепрожігающімі".
Однак уже в 1942 році кумулятивний снаряд БП-350А з'явився і на озброєнні Червоної армії. Радянські інженери скопіювали німецькі трофейні зразки і створили кумулятивний снаряд для 76-мм гармати і 122-мм гаубиці.
У 1943 році на озброєнні Червоної армії з'явилися касетні протитанкові кумулятивні бомби ПТАБ, які призначалися для ураження верхньої проекції танка, де товщина броні завжди менше.
Також в 1943 році американці вперше застосували протитанковий гранатомет "Базука". Він був в змозі пробити 80-мм броню на відстані 300 метрів. Німці з великим інтересом вивчили трофейні зразки "Базук", незабаром на світ з'явилася ціла серія німецьких гранатометів, які у нас традиційно називаються "фаустпатронами". Ефективність їх використання проти радянської бронетехніки досі є питанням досить дискусійним: в деяких джерелах "фаустпатронами" називають мало не справжнім "чудо-зброєю", а в інших - справедливо вказують на їх низьку дальність стрільби і незадовільну купчастість.
Німецькі гранатомети були дійсно дуже результативні в умовах міського бою, коли гранатометчик міг вести стрільбу з ближніх дистанцій. За інших обставин підібратися до танку на відстань ефективного пострілу у нього було не так багато шансів.
Також німцями були розроблені спеціальні протитанкові магнітні кумулятивні міни Hafthohlladung 3. Користуючись "мертвим простором" навколо танка, боєць повинен був наблизитися до машини і зміцнити міну на будь-яку гладку поверхню. Подібні міни досить ефективно пробивали танкову броню, але наблизитися до танка впритул і встановити міну було вельми непростим завданням, це вимагало від солдата величезної хоробрості і витримки.
У 1943 році в СРСР були розроблені кілька ручних кумулятивних гранат, які призначалися для ураження бронетехніки противника на ближніх дистанціях бою.
Ще під час війни почалася розробка протитанкового гранатомета РПГ-1, який став родоначальників цілого сімейства цієї зброї. Сьогодні гранатомети РПГ - це справжній світовий бренд, який мало поступається за своєю впізнаваності знаменитому АК-47.
Після закінчення війни роботи по створенню нових кумулятивних боєприпасів були продовжені відразу в багатьох країнах світу, проводилися теоретичні дослідження в області спрямованих вибухів. Сьогодні кумулятивна бойова частина є традиційною для гранат протитанкових гранатометів, ПТРК, авіаційних протитанкових боєприпасів, танкових снарядів, протитанкових мін. Захист бронетехніки постійно поліпшується, не відстають і засоби ураження. Однак пристрій і принцип дії подібних боєприпасів не змінився.
Кумулятивний снаряд: принцип дії
Кумулятивний ефект означає посилення дії будь-якого процесу за рахунок складання зусиль. Це визначення дуже точно відображає принцип роботи кумулятивного ефекту.
У бойовій частині заряду робиться воронкообразноепоглиблення, яке облицьовувався шаром металу товщиною в один або кілька міліметрів. Дана воронка повернута широким краєм до мішені.
Після детонації, яка відбувається у гострого краю воронки, вибухова хвиля поширюється до бічних стінок конуса і схлопивается їх до осі боєприпасу. Під час вибуху створюється величезний тиск, який перетворює метал облицювання в квазіжідость і під величезним тиском переміщує її вперед уздовж осі снаряда. Таким чином утворюється струмінь металу, яка рухається вперед з гіперзвукової швидкістю (10 км / с).
Слід зазначити, що при цьому метал облицювання не плавиться в традиційному розумінні цього слова, а деформується (перетворюється в рідину) під величезним тиском.
Коли струмінь металу входить в броню, міцність останньої не має ніякого значення. Важлива її щільність і товщина. Пробивна здатність кумулятивного струменя залежить від її довжини, щільності матеріалу облицювання і матеріалу броні. Максимальна проникаюче дію виникає при вибуху боєприпасу на певній відстані від броні (воно називається фокусною).
Взаємодія броні і кумулятивного струменя відбувається за законами гідродинаміки, тобто тиск настільки велике, що найміцніша танкова броня при попаданні на неї струменя поводиться як рідина. Зазвичай кумулятивний боєприпас може пробити броню, товщина якої становить від п'яти до восьми його калібрів. При облицюванні зі збідненого урану бронебійна дію збільшується до десяти калібрів.
Переваги та недоліки кумулятивних боєприпасів
Подібні боєприпаси мають як сильні сторони, так і недоліки. До їх безперечних достоїнств можна віднести наступне:
- висока бронебійність;
- бронепробиваемость не залежить від швидкості боєприпасу;
- потужне заброневое дію.
У каліберних і подкалиберних снарядів бронепробиваемость безпосередньо пов'язана з їх швидкістю, чим вона вища, тим краще. Саме тому для їх застосування використовуються артилерійські системи. Для кумулятивних боєприпасів швидкість не грає ролі: кумулятивний струмінь утворюється при будь-якій швидкості зіткнення з мішенню. Тому кумулятивна бойова частина - ідеальний засіб для гранатометів, безвідкатних знарядь і протитанкових ракет, бомб і мін. Більш того, дуже висока швидкість снаряда не дає утворитися кумулятивного струму.
Попадання кумулятивного снаряда або гранати в танк часто призводить до вибуху боєкомплекту машини і повністю виводить її з ладу. Екіпаж при цьому практично не має шансів на порятунок.
Кумулятивні боєприпаси мають досить високу бронебійність. Деякі сучасні ПТРК пробивають гомогенну броню з товщиною більше 1000 мм.
Недоліки кумулятивних боєприпасів:
- досить висока складність виготовлення;
- складність застосування для артилерійських систем;
- вразливість перед динамічним захистом.
Снаряди нарізних знарядь стабілізуються в польоті за рахунок обертання. Однак відцентрова сила, яка виникає при цьому, руйнує кумулятивну струмінь. Придумані різні "хитрощі", для того щоб обійти цю проблему. Наприклад, в деяких французьких боєприпасах обертається тільки корпус снаряда, а його кумулятивна частина встановлюється на підшипниках і залишається нерухомою. Але практично всі рішення цієї проблеми значно ускладнюють боєприпас.
Боєприпаси для гладкоствольних знарядь, навпаки, мають дуже високу швидкість, яка є недостатньою для фокусування кумулятивного струменя.
Саме тому боєприпаси з кумулятивні бойові частини більш характерні для низькошвидкісних або нерухомих боєприпасів (протитанкові міни).
Проти подібних боєприпасів існує досить простий захист - кумулятивний струмінь розсіюється за допомогою невеликого контрвзрива, який відбувається на поверхні машини. Це так звана динамічний захист, сьогодні цей спосіб застосовується дуже широко.
Щоб пробити динамічний захист використовується тандемна кумулятивна бойова частина, яка складається з двох зарядів: перший усуває динамічний захист, а другий - пробиває основну броню.
Сьогодні існують кумулятивні боєприпаси з двома і трьома набоями.
