Сравнение бопс и кумулятивных бч

О кумулятивах

Впервые подобные боеприпасы были использованы нацистской Германией в 1941 году. Тогда в СССР не ожидали использования подобных снарядов, так как их принцип действия хоть и был известным, но на вооружении их еще не было. Ключевой особенностью подобных снарядов было то, что они обладали высокой бронепробиваемостью за счет наличия взрывателей мгновенного действия и кумулятивной выемкой. Проблема, с которой столкнулись впервые, заключалась в том, что снаряд по время полета вращался. Это приводило к рассеиванию кумулятивной стрелы и, как следствие, пониженной бронепробиваемости. Чтобы исключить негативный эффект, было предложено применять гладкоствольные пушки.

История создания

Дата Событие
1864 г. Открытие кумулятивного эффекта, что позволило разработать принцип кумулятивного снаряда для производства боеприпасов
1910 г. – 1926 г. Исследование кумулятивного эффекта, создание кумулятивных снарядов и их испытание
1935 г. Создание первых удачных кумулятивных снарядов немецким ученым Францем Рудольфом
1940 г. Начало работ американских ученых по созданию кумулятивных снарядов и гранат. Использование кумулятивных снарядов немецкой армией
1942 г. Создание и принятие на вооружение СССР кумулятивных снарядов. Период, когда появились кумулятивные снаряды в артиллерии
1950 г. Создание учеными США первого снаряда с высокой стабилизацией и начало работ по совершенствованию кумулятивного оружия
1960 г. Разработка и испытание советских ученых сбалансированного кумулятивного снаряда
1990 г. Советские ученые создали первые кумулятивные боеприпасы тандемного вида с пробитием брони до 800 мм

В 1864 году военный инженер М. Бересков (он стал первым, кто придумал кумулятивный снаряд) открыл кумулятивный эффект, после чего начал испытание и применение разработок в разрушении твердых объектов. Военные были поражены, как действует кумулятивный снаряд на бронированную технику. Именно с этого момента западные ученые начали исследование данного эффекта.

С 1910 по 1926 годы продолжались исследовательские работы и создание разнотипных кумулятивных снарядов и мин. Целью этих опытов было нахождение правильной формы и материла, которые в совместном использовании могли пробивать объекты, имевшие большую толщину бронирования.

В 1935 году молодой немецкий ученый начал работы по созданию кумулятивных артиллерийских снарядов, которые активно использовались в начальном этапе Второй Мировой войны. Увидев потенциал кумулятивных снарядов, советские ученые на примере немецких боеприпасов начали разработку и производство собственного оружия. В 1942 году кумулятивные советские снаряды начали использоваться на артиллерийском оружии калибра 76 и 122 мм.

Устройство кумулятивного снаряда Второй Мировой войны

В середине 1950 года ученые США запатентовали новый тип кумулятивного снаряда, который обладал высокой стабилизацией во время полета и имел уникальную металлическую облицовку. В этом же году новый тип снарядов был принят на вооружение США.

В 1960 году создали уникальный кумулятивный снаряд имеющий новую структуру и материалы, которые во много раз превосходили кумулятивные снаряды Второй мировой войны. С этого момента были начаты упорные работы по улучшению уже имевшихся разработок.

В 1990 году был создан кумулятивный тандемный снаряд калибра 130 мм и имевший пробитие 800 мм.

Схема устройства кумулятивного снаряда

Кумулятивный снаряд состоит из частей:

  • взрыватель;
  • головка;
  • кумулятивная воронка;
  • кольцо;
  • разрывной заряд;
  • капсюль детонатор;
  • фиксатор;
  • трассер;
  • стабилизатор;
  • корпус;
  • лопасть.

Кумулятивная струя

Фоторазвертка движения.

Условия формирования кумулятивной струи определяются микроструктурой металла облицовки и способностью его структурных составляющих к пластической деформации.

Фоторазвертка движения.

Путем улавливания кумулятивной струи в некоторых неплотных средах и последующего металлографического анализа установлено, что в процессе формирования струи не происходит плавления металла. Однако температура струи при этом может достигать 900 – 1000 С.

Процесс проникания кумулятивной струи в любую среду разделяется на начальную ударно-волновую стадию и стадию установившегося проникания.

