Text
                    

БОЕПРИПАСЫ Под общей редакцией заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора В. В. Селиванова Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов по университетскому политехническому образованию в качестве учебника для студентов, обучающихся по специальности «Боеприпасы и взрыватели» направления подготовки специалистов «Оружие и системы вооружения» В двух томах Том 1 Москва ИЗДАТЕЛЬСТВО МГТУ им. Н. Э. Баумана 2 0 16
УДК 623.45 ББК 68.8 Б75 Авторы: А. В. Бабкин, В. А. Велданов, Е. Ф. Грязнов, Н. А. Имховик, И. Ф. Кобылкин, В.И. Колпаков, С. В. Ладов, Л.П. Орленко, В.Н. Охитин, А. Г. Ришняк, В. В. Селиванов Рецензенты: д-р техн, наук, профессор И, О. Артамонов; д-р техн, наук, профессор В. Е. Смирнов; д-р техн, наук, профессор А. Н. Чуков Боеприпасы : учебник : в 2 т. / под общей ред. В. В. Селиванова. — Б75 Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. ISBN 978-5-7038-4237-9 Т. 1. - 506, [6] с.: ил. ISBN 978-5-7038-4238-6 В первом томе в систематизированном виде изложена классификация боеприпасов и средств поражения, описаны характеристики эффективности их действия. Дана классификация осколочных, фугасных и кумулятивных боеприпасов, боеприпасов с направленными потоками поражающих эле- ментов и боеприпасов объемного взрыва, а также подробно рассмотрены конструктивно-схемные решения, процессы функционирования и пара- метры действия указанных боеприпасов. Содержание учебника соответствует курсу лекций, читаемых авторами в МГТУ им. Н. Э. Баумана, а также многочисленным публикациям, посвя- щенным исследованиям и разработкам средств поражения и боеприпасов. Для студентов и аспирантов технических университетов и машино- строительных вузов, курсантов военных училищ, слушателей и адъюнктов военных академий. УДК 623.45 ББК 68.8 ISBN 978-5-7038-4238-6 (т. 1) ISBN 978-5-7038-4237-9 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
Оглавление Предисловие............................................................5 Список сокращений.....................................................11 Введение..............................................................13 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения................18 1.1. Основные понятия, термины и определения.................18 1.2. Классификация боеприпасов и средств поражения по ведомственной принадлежности, способу доставки к цели, назначению и технико-конструктивным признакам.......................23 1.3. Классификация боеприпасов и средств поражения по принадлежности к комплексам вооружения....................27 Список рекомендуемой литературы.......................................36 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия.........................39 2.1. Основные понятия и общие сведения.......................39 2.2. Метание осколков........................................69 2.3. Баллистика о сколков....................................75 2.4. Характеристики осколочных полей.........................77 2.5. Поражающее действие осколков............................88 2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды.101 2.7. Осколочные и осколочно-фугасные мины к ствольным минометам ..112 2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия реактивной артиллерии.......................................119 2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия....................................................130 2.10. Инженерные мины осколочного действия..................141 2.11. Осколочные ручные гранаты.............................154 2.12. Осколочные гранаты к гранатометам.....................168 Список рекомендуемой литературы......................................175 Глава 3. Фугасные боеприпасы.........................................176 3.1. Основные понятия и общие сведения......................176 3.2. Артиллерийские снаряды и мины..........................188 3.3. Авиационные бомбы......................................193 3.4. Ударное действие фугасных боеприпасов..................199 3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед........206 3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины...................218 Список рекомендуемой литературы......................................24Л Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия....249 4.1. Основные понятия и общие сведения......................249 4.2. Двухтактные боеприпасы объемного взрыва.................260 4.3. Однотакгные боеприпасы объемного взрыва.................267 4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва......276 4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия..............286 Список рекомендуемой литературы......................................300 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы.....................................302 5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов ... 3 02
4 Оглавление 5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов................313 5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины............321 5.4. Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты..335 5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет...352 5.6. Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения......369 5.7. Противотанковые авиационные бомбы и кумулятивно- осколочные боевые элементы кассетного оружия................388 5.8. Кумулятивно-осколочные боевые части неуправляемых авиационных ракет...........................................398 5.9. Кумулятивно-фугасные боевые части управляемых ракет, бомб и торпед...................................................402 5.10. Методика расчета параметров функционирования кумулятивных зарядов.......................................411 Список рекомендуемой литературы.....................................417 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра..................421 6.1. Принцип действия и классификация боеприпасов с ударным ядром..................................................421 6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов и основные расчетные соотношения...............428 6.3. Кассетные боеприпасы с самоприцеливающимися боевыми элементами.............................................448 6.4. Инженерные боеприпасы с ударным ядром.................460 6.5. Боеприпасы с ударным ядром, поражающие цель на пролете сверху......................................463 Список рекомендуемой литературы.....................................467 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы........................468 7.1. Классификация бронебойных боеприпасов.................468 7.2. Калиберные бронебойные снаряды........................471 7.3. Бронебойные подкалиберные снаряды, стабилизируемые вращением..............................................475 7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды...........479 7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических бронебойных боеприпасов................................489 7.6. Основные расчетные зависимости для оценки бронебойного действия...............................................500 Список рекомендуемой литературы.....................................506
Предисловие Учебник «Боеприпасы» предназначен для начальной подготовки граж- данских и военных специалистов в области проектирования, испытаний и экс- плуатации боеприпасов и средств поражения: студентов высших технических учебных заведений, обучающихся по специальностям, которые связаны с воору- жением и военной техникой, курсантов военных училищ и слушателей военных академий, офицеров Вооруженных сил и людей с соответствующей технической подготовкой, интересующихся историей создания, состояния и развития воору- жения и военной техники, а также и их основной составляющей - боеприпасов и средств поражения. В соответствии с определениями, принятыми в совре- менной военно-технической литературе, боеприпасы и средства поражения являются расходной составляющей комплекса вооржений. Эти два понятия взаимосвязаны, а их отличие друг от друга достаточно условно (подробнее об этом сказано в 1.1. «Основные понятия, термины и определения»). Поэтому в данном учебнике мы будем использовать оба термина. Авторы надеются, что простота изложения материала сделает его доступным и для читателя, не обла- дающего специальными знаниями. Основная цель учебника - в сжатой форме систематизировать и единообразно изложить конструктивное воплощение ос- новных типов боеприпасов и средств поражения, описать их функционирование и параметры действия. В книге рассмотрены основные этапы развития и современное состояние этой составляющей комплекса вооружений, приведены характеристики наиболее распространенных образцов (комплексов). Описание каждого типа боеприпасов и средств поражения содержит общие краткие сведения и конкретные параметры конструкции, наиболее полно характеризующие рассматриваемое устройство. Все упоминаемые в учебнике образцы проиллюстрированы схемами, рисун- ками и(или) фотографиями. Числовые и другие данные, приведенные в книге, уточнены по новейшим российским и зарубежным изданиям. Учебник соответствует программам учебных дисциплин специальности «Боеприпасы и взрыватели» по направлению подготовки специалистов «Оружие и системы вооружения». Авторы учебника - это ученые и преподаватели высшей школы, многие из которых принимали непосредственное участие как в созда- нии боеприпасов и средств поражения, так и в их внедрении в производство. В связи с этим материалы и сведения, изложенные в книге, являются в высшей степени достоверными. Книга состоит из введения, 13 глав и списка рекомендуемой литературы к каждой главе. В главе 1 «Классификация боеприпасов и средств поражения» даны основные понятия, термины и определения оружия, комплекса вооружения, системы вооружения, БП и СП, приведена их классификация по ведомствен- ной принадлежности, способу доставки, назначению и технико-конструктив- ным признакам. Так же дана систематизация БП и СП по их принадлежности
6 Предисловие к комплексам вооружения, начиная с БП (снарядов) к малокалиберным автома- тическим пушкам и заканчивая боевыми частями к тактическим и оператив- но-тактическим комплексам. В главе 2 «Боеприпасы осколочного действия» изложены материалы учеб- но-методического, научно-технического и справочного характера, содержащие подробную классификацию и представление одного из наиболее широко рас- пространенных типов БП - осколочных боеприпасов (ОБП). В соответствии с указанной классификацией рассмотрены конструкции ОБП с круговыми, осевыми и радиально-направленными осколочными полями, ОБП с корпусами естественного и заданного дробления, а также ОБП с готовыми поражающими элементами (ГПЭ). Проанализированы основные характеристики осколочных полей различ- ной пространственной ориентации, их преимущества и недостатки и методы управления ими, описаны основные расчетные зависимости для оценки па- раметров пространственно-массового распределения осколков, полуготовых и готовых ПЭ, а также годографа скоростей осколочных полей разной формы и ориентации. В главе дано сжатое описание основных характеристик осколочных полей, а также основных зависимостей для расчета параметров действия ОБП: началь- ной скорости разлета ПЭ и ее изменения в полете с учетом собственной скоро- сти БП, убойной скорости и убойного интервала, удельной энергии и удельного импульса пробития, стального эквивалента и др. Все типы ОБП проиллюстрированы примерами их конструктивного во- площения в виде моноблочных и кассетных снарядов, мин, боевых частей раз- личных управляемых и неуправляемых ракет, авиационных бомб, выстрелов к гранатометам и ручных гранат. Основная задача главы 3 «Фугасные боеприпасы» - познакомить читате- ля с особенностями конструкции, функционирования и действия фугасных БП в воздухе, воде и грунте. Приведены эмпирические зависимости для вычисления основных параметров взрывных волн в указанных средах, размеров зоны разру- шения в твердых средах. Рассмотрены вопросы взаимодействия взрывных волн с поверхностью раздела сред и образования воронки выброса, а также проблемы оценки могущества фугасных БП при взрыве в грунте и сейсмического дей- ствия взрыва. Особое внимание уделено ударному (проникающему) действию БП в твердых (грунт, бетон) средах, воде, а также действию по металлическим преградам ограниченной толщины, имеющему важное значение для выбора времени замедления срабатывания взрывателя, который обеспечивает наиболее выгодное с точки зрения фугасного действия заглубление снаряда в преграду. На примерах отечественных и зарубежных образцов описаны устройство и осо- бенности конструкций фугасных артиллерийских снарядов и мин, неуправляе- мых и корректируемых авиационных бомб, реактивных снарядов, боевых частей ракет и торпед, инженерных БП и морских мин. В главе 4 «Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного дей- ствия» приведены сведения об относительно недавно появившихся фугасных БП, обеспечивающих поражение целей воздушной ударной волной и использующих
Предисловие 7 в процессе взрыва в качестве окислительного компонента кислород окружающей атмосферы. Описаны особенности распространения реакции взрывчатого превра- щения в больших объемах топливовоздушных смесей и приведены зависимости для расчета параметров как внутри облака смеси, так и в окружающей атмосфере при взрыве в режимах детонации и дефлаграции. Рассмотрены история развития двухтактных БП объемного взрыва и особенности их конструкций на примере отечественных и американских авиационных бомб и реактивных снарядов. Опи- саны основные режимы функционирования однотактных БП объемного взрыва и конструкции термобарических БП на примере авиационной бомбы, реактивной огнеметной системы, огнемета одноразового использования и выстрела к руч- ному гранатомету. Представлены вопросы оценки эффективности действия БП объемного взрыва. Приведены критерии поражающего действия воздушной удар- ной волны и характеристики уязвимости различных целей. Описаны показатели боевой эффективности фугасных БП при действии воздушной ударной волны. Рассмотрены современные разработки и перспективы использования бое- припасов пониженного побочного действия. Приведены результаты расчетов па- раметров детонации ВВ, содержащих тяжелые инертные частицы, и параметров формирующейся в окружающей атмосфере воздушной ударной волны. Глава 5 «Кумулятивные боеприпасы» посвящена классификации широко- го перечня БП, использующих в качестве поражающего фактора кумулятивный эффект взрыва, описанию конструкций типичных представителей различных кумулятивных БП и характеристик их действия по типовым целям. В главе даны краткие сведения об особенностях кумулятивного эффекта взрыва и действия кумулятивных зарядов (КЗ), начиная с механизма формирова- ния кумулятивной струи (КС) и описания возможных режимов кумуляции, и за- канчивая явлениями проникания КС в преграду и запреградного действия КЗ. Изложены принципы классификации кумулятивных БП: по типу оружия, точности стрельбы, типу попадания в цель, конструкции. Также в главе 5 приведено описание компоновочных схем, конструктив- ных особенностей и специфики функционирования типичных представителей широкого класса кумулятивных БП российского и зарубежного производства. Для всех кумулятивных БП приведены не только общие тактико-техни- ческие характеристики, но и рассмотрены дальнейшие перспективы развития каждого типа БП. В заключительном разделе изложена инженерная методика расчета скорости и угла схлопывания кумулятивной облицовки, скорости, массы и энергии КС, а также длины элемента струи с учетом его растяжения, скорости проникания элемента КС в преграду, глубины проникания и диаметра пробоины в преграде применительно к КЗ с высокими коническими облицовками. В главе 6 «Боеприпасы с использованием ударного ядра» основное внима- ние уделено боеприпасам типа SAD ARM (Sence and Destroy Armor), техническое решение которых основано на следующих составляющих: снарядоформирующий заряд - кумулятивный заряд, формирующий дальнобойный ПЭ; неконтактное взры- вательное устройство - координатор цели; поступательно-вращательное движение снарядоформирующего заряда со сканированием местности координатором цели.
8 Предисловие Приводится классификация SAD ARM-боеприпасов по системам ору- жия, типу координатора цели, виду формируемого взрывом ПЭ, принципу на- ведения на цель, форме кумулятивной облицовки, материалу облицовки. Изложены физические особенности и основные этапы функционирования снарядоформирущих зарядов (от формирования безградиентного ПЭ до его про- никания в преграду), приведены основные расчетные зависимости для оценки влияния параметров снарядоформирующего заряда (типа ВВ, высоты заряда, профиля облицовки, материала облицовки) на скорость и конфигурацию фор- мируемого ПЭ. В заключительном разделе главы 6 подробно описаны зарубежные и отечест- венные образцы кассетного авиационного оружия, кассетные артиллерийские противотанковые снаряды и боевые части РСЗО, противобортовые и кры- шебойные инженерные мины, конструктивные схемы которых основаны на применении снарядоформирующих зарядов. Рассмотрена область при- менения таких БП, тактико-технические характеристики указанных систем оружия, особенности конструкции системы оружия и самоприцеливающихся БЭ, а также специфика их наведения на цель и действия по цели. Здесь же проана- лизированы перспективные конструкции БП со снарядоформирующими зарядами. Бронебойные БП кинетического действия являются весомой составляющей практически любого боекомплекта, а их классификации и описанию посвящена глава 7 «Кинетические бронебойные боеприпасы». Приведены перечень основ- ных целей, защищенных броней, и классификация бронебойных БП по типу оружия, калибру, отношению диаметра корпуса БП к калибру артиллерийского орудия, по типу стабилизации в полете, удлинению корпуса, типу ведущего устройства. В качестве конкретных примеров всех существующих типов бронебойных БП приводятся конструктивные схемы и тактико-технические характеристики некоторых из них. Рассмотрены пути увеличения скорости взаимодействия с преградой броне- бойных БП и их отдельных частей (сердечников, элементов корпуса) с помощью пороховых и взрывных устройств, размещаемых в корпусе БП для дополнитель- ного разгона сердечников перед встречей с преградой. В заключение даны основные расчетные зависимости оценки бронебойно- го действия, учитывающие особенности взаимодействия с броней удлиненных срабатывающихся корпусов и недеформируемых твердосплавных сердечников. В главе 8 «Бетонобойные боеприпасы» описаны конструкция и принцип действия основных типов бетонобойных БП. Приведены перечень основных целей, защищенных бетонным покрытием, и классификация бетонобойных БП по типу поражаемых целей, по типу оружия (артиллерийские снаряды, неуправ- ляемые и управляемые авиационные бомбы, разовые бомбовые кассеты, боевые части неуправляемых и управляемых ракет), по особенностям функциониро- вания (кинетического действия и тандемные с кумулятивным предзарядом). В качестве конкретных примеров всех существующих типов бетонобойных БП приведены конструктивные схемы и тактико-технические характеристики некоторых БП.