Теория образования кумулятивных струй и их действия, предложенная М. А. Лаврентьевым и Г. И. Покровским ( около 1944 г.), просто и наглядно объясняет главные черты этого явления. Струя образуется при косом столкновении пластин, показанном на рис. 1, а. Авторы теории выбрали удачное и простое приближение, сделавшее все расчеты элементарными: материал пластин считается несжимаемой жидкостью. Во многих случаях такое приближение оказывается хорошим.

Механизм образования кумулятивной струи следующий. При взрыве вещества в виде цилиндрического заряда происходит почти мгновенное превращение его в газообразные продукты, которые разлетаются во все стороны в направлениях, перпендикулярных поверхности заряда. Если углубление в заряде облицовано тонким слоем металла, то при детонации заряда вдоль его оси образуется кумулятивная струя, состоящая не только из газообразных продуктов, но и из размягченного металла, который выделяется из металлической облицовки.

В создании кумулятивной струи участвует так называемая активная часть кумулятивного заряда, т.е. часть ВВ, непосредственно прилегающая к кумулятивной выемке и характеризующаяся распространением продуктов детонации в направлении кумулятивной струи. Продукты детонации остальной – пассивной части кумулятивного заряда разлетаются в стороны, полезной работы не производят и – как правило, оказывают вредное воздействие на окружающие элементы конструкции и среду. Доля активной части заряда может быть увеличена путем помещения заряда в массивную оболочку из плотного и прочного материала.

В этом случае кумулятивная струя не образуется. Следовательно, смачиваемость стенок пробирки жидкостью является существенным условием опыта.

Поскольку в действительности кумулятивная струя в движении растягивается и затем фрагментируется, расчет длины пробиваемого ею канала существенно усложняется.

Рассмотрим механизм образования кумулятивной струи и проникновении ее в преграду. При взрыве цилиндрического заряда взрывчатого вещества происходит почти мгновенное превращение его в газообразные продукты, разлетающиеся во все стороны по направлениям, перпендикулярным к поверхности заряда. Сущность эффекта кумуляции заключается в том, что при наличии выемки в заряде газообразные продукты детонации части заряда, называемой активной частью, двигаясь к оси заряда, концентрируются в мощный поток, называемый кумулятивной струей.

С – длина кумулятивной струи, для большинства зарядов численно равная длине образующей кумулятивной выемки.

Лаврентьев рассчитал параметры кумулятивной струи для зарядов с конической формой выемок и близкой к ней с учетом этих факторов.

Теория бронепробивного действия кумулятивной струи впервые была разработана Лаврентьевым. Он исходил из предположения, что при соударении струи с броней развиваются высокие давления, при которых можно пренебречь прочностным сопротивлением металла и рассматривать броню как идеальную несжимаемую жидкость. В соответствии с этим Лаврентьев подробно рассмотрел следующую задачу.

Рассмотрим сначала движение кумулятивной струи в воздухе. Очевидно, что на сравнительно небольших расстояниях от заряда ( до нескольких метров), которые и представляют практический интерес, сопротивлением воздуха можно пренебречь и рассматривать движение струи в вакууме.

Базовые снаряды

Занимательная механика. Бронепробитие.

Бронебойные снаряды

Бронебойные снаряды — основной тип снарядов, которыми может стрелять практически любое орудие. Этот снаряд наносит урон только в случае пробития брони противника. Также он может повредить модули или экипаж, если попадет в нужное место. В случае, когда пробивной мощи снаряда недостаточно, он не пробьет броню и не нанесет урона. Если снаряд попадает в броню под слишком острым углом, то он рикошетит и также не наносит урона.

Подкалиберные снаряды

Подкалиберные снаряды — основной тип снарядов для большинства средних танков 10 уровня, некоторых средних танков 9 уровня и лёгких T71, M41 Walker Bulldog, а так же и M4A1 Revalorisé, ИС-5, ИС-3 с МЗ, T26E5. Принцип действия аналогичен бронебойным. Отличаются повышенной бронепробиваемостью и более высокой скоростью полета снаряда, но сильнее теряют в пробитии с расстоянием и имеют меньшую нормализацию (сильнее теряют эффективность при стрельбе под углом к броне).