Предисловие 9 Расчетные зависимости оценки функционирования бетонобойных и прони- кающих БП позволяют оценить основные параметры ударного (проникающего) действия (глубину проникания в грунт и толщину пробиваемой бетонной пре- грады), откольные эффекты при проникании, рикошет, а также характеристики фугасного действия в бетоне, радиус зоны разрушения и суммарную толщину пробиваемой бетонной преграды с учетом фугасного действия. В главе 9 «Динамическая защита» даны оценки стойкости монолитной бронезащиты к воздействию современных противотанковых БП, на основании которых обоснована необходимость динамической защиты (ДЗ), а приведенные исторические сведения о разработке и применении ДЗ позволяют проанализи- ровать весь путь развития и создания указанных средств защиты. Прежде всего рассмотрены ключевые принципы действия ДЗ, основные физические процессы, возникающие при функционировании ДЗ (пробитие отверстий в тонких пластинах, инициирование детонации в тонких слоях ВВ при интенсивных локальных воздействиях, метание пластин ограни- ченных поперечных размеров, взаимодействие пластин с КС) и принципы построения методики расчета проникания КС в преграду, оснащенную ДЗ. Предложена классификация устройств ДЗ (взрывная, невзрывная и комбини- рованная ДЗ, противокумулятивная навесная ДЗ, встроенная универсальная ДЗ, эшелонированная ДЗ) с указанием области их применения и описанием конструктивного построения ряда характерных отечественных и зарубежных образцов ДЗ. Проанализированы особенности взаимодействия ДЗ с бронебойными под- калиберными снарядами, а также перспективы использования невзрывной ДЗ. В главе 10 «Боеприпасы вспомогательного назначения» приведены не- обходимые сведения о БП вспомогательного назначения, к которым отнесены все БП, способствующие выполнению боевой задачи или препятствующие действиям противника, а также используемые для проведения учебно-практи- ческих задач и испытательных стрельб. Дана классификация БП вспомогатель- ного назначения и рассмотрены предъявляемые к ним общие и специфические требования. Описаны типовые образцы, основные технические характеристики и принципы действия помехосоздающих, осветительных, дымовых, ориентирно- сигнальных, агитационных, практических и системопробных БП. Изложены основные расчетные зависимости для выбора конструктивных параметров ключевых элементов БП и соотношения, позволяющие оценить характеристики действия вспомогательных БП различного типа. В главе 11 «Основные характеристики эффективности действия бое- припасов» приведена новая объектно-ориентированная методика расчета по- казателей боевой эффективности. Простота практических применений объектной методики открывает воз- можность системного анализа боевой эффективности на всех этапах разработ- ки конструкции - от выбора принципа действия до согласования параметров по критерию боевой эффективности. Также в главе И рассмотрены вопросы принятия решений, оптимизации систем оружия и многоцелевых БП по крите- рию эффективности действия в рамках моделей боевых операций.
10 Предисловие Цель главы 12 «Оружие нелетального действия (ОНД)» - это изложение основных понятий, принципов построения, применения и действия нетрадици- онных средств временной нейтрализации живой силы и техники, получивших наименование «оружие нелетального действия». Проанализированы основные предпосылки разработки ОНД и особенности, определяющие необходимость его наличия в системе вооружений. Приведены генеральный классификатор видов ОНД по принципам действия, объектам воздействия, эффективности действия и масштабу применения и классификатор критериев применимости ОНД, сформулированы основные тактико-технические требования к ОНД при их разработке и использовании. Рассмотрены основные физические принципы функционирования ОНД, воздействующего на биообъекты, технику, а также окружающую среду. Особое внимание уделено описанию основных медико-биологических и международно-правовых аспектов разработки и применения ОНД, а также проблеме превентивного контроля над распространением ОНД. В качестве кинетических и механических, химических и физико-химиче- ских, электрических и электромагнитных, акустических и ослепляющих, а так- же комбинированных типов ОНД приведены примеры зарубежных разработок и образцов специальных средств нелетального действия, принятых к примене- нию в системе МВД РФ. В заключение рассмотрены возможные сценарии использования ОНД в боевых, миротворческих и антитеррористических операциях, в операциях по правопринуждению и для охраны объектов. Глава 13 «Взрыватели» посвящена описанию устройства и действия взры- вателей и взрывательных устройств (ВУ) БП различного назначения. Даны ос- новные понятия, термины и определения, функционально-структурная схема и физические основы построения различных взрывателей и ВУ. Приведены общие сведения об огневых цепях (ОЦ), механических и электромеханичеких ВУ различного назначения, а также представлены типовые конструкции пиро- технических элементов ОЦ, средств воспламенения и средств детонирования. Рассмотрены общие требования, предъявляемые к взрывателям и ВУ, их основ- ные характеристики и принципы классификации. К каждой главе прилагается список рекомендуемой справочной литературы, а в приложении дан список принятых обозначений средств поражения и боепри- пасов в англоязычной и русскоязычной литературе, который поможет читателю легче ориентироваться в обширной и ежедневно обновляющейся информации по вооружению и военной технике, содержащейся как в текущей научно-тех- нической литературе, так и интернет-сайтах. Материал учебника распределен между авторами следующим образом: введение, главы 1 и 12 написаны В. В. Селивановым; глава 2 - Е. Ф. Грязно- вым; главы 3 и 4 - В. Н. Охитиным; глава 5 - С. В. Ладовым и Л.П. Орленко; глава 6 - А. В. Бабкиным и В. И. Колпаковым; главы 7 и 8 - В. А. Велдановым; глава 9 - И. Ф. Кобылкиным; главы 10 и 13 - Н. А. Имховиком; глава 11 - А. Г. Ришняком. Научно-методическое редактирование учебника осуществлено В. В. Селивановым.
Список сокращений АБ — авиационная бомба АиТО — атомное и термоядерное оружие АР С — активно-реактивные снаряды АУР — авиационная управляемая ракета БВВ — бризантное взрывчатое вещество БЗО — боевые зарядные отделения БМД — боевая машина десанта БМП — боевая машина пехоты БОПС — бронебойный оперенный подка- либерный снаряд БОВ — боеприпас объемного взрыва БП — боеприпас БПС — бронебойный подкалиберный снаряд БрБП — бронебойный боеприпас БС — бронебойный снаряд БТ — бронированная техника БТР — бронетранспортер БЧ — боевая часть БЭ — боевой элемент ВВ — взрывчатое вещество ВВС — военно-воздушные силы ВВТ — вооружение и военная техника ВЛД — верхняя лобовая деталь ВМГЧ — взрывомагнитный генератор ча- стоты ВМФ — военно-морской флот ВС РФ — вооруженные силы РФ ВТО — высокоточное оружие ВУ — взрывательное устройство ВУВ — воздушная ударная волна ГДК — газодисперсный канал ГМ — геометрическая модель ГМ — головной мозг ГПТУР — гиперзвуковая противотанковая управляемая ракета ГПЭ — готовый поражающий элемент ГСН — головка самонаведения ГЦ — групповая цель ДЗ — динамическая защита ДИСО — диалоговая система оптимизации ЖБУ — железобетонные укрытия ЖМВ — жидкое метательное вещество ЗВП — зона возможного поражения ЗРК — зенитный ракетный комплекс ЗУР — зенитная управляемая ракета ИК ГСН— инфракрасная головка самона- ведения КАБ — корректируемая авиационная бомба КАС — кассетный артиллерийский сна- ряд КБП — кумулятивный боеприпас КБЭ — кумулятивный боевой элемент КБЭ — кассетный боевой элемент (24 стр.) КВ — капсюль-воспламенитель кд - капсюль-детонатор КЗ — кумулятивный заряд КЗП — координатный закон поражения КМГУ — контейнер малогабаритных гру- зов универсальный КО — кумулятивная облицовка КОБЭ — кумулятивно-осколочный боевой элемент КС — кумулятивная струя КУВ — комплекс управляемого вооруже- ния кц - координатор цели кэ — командный элемент кэ — кинетический элемент ЛА — летательный аппарат ЛБТ — легкобронированная техника МБИ — медико-биологические исследо- вания мдв — механизм дальнего взведения МКАЛ — малокалиберная автоматическая пушка ММ — морская мина МПИ — механизм подачи импульса мшм — морская шельфовая мина НАР — неуправляемая авиационная ра- кета НВУ — навигационное вычислительное устройство нпвс — низкоплотный взрывчатый состав НУРС — неуправляемый реактивный сна- ряд ОАБ — осколочная авиабомба ОБП — осколочный боеприпас ОБЧ — осколочная боевая часть ОДУ - обыкновенные дифференциаль- ные уравнения ОМС — объединенные миротворческие силы онд - оружие нелегального действия ОФАБ — осколочно-фугасная авиабомба
12 Список сокращений ОФС — осколочно-фугасный снаряд ОЦ — огневая цель ПВ — продукты взрыва ПВРД — прямоточный воздушно реактив- ный двигатель ПВП — поочередные взаимные переме- щения ПД — продукты детонации ПДМ — противодесантная мина ПЗРК — переносной зенитный ракетный комплекс ПИМ — предохранительно-исполнитель- ный механизм ПКМ — переносной комплекс минирова- ния ПКР — противокорабельная крылатая ракета ПЛ — подводная лодка ПЛАБ — противолодочная авиационная бомбы ПЛС — проводная линия связи ППМ — противопехотная мина П1Ш — пакет прикладных программ ПСП — предельная скорость пробития ПТАБ — противотанковая авиационная бомба ПТМ — противотанковая мина ПТРК — противотанковый ракетный ком- плекс ПТУР — прошвотанковаяуправляемаяракета ПУ — пусковая установка пц — площадная цель РБК — разовая бомбовая кассета РВД — распылитель высокого давления РГБ — реактивная глубинная бомба РДТТ — реактивный двигатель на твердом топливе РЛ ГСН— радиолокационная головка само- наведения РЛС — радиолокационная станция РПГ — ручной противотанковый грана- томет РРАБ — ротативно-рассеивающая авиа- ционная бомба PC — реактивный снаряд РСЗО — реактивная система залпового огня РЭБ — радиоэлектронная борьба РЭС — радиоэлектронные средства САУ — самоходная артиллерийская уста- новка СББ — средства ближнего боя СБП — суббоеприпас СВ — сухопутные войска СГМ — система геометрического модели- рования СЗРК — самоходный зенитный ракетный комплекс СП — средство поражения СПБЭ — самоприцеливающийся боевой элемент СПГ — станковый противотанковый гра- натомет СФЗ — снарядоформирующий заряд ТБС — термобарическая смесь ТВС — топливно-воздушная смесь ТЗ — техническое задание ТНТ — тринитротолуол (тротил) ТРС — турбореактивный снаряд ТТХ — тактико-технические характери- стики ТУР — танковая управляемая ракета УА — уязвимый агрегат УАБ — управляемая авиационная бомба УАР — управляемая авиационная ракета УВ — ударная волна УДЗ — ударно-дистанционный запал УЗУ — установочно-замедлительное устройство УЗД — уровень звукового давления УЗП — условный закон поражения УЗРГМ— унифицированный запал ручной гранаты модернизированный УКЗ — удлиненный кумулятивный заряд УМ — ударный механизм УМЗ — универсальный минный загради- тель УПАБ — управляемая планирующая ави- ационная бомба УПЭ — удлиненный поражающий эле- мент ФСУ — функциональная схема уязвимости ФОТАБ— фотоосветительная авиационная бомба ФАБ — фугасная авиационная бомба ЦП — центрирующая поверхность ЦНС — центральная нервная система ЦСК — целевая система координат ШКЗ — шнуровой кумулятивный заряд ШПУ — шахтные пусковые установки ЭДЗ — элемент динамической защиты ЭМИ — электромагнитное излучение ЭПУ — электрическое пусковое устрой- ство ЭЦ — элементарная цель ЭШП — электрошоковая пуля ЭШУ — электрошоковое устройство
Введение Ушел в историю XX в. - век стремительного научно-технического про- гресса и двух мировых войн. Пожалуй, невозможно сейчас найти какую-либо область науки и техники, в которой не были бы совершены крупнейшие от- крытия и технологические прорывы. Естественно, что многие из них интен- сивно используются в целях обеспечения безопасности государств, а именно в военно-технической области, в результате чего были созданы самое разно- образное вооружение и военная техника как для армии, так и других силовых структур. И хотя последнее десятилетие XX в. и начало XXI в. ознаменова- лись прекращением острого противостояния военно-политических блоков, возглавляемых сверхдержавами, и изменением международной обстановки, однако в 2014 г. очередное резкое обострение отношений между Россией, с одной стороны, США и странами ЕС - с другой, инициированное внутрипо- литическим кризисом и гражданской войной на Украине, еще раз показало, что обычные боеприпасы (БП) и в обозримом будущем останутся основным фактором «сдерживания» и огневого воздействия в возможных межрегио- нальных конфликтах и локальных войнах. Данный вывод еще ранее наглядно подтвердили результаты проведения группировкой многонациональных сил операции «Буря в пустыне» против Ирака в 1991 г. Тогда в тактической полосе обороны от артиллерийского ог- ня иракские войска понесли более 50% всех потерь. Аналогичная ситуация имела место в Ираке и в 2003 г. в ходе операции «Шок и трепет». Весь спектр обычных БП широко применялся и применяется в ходе гражданских войн в Ливии и Сирии, которые стали неизбежным и жестоким продолжением при- внесенных извне в 2011 г. «цветных» революций. Здесь уместно также привести цитату из книги И. И. Вернидуба «На пере- довой линии тыла»: «Во время войны промышленность боеприпасов часто называли ’’передовой тыла“, и это справедливо, так как без боеприпасов пушки и винтовки не стреляют, минометы и катюши молчат, корабли, танки, само- леты становятся безоружными и беззащитными...» Справедливо это и потому, что производство боеприпасов - это самая массовая, самая металлоемкая, наиболее трудоемкая и самая дорогая, да и к тому же самая опасная отрасль военного производства. Обеспечение военной безопасности остается по-прежнему важной задачей любого государства. Ее решение в современных условиях, когда боеспособ- ность вооруженных сил все больше зависит от научно-технического уровня и качества вооружений, требует непрерывного совершенствования военной техники, что приводит к необходимости кардинального повышения уровня подготовки специалистов, занятых исследованиями, разработкой и эксплу- атацией вооружений. Последнее в значительной степени сдерживается не- богатым выбором современной учебной и научно-технической литературы,
14 Введение посвященной методически структурированному описанию взаимосвязанных видов и типов вооружения и военной техники. Предлагаемый читателям учебник призван отчасти восполнить этот пробел и дать целостную и систе- матизированную картину создания БП и средств поражения (СП), перспектив и тенденций их развития во всем многообразии связанных с этим научно-тех- нических, конструкторско-технологических и эксплуатационных проблем. В книге не только изложены концепции и подходы к созданию БП и СП, но и освещены история их появления и наиболее значимые этапы проведенных исследований и разработок, даны описания основных конструктивно-схемных решений боеприпасов и средств поражения, рассмотрены вопросы эффектив- ности их действия и оценены перспективы их развития. Все это позволяет читателю составить целостную картину истории создания и развития БП и СП в различных странах. Вообще говоря, история создания, текущее состояние и перспективы раз- вития боеприпасов, их роль и место в обеспечении национальной безопас- ности стран, ими обладающих, всегда привлекали и привлекают внимание исследователей, служащих вооруженных сил, конструкторов и просто людей, интересующихся развитием вооружения и военной техники. Свидетельством этому служат многочисленные труды отечественных и зарубежных авторов на эту тему. Вместе с тем в общем многообразии интересных и ценных работ, посвященных разработке БП, преобладают тенденции рассмотрения либо из- бранных событий, связанных с данным вопросом, либо конкретных примеров создания отдельных образцов боеприпасов. В отличие от указанных тенденций, в учебнике рассмотрен широкий круг вопросов, включающих концепции развития всего многообразия БП в основных странах-производителях вооружения и военной техники (США, России, Великобритании, Германии, Франции), конструктивные решения, которые положены в основу функционирования боеприпасов, их основных систем и узлов. Приведены основные тактико-технические характеристики и ключевые показатели эффективности действия созданных боеприпасов, проанализированы возможные тенденции их дальнейшего развития. Конечно, в системе тактико-технических требований, которые контролируют достигае- мые в процессе проведения опытно-конструкторских работ тактико-техниче- ские характеристики, как правило, отражается опыт эксплуатации и боевого применения подобных систем вооружения, состояние экономики страны, ее науки и техники, а также возможный характер современных боевых дейст- вий. Боеприпасы, предназначенные для выполнения тех или иных боевых за- дач, обладают определенными свойствами, всесторонне характеризующими их состояние и возможности. Совокупность этих свойств, обусловливающих пригодность каждого конкретного изделия для удовлетворения необходимых потребностей в соответствии с его назначением, представляет собой каче- ство данного типа БП. В общем случае практически любой тип БП как еди- ница расходной части оружия включает в себя метательную и метаемую