Кумулятивные снаряды

Обычные кумулятивные снаряды встречаются на нескольких машинах в игре для топового орудия легкого танка T49 и ПТ-САУ Ikv 103. Эффект пробития достигается не за счёт кинетической энергии снаряда (как у ББ или БП), а за счёт энергии кумулятивной струи, образующейся при подрыве взрывчатого вещества определённой формы на некотором расстоянии от брони. На них не распространяется правило нормализации, трех калибров и они не теряют бронепробитие с расстоянием, но быстро теряет бронепробитие при попадании в экран.

Осколочно-фугасные снаряды

Осколочно-фугасные снаряды — имеют самый большой потенциальный урон, но незначительную бронепробиваемость. Если снаряд пробил броню, он взрывается внутри танка, нанося максимальный урон и дополнительный урон модулям или экипажу от взрыва. Осколочно-фугасному снаряду необязательно пробивать броню цели — при непробитии он взорвется на броне танка, нанеся меньший урон, чем при пробитии. Урон в этом случае зависит от толщины брони — чем толще броня, тем больший урон от взрыва она гасит. Наклон брони на урон не влияет.
ОФ-снаряды могут пробивать экраны, внешние модули и разрушаемые объекты. Однако после пробития объекта бронепробиваемость ОФ-снарядов будет уменьшаться на величину, равную толщине препятствия, умноженной на специальный коэффициент.

Будет два разных коэффициента потери бронепробиваемости: ×1 для разрушаемых объектов и ×3 для экранов, гусениц, колёс и внешних модулей.

Типы

Бронебойный выстрел и снаряды
Изображение Имя Описание
Бронебойный
Бронебойный колпачок (APC) Серый: крышка
Бронебойный баллистический колпачок (APBC) Белый: баллистический колпачок
Бронебойно-бронебойный баллистический колпачок (APCBC) Серый: колпачок ~ Белый: баллистический колпачок
Бронебойный композитный жесткий (APCR) / бронебойный бронебойный (HVAP) Синий: твердый материал высокой плотности
Бронебойно-фугасное (APHE) / полу-бронебойное фугасное (SAPHE) Красный: взрывоопасный
Сабо для снятия бронебойного снаряжения (APDS) Синий: пенетратор
Бронебойно-стабилизированная сабо для выбрасывания (APFSDS) Синий: пенетратор

Болванка треснула по танку

Совершенствование броневой защиты, а также применение ее наклонного расположения снизило эффективность сплошного бронебойного снаряда. Попадая на скошенную плоскость, он чаще всего рикошетил, хотя в силу своих особенностей иногда оказывался способен на так называемую нормализацию. Она состояла в том, что после первого касания наконечника вектор движения несколько менялся (до пяти градусов), а угол удара о броню становился более тупым. Это приводило к более эффективному распределению нагрузки на участок поражаемой защиты, и даже если броня не пробивалась насквозь, с внутренней ее стороны образовывалась своеобразная воронка, а кусочки металла летели внутрь машины с высокой скоростью, калеча и убивая экипаж. К тому же не следует сбрасывать со счетов и компрессионное воздействие, иными словами, сильное и быстрое изменение давления (по своей сущности, мощный удар воздушной волны).

Защита

Противокумулятивный экран появился как ответ на создание кумулятивного боеприпаса перед Второй мировой войной в Германии. Во время войны советские танкисты приваривали к броне специальные сетчатые экраны фабричного производства (ошибочно интерпретированные на Западе как панцирные кровати), тонкие листы железа и жести для защиты от немецкого носимого противотанкового оружия с кумулятивным боеприпасом типа «Фаустпатрон», «Панцерфауст» и т. п. Широкого применения противокумулятивные экраны тогда не нашли, так как по результатам советских испытаний 1945 года показали себя неэффективными против последних версий фаустпатронов (с типичных дистанций городского боя броня все равно пробивалась, хотя диаметр пробоины и уменьшался). Корпуса немецких танков «Тигр» покрывались, для предотвращения прикрепления к ним ручных магнитных мин, специальным составом циммеритом. Те же меры были приняты в отношении немецких танков «Пантера» и САУ последнего периода Второй мировой войны. Однако такие мины использовались лишь в немецкой армии и не использовались её противниками, и в то же время нанесение такого покрытия было делом хлопотным и трудоемким, так что в 1944 г., через год применения, от него отказались. Ещё во время ВОВ было замечено, что поражение танка зачастую меньше, если поражающий танк снаряд попадает в навешенные поверх брони танка взрывчатые вещества. Поначалу такие наблюдения считались хотя и достойными доверия, но практически неприменимыми, поскольку в ряде случаев страдал не только противотанковый снаряд, но и сама броня. Однако сама тема не была закрыта, и первые образцы динамической защиты были разработаны в СССР в конце 1950-х годов НИИ Стали под руководством академика Богдана Войцеховского (Ленинская премия 1965 года); в середине 60-х годов аналогичные разработки провели в ФРГ инженер-исследователь Манфред Хельд (Manfred Held

) — концерн MBB-Schrobenhausen. По ряду причин, таких, как достаточный уровень защиты советской БТВТ к моменту создания динамической защиты, её производство не начиналось до середины 80-х годов. Впервые динамическая защита, созданная на основе германского опыта, была установлена на танках Израиля во время Ливанской войны 1982 г.

Кумулятивный снаряд: принцип действия

В боевой части заряда делается воронкообразное углубление, которое облицовывается слоем металла толщиной в один или несколько миллиметров. Данная воронка повернута широким краем к мишени.

После детонации, которая происходит у острого края воронки, взрывная волна распространяется к боковым стенкам конуса и схлопывает их к оси боеприпаса. При взрыве создается огромное давление, которое превращает металл облицовки в квазижидость и под огромным давлением перемещает ее вперед вдоль оси снаряда. Таким образом образуется струя металла, которая движется вперед с гиперзвуковой скоростью (10 км/с).

Следует отметить, что при этом металл облицовки не плавится в традиционном понимании этого слова, а деформируется (превращается в жидкость) под огромным давлением.

Когда струя металла входит в броню, прочность последней не имеет никакого значения. Важна ее плотность и толщина. Пробивная способность кумулятивной струи зависит от ее длины, плотности материала облицовки и материала брони. Максимальное проникающее действие возникает при взрыве боеприпаса на определенном расстоянии от брони (оно называется фокусным).

Взаимодействие брони и кумулятивной струи происходит по законам гидродинамики, то есть давление столь велико, что самая крепкая танковая броня при попадании на нее струи ведет себя как жидкость. Обычно кумулятивный боеприпас может пробить броню, толщина которой составляет от пяти до восьми его калибров. При облицовке из обедненного урана бронебойное действие увеличивается до десяти калибров.

Кумулятивный снаряд

– артиллерийский снаряд основного назначения, в к-ром для поражения цели используется заряд кумулятивного действия (см. Кумулятивный эффект). Кумулятивный снаряд предназначен для стрельбы по бронированным целям (танкам, БМП, БТР и т. п.), а также по железобетонным фортификац. сооружениям. В СССР первые эксперименты с кумулятивными снарядами проводились в 1934 С.Н.Дядичевым. Опытные кумулятивные снаряды использовались в 1938 во время гражд. войны в Испании. Во 2-й мировой войне кумулятивные снаряды широко применялись всеми воюющими армиями. Первый отечеств. образец кумулятивного снаряда, принятый на вооружение Сов. Армии в янв. 1942, был разработан под руководством К.К.Снитко. Во время Великой Отечеств, войны К. с. иногда называли «броненрожигающим» или «термитным». Кумулятивный снаряд (см. рис.) состоит из корпуса, разрывного заряда, кумулятивной выемки, взрывателя и трассёра. В качестве разрывного заряда используются бризантные ВВ, обладающие высокой скоростью детонации (гексоген и др., а также их смеси и сплавы с тротилом в различных пропорциях). Бронепробиваемость кумулятивного снаряда зависит от формы, размеров и материала облицовки кумулятивной выемки, массы и свойств разрывного заряда, времени срабатывания детонационной цепи (конструкции взрывателя), скорости вращения снаряда, угла встречи его с преградой, характеристик брони. Вращение кумулятивного снарядаприводит к рассеиванию кумулятивной струи под действием центробежной силы и снижению её бронспробиваемости. Поэтому у некоторых кумулятивных снарядов нарезных орудий для исключения вращения предусматривается проворот кумулятивного узла или ведущего пояска относительно корпуса снаряда. Другой путь повышения бронепробиваемости кумулятивного снаряда — применение гладкоствольных орудий. Для стабилизации в полёте невращающиеся кумулятивные снаряды имеют калиберное или надкалиберное оперение; последнее раскрывается после выхода снаряда из канала ствола. Такие устройства способствуют повышению эффективности кумулятивного снаряда, но усложняют конструкцию. Бронепробиваемость вращающихся кумулятивных снарядов обычно около двух калибров, невращающихся — порядка четырёх и более. К сер. 70-х гг. К. с. широко применяются дли стрельбы из арт. орудии различ. типов (в т.ч. танковых и безоткатных). Лит.: Латухин А. Н. Противотанковое во- оруженно. M , 1974, Артиллерия и ракеты. М., 1968.