Введение 15 (предназначенную для непосредственного выполнения боевой задачи в со- ответствии с назначением средства поражения) части. Фундаментальной основой для первой части (гильза или картуз с пороховым зарядом, жидкое метательное вещество, реактивный двигатель) является теория горения, для второй - теория детонационных, ударно-волновых и других быстропротека- ющих процессов, сопровождающих явления взрыва и удара. Исходя из суще- ствования этого кардинального различия, а также учитывая, что в последние годы издан ряд книг по твердотопливным реактивным двигателям, авторы ограничились описанием конструкций и принципов действия метаемых ча- стей БП. Ввиду ограниченного объема книги не были рассмотрены некоторые БП основного действия (зажигательные, химические) и небоевые взрывные устройства вспомогательного назначения (взрывные разделители, заряды-лик- видаторы и пр.). Высокоточное оружие, рассматриваемое большинством развитых стран как основной вид перспективного вооружения и необходимое для ведения «бесконтактных» войн будущего, и теория управления должны служить пред- метом отдельной монографии, поэтому в ряде разделов учебника данный вид вооружений лишь проиллюстрирован характерными примерами типичных образцов. Учитывая, что теория взрывчатых веществ и теория физических процес- сов, протекающих при действии боеприпасов, в том числе детонационных и ударных волн, достаточно подробно изложены в нашей двухтомной моно- графии «Физика взрыва» (М., 2004), в настоящем учебнике приведены только основные расчетные формулы и достаточно простые инженерные методики, необходимые для практического проектирования БП. Следует отметить, что вопросы боевой эффективности систем оружия, средств поражения и боеприпасов уже давно оформились в виде отдельной научной дисциплины, и актуальным является вопрос об издании соответству- ющей монографии, поэтому в данной книге лишь подробно изложены ос- новные положения этой теории, необходимые для целостного восприятия остального материала. Появление в последние два десятилетия потока открытой информации для специалистов в области разработки, испытаний и эксплуатации вооружения и военной техники во многом способствовало подготовке переиздания насто- ящего учебника. В частности, активное участие российских производителей в продаже вооружений и военной техники десяткам стран мира активизиро- вало экспонирование отечественных образцов на многочисленных между- народных и российских выставках и выпуск высококачественных каталогов и рекламных буклетов, в которых описаны как конструкции предлагаемых на экспорт изделий военно-технического назначения, так и их основные так- тико-технические характеристики. Также в открытой печати появляются различные новые иллюстрирован- ные справочники и энциклопедии по вооружению и военной технике. Напри- мер, конструкции различных БП анализируются в периодических изданиях
16 Введение «Техника и вооружение», «Зарубежное военное обозрение», «Военный парад», демонстрирующих и рекламирующих российскую продукцию военного на- значения. Издательским домом «Военный парад» выпущен каталог «Оружие России» в семи томах и дополненный сводный каталог «Оружие России 2004», в которых приводится обширная информация о новых, модернизированных, а также ранее созданных образцах вооружения и военной техники. Издательский дом «Оружие и технологии» в 2000-2008 гг. выпустил 16 томов энциклопедии «Оружие и технологии России. XXI век» под общей ре- дакцией министра обороны РФ. В 2006 г. вышел 12 том под названием «Бо- еприпасы и средства поражения», в котором приведены основные образцы боеприпасов Сухопутных войск, авиации и флота, специальные БП, пороха, взрывчатые вещества (ВВ), твердые топлива, а также рассмотрены ключевые аспекты разработки, испытаний, хранения, утилизации и уничтожения БП и ВВ. В этом же томе дана информация о предприятиях, организациях и науч- но-исследовательских центрах оборонно-промышленного комплекса России, связанных с разработкой и производством БП, порохов и ВВ. Издательство «Машиностроение» совместно с Российской академией ракетных и артил- лерийских наук в 2005-2012 гг. выпустило 11 томов справочной библиотеки разработчика и исследователя «Вооружение и военная техника», рассчитан- ной на широкую аудиторию читателей - научных работников, конструкторов, технологов и испытателей вооружения и военной техники, а также студентов, аспирантов и преподавателей высших технических учебных заведений. В пла- не издания есть отдельные книги по основам проектирования высокоточных ракетных комплексов, физическим основам теории взрыва, порохам и взрывча- тым веществам, проектированию БП, испытанию и эксплуатации вооружения и военной техники, технологии производства БП и СП. Со времени выхода в свет первого издания настоящего учебника в раз- личных издательствах были изданы учебники и учебные пособия, посвящен- ные различным типам БП: авиационным БП, кассетным артиллерийским БП, средствам ближнего боя, боевым частям реактивных снарядов систем залпо- вого огня, авиационным бомбам, бронебойным подкалиберным и осколочным снарядам, ручным и ружейным гранатам, минному оружию и др. Появились учебные пособия, посвященные описанию различных взрывателей. Этому во многом способствовало снятие ограничений на открытую пу- бликацию большого числа специальных учебных пособий, различных настав- лений и руководств по эксплуатации СП и БП. Подробная информация о СП и БП стала размещаться на интернет-сай- тах специализированных издательств, военно-технических музеев, ведущих фирм по продаже оружия и организаций-производителей различного вида вооружения и военной техники. Все перечисленные информационные базы были использованы авторами для подготовки второго издания учебника «Боеприпасы». Кроме того, у ав- торов была возможность проанализировать и применить при подготовке ил- люстративного и текстового материала большое число доступных музейных
Введение 17 образцов и макетов изделий, используемых при проведении учебного процесса по направлению подготовки специалистов «Оружие и системы вооружения». Таким образом, книга написана с привлечением большого количества открытых публикаций в отечественной и зарубежной печати, литературных источников, анализа музейных образцов изделий, открытых документов проектного и нормативно-технического характера, данных интернет-сай- тов, а также собственных знаний и опыта авторов, которыми в соответствии с установленным порядком они сочли возможным поделиться с читателем. Как одну из серьезных и актуальных задач авторы рассматривали установ- ление единого методологического подхода при техническом анализе различ- ных классов БП, включая использование единой терминологии, обозначений, международной системы единиц, безразмерных характеристик, межвидовой унификации, единых параметрических рядов.
Глава 1 Классификация боеприпасов и средств поражения 1.1. Основные понятия, термины и определения Современные определения понятий «оружие», «комплекс вооружения» и «система вооружения» сформировались в течение последних 50 лет. Эти определения с учетом опыта Второй мировой войны и последующих крупно- масштабных военных конфликтов даны в Военном энциклопедическом словаре*. Оружие - устройства и средства, применяемые для поражения противника в вооруженной борьбе. Обычно оружие состоит из средств поражения и средств доставки их к цели. Оружие подразделяют по основным отличительным при- знакам следующим образом: • характеру поражающего действия - оружие массового поражения и обычные средства поражения; • масштабу решаемых боевых задач - стратегическое, оперативно-такти- ческое и тактическое; • целевому назначению - одноцелевое и многоцелевое (универсальное); • способу доставки к цели средств поражения (пули, снаряды, гранаты, боевые части) - огнестрельное, ракетное (реактивное), доставляемое к цели с помощью самолетов, кораблей, электрических или турбинных двигателей (торпеды), с комбинированной доставкой, ручное; • степени маневренности - стационарное с неподвижной платформой (шахтные ракетные комплексы, казематные орудия), стационарное с подвиж- ной платформой (авиационное, танковое, корабельное и др.), самоходное, бук- сируемое и возимое; • количеству обслуживающего персонала - индивидуальное и групповое; • степени автоматизации процесса стрельбы - автоматическое, полуавто- матическое и неавтоматическое; • возможности изменения траектории при движении СП к цели - неуправ- ляемое и управляемое. Если оружие включает в себя также приборы и устройства управления, об- наружения, наведения, взаимосвязанные как с самим оружием, так и с его плат- формой, техническую систему принято называть комплексом вооружения (КВ). Комплекс вооружения - совокупность образцов военной техники, функцио- нально связанных и совместно используемых для решения боевых задач. Обяза- тельный элемент комплекса вооружения - оружие в совокупности со средствами поражения, непосредственно предназначенными для поражения целей. К наи- более распространенным КВ относятся наземные ракетные комплексы страте- гического, оперативно-тактического и тактического назначения, авиационные * Военный энциклопедический словарь. Москва: Военное изд-во, 1984.
1.1, Основные понятия, термины и определения 19 ракетные комплексы, зенитные артиллерийские и ракетные комплексы, кора- бельные артиллерийские, торпедные и ракетные комплексы и др. Комплексами вооружения считают также танк, боевую машину пехоты (БМП) и т. п. В наиболее общем случае комплекс вооружения включает в себя такие основные компоненты, как платформу с системой защиты; огневую уста- новку (оружие); систему управления; расчет (экипаж); средства поражения (боеприпасы). Первые четыре компонента КВ - постоянные составляющие, а пятый ком- понент КВ - расходная составляющая, которая представляет собой технические объекты одноразового действия. Комплексы вооружения принято подразделять пес ударные (наступательные) и оборонительные; оружие в составе комплекса также может быть ударным и оборонительным. КВ может содержать несколько видов оружия и средств по- ражения. В общем случае КВ может быть размещен на нескольких платформах, поэтому различают авиационный ударный КВ, танковый КВ, КВ БМП (плава- ющая, вертолетотранспортабельная, парашютно-десантируемая боевая машина пехоты), зенитный ракетный артиллерийский КВ и др. Система вооружения - совокупность КВ и другой военной техники, обе- спечивающая выполнение определенных боевых задач и предназначенная для оснащения определенного рода войск, вида вооруженных сил и вооруженных сил в целом (в Российской Федерации к видам Вооруженных сил относятся Сухо- путные войска (СВ), Военно-воздушные силы (ВВС) и Военно-морской флот (ВМФ)). В министерстве обороны США более распространенным является термин «система оружия», в которой центральным элементом служит комплекс оружия. Специфика его боевого применения полностью определяет состав и об- лик боевых и обеспечивающих элементов системы оружия. Долгосрочная конкурентоспособность комплекса оружия обеспечивается путем реализации принципа «модернизационных запасов системы оружия», основанного на идее агрегатного метода (использования сменных блоков и агрегатов) эксплу- атации. Для этого при «сквозном» проектировании осуществляется разработка базовой модели - платформы с оптимальными модернизационными запасами, не- обходимыми для планомерного совершенствования конструкции, с параллельной утилизацией морально устаревших приборов и агрегатов и внедрением нового ин- формационного, программного и другого обеспечения и новых технологий. Система оружия как человеко-машинная структура базируется также на ключевой роли человеческого интеллекта и профессионализма в реализации каждого из этапов жизненного цикла. Современная тенденция развития КВ - постепенный переход от обычного во- оружения к высокоточному. Эта тенденция проявляется во всех классах оружия всех видов Вооруженных сил и отражает стремление ведущих стран-произ- водителей вооружения и военной техники (ВВТ) к «бесконтактным» методам ведения боевых операций с минимальным риском для собственных Вооружен- ных сил. Термин «высокоточное» был вначале введен для обозначения управ- ляемых СП (зенитный ракетный комплекс (ЗРК), противотанковый ракетный комплекс (ПТРК), противокорабельная ракета (ПКР) и др.), однако в настоящее
20 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения время высокоточным оружием (ВТО) принято считать любое оружие, обеспе- чивающее точное наведение снаряда на цель, что приводит либо к прямому попаданию, либо к минимальному значению промаха. При этом системы наве- дения (управления полетом) подразделяются на автономные системы, системы дистанционного управления и самонаведения. Боеприпасы - технические устройства, преимущественно неуправляемые (но могут быть и управляемые) и применяемые при выполнении боевой за- дачи для непосредственного воздействия на цель (отметим, что термина «бое- припасы», как и понятия «ammunition» в английском языке, не существует в единственном числе). В соответствии с этим определением к БП можно отнести артиллерийские и минометные выстрелы, гранаты (ручные, ружейные, к под- ствольным, автоматическим и противотанковым гранатометам), реактивные снаряды к реактивным системам залпового огня (РСЗО), неуправляемые ави- ационные ракеты, неуправляемые авиационные и глубинные бомбы, авиаци- онные кассеты, инженерные и морские мины, инженерные взрывные устрой- ства (заряды разминирования, заряды для разрушения сооружений), патроны к стрелковому оружию. Боеприпасы принято также различать по принадлежности к виду или ро- ду войск (артиллерийские, авиационные, морские, стрелковые, инженерные), по назначению (основные - для поражения целей, вспомогательные (специаль- ные) - для освещения, задымления, целеуказания, а также агитационные, учеб- ные, практические, холостые, системопробные и т. д.), по характеру снаряжения (обычные, ядерные, химические, биологические и др.). Из приведенного определения очевидно, что боеприпасы основного на- значения являются средствами поражения. Кроме того, к СП условно относят некоторые типы боеприпасов вспомогательного назначения, которые создают условия, косвенно способствующие поражению противника (например, помехо- создающие, осветительные, дымовые, целеуказательные и др.). Средства поражения (помимо БП основного назначения и части БП вспо- могательного назначения) - технические устройства, являющиеся составной частью более сложных, как правило, управляемых устройств, и используемые для выполнения боевой задачи в единичных количествах. В соответствии с этим определением к СП можно отнести боевые части (БЧ) управляемых ракет всех типов (зенитных управляемых ракет (ЗУР), авиационных управляемых ракет (АУР), ПТУР, баллистических и крылатых, в том числе противокорабельных), боевые зарядные отделения торпед и антиторпед, управляемые авиационные бомбы и т. п. В военной литературе и СМИ термин «средства поражения» при сопоставлении со средствами защиты нередко используется как аналог ударных (наступательных) комплексов и систем вооружения. Из приведенных определений следует, что понятие «средство поражения» по отношению к понятию «боеприпасы» более общее, т. е. включает в себя по- нятие «боеприпасы» как частный случай. В то же время необходимо отметить, что существует ряд изделий, которые с одинаковым основанием могут быть от- несены к обоим понятиям. Поэтому при дальнейшем описании классификации БП и СП будут использоваться оба термина.
1.1. Основные понятия, термины и определения 21 В общем случае средство поражения включает в себя метательную и ме- таемую (доставляемую) части, хотя в некоторых видах СП метательная часть отсутствует (авиационные бомбы, инженерные БП, устройства динамической защиты ДЗ, ручные гранаты и др.). Для ствольных СП основа метательной ча- сти - пороховой заряд, помещенный в гильзе (металлической или сгораемой) или в матерчатых чехлах (картузах) и снабженный средством воспламенения. После выстрела метательная и метаемая части разделяются. Совокупность метательной и метаемой части (снаряда) принято называть артиллерийским выстрелом. По способу заряжания выделяют три типа выстрелов: унитарные, раздельно-гильзовые и картузные. В выстреле унитарного заряжания (для унитарного выстрела часто упо- требляется термин «патрон») гильза с пороховым зарядом и снаряд соединены в неразъемное целое. Изменение массы порохового заряда при стрельбе не- возможно. Преимуществами данного выстрела являются облегчение процесса заряжания при автоматической стрельбе, герметичность метательного заряда, исключение возможности некомплектной подачи боеприпасов. Выстрел раздельно-гильзового заряжания состоит из двух частей: снаряда со взрывателем и гильзы с метательным зарядом и средством воспламенения (капсюльной втулкой). Основное преимущество выстрелов этого типа - воз- можность уменьшения массы метательного заряда при стрельбе на небольшие дальности, что существенно увеличивает живучесть орудия. Метательный заряд - это набор пакетов с порохом, уложенных в гильзе в определенном по- рядке, уменьшение массы которого достигается удалением части пакетов. До- полнительными преимуществами раздельно-гильзовых выстрелов являются снижение физической нагрузки на артиллерийский расчет как при подноске БП, так и при заряжании и уменьшение общей длины выстрела, что облегчает их размещение в боеукладке самоходных орудий и танков. В унитарных (например, 120-мм выстрел танков Abrams (США) и Leopard (ФРГ)) и раздельно-гильзовых (например, 125-мм выстрел отечественных тан- ков Т-72, Т-80, Т-90) выстрелах может быть использована гильза со сгорающим корпусом, выполненным из пироксилиново-целлюлозного полотна, которое про- питано тротилом и сопряжено с металлическим поддоном. Выстрел картузного заряжания состоит из снаряда (мины), оболочки из плотной ткани (шелковой, хлопчато-бумажной, ацетатной и др.), внутри ко- торой помещены метательный заряд и средство воспламенения. Для реактивных СП с неотделяемым двигателем метательной частью явля- ется сгораемая масса пороха или твердого ракетного топлива, а корпус двигателя входит в состав метаемой части. Метаемая часть СП основного назначения включает в себя корпус, заряд ВВ, взрыватель, а для некоторых видов СП - также металлический узел в виде кумулятивной воронки, вогнутой пластины, блока ГПЭ и т. п., и в общем случае систему управления. Существуют метаемые части, не содержащие заряда ВВ (например, бронебойные подкалиберные снаряды). В метаемую часть СП вспомогательного назначения входит корпус со сна- ряжением в виде осветительного состава, блока диполей, дымовой шашки и т. п.
22 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения В некоторых конструкциях, например, в активных реактивных снарядах, компоненты метательной части могут располагаться в обеих основных частях СП. В качестве официального документа, трактующего разделение БП на опре- деленные группы, приведем выдержки из Единого классификатора предметов снабжения (ЕКПС) Вооруженных сил Российской Федерации (ВС РФ). Класси- фикатор по составу групп и кодам совместим с классификатором Федеральной системы каталогизации США, принятой также в НАТО и ряде других государств. «Группа 13. Боеприпасы, боевые части ракет и взрывчатые вещества (классы 1305-1398)'. 1305 - боеприпасы и артиллерийские выстрелы калибром до 30 мм вклю- чительно; 1310 - боеприпасы и артиллерийские выстрелы калибром от 30 до 75 мм вклю- чительно; 1315 - боеприпасы и артиллерийские выстрелы калибром от 75 до 125 мм включительно; 1320 - боеприпасы и артиллерийские выстрелы калибром свыше 125 мм; 1325 - авиационные бомбы; 1330 - гранаты; 1336 - боевые части и взрывчатые компоненты управляемых ракет; 1340 - неуправляемые ракеты, их боевое оснащение и составные части; 1345 - инженерные мины; 1350 - морские мины (неснаряженные) и их составные части; 1351 - боевые зарядные отделения морских мин; 1355 - торпеды, антиторпеды, скоростные подводные ракеты (без боевого зарядного отделения), их составные части; 1356 - боевые зарядные отделения торпед, антиторпед, подводных ско- ростных ракет; 1360 - глубинные бомбы неснаряженные и их составные части; 1361 - боевое снаряжение глубинных бомб; 1365 - зажигательные и дымовые вещества; 1370 - пиротехнические средства; 1375 - подрывные устройства; 1376 - взрывчатые вещества и пороха; 1377 - пиропатроны, пороховые приводные устройства и их составные части; 1385 - инструменты и оборудование для обезвреживания наземных бое- припасов; 1386 - инструменты и оборудование для обезвреживания подводных бое- припасов; 1390 - капсюли и взрыватели для боеприпасов и артиллерийских выстрелов; 1395 - прочие боеприпасы, не вошедшие в другие классы данной группы; 1398 - специальное оборудование для эксплуатации и технического обслу- живания боеприпасов.» Несмотря на то что название группы 13 классификатора ЕКПС не содержит термина «средства поражения», из анализа структуры группы видно, что она
1.2. Классификация БП и СП по ведомственной принадлежности 23 включает в себя средства поражения как единицы расходной части КВ, содержа- щие (в общем случае) метательные и метаемые части, так как БП, авиационные бомбы (АБ), гранаты, БЧ ракет, инженерные и морские мины, боевые зарядные отделения торпед и антиторпед и подрывные устройства - средства поражения по определению. Здесь и далее рассматривается классификация только обычных средств по- ражения и боеприпасов, в частности, не рассматриваются ядерные БП. 1.2. Классификация боеприпасов и средств поражения по ведомственной принадлежности, способу доставки к цели, назначению и технико-конструктивным признакам Название подраздела дано условно, так как рассмотрена классификация не средств поражения и боеприпасов в целом, а их метаемых (доставляемых) частей. При дальнейшем изложении классификационных признаков в основном будет употребляться термин «средства поражения» как обобщающее понятие расходной части КВ, включающее в себя все типы боеприпасов. По ведомственной принадлежности СП подразделяются на три группы: - СП Сухопутных войск (включая ПВО СВ); - СП Военно-воздушных сил (включая ПВО страны); - СП Военно-морского флота. Обычно выделяют также виды СП, предназначенные для вооружения си- ловых структур, не входящих в Вооруженные силы РФ (внутренние войска, пограничные войска, специальные подразделения и др.). По способу доставки к цели выделяются СП: - ствольного метания; - ракетного или реактивного метания; - авиабомбовой доставки; - стационарной установки (инженерные мины, динамическая и активная защита танков и др.). По назначению СП делят на основные и вспомогательные. Средства пораже- ния основного назначения предназначены для поражения живой силы, техники, сооружений и СП противника (БП динамической и активной защиты танков, устройства взрывного разминирования и т. п.). Средства поражения основного назначения классифицируются по физиче- ской природе действия по цели на следующие основные виды: - осколочные; - с направленными кинетическими потоками ГПЭ; - фугасные; - фугасно-зажигательные; - проникающе-фугасные; - осколочно-фугасные; - кумулятивные; - с взрывоформируемыми ПЭ («ударными ядрами»);
24 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения - кинетические бронебойные; - бетонобойные. Средства поражения вспомогательного назначения предназначены для создания условий, способствующих поражению противника или препят- ствующих противнику в выполнении его боевой задачи (помехосоздающие, осветительные, фотоосветительные, дымовые, аэрозольные, сигнально-ори- ентированные, целеуказательные, разведывательные, агитационные). К ним относят также учебно-тренировочные, практические, лафетопробные и ими- тационные БП. Отметим, что ранее некоторые из типов СП вспомогатель- ного назначения относили к БП специального назначения (более подробно рассмотрим это в гл. 10). По принципу взаимодействия с целью можно выделить СП прямого попада- ния и зонного действия (имеющие зону поражения). Действие СП прямого по- падания обеспечивается только при попадании СП в контур цели. К СП прямого попадания относятся пули стрелкового оружия, все виды бронебойных и бето- нобойных боеприпасов. Средства поражения зонного действия обеспечивают возможность поражения цели при подрыве снаряда в районе ее расположения за счет осколочного, фугасного или зажигательного действия. Подразделение СП на указанные группы в определенной степени условно. Например, осколоч- ный снаряд зенитного орудия при комплектации его взрывателем контактного (ударного) действия является СП прямого попадания, а при комплектации некон- тактным или дистанционным (временным) взрывателем - СП зонного действия. Бронебойные кумулятивные и сплющивающиеся снаряды прямого попадания создают также определенное зонное осколочное и фугасное действие. По наличию управления СП подразделяют на неуправляемые и управляемые с возможностью оснащения различными типами взрывателей. По легитимности применения можно выделить конвенционные и неконвенцион- ные СП. Последние в значительной мере условно подразделяют на полностью запрещенные (химические, биологические и радиологические СП), запрещенные отдельными конвенциями (противопехотные мины; мины-ловушки; пластмассо- вые ПЭ, не обнаруживаемые рентгеном и др.) и официально не запрещенные, но осуждаемые мировым сообществом (например, стреловидные противопехотные поражающие элементы (ПЭ)). По конструктивной схеме выделяют моноблоки, контейнеры и кассетные СП. Моноблок - неразборная конструкция от момента выстрела или старта и вплоть до момента подрыва или воздействия на цель. Необходимо отметить, что особый тип условно моноблочной конструкции представляют собой бро- небойные подкалиберные снаряды с отделяемыми ведущими секторами или поддонами: при выстреле такой снаряд является моноблоком, после отделения секторов или поддона в полете его ПЭ (сердечник) остается моноблоком вплоть до взаимодействия с целью. Контейнер - емкость, из которой на траектории прозводится выброс функ- ционального моноблока, например, постановщика радиопомех средствам связи, разведывательно-информационного, в том числе телевизионного, блока под- светки целей, осветительного и др., или рассыпающегося блока компактных или
1.2. Классификация БП и СП по ведомственной принадлежности 25 стреловидных ПЭ (СП и БП типа шрапнелей), противолокационных диполей, тепловых имитаторов целей и т. п. Кассетные СП - это по существу разновидность контейнеров, содержащих от двух до нескольких сотен однотипных кассетных боевых элементов (КБЭ), ко- торые выбрасываются на заданной высоте над поверхностью земли, рассеиваются на местности и создают значительно более обширную зону поражения по срав- нению с боеприпасом-моноболоком. Кассетные конструкции в настоящее время получили широкое распространение во всех видах СП (артиллерийские снаряды, головные части ракетных снарядов (или ракет) РСЗО и баллистических ракет, АБ) и во многих случаях благодаря их высокой эффективности вытесняют боеприпа- сы-моноблоки. По своему назначению кассетные СП могут применяться как для по- ражения цели в момент обстрела, так и для дистанционного минирования. Кассетные боевые элементы можно разделить по наиболее важным клас- сификационным признакам следующим образом: • наличие системы управления - кассетные неуправляемые боевые эле- менты (БЭ) свободного рассеивания (как правило, осколочные, кумулятив- ные, кумулятивно-осколочные, бетонобойные, зажигательные и др.) и кассет- ные управляемые БЭ (в основном БЭ для поражения бронированных целей, а именно кумулятивные - для самонаводящихся БЭ и с «ударными ядрами» - для самоприцеливающихся БЭ); • форма боевого элемента - осесимметричные (сферические и овальные тела, высокие и низкие цилиндры) и асимметричные (секторной формы, «ле- пестки» и др.); • способ ориентации БЭ в полете - БЭ с гироскопической стабилизацией (раскручивание БЭ и установление его оси по направлению полета проводит- ся с помощью фигурных приливов на внешней поверхности элемента) и БЭ с аэродинамической стабилизацией (используются раскрываемые перьевые ста- билизаторы, гибкие ленточные, петлевые и лопастные стабилизаторы, куполь- ные парашюты и т. п.); • способ выброса БЭ из кассетных СП одноразового действия - через сре- заемый торец корпуса с сохранением целостности последнего (артиллерий- ские снаряды и толстостенные кассетные АБ) или в радиальном направлении с разрушением (вскрытием) корпуса детонирующими удлиненными зарядами и последующим разбросом БЭ с помощью центрального разрывного заряда (тонкостенные авиационные бомбы и БЧ ракет); • место разрыва боевых элементов - БЭ наземного разрыва (с контактным взрывателем), БЭ с подбросом после удара о землю (с ударным воспламените- лем заряда разделения и замедлителем) и БЭ с траекторным разрывом. С целью достижения более равномерного распределения БЭ внутри пло- щади накрытия в ряде конструкций кассетных СП используется двухэтапный выброс БЭ с применением промежуточных блоков, когда из контейнера перво- начально выбрасывается несколько блоков, а затем происходит их раскрытие с выбросом боевых элементов из каждого блока. Для некоторых типов кассетных СП по условиям функционирования не- обходимо разведение БЭ вдоль траектории. В этом случае осуществляется
26 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения последовательный выброс боевых элементов с помощью автономных вышибных зарядов. Разведение БЭ после выброса из корпуса по радиальным направлениям может проводиться также с помощью односторонних скосов на лобовой поверх- ности боевых элементов, асимметричных стабилизаторов, эксцентриситета масс БЭ и другими способами. По отношению к калибру ствола (пусковой трубы) выделяют подкалибер- ные, калиберные и надкалиберные СП. Подкалиберным является снаряд, калибр которого в полете меньше калибра ствола, что достигается отделением ведущего поддона после вылета снаряда из канала ствола. В то же время довольно часто термин «подкалиберный сна- ряд» используется для обозначения бронебойных снарядов, представляющих совокупность подкалиберного сердечника с неотделяемым поддоном. В этом случае более правильным было бы применение термина «снаряд с подкалибер- ным сердечником». Надкалиберные СП - это главным образом гранаты ручных противотан- ковых гранатометов и ружейных гранаты. Гранаты надеваются на дульную часть ствола винтовки, имеющую специальные буртики, или на пламегаситель и выстреливаются с помощью холостых патронов или при наличии на гранате пулеуловителя - с помощью боевых патронов. Понятие «надкалиберная боевая часть» часто используется применительно к БЧ ракет, большей частью неуправляемых. В этом случае имеют в виду от- ношение диаметра БЧ не к диаметру (калибру) ствола, а к диаметру двигателя. По способу стабилизации в полете выделяют аэродинамический и гиро- скопический методы. При этом аэродинамическая стабилизация (центр давле- ния располагается позади центра масс снаряда) применяется в основном для невращающихся и слабовращающихся снарядов. По конструктивным призна- кам различают жесткие стабилизаторы и раскрывающиеся в полете перьевые стабилизаторы, у которых оси перьев перпендикулярны оси снаряда; полуци- линдрические стабилизаторы, оси перьев которых параллельны оси снаряда; стабилизаторы в виде упругих перьев, согнутых и уложенных по поверхности хвостовой части снаряда и раскрывающихся по принципу «капустного листа». Раскрывающиеся в полете перьевые стабилизаторы используют для ракет и ре- активных снарядов, выстреливаемых из пусковых труб, а также для снарядов танковых гладкоствольных пушек. Как правило, аэродинамически стабилизируемым снарядам сообщается не- большое вращение, предназначенное для компенсации эксцентриситета вектора тяги, неточности геометрии перьев и других факторов, вызывающих односто- роннее отклонение снаряда от расчетной траектории. Например, в бронебойных оперенных подкалиберных снарядах (БОПС) вращение («подкручивание») сна- ряду придается с помощью косо поставленных отверстий в секторах поддона и поддерживается на траектории с помощью односторонних скосов на передних кромках перьев стабилизатора. Для управляемых СП применяют дополнительные классификации: - по схеме БЧ (несущая, вкладная, пристыковываемая); - методу расположения в ракете БЧ;
1.3. Классификация БП и СП по принадлежности к комплексам вооружения 21 - виду связи БЧ с СП (неотделяемая, отделяемая); - аэродинамической схеме; - типу управления (наведения). 1.3. Классификация боеприпасов и средств поражения по принадлежности к комплексам вооружения В соответствии с принадлежностью БП и СП к комплексам вооружения их можно классифицировать следующим образом: 1) боеприпасы (унитарные артиллерийские выстрелы - патроны) к мало- калиберным автоматическим пушкам (МКАП); 2) боеприпасы (артиллерийские выстрелы) к артиллерийским системам средних и крупных калибров; 3) боеприпасы (выстрелы с минами) к минометам; 4) боеприпасы (выстрелы с гранатами) к подствольным и автоматическим гранатометам, а также винтовочные (ружейные) гранаты для стрельбы из спе- циально приспособленного для этого индивидуального стрелкового оружия (винтовка, автомат); 5) ручные гранаты; 6) боеприпасы (выстрелы с противотанковой, осколочной или штурмовой гранатой) к ручным противотанковым гранатометам (РПГ) и станковым противо- танковым гранатометам (СПГ); 7) боевые части ПТУР к противотанковым ракетным комплексам; 8) боевые части ракет к зенитным ракетным комплексам; 9) боевые части к управляемым (УАР) и неуправляемым (НАР) авиацион- ным ракетам; 10) боевые части к крылатым ракетам; 11) авиационные бомбы и кассетные контейнеры; 12) инженерные БП; 13) морские мины; 14) боевые части (боевые зарядные отделения) к торпедам; 15) головные части снарядов к РСЗО; 16) боевые части к тактическим и оперативно-тактическим комплексам. Боеприпасами малого калибра условно принято считать выстрелы со сна- рядами калибра менее 75 мм (20,23,25, 30,35, 37,40,45, 50 и 57 мм). Снаряды калибра от 20 до 45 мм используются (или использовались) в составе боеком- плектов к МКАП, которые находятся (или находились) на вооружении СВ, ВВС и ВМФ. По виду действия малокалиберные снаряды имеют широкую номенкла- туру: бронебойно-подкалиберные, бронебойно-разрывные, бронебойно-трасси- рующие, бронебойно-зажигательные, бронебойно-зажигательно-трассирующие, осколочно-зажигательные, осколочно-трассирующие, фугасно-зажигательные, осколочно-зажигательно-трассирующие, осколочно-фугасно-зажигательные, осколочно-фугасно-зажигательно-трассирующие, многоэлементные противора- диолокационные, инфракрасных помех, практические. По способу стабилизации
28 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения снаряда в полете МКАП относятся к нарезным артиллерийским системам. Следует отметить, что в настоящее время основным калибром отечественных МКАП (одноствольных, двуствольных и шестиствольных) для всех трех видов Вооруженных сил стал калибр 30 мм. В то же время для вооружения легкой бронированной техники разработаны МКАП и БП к ним калибра 25 мм («Буш- мастер» - ФРГ) и калибра 35 мм («Эрликон» - Швейцария), МКАП (L70B - Швеция, CTWS - США, СТА - Франция) и БП к ним калибра 40 мм (в том числе опытный образец корректируемого снаряда), а в перспективе рассматривается возможность создания МКАЛ и БП к ним калибра 50 мм. На вооружении ВМФ РФ находятся также малокалиберные корабельные комплексы АК-725 для стрельбы 57-мм артиллерийскими боеприпасами. Артиллерийские снаряды калибра 75... 155 мм (76, 85, 100, 105, 115, 120, 122, 125, 127, 130, 152, 155 мм) относятся к артиллерийским боеприпасам среднего калибра, а снаряды калибра свыше 155 мм - к артиллерийским бое- припасам крупного калибра. По виду действия снаряды среднего и крупного калибра могут быть осколочными, осколочно-фугасными, фугасными, кумуля- тивными, бронебойными, бетонобойными, кассетными, помехосоздающими, агитационными и т. д. По способу стабилизации снаряда в полете можно вы- делить нарезные артиллерийские системы, обеспечивающие гироскопическую стабилизацию снаряда вращением последнего вокруг своей продольной оси, и гладкоствольные артиллерийские системы, при выстреле из которых проис- ходит аэродинамическая стабилизация снаряда с помощью раскрывающегося оперения. По своей принадлежности БП среднего калибра предназначены как для на- земной ствольной артиллерии, которая включает в себя полевые (гаубицы, гаубицы-пушки и пушки), танковые (гладкоствольные и нарезные), противо- танковые и горные орудия, так и для ствольной артиллерии ВМФ, состоящей из корабельных пушек для борьбы с надводными, береговыми и зенитными целями. Основными корабельными артиллерийскими комплексами РФ среднего калибра являются АК-130 (калибр 130 мм), АК-100 (калибр 100 мм), АК-176 и АК-726 (калибр 76 мм), которые используют унитарные выстрелы, что не- обходимо для автоматической стрельбы, и имеющие углы вертикального на- ведения от -10° до 4-85°, а углы горизонтального наведения - ±180°. Орудия береговой артиллерии (стационарные и самоходные типа 130-мм самоходного комплекса А-222 «Берег») и БП к ним служат для защиты портов, прибреж- ных сооружений и коммуникаций, а также для отражения высадки морского десанта на побережье. Для поражения целей в обваловках, на обратных скатах, за сооружени- ями и создания кругового осколочного поля на поверхности земли широко используются боеприпасы для минометов - мины (в основном осколочные и осколочно-фугасные) с навесной траекторией и соответственно большим углом падения. Основной метательный заряд мины каплевидной формы рас- положен в картонной гильзе, снабженной капсюлем-воспламенителем и встав- ляемой в перфорированную трубку стабилизатора. На поверхности трубки стабилизатора могут размещаться дополнительные метательные кольцевые
1.3. Классификация БП и СП по принадлежности к комплексам вооружения 29 заряды. Для доставки мины к цели применяют переносные и возимые ми- нометы, основными компонентами которых являются гладкий ствол, мини- мальный угол вертикальной наводки которого составляет не менее 45° и не допускает ведение настильной стрельбы, и опорная плита, устанавливаемая на грунт и передающая ему отдачу от выстрела. Автоматические минометы (типа «Василек») обладают возможностью стрельбы с меньшими углами возвышения. На вооружении ВС РФ есть минометы и мины к ним 82, 120, 160 и 240 мм калибров. При этом минометы калибра 82 и 120 мм относятся к дульнозарядным, заряжание которых проводится опусканием мины в ствол сверху (мина скользит вниз по гладкому стволу, после чего капсюль-воспламе- нитель взаимодействует с накольным устройством, расположенным в донной части ствола миномета, и воспламеняет метательный пороховой заряд), а ми- нометы 160 и 240 мм - к казнозарядным, заряжание которых осуществляется с казенной части ствола (ствол отделяется от опорной плиты и переводится в горизонтальное положение, после досылания мины в ствол и ее захвата сто- порным устройством он возвращается в первоначальное положение и вновь сцепляется с опорной плитой), а выстрел производится с помощью ударного механизма. Минометы зарубежного производства и выстрелы с минами к ним имеют калибры 60, 81, 82, 107 и 120 мм, причем основными являются кали- бры 81 и 120 мм. Использовать для стрельбы как нарезные артиллерийские снаряды, так и мины позволяют разработанные и принятые на вооружение универсальные орудия: самоходное, на гусеничном шасси, бронированное, плавающее и авиа- десантируемое орудие «Нона-С» (2С9); самоходное, на колесном шасси, брони- рованное, плавающее орудие «Нона-СВК» (2С23); легкое буксируемое орудие «Нона-К» (2Б16). Боеприпасы для подствольных и автоматических гранатометов предна- значены для борьбы с живой силой, расположенной преимущественно на от- крытой местности. Их применяют для стрельбы из подствольных ручных, авто- матических станковых и ружейных гранатометов, основные калибры которых составляют 30 и 40 мм. Типовые образцы гранатометов: отечественный 30-мм автоматический станковый гранатомет АСГ-17 «Пламя» с патронной лентой емкостью 29 выстрелов; 40-мм отечественные подствольные гранатометы ГП-25 и ГП-30; 40-мм подствольный гранатомет М203 (США), подвешиваемый под стволом 5,56-мм автоматической винтовки М16А1; 40-мм автоматический гранатомет МК19 Mod3 (США) с укладываемой в коробку патронной лентой емкостью 20 или 50 выстрелов. Гранаты, которыми комплектуются выстрелы перечисленных гранатометов, в основном обеспечивают осколочное действие. Например, в качестве БП для ГП-25 и ГП-30 обычно применяют осколочную гранату ВОГ-25 и «подпрыгиваю- щую» гранату ВОГ-25П (с подрывом на высоте 0,5... 1,5 м от поверхности грунта). В качестве примера винтовочной (ружейной) гранаты можно привести раз- работанную в США 140-мм штурмовую гранату RAW (Rifleman Assault Weapon), которая выстреливается из пускового устройства, установленного на винтовке Ml6. Граната RAW в форме сферы содержит заряд ВВ массой 1,36 кг и снабжена
30 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения реактивным двигателем, который обеспечивает ее полет без снижения траек- тории на дальности не менее 200 м, после чего граната переходит на баллисти- ческую траекторию. В боекомплект пускового устройства входят фугасные, кумулятивные, зажигательные и дымовые гранаты. Что касается стрелкового оружия со встроенными гранатными стволами калибра 20 мм и емкостью магазина от 6 до 10 осколочных гранат, то в насто- ящее время оно находится в стадии опытных разработок. Ручные гранаты предназначены для поражения главным образом живой силы противника осколками, причем в большинстве из них предусмотрено дро- бление корпуса на осколки заданной массы (путем нанесения на корпус гранаты соответствующей подрезки) для усиления эффективности осколочного действия. Боеприпасы (гранаты) к РПГ и СПГ оснащены кумулятивными (в том чис- ле тандемными) зарядами и являются эффективными средствами поражения легкобронированной (ЛБТ) и бронированной техники (БТ). В последние годы появились также гранаты к РПГ осколочного действия, предназначенные для поражения живой силы противника. Следует отметить, что в настоящее время боекомплект реактивных пехотных огнеметов, относящихся к классу РПГ, со- держит термобарический выстрел, обеспечивающий одновременное фугасное, ослепляющее и зажигательное действие. Боевые части противотанковых управляемых ракет к ПТРК так же, как и боеприпасы к РПГ, снабжены, в основном, кумулятивными (в том числе тан- демными) зарядами и служат для поражения ЛБТ и БТ. В настоящее время раз- работаны и приняты на вооружение также и управляемые ракеты к ПТРК с БЧ осколочного, фугасного, термобарического и зажигательного действия, предна- значенные для поражения других классов целей. Боевые части ракет самоходных (СЗРК) и переносных (ПЗРК) зенитных ракетных комплексов должны обеспечивать поражение воздушных целей. Как правило, ракеты указанных СЗРК и ПЗРК состоят из осколочно-фугасных и осколочных БЧ кругового или направленного действия, а также стержневых и осколочно-стержневых боевых частей. Современные СЗРК и ПЗРК осущест- вляют опознавание целей и автоблокировку пуска ракеты по своему самолету, неконтактный подрыв боевой части на промахе и контактный подрыв при пря- мом попадании в цель, подрыв вместе с БЧ невыработанного топлива марше- вого двигателя ракеты, послестартовый разворот ракеты на цель с помощью импульсных твердотопливных двигателей, установленных в рулевом отсеке ракеты. Захват и сопровождение цели проводится головками самонаведения различного типа (инфракрасного, лазерного и др.). Боевые части к авиационным управляемым и неуправляемым ракетам слу- жат для поражения наземных, морских и воздушных целей, в соответствии с чем их подразделяют на три класса: воздух-земля, воздух-корабль и воздух-воздух. Авиационные управляемые ракеты и неуправляемые авиационные ракеты класса воздух-земля предназначены для поражения наземных (укрытия само- летов, железнодорожные и шоссейные мосты, командные пункты, пусковые установки ЗУР и т. п.) одиночных и площадных целей, АУР и НАР класса воздух-корабль - для поражения крупных надводных целей, а АУР класса
1.3. Классификация БП и СП по принадлежности к комплексам вооружения 31 воздух-воздух - для эффективного поражения самолетов бомбардировочной и истребительной авиации. В соответствии с разнообразием решаемых за- дач боевые части АУР и НАР могут быть осколочного, осколочно-фугасного, кумулятивно-осколочного, кумулятивно-фугасного, кумулятивно-фугасно-за- жигательного, кумулятивно-осколочно-зажигательного, осколочно-стерж- невого, кумулятивного, бетонобойно-проникающего и фугасного (на основе объемно-детонирующих систем) действия. Существуют также модификации АУР и НАР, применяемых для запуска с кораблей и наземных установок и ос- нащенных моноблочной БЧ проникающе-фугасного действия (в отдельных случаях используют и кассетные БЧ). Кроме этого, есть ряд НАР, которые обе- спечивают выполнение осветительных и помехосоздающих (радиолокационных, оптико-электронных, комбинированных) функций. В настоящее время разработаны АУР класса воздух-земля с кассетными боевыми частями. Указанные кассетные БЧ можно снаряжать малогабаритными бетонобойными бомбами, самоприцеливающимися противотанковыми БП и минами, действующими по принципу ударного ядра, осколочными БЭ с ГПЭ в виде стальных шариков, самонаводящимися противотанковыми БЭ с куму- лятивной БЧ. Следует отметить, что в системе вооружения ВВС важную роль играют также противорадиолокационные АУР, которые наводятся на излучение радио- локационных станций зенитных ракетных комплексов и других радиоизлуча- ющих объектов в целях их последующего уничтожения. Боевые части к крылатым ракетам предназначены для поражения назем- ных и морских хорошо защищенных целей и являются БЧ проникающе-фугас- ного и осколочно-фугасного действия. Ранее под крылатыми ракетами понимали только те из них, которые были выполнены по самолетной схеме с плоским крылом, двигающиеся с дозвуковой скоростью и на небольшой высоте над по- верхностью. В настоящее время к ним также относят сверхзвуковые ПКР (типа «Москит», «Яхонт», «Клуб» и др.). К авиационным бомбам и кассетным контейнерам принадлежат СП, не имеющие метательной части и доставляемые к цели летательными аппара- тами (ЛА), причем бомбы могут размещаться как внутри фюзеляжа ЛА, так и на внешней подвеске. Авиационная бомба обычно состоит из корпуса, снаряжения (ВВ, зажига- тельного, осветительного, дымового и др.) и стабилизатора, а перед боевым применением комплектуется одним или несколькими взрывателями. Корпус, как правило, удлиненной сигарообразной или цилиндрическо-конической формы сопряжен с калиберным или надкалиберным стабилизатором перистого, пери- сто-цилиндрического или коробчатого типа в хвостовой части. Если бомба раз- мещается на внешней подвеске ЛА, то на средней части корпуса крепятся ушки подвесной системы, расстояние между которыми называется базой подвески. Основная характеристика бомбы - ее номинальная масса, выраженная в килограммах и называемая «калибром» бомбы. Калибр бомбы указывается после сокращенного наименования бомбы (например, ОФАБ-100 - осколоч- но-фугасная АБ массой 100 кг; БетАБ-1000 - бетонобойная АБ массой 1000 кг).
32 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения Если фактическая масса существенно отличается от номинальной, она также включается в наименование в виде второго числа (например, ОФАБ-250-280). В настоящее время в России существуют следующие калибры авиационных бомб: 0,5; 1; 2,5; 10; 25; 50; 100; 250; 500; 1500; 3000; 5000; 9000. Отметим, что бомбы калибра до 100 кг обычно оснащены одним взрывателем и запальным стаканом, а бомбы основного назначения калибра 100 и более - двумя взрыва- телями и запальными стаканами (головной и донный). В США принят параметрический ряд калибров бомб в фунтовом исчис- лении: МК82 (500 фунтов), МК7 (750 фунтов), МК83 (1000 фунтов), МК84 (2000 фунтов), МК8 (3 000 фунтов). Все указанные типы бомб имеют неуправ- ляемые и управляемые модификации. По виду действия авиационные бомбы подразделяют на два больших клас- са: АБ основного назначения (фугасные, осколочные, осколочно-фугасные, противотанковые, бронебойные, бетонобойные, противолодочные, зажигатель- ные, фугасно-зажигательные, осколочно-фугасно-зажигательные, фугасно-бе- тонобойные, фугасные с объемно-детонирующими смесями и др.), которые применяются для поражения наземных и морских целей; и АБ вспомогатель- ного назначения (осветительные, дымовые, фотографические, имитационные, агитационные, ориентирно-сигнальные, практические и др.), используемые для решения специальных задач. Кроме того, данный вид СП принято подразделять на АБ свободного паде- ния и управляемые АБ, моноблочные и кассетные АБ, обычные и маловысотные (штурмовые) АБ. Управляемые авиационные бомбы (УАБ) различают двух типов: управля- емые планирующие авиационные бомбы (УПАБ), траектория движения которых содержит явно выраженный участок планирования, и корректируемые авиацион- ные бомбы (КАБ), траектория движения которых формируется таким образом, чтобы минимизировать величину их отклонения от баллистической траектории, проходящей через цель. Для поражения подводных лодок и других подводных объектов (якорных и донных мин и др.) предназначен морской боеприпас, называемый реактив- ной глубинной бомбой (РГБ), если он выстреливается из реактивных бомбо- метов, или противолодочной АБ (ПЛАБ), если он сбрасывается из кормовых бомбосбрасывателей. Кассетные контейнеры многократного применения обычно имеют цилин- дрический корпус с передним и задним обтекателями. Вдоль корпуса последо- вательно расположены несколько отсеков, а на нижней стороне корпуса есть раздвижные пневматические створки. В отсеки устанавливаются и фиксируются электрическими замками контейнерные фронтовые блоки, которые с помощью электросистемы могут сбрасываться одиночно или серией с различными ин- тервалами времени. После удаления от самолета-носителя блок распадается на две части, одновременно выбрасывая в воздух БЭ. На вооружении ВВС ВС РФ находится авиационный кассетный контейнер многоразового примене- ния КМГУ-2 (контейнер малогабаритных грузов универсальный). Сброс блоков обеспечивается одиночно или серией с интервалами 0,05; 0,2; 1,0 и 1,5 с. Блоки
1.3. Классификация БП и СП по принадлежности к комплексам вооружения 33 обычно снаряжены 12 осколочными авиационными бомбами АО-2.5РТ, или 12 противотанковыми авиационными бомбами ПТАБ-2.5КО, или 12 противо- танковыми минами ПТМ-1 массой 1,6 кг, или 156 противопехотными фугасными минами ПФМ-1 массой 80 г каждая. Примером кассетного контейнера с непосредственным выбросом БЭ из кон- тейнера (без промежуточных блоков) служит контейнер MW-1 (Германия), предназначенный для подвески под фюзеляж истребителя Tornado. Метание БЭ проводится с боковых поверхностей контейнера перпендикулярно оси самолета из 112 пусковых стволов диаметром 132 мм, в каждом из которых размещено шесть БЭ (всего 672 шт.). Таким образом, кассетные контейнеры могут содержать неуправляемые и самонаводящиеся БЭ осколочного, фугасного (в том числе на основе объем- но-детонирующих или термобарических смесей), осколочно-фугасного, зажи- гательного и кумулятивного действия. Инженерные боеприпасы подразделяются на три основных класса: - инженерные мины; - заряды (удлиненные заряды разминирования, окопные заряды, кумуля- тивные заряды разрушения, заряды для подрывных работ, в том числе подвод- ных и др.); - разовые минные кассеты. Инженерные мины по типу поражаемых ими целей бывают противопе- хотными, противотранспортными, противотанковыми, противообъектными, противодесантными (береговыми), сплавными, специального назначения (ди- версионные, сигнальные мины-ловушки). В свою очередь противопехотные мины подразделяются на фугасные и оско- лочные с круговыми и направленными полями ПЭ, а противотанковые мины можно разделить на противогусеничные, противоднищевые, противобортовые и противокрышевые. Инженерные мины по способу установки минного поля бывают обычного (ручного или механизированного) и дистанционного минирования, а по способу приведения в действие их можно разделить на мины: - контактного действия, срабатывающие от контакта цели непосредственно с миной (обычно нажимного действия) или от контакта с датчиком цели (обычно натяжного или обрывного действия); - неконтактного действия, срабатывающие от воздействия физического поля цели (магнитного, сейсмического, акустического, инфракрасного и т. д.); - командного действия, срабатывающие по сигналу, который передается по проводной линии или по радио; - временного действия, срабатывающие по истечении заданного времени после установки. Следует отметить появление нового класса минных комплексов с пуско- выми установками (ПУ). При идентификации движущегося объекта в качестве цели ПУ автоматически наводится в направлении цели и после того, как цель оказывается в зоне поражения, выстреливается неуправляемая или управляе- мая БЧ.
34 Глава 1. Классификация боеприпасов и средств поражения Морские мины (ММ) относятся к морским боеприпасам, устанавливаемым в воде для поражения подводных лодок и надводных кораблей противника, а также для затруднения их плавания. Общая компоновка любой морской мины включает в себя корпус, заряд ВВ, взрыватель и устройство, обеспечивающее установку и удержание мины под водой в определенном положении. Морские мины обычно снабжены предохранительными противотральными устройствами и подразделяются по своему назначению, способу удержания на месте постанов- ки, степени подвижности, принципу действия взрывателя и управляемости по- сле постановки. Установка ММ проводится с кораблей, подводных лодок и ЛА. Классификатор морских мин довольно обширен и состоит: - из авиационных (донные, якорные и плавающие ММ, устанавливаемые с авиационных носителей); - противолодочных (ММ, предназначенные для поражения подводных лодок на различных глубинах погружения); - донных (неконтактные мины, устанавливаемые на дне водоема и имеющие отрицательную плавучесть); - якорных (мины с положительной плавучестью удерживаются на заданной глубине под водой с помощью троса, соединяющего мину с лежащим на дне якорем); - дрейфующих (сорванные с якоря штормом или подсеченные тросом якор- ные ММ, всплывшие на поверхность воды и перемещающиеся под воздействием ветра и течения водной среды); - плавающих (безъякорные мины, плавающие на заданной глубине с по- мощью гидростатических или других устройств и перемещающиеся под воз- действием глубинных подводных течений); - реактивно-всплывающих (якорные ММ всплывают под действием реак- тивного двигателя, запускаемого при воздействии физических полей проходя- щего над миной корабля, и поражают корабль воздействием подводного взрыва); - антенных (якорные контактные мины, взрыватель которых срабатывает при соприкосновении корпуса корабля с металлической тросовой антенной); - контактных (мины с контактным взрывателем, включающемся при ме- ханическом соприкосновении подводной части корабля с самим взрывателем или корпусом мины); - гальваноударных (контактные мины с гальваноуцарным взрывателем, сра- батывающим при ударе корабля по выступающему из корпуса мины колпаку); - неконтактных ММ (мины с неконтактными взрывателями, а именно, маг- нитные, индукционные, акустические, гидродинамические и комбинированные мины, инициируемые от воздействия физических полей корабля и отличающие- ся высокой противотральной стойкостью, для чего они оснащаются приборами кратности и приборами срочности). В конце XIX в. применяли также шестовые (контактные мины, крепившиеся на конце длинного шеста, который выдвигался вперед в носовой части минного катера перед минной атакой) и самодвижущиеся ММ - так в России назывались первые торпеды, а во время Первой мировой войны для поражения подводных лодок использовали буксируемые ММ - контактные мины, у которых заряд ВВ
1.3. Классификация БП и СП по принадлежности к комплексам вооружения 35 и взрыватель размещались в корпусе обтекаемой формы, позволяющем обеспе- чить буксировку мины кораблем на заданной глубине. Боевые части к торпедам (так называемые боевые зарядные отделения) предназначены для поражения надводных кораблей, подводных лодок и су- дов, разрушения причалов, доков и других объектов, расположенных у уре- за воды. Торпеды находятся на вооружении подводных лодок, крейсеров, противолодочных кораблей, эсминцев, торпедных катеров, противолодочных самолетов и вертолетов. По виду действия БЧ торпед могут быть фугасными и кумулятивно-фугасными. Головные части снарядов реактивных систем залпового огня по виду дей- ствия имеют широчайшую номенклатуру и предназначены для поражения (или создания условий, способствующих выполнению боевой задачи) большого спек- тра наземных, надводных и подводных целей на дальности от десятков метров до сотен километров. Снаряды РСЗО основного назначения применяются для поражения ЛБТ и БТ, пунктов управления, узлов связи артиллерийских дивизи- онов, подразделений противовоздушной и противоракетной обороны, взлетно- посадочных полос, для противолодочной защиты кораблей в ближней зоне, для уничтожения подводных лодок, торпед и подводных диверсантов, атакующих корабль, для защиты входов в пункты базирования кораблей ВМФ от сверхмалых подводных лодок и боевых пловцов. Снаряды РСЗО вспомогательного назначе- ния используются для создания помех в КВ- и УКВ-диапазонах длин волн, для постановки и поддержания маскирующих и ослепляющих завес перед боевыми порядками противника в целях снижения эффективности огневого воздействия противника. Под РСЗО принято понимать комплекс вооружения, включающий в себя многозарядную ПУ (пакет пусковых труб или направляющих) и реак- тивные снаряды (неуправляемые и управляемые), которые выполняют огневую задачу за счет множественного (залпового) пуска. Подразделение РСЗО в основном проводится по видам вооруженных сил: - наземные, к которым относятся российские 9М21 «Град» и «Прима» (ка- либр 122 мм), 9К57 «Ураган» (калибр 220 мм), 9К58 «Смерч» (калибр 300 мм), ТОС-1 «Буратино», MLRS (США), LARS (ФРГ), RAFAL-145 (Франция), FIROS-30 (Италия) и др.; - корабельные системы залпового огня (отечественные десятитрубная реак- тивная бомбометная установка РБУ-1200, шеститрубная РБУ-1000, двухтрубная установка создания помех ЗИФ-121); - подвешиваемые блоки с НАР (российские НАР типа С-5, С-8, С-13, С-25; зарубежные НАР типа HYDRA (США) и др.). Головные части реактивных снарядов РСЗО могут быть моноблочными (фугасные, поникающе-фугасные, зажигательные, термобарические, осколоч- но-фугасные с полуготовыми и готовыми ПЭ, осколочные с ГПЭ одной или двух фракций) и кассетными, содержащими противопехотные или противотанковые мины для дистанционного минирования, БЭ осколочного действия, кумулятив- но-осколочные боевые элементы, самоприцеливающиеся боевые элементы типа SAD ARM для поражения ЛБТ и БТ и др.
36 Список рекомендуемой литературы Боевые части к тактическим и оперативно-тактическим ракетным ком- плексам по конструктивным признакам могут быть моноблочными и кассетными, а по виду действия в основном являются осколочно-фугасными или фугасными, хотя кассетные БЧ могут содержать БЭ любого типа. Боевые части к тактическим ракетам служат также для радиоэлектронного подавления и дистанционного ми- нирования. Оперативно-тактические ракетные комплексы (типа российского на- земного «Искандер-Э») с управляемыми (самонаводящимися) ракетами предна- значены для поражения объектов противника различного назначения в оперативной глубине, а тактические комплексы (типа российских наземных 9К52 - «Луна-М» и 9К79 - «Точка-У») с неуправляемыми или управляемыми (самонаводящимися) ракетами, имеющими неотделяемые БЧ, - для поражения объектов противника в тактической глубине. Указанные комплексы состоят на вооружении СВ, ВВС и ВМФ. Пуск ракет осуществляется с наземных подвижных пусковых установок, самолетов, вертолетов, подводных лодок и надводных кораблей. Список рекомендуемой литературы Авиационные боеприпасы: учебник / Ф.П. Миропольский, Е.В. Пырьев, В. В. Го- ловенкин, С.В. Хрулин; под ред. Ф.П. Миропольского. М.: Изд-во «ВВИАим. Н.Е. Жу- ковского», 2010. Ардашев А. Н. Огнеметно-зажигательное оружие: иллюстрированный справочник. М.: ACT, 2001. Балаганский И.А.,МержиевскийЛ.А. Действие средств поражения и боеприпасов. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. Бекленищев В. В., Рискова Е.Г., Шмараков Л.Н. Взрыватели: учебное пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Борисов Е.Г., Евдокимов В. И. Высокоточное оружие и борьба с ним: учебное по- собие. СПб.: Изд-во «Лань», 2013. Валецкий О.В. Минное оружие: вопросы минирования и разминирования. М.: Крафт +, 2009. Вернидуб И. И. Боеприпасы Победы: очерки. М.: ЦНИИНТИ ИПК, 1994. Вернидуб И. И. На передовой линии тыла. М.: ЦНИИНТИ ИПК, 1994. Военная энциклопедия (Военный энциклопедический словарь). М.: ИД «Равно- весие», 2007. Военный энциклопедический словарь. М.: Военное изд-во, 1984. ВоротилинМ. С., Чуков А. Н, Шмараков Л.Н. Боеприпасы. Современное состояние и тенденции развития: учебное пособие. Часть 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. ВоротилинМ. С., Чуков А. Н, Шмараков Л.Н. Боеприпасы. Современное состояние и тенденции развития: учебное пособие. Часть 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Воротилин М. С., Шмараков Л.Н. Авиационные бомбы: учебное пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 1. Противотанковые ракетные ком- плексы: оборонно-аналитический справочник / ГУП «Конструкторское бюро приборо- строения». В. М. Лихтеров и др. Тула: Бедретдинов и К0, 2008.
Список рекомендуемой литературы 37 Высокоточное оружие зарубежных стран. Том 2. Танковые, артиллерийские, ми- нометные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы: обо- ронно-аналитический справочник / ГУП «Конструкторское бюро приборостроения». В.М. Лихтеров и др. Тула: Власта, 2011. Егоров С. Высокоточное бомбовое вооружение авиации // Военный парад. 1994, № 2. С.76-78. Забегаев С. К., Савченко И Н. Средства устройства и преодоления минно-взрывных заграждений. М.: Изд-во ВИУ, 2002. Инженерные боеприпасы. М.: Изд-во МО, 1976. История создания и тенденции развития современных боеприпасов и взрывателей / Р. Н. Акиншин и др. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. Латухин А. Н Современная артиллерия. М.: Изд-во МО, 1970. Миропольский Ф.П., Саркисян Р. С., Вишняков О. Л., Попов А.М. Авиационные боеприпасы и их исследование. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996. Морозов К, В. Минно-торпедное оружие. М.: Изд-во ДОСААФ, 1974. Никулин Е.Н., Русское В. Ф., Семенов И. А. Средства ближнего боя. Ручные гра- натометы: учеб, пособие / под ред. В.И. Запорожца. СПб.: Балт. гос. техн, ун-т, 2008. Никулин Е. И Оценка эффективности действия бронебойных подкалиберных и осколочных снарядов на базе вычислительного эксперимента: учебное пособие. СПб.: Балт. гос. техн, ун-т, 2008. Новейшая энциклопедия вооружения: В 2 т. / пер. с пол. под ред. Р. Возняка. Минск: ООО «Попурри», 2004. Объекты и методы утилизации боеприпасов: учеб, пособие / Под. ред. М.С. Во- ротилина. Тула: Изд-во ГРИФ и К, 2010. Оружие России: Каталог т. I: Вооружение сухопутных войск. М.: АОЗТ «Военный парад», 1995. Оружие России: Каталог т. II: Авиационная техника и вооружение Военно-воздуш- ных сил. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: Каталог т. Ш: Корабли и вооружение Военно-морского флота. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: Каталог т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Пехотное оружие России. М.: ФГУП «ГН1111 «Базальт», 2001. Пинаев В.М. Проектирование боевых частей реактивных снарядов систем залпового огня. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. Пинаев В.М. Боевые части реактивных снарядов систем залпового огня. Конструк- ции. Расчет. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. Прибылое Б. В., Кравченко Е. Н. Ручные и ружейные гранаты. М.: «Арктика ЧД», 2008. Противотанковые ракетные комплексы зарубежных стран: Обзорно-аналитический справочник за 1986-1992 гг. Тула: КБП, 1993. Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973. Пырьев Е., Резниченко С. Бомбардировочное вооружение авиации России. 1912- 1945 гг./ под общей ред. Ю. П. Клишина. М.: Редакционно-издательский центр Генштаба ВС РФ, 2001.
38 Список рекомендуемой литературы Родионов Б. И., Новичков Н.Н Крылатые ракеты в морском бою. М.: Военное изд-во, 1987. Русское В. Ф., Никулин Е.Н Основы проектирования кассетных артиллерийских боеприпасов: учебное пособие. СПб.: Балт. гос. техн, ун-т, 2013. Советская военная энциклопедия / гп. ред. Н. В. Огарков. М.: Военное издательство МО СССР, 1977. Справочник по минно-взрывным средствам армий капиталистических государств. М.: Изд-во МО, 1996. Средства поражения и боеприпасы: учебник / под. ред. В. В. Селиванова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. Сычев В. А. Корабельное оружие. М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1984. Третьяков Г М. Боеприпасы артиллерии. М.: Изд-во МО, 1947. Физические аспекты утилизации боеприпасов: учеб, пособие / под. ред. В.Ю. Слад- кова. Тула: Изд-во ГРИФ и К, 2009. Чубасов В. А. Основы конструкции средств поражения и боеприпасов: тексты лек- ций. СПб.: Балт. гос. техн, ун-т, 2011. Шунков В.Н Ракетное оружие. Минск: ООО «Попурри», 2001. Широкорад А. Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия 1817-2002 гг. / под. общей редакцией А.Е. Тараса. М.: ACT, Минск: Харвест, 2003.
Глава 2 Боеприпасы осколочного действия 2.1. Основные понятия и общие сведения Боеприпасы осколочного действия - один из старейших и наиболее рас- пространенных типов боеприпасов основного назначения, к которому относят не только осколочные, но и все виды осколочно-фугасных БП, т. е. разделе- ние боеприпасов на осколочные и осколочно-фугасные в значительной мере условно. Назначение осколочных боеприпасов (ОБП) - поражение практически всех типов целей за исключением бетонированных, подводных и тяжело бронирован- ных. Осколочные боеприпасы наносят повреждение главным образом высоко- скоростным потоком ПЭ, метаемых взрывом заряда бризантного взрывчатого вещества (БВВ). Поражающие элементы представляют собой либо осколки естественного или заданного дробления, либо являются ГПЭ. В меньшей сте- пени поражение наносят продукты детонации заряда ВВ, в связи с чем основ- ные требования, предъявляемые к ОБП, сводятся к получению максимального количества убойных ПЭ при возможно большем радиусе поражения. Большое разнообразие конструкций ОБП обусловлено многочисленностью выполняемых боевых задач и многообразием средств доставки ОБП к цели. За- конченной строгой общей классификации ОБП не существует. Тем не менее их можно классифицировать: - по виду средств доставки к цели; - типу поражаемой цели; - конфигурации осколочного поля; - способу формирования ПЭ. В зависимости от вида средств доставки к цели осколочные и осколочно- фугасные БП подразделяют следующим образом: - артиллерийские снаряды и мины; - авиационные бомбы; - боевые части ракет и реактивных снарядов; - инженерные боеприпасы (мины); - гранаты к гранатометам; - ручные гранаты. По типу поражаемой цели различают многоцелевые (осколочно-фугасные снаряды средних калибров, мины, АБ) и специализированные ОБП, предназна- ченные для поражения определенных целей. К последним относятся противо- пехотные ОБП (для поражения открытых и слабо защищенных целей), противо- транспортные (для поражения наземной и воздушной небронированной техники) и противобронные (для поражения легкобронированных целей со стальным эквивалентом до 20 мм).
40 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.1. Конфигурации осколочных полей: а - круговые; б - несимметричные радиально направленные; в - осевые; г - плоские низкоскоростные По конфигурации осколочного поля выделяют следующие основные группы ОБП, формирующие: - круговые осколочные поля (осколочно-фугасные снаряды, мины, АБ, БЧ ракет и т.п. - рис. 2.1, а)\ - несимметричные радиально направленные осколочные поля (БЧ с систе- мами многоточечного инициирования, деформируемые БЧ и т.п. - рис. 2.1, б); - осевые осколочные поля (аксиальные БЧ, осколочные шрапнельные сна- ряды, инженерные мины и т. п. - рис. 2.1, в); - плоские низкоскоростные осколочные поля (БЧ для поражения воздушных целей в нижних и верхних слоях атмосферы - рис. 2.1, г). По способу формирования ПЭ осколочные боеприпасы можно подразде- лить на ОБП: - естественного дробления; - заданного дробления; - с готовыми поражающими элементами.
2.1. Основные понятия и общие сведения 41 Осколочные боеприпасы с оболочками естественного дробления Наиболее распространенный тип ОБП - боеприпасы естественного (некон- тролируемого) дробления (артиллерийские снаряды, мины, АБ и т.п.). Типовая конструкция таких БП представляет собой осесимметричный корпус, выпол- ненный из мало- или среднеуглеродистой стали и заполненный зарядом ВВ. При воздушном подрыве ОБП естественного дробления образуется большое количество осколков массой 10“6 и более граммов (рис. 2.2). Процесс дробления корпуса ОБП достаточно сложный. Несмотря на то что исследования в этой области как в нашей стране, так и за рубежом проводились на протяжении многих десятилетий, задача разработки адекватной физико- математической модели процесса дробления до сих пор остается актуальной на- учной проблемой. Значительный вклад в изучение процессов взрывного метания и дробления оболочек внесли Дж. Тейлор, Д. Райнхарт, Дж. Пирсон, М. Хелд, Р. Ллойд, К.П. Станюкович, Г. И. Покровский, В. А. Кузнецов, В.М. Кузнецов, В. А. Одинцов, В. В. Селиванов и другие. Общее представление о процессе расширения и разрушения осколочной оболочки под действием продуктов детонации (ПД) можно получить с помощью высокочастотной оптической или рентгеноимпульсной регистрации процесса. Регистрация процессов метания и дробления корпусов осколочно-фугасных сна- рядов (ОФС) или их макетов (рис. 2.3 и 2.4) показала, что в процессе метания цилиндрической оболочки происходит изменение ее формы, при этом сквозные трещины в стальных оболочках, наблюдаемые по прорыву ПД, образуются при увеличении радиуса оболочки в 1,4-1,6 раза. Основные, или, как их еще назы- вают, магистральные, трещины ориентированы вдоль образующей оболочки, а их ветвление и слияние приводят к возникновению отдельных осколков. В общем случае в осколочном спектре можно выделить две заметно раз- личающиеся по морфологическим признакам группы осколков - крупные (или основные) осколки типа Л, образованные магистральными трещинами и содержащие обе поверхности цилиндрической оболочки, и сопутствующие мелкие осколки типа В (рис. 2.5). Механизмы разрушения оболочек, выполнен- ных из сталей с заметно различающимися физико-механическими свойствами, имеют существенные различия. Главный отличительный признак - ориентация внешней зоны фрагментообразующих трещин. Если в оболочках из относи- тельно хрупких (средне- и высокоуглеродистых) сталей внешняя зона оболочки разрушается преимущественно за счет радиального отрыва (рис. 2.6, а\ то для оболочек из пластичных (малоуглеродистых и низколегированных) сталей ха- рактерным признаком разрушения внешней зоны является сдвиговая (под углом примерно 45° к радиусу) ориентация трещин (рис. 2.6, 6). Продольное трещинообразование в цилиндрических оболочках неразрывно связано с процессами зарождения и развития очагов разрушения в радиальном направлении. Как показали металлографические исследования, в поперечных шлифах осколков ОБП наблюдается заметное нарушение сплошности мате- риала - поврежденность в виде макро- и микропор, микротрещин (рис. 2.7). Появление поврежденное™ в срединной зоне оболочки связано с откольно-раз- рывными эффектами, являющимися следствием начального (ударно-волнового)
Рис. 2.2. Осколки, образующиеся при воздушном подрыве 100-мм ОФС
2.1. Основные понятия и общие сведения 43 Рис. 2.3. Высокоскоростная оптическая фоторегистрация процесса расширения оболочки цилиндрического макета под действием ПД (сталь SAE 1015, ВВ - С-3, внутренний диаметр оболочки - 114,3 мм, наружный диаметр - 127 мм, высота - 254 мм; камера - Cordin, частота съемки - 500 000 кадр/с) Рис. 2.4. Рентгеноимпульсная реги- страция подрыва 35-мм ОБП при про- битии тонкой преграды (алюминие- вый лист толщиной 0,8 мм, скорость снаряда - 1175 м/с, угол встречи - 3 0°) Рис. 2.5. Осколки основной (А) и сопутствующей (В) частей спек- тра (поперечное сечение) Рис. 2.6. Ориентация фрагментообразующих трещин в оболочках из хрупких (а) и пластичных (б) сталей а б Рис. 2.7. Зоны повреждениести осколков ОБП: а - сталь 20, ТНТ; б - сталь С60, ТНТ
44 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.8. Схема взаимодействия волн разрежения и образования зоны по- врежденное™ в стенке оболочки: D - скорость детонационного фронта; 1 - волны разрежения; 2 - ударная вол- на сжатия Рис. 2.9. Стадии зарождения и развития трещин в поперечном сечении оболочки: а - микротрещины и микропоры; б - система трещин; в - система неразвитых сдвиговых трещин этапа нагружения оболочки. Взаимодействие двух систем волн разрежения, рас- пространяющихся, с одной стороны, от внешней поверхности оболочки после выхода на нее косой ударной волны (рис. 2.8) и, с другой стороны, от внутренней поверхности вследствие спада давления за счет расширения оболочки приво- дит к появлению в срединной зоне оболочки областей с растягивающими на- пряжениями, превышающими прочность материала. В результате в данной зоне образуется множество микропор и микротрещин, часть из которых развивается в процессе дальнейшего расширения оболочки в макротрещины (рис. 2.9, а). На внешней поверхности оболочки под действием тангенциальных растяги- вающих напряжений, возникающих в процессе ее расширения, зарождается система трещин, которые распространяются в глубь стенки и взаимодействуют с трещинами откольно-разрывной зоны (рис. 2.9, б). Внутренняя зона оболочки в процессе ее разгона находится в состоянии неравномерного объемного сжа- тия, что приводит к появлению на внутренней поверхности оболочки системы неразвитых сдвиговых трещин, часть из которых на заключительном этапе раз- рушения оболочки становится очагами локализации пластической деформации и окончательного разрушения по механизму сдвига (рис. 2.9, в). Описанная выше картина процесса фрагментации оболочки хотя и яв- ляется качественной, основана на обширном экспериментальном материале. Наряду с экспериментальными исследованиями большое развитие получили и теоретические подходы, которые базируются главным образом на использо- вании методов механики сплошных сред. Задачи о расширении оболочек под действием ПД решаются методами численного интегрирования в одно-, двух- и трехмерной постановках и позволяют не только проанализировать напряжен- но-деформированное состояние материала оболочки в процессе взрывного на- гружения, но также достаточно точно оценить изменение геометрии оболочки
2.1. Основные понятия и общие сведения 45 в процессе нагружения и рассчитать ее кинематические параметры. В на- шей стране такие задачи решались В. А. Одинцовым, А. В. Каширским, В. В. Селивановым, А.Е. Колобано- вой, В. И. Колпаковым, А. В. Гераси- мовым и другими. В качестве примера (рис. 2.10) приведены результаты рас- чета процесса расширения оболочки 152-мм ОФС (53-ОФ-540) по про- грамме, разработанной в МГТУ им. Н. Э. Баумана, которая позволяет определить не только скорость раз- гона оболочки, но и распределения скоростей и масс оболочки по углам разлета - г>((р) и Л/(ср). Недостатком практически всех существующих расчетных программ Рис. 2.10. Процесс расширения оболочки 152-мм ОФС (численное моделирование) является то, что в них не рассматри- вается процесс фрагментации или разрушения оболочки. Это обусловлено в пер- вую очередь отсутствием в современной механике разрушения физико-матема- тических моделей, адекватно описывающих сложный процесс множественного динамического разрушения, который происходит в условиях высокоскоростного деформирования материала оболочек ОБП. В связи с этим количественные и качественные характеристики фрагментации оболочек ОБП естественного дробления устанавливаются экспериментальными методами. Боевая эффективность ОБП естественного дробления (см. гл. 11) во многом зависит от качества дробления корпуса, которое определяется рядом различных факторов: физико-механическими свойствами материала корпуса, детонаци- онными характеристиками заряда ВВ, конструктивными особенностями БП, условиями подрыва и др. Одним из показателей качества дробления корпусов ОБП является общее количество осколков массой, превышающей некоторый заданный уровень. Из- вестна эмпирическая формула Юстрова для нахождения общего количества осколков массой более 1 г: ^ = Ро ^вв ау % +0,5 d ав5 х2-1 ’ (2.1) где Ро - коэффициент, зависящий от свойств ВВ (для тротила 0О = 46, для аммотола Ро = 30); твв - масса ВВ, r,d-калибр снаряда, см; ау - предел упругости материала корпуса, МПа; <тв - предел прочности материала корпуса, МПа; 5 - относительное удлинение материала корпуса, %; % - коэффициент, зависящий от конструкции оболочки (для оболочек с коэффициентом наполнения а = 0,07; 0,1 и 0,15 коэффи- циент % = 1,8; 1,5 и 1,4 соответственно); а = твв /(твв + 7И), где М- масса корпуса. Современные стандарты предусматривают учет осколков массой более 0,5 г.
46 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Для подсчета общего количества осколков со стандартным нижним преде- лом 0,5 г В. А. Одинцовым предложена эмпирическая формула N05=K—d2D2, (2.2) V где АГ - коэффициент, зависящий от геометрических особенностей корпуса (для осколочно-фугасных гранат К = 70.. .100); а - коэффициент наполнения, %; V - относительное сужение материала корпуса, %; d - внешний диаметр (калибр), дм; D - скорость детонации заряда ВВ, км/с. Похожие результаты оценки величины TV05 дает эмпирическая формула И. В. Долинина для определения общего количества осколков осколочно-фугас- ных гранат калибра 76... 152 мм с тротиловым снаряжением: 1,619+^^ А0,5=^ 1000 , (2.3) где d - внешний диаметр (калибр), мм. Используя рассчитанные по формулам (2.1)-(2.3) значения общего ко- личества осколков, можно оценить среднюю (характеристическую) массу осколка Рис. 2.11. Бронеяма для мягкого улавливания осколков: 1 - осколочная оболочка; 2 - воз- душная полость; 3 - мягкая улав- ливающая среда где М- масса корпуса ОБП; N>m — общее число осколков с массой, большей нижней границы спектра (обычно принимают = 1,0 или 0,5 г). Характеристики N>ms и долгое время использовались в качестве критериев качества дробления ОБП. Так, экспериментальные исследования осколочности, проведенные в годы Великой Отечественной войны, позволили выработать следу- ющий критерий качества фрагментации: если при подрыве ОФС в его спектре содержалось 50...55 осколков с массой более 4 г на 1 кг массы корпуса, то такое дробление считалось близким к оптимальному. Поздние исследова- ния процессов дробления и развитие методов оценки боевой эффективности ОБП привели к необходимости разработки более детальных показателей качества дробления. В настоящее время для этого применяются дифференци- альные характеристики осколочных спектров: числовое f(m) и массовое (р(т) распределения осколков по массовым группам - фракциям N.(m) и М.(т)9 которые определяют в резуль- тате обработки осколочных масс (спектров). Осколочные спектры получают при про- ведении стандартных осколочных испытаний в бронеяме (рис. 2.11), где осуществляется
2.1. Основные понятия и общие сведения 47 мягкое торможение осколков в специальной улавливающей среде (древесных опилках, песке и т. п.). Собранные после подрыва осколки взвешивают и сорти- руют по массе в определенных интервалах по всей непрерывной шкале от ми- нимального до максимального титах значений. Следует отметить, что в соответствии с требованиями стандарта на оско- лочные испытания общая масса собранных осколков должна составлять не ме- нее 95 % массы испытанного корпуса. После обработки осколочной массы заполняется таблица исходных данных по числам N.(m) и суммарным массам М.(т) осколков в массовых группах. В качестве примера рассмотрим спектр осколков, полученных при подрыве стального цилиндрического макета с откры- тыми торцами, выполненного из стали 20 и снаряженного ТНТ (цилиндр имел внутренний диаметр 25 мм, внешний диаметр 37,5 мм, длину 100 мм и массу 485 г). Фракционный состав осколочных масс по результатам обработки данного спектра приведен ниже (суммарная масса осколков с массой более 0,5 г равна тИ = 419,9 г, а их полное число Ns = 189): т, г .. <0,5 0,5-1,0 1-2 2-3 3^1 4-6 6-8 8-10 Nf(m) — 81 38 17 16 26 8 3 М.(т), г. .. . ... 64,1 56,6 57,6 42,5 55,1 124,7 56,9 26,5 Числовые и массовые распределения осколков строятся в виде ненормиро- ванных или нормированных гистограмм распределения. В первом случае по осям ординат откладываются относительные числа или M.IМ', а во втором - значения величин „ ч Ni 1 z ч Mi 1 ; Л^) = — — 7V? Ms кгщ Ненормированные гистограммы более просты и наиболее часто применя- емы на практике. Их недостаток - искажение вида распределения в группах с большими интервалами масс /±те При аппроксимации спектров аналити- ческими выражениями необходимо пользоваться только нормированными гистограммами. Результаты обработки данных фракционного состава для построения гисто- грамм ненормированного распределения приведены ниже (рис. 2.12): т,г......... <0,5 0,5-1,0 1-2 ........ - 0,429 0,201 М. ............ 0,132 0,117 0,119 Mv 2-3 3^ 4-6 6-8 8-10 0,090 0,085 0,137 0,042 0,016 0,088 0,114 0,258 0,118 0,054 Нормированное распределение чисел и масс осколков по результатам об- работки данных представлено ниже (рис. 2.13): т,г....... <0,5 0,5-1,0 1-2 2-3 3^1 4-6 6-8 8-10 firn), 1/г.... - 0,858 0,201 0,090 0,085 0,069 0,021 0,008 ф(т), 1/г ... 0,264 0,234 0,119 0,088 0,114 0,129 0,059 0,027
48 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.12. Ненормированная гистограмма осколочного спектра стального цилиндрического макета Рис. 2.13. Нормированная гистограмма осколочного спектра стального цилиндрического макета В качестве показателей качества дробления используются различные ха- рактеристики распределений f(m) и (р(ти) осколочных масс. Так, В. А. Одинцов предложил условно разбивать осколочный спектр на три фракции, содержащие мелкие, средние и крупные осколки, и оценивать качество дробления по от- носительному содержанию средних осколков в спектре. При этом выбор гра- ниц основных фракций определяется геометрическими параметрами корпуса
2.1. Основные понятия и общие сведения 49 ОБП. В качестве примера рассмотрим фракционные составы осколков 152-мм ОФС, снаряженных двумя типами ВВ - ТНТ (53-ОФ-540) и А-1Х-2(3-ОФ-25) (табл. 2.1 и 2.2). Таблица 2.1. Распределение осколков по массовым группам Снаряд Число осколков в массовых группах 0,5-1,0 1-2 2-3 3-4 4-6 6-8 8-10 53-ОФ-540 704 632 314 216 288 196 152 З-ОФ-25 1159 1045 560 371 491 329 235 Снаряд Число осколков в массовых группах 10-15 15-20 20-30 30-50 50-75 75-100 >100 53-ОФ-540 268 176 199 192 87 32 21 З-ОФ-25 401 221 224 149 40 9 1 Таблица 2.2. Фракционный состав осколочных масс Снаряд ВВ Нм и г к 53-ОФ-540 З-ОФ-25 Примечание, сительная масса с крупной фракции ТНТ A-IX-2 - относительная )сколков средней ф] (т > 20 г). 0,17 0,19 масса осколков ме оакции (4 < т < 20 0,28 0,42 лкой фракции (0 <; г); - относителы 0,55 0,39 т < 4 г); |1с - отно- 1ая масса осколков При цс > 0,45 дробление считается высококачественным, при 0,4 < цс < < 0,45 - качественным, при 0,3 < цс < 0,4 - удовлетворительным, при цс < 0,3 - неудовлетворительным. Если придерживаться данной классифика- ции, то дробление корпуса 152-мм ОФС, снаряженного A-IX-2, - качествен- ное, а при снаряжении ТНТ - неудов- летворительное. Достаточно большое распростра- нение к настоящему времени получили различные аналитические формы пред- ставления осколочных спектров. Законы распределения осколков по массе приме- няются как в числовой так и в массовой Ф(ти), (р(ти) формах. При этом числовая форма ориентирована на оценку эффективности действия, а массовая - бо- Рис. 2.14. Интегральный закон рас- лее выпукло выявляет ресурсы осколоч- пределения числа осколков по мас- ной массы. совым группам
50 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия В числовой форме функция распределения случайной величины (интеграль- ного закона распределения) вводится в виде _ ч N(< т) где N(<m) - число осколков массой менее т; NQ - полное число осколков. Функция распределения имеет следующие общие свойства: - функция является неубывающей, т. е. при т2 > выполняется условие F(m2)>F(m}); - на левой границе области определения F(m) - 0, а на правой границе об- ласти определения F(m) - 1. Число осколков с массами в интервале т2) (рис. 2.14) определяется соотношением Nmi_m2=N0[F{tn2)-F(ml)]. Медианой массы т называют ее значение Ме, при котором F(M^ = 0,5. Плотность распределения (дифференциальный закон распределения) имеет вид x_dF(m)_ 1 dN(<m) f (т)-------------------. dm Nq dm Размерность плотности распределения f(m) 1 /г, а функция распределения является безразмерной величиной. Основные свойства плотности распределения можно сформулировать следующим образом: - f(m) - функция неотрицательная, т. e.f(m) > 0; - интеграл от плотности распределения в пределах границ области опреде- ления равен единице, т. е. wmax j f (m^dm = l. Число осколков с массой в интервале (т}, т2) находят по формуле т2 ^И)-И,2 = No J т\ т. е. как площадь F под кривой плотно- сти распределения (рис. 2.15). Модой величины т называется та- кое ее значение М, при котором значе- ние (р(ти) максимально. Математическое ожидание массы осколка определяется выражением со (mj = j mf (т) dm. о ЕслиМ- масса корпуса, то (т)= M/NQ. Рис. 2.15. Дифференциальный закон рас- пределения числа осколков по массовым группам
2.1. Основные понятия и общие сведения 51 В массовой форме функция распределения Ф(т) и плотность распределения <р(/п) вводятся следующими соотношениями: , ч М(<т\ Ф( m) = —---- v 7 М = 1 dM{<m) dm М dm где М(<т) - суммарная масса фрагментов, масса каждого из которых менее т. Между числовой и массовой плотностями распределений осколков суще- ствует связь: Массу осколков, заключенную в интервале (mv т2), находят как мт1-т1 =ЛГ[ф(т2)-Ф(т1)]=Л/|(р(»1)4/т. W1 При анализе баланса массы осколков массовое распределение является более информативным по сравнению с числовым, так как дает возможность выявлять потери материала осколочной оболочки на образование малоэффек- тивных осколков мелких и крупных фракций. Числовые и массовые законы распределения могут быть описаны различ- ными аналитическими зависимостями. Наиболее широкое распространение получило распределение Вейбулла, которое в дифференциальной форме запи- сывается следующим образом: , х>0, (2.4) где 5, X, ц - параметры распределения. При ц = 0 выражение (2.4) можно представить в интегральном виде: м F(x) = l-e w , х>0. (2.5) Двухпараметрическое распределение (2.5), использованное для аппрокси- мации числовых и массовых распределений осколочных спектров, в зарубежной литературе получило название распределений Розина - Раммлера - Сперлинга (RRS), Мотта и Хелда, которые соответственно имеют формы: ' ’ (2.6) ( т
52 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия М(п)=М0[\-еВп%ну (2.6) где MQ - полная масса всех осколков; М(т) - суммарная масса осколков с массой больше т; М(п) - суммарная масса осколков с массой, превышающей массу и-го осколка, начиная с самого крупного осколка; т - масса и-го осколка; NQ - полное число осколков; N(m) - суммарное число осколков с массой больше т\п- суммар- ное число осколков, рассчитанное начиная с наиболее крупного осколка; mR, XR9 Х1рВ- константы в распределениях RRS, Мотта и Хелда соответственно. Степень соответствия подобранного аналитического закона распределения реальному распределению осколков определяется обычно с применением кри- терия согласия Пирсона %2 = min. Распределение Мотта обычно упрощают до однопараметрического вида, полагая = 0,5. В этом случае / ч0,5 -1 — 1 (т) = 2тм, NQ=M()/2mM. Для наглядности осколочные спектры, описываемые распределением Мотта, представляют в логарифмических координатах: ln7V(m) = lntf0 В координатах In N (т) - т0,5 распределение Мотта отображается в виде пря- мой с коэффициентом пропорциональности -mw0,5, пересекающей ось ординат в точке InA^. Для осколочных оболочек с одинаковыми массами MQ спектры с более сильным дроблением изображаются прямыми с более крутым наклоном. Степень соответствия реального распределения осколков и распределе- ния Мотта определяется по отклонению экспериментально полученных точек от прямой. Аналогично распределению Мотта достаточно наглядное представление имеет и распределение Хелда. Если выражение (2.6) после несложных алгебра- ических преобразований прологарифмировать, то получим 1пм0-д/(д)=^„ Ма Повторное логарифмирование приводит к соотношению 1g In----0 . . М0-М(п) = \§В + ХН 1g п, (2.7) которое в координатах lgln|Af0/[Af0графически изображается в виде прямой. Характеристическую константу В находят при п = 1 (1g п = 0). Другая характеристика распределения определяется тангенсом угла накло- на прямой. Найденные таким образом величины В и позволяют вычислить массу и-го осколка по формуле
2.1. Основные понятия и общие сведения 53 т = dM(n) = м^вХн_^_в^н' (2.8) dn В качестве примера рассмотрим закон распределения Хелда для 30-мм осколочного снаряда (HUSPANO SUIZA 30 mm х 170 UIA). Экспериментально были получены числовые и массовые характеристики спектра данного снаряда (табл. 2.3) (минимальная масса сбора - 0,065 г). Таблица 2.3. Закон распределения для 30-мм осколочного снаряда Массовые группы, г 6-П 5-6 4—5 3-4 2,5- 3,0 2,0- 2,5 1,5- 2,0 1,0- 1,5 0,5- 1,0 0-0,5 Число оскол- ков п 5 4 5 9 6 5 13 12 55 589 Масса осколков в группе, г 43,3 21,3 21,3 30,7 16,3 10,8 22,4 38,0 39,2 45,4 5 9 14 23 29 34 47 79 134 723 М(п\ г мй 43,3 64 85,9 115,9 132,9 143,7 166,7 204,1 143,3 288,7 0,162 0,253 0,353 0,517 0,617 0,689 0,856 1,227 1,850 — Графически результаты (см. табл. 2.3) обработаны в соответствии с зави- симостями (2.7) и (2.8) (рис. 2.16). Высокое значение коэффициента корреля- ции (0,9999) говорит о достаточно точном совпадении параметров реального Рис. 2.16. Массовое распределение: а - lg-lg-диаграмма; б - зависимость средней массы и-го осколка от накапливающегося числа осколков п
54 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия осколочного спектра и спектра, найденного в результате статистической обра- ботки характеристик аналитической модели (В и X ). Однако следует отметить, что столь точное совпадение расчетных и экспериментальных результатов до- стигнуто за счет значительного смещения нижней границы сбора осколочной массы (до 0,065 г) и учета очень мелких осколков. Законы распределения RRS, Мотта и Хелда наиболее просты, поэтому до- вольно часто применяются на практике. Наряду с этими законами распределения известны и другие более сложные схемы аналитического представления оско- лочных спектров, в частности, для описания бимодальных спектров осколков. Общей чертой рассмотренных законов распределения независимо от их вида является то, что они с достаточной степенью точности могут описывать экспе- риментально полученные спектры осколков. Возможно ли с такой же точностью прогнозировать параметры осколочных спектров, используя полученные законы распределения? Для решения такой задачи необходимо достаточно точно установить зависимости констант в соот- ветствующих законах распределения от целого комплекса характеристик ОБП (размеров, свойств металла, типа ВВ). Указанные зависимости в известных работах установлены, как правило, эмпирическим путем и ограничены одним- двумя параметрами, в качестве которых принимают либо геометрические раз- меры оболочки (диаметр и толщина стенки), либо характеристики материала корпуса (трещиностойкость и сопротивление ветвлению трещин), либо харак- теристики ВВ. Таким образом, в настоящее время возможности использования полученных зависимостей и соответствующих законов распределения для про- гнозирования параметров осколочных спектров весьма ограничены. Расширение класса применяемых сталей и типов ВВ при разработке новых конструкций ОБП усложняет проблему прогнозирования параметров осколоч- ных спектров. Решение данной задачи требует проведения глубоких, прежде всего экспериментальных, исследований с накоплением статистических данных и их последующей обработкой. В целях получения сопоставимых результатов такие эксперименты про- водят с применением стандартных образцов - стандартных осколочных ма- кетов (цилиндров), которые нашли широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом для исследования метательной способности ВВ и характе- ристик дробления материала. В России приняты две основные схемы стан- дартных цилиндров - закрытая (рис. 2.17, а) и открытая (рис. 2.17, б). Для каждого типа цилиндра в зависимости от внутреннего диаметра предусмот- рен ряд модификаций (da = 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 мм), при этом в качестве основного варианта выбран цилиндр с внутренним диа- метром da = 40 мм. Длина каморы основного цилиндра и, соответственно, длина открытого ци- линдра составляет 160 мм, общая длина закрытого цилиндра 200 мм (табл. 2.4). При исследованиях особенностей пластического деформирования и ме- ханизма разрушения оболочки более удобно с практической точки зрения ис- пользовать цилиндры малых размеров. И, наоборот, при изучении метательных
2.1. Основные понятия и общие сведения 55 Таблица 2.4. Характеристики стандартных цилиндрических макетов Относитель- ная толщина стенки 5„ = 80^ Внешний диа- метр d, мм Закрытый цилиндр Открытый цилиндр Идентифи- кационный номер Масса обо- лочки, г Идентифи- кационный номер Масса обо- лочки, г 1/12 48 9 1065 9 695 1/10 50 10 1305 10 890 1/8 53,33 11 1730 11 1225 1/6 60 12 2660 12 1975 Примечание. 80-толщина стенки цилиндра. Рис. 2.17. Закрытая (а) и открытая (б) схемы стандартных осколочных макетов: и дробящих свойств ВВ с большим содержанием горючих добавок, например, алюминия (термобарические, пластизольные составы и т. п.), применяют макеты увеличенных размеров (da > 60 мм), что обеспечивает полноту детонации ВВ. Важным методическим вопросом при испытаниях унифицированных цилиндров является назначение нижней границы сбора - массы осколков. Для стандартных цилиндров № 11 и 12 нижняя граница сбора принята равной 0,25 г. В исследованиях, проводимых за рубежом, значение ms обычно снижается до 1 грана (0,0648 г). Границы трех основных фракций оско- лочных спектров (мелкой, средней и круп- ной) при испытаниях стандартных макетов № 11 и 12 определены следующим образом: мелкие осколки массой 0 < т < 1 г и относи- тельным содержанием цм; средние осколки с массой 1 < т < 4 г и относительным со- держанием |Ыс; крупные осколки с массой т > 4 г и относительным содержанием Цк. Методическим заключением иссле- дований при использовании стандартных осколочных цилиндров является оценка качества дробления. Для макета № 12 при различных сочетаниях ВВ-металл принята следующая классификация: NQ 25 > 2000 и цс> 0,45 - высококаче- ственное дробление; Nq 25 > 1500 и цс > 0,4 - качественное дробление; Nq 25 > 1000 и цс > 0,3 - удовлетвори- тельное дробление; /с - длина цилиндра
56 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия NQ25 < 1000 и цс < 0,3 - неудовлетворительное дробление. Максимально прогнозируемое число NQ25 для стандартного цилиндра № 12 составляет 3000. Число осколков ЛГ025, полученное при испытаниях стандартного цилиндра № 12, может быть пересчитано на прогнозируемое число осколков TV05 для некоторой конкретной осколочной оболочки диаметром d (примерно с той же относительной толщиной стенки и при том же сочетании ВВ-металл) по соотношению ^0,5 =2^2, где d - внешний диаметр оболочки, дм. Параметры формы осколков. Помимо числовых и массовых характери- стик важным параметром, определяющим качество дробления, является форма осколков. Основная характеристика формы осколков - параметр формы с (29) где S — средний мидель осколка; V- объем осколка. Средний мидель S — математическое ожидание площади проекции осколка на плоскость, перпендикулярную направлению полета. Для выпуклых тел, ко- торыми являются практически