Кумулятивные боеприпасы и их поражающие факторы

H 50 (Hohlladung 50 kg) — один из первых серийных кумулятивных зарядов. Применялся для разрушения оборонительных укреплений во время Второй мировой войны.

Несмотря на относительно слабое заброневое действие, кумулятивная граната при попадании в башню, как правило, убивает одного или более членов экипажа бронемашины, может вывести из строя вооружение, подорвать боекомплект. Попадание в моторное отделение делало машину неподвижной мишенью, а если на пути кумулятивной струи встречались топливопроводы, происходило воспламенение топлива.

Виктор Мураховский отмечает, что широко распространен миф о том, что кумулятивные заряды поражают избыточным давлением и температурой, но это не соответствует действительности. Поражение защищённой цели достигается действием короткой кумулятивной струи небольшого диаметра, создающей давление в несколько тонн на квадратный сантиметр (что превышает предел текучести металлов) и пробивающей небольшое отверстие около 8 мм в броне. Весь наблюдаемый визуально взрыв кумулятивного заряда происходит до брони и избыточное давление и температура не могут проникнуть через небольшое отверстие и не являются основными поражающими факторами. Устанавливаемые внутри танков датчики давления и температуры не фиксируют существенного фугасного или термического воздействия после пробивания брони кумулятивной струей. Основной поражающий фактор кумулятивного заряда — это отрываемые осколки и капли брони. При попадании на боекомплект танка осколков и капель от пробитой брони возможно его воспламенение и детонация с разрушением бронемашины. Если кумулятивная струя и  капли   брони не поражают людей и пожаро-/взрывоопасное оборудование танка, то в целом прямое попадание даже мощного кумулятивного заряда может не вывести из строя танк.

Тяжёлые ПТУР (типа 9М120 «Атака», «Хеллфайр») при попадании в бронированные машины лёгкого класса с противопульной защитой своим синергетическим действием могут уничтожить не только экипаж, но и частично или полностью разрушить машины. С другой стороны, воздействие большинства носимых ПТС на ББМ (при отсутствии детонации боеприпасов ББМ) не столь критично — здесь наблюдается обычный эффект заброневого действия кумулятивной струи, а поражения экипажа избыточным давлением не происходит.

См. также Кумулятивно-осколочный снаряд

Кумулятивные боеприпасы и их поражающие факторы

Основная статья: Кумулятивные боеприпасы

H 50 (Hohlladung 50 kg) — один из первых серийных кумулятивных зарядов. Применялся для разрушения оборонительных укреплений во время Второй мировой войны.

Несмотря на относительно слабое заброневое действие, кумулятивная граната при попадании в башню, как правило, убивает одного или более членов экипажа бронемашины, может вывести из строя вооружение, подорвать боекомплект. Попадание в моторное отделение делало машину неподвижной мишенью, а если на пути кумулятивной струи встречались топливопроводы, происходило воспламенение топлива.

Виктор Мураховский отмечает, что широко распространен миф о том, что кумулятивные заряды поражают избыточным давлением и температурой, но это не соответствует действительности. Поражение защищённой цели достигается действием короткой кумулятивной струи небольшого диаметра, создающей давление в несколько тонн на квадратный сантиметр (что превышает предел текучести металлов) и пробивающей небольшое отверстие около 8 мм в броне. Весь наблюдаемый визуально взрыв кумулятивного заряда происходит до брони и избыточное давление и температура не могут проникнуть через небольшое отверстие и не являются основными поражающими факторами. Устанавливаемые внутри танков датчики давления и температуры не фиксируют существенного фугасного или термического воздействия после пробивания брони кумулятивной струей. Основной поражающий фактор кумулятивного заряда – это отрываемые осколки и капли брони. При попадании на боекомплект танка осколков и капель от пробитой брони возможно его воспламенение и детонация с разрушением бронемашины. Если кумулятивная струя и  капли   брони не поражают людей и пожаро-/взрывоопасное оборудование танка, то в целом прямое попадание даже мощного кумулятивного заряда может не вывести из строя танк.

Тяжёлые ПТУР (типа 9М120 «Атака», «Хеллфайр») при попадании в бронированные машины лёгкого класса с противопульной защитой своим синергетическим действием могут уничтожить не только экипаж, но и частично или полностью разрушить машины. С другой стороны, воздействие большинства носимых ПТС на ББМ (при отсутствии детонации боеприпасов ББМ) не столь критично — здесь наблюдается обычный эффект заброневого действия кумулятивной струи, а поражения экипажа избыточным давлением не происходит.

См. также Кумулятивно-осколочный снаряд

Принцип работы кумулятивного снаряда

Во время Великой Отечественной войны был разработан кумулятивный снаряд, принцип действия которого основывался на направленном взрыве. В нем установлена металлическая конусная воронка, которая имеет толщину стенок до одного сантиметра. Широкий край воронки повернут напрямую к мишени. После столкновения взрывателя с объектом создается давление, которое идет по конусу в центр снаряда.

10 км
в секунду, такую скорость имеет высвобождаемая снарядом обратная струя

После чего снаряд высвобождает под огромным давлением в обратную сторону металлическую струю, которая имеет скорость до 10 км в секунду. Высвобождаемая снарядом металлическая струя начинает входить в броню или в любой другой объект на высокой скорости, при этом игнорируя толщину объекта воздействия. Именно таков принцип работы кумулятивного снаряда.

Кумулятивный снаряд в разрезе

Что такое кумулятивный снаряд? Если описать все более просто, то при воздействии кумулятивного снаряда броня под давлением превращается в жидкость.

Сравнение снарядов различного типа

Действие кумулятивной снаряда напрямую зависит от размера, используемого материала и объекта воздействия. Пробитие таких снарядов может превышать их калибр от пяти до десяти раз.

Разновидности ПБ снарядов

В настоящее время разработано несколько эффективных конструкций подкалиберных снарядов, которые используются вооруженными силами различных стран. В частности, речь идет о следующем:

  • С неотделяющимся поддоном. Весь путь до цели снаряд проходит как единое целое. В пробитии же участвует только сердечник. Такое решение не получило достаточного распространения по причине повышенного аэродинамического сопротивления. В результате чего показатель бронепробития и точности с расстоянием до цели существенно падает.
  • С неотделяющимся поддоном для конического орудия. Суть такого решения в том, что при прохождении по коническому стволу поддон сминается. Это позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление.
  • Подкалиберный снаряд с отделяющимся поддоном. Суть в том, что поддон срывается силами воздуха или же центробежными силами (при нарезном орудии). Это позволяет существенно снизить сопротивление воздуха в полете.

Опыты с водой и желатиновой броней

Воссоздать кумулятивный эффект при желании можно даже в домашних условиях. Для этого понадобятся дистиллированная вода и высоковольтный разрядник. Последний можно изготовить, к примеру, из кабеля, припаяв к его оплетке соосно с основной жилой медную шайбу. Далее центральный провод нужно соединить с конденсатором.

Роль воронки в этом эксперименте может исполнить мениск, образующийся в тонкой бумажной трубке. Разрядник и капилляр нужно соединить тонкой эластичной трубкой. Далее следует налить воду в трубку с помощью шприца. После образования мениска на расстоянии примерно в 1 см от разрядника нужно завести конденсатор и замкнуть контур закрепленным на изолирующей штанге проводником.

В области пробоя при таком домашнем эксперименте разовьется большое давление. Ударная волна побежит к мениску и схлопнет его.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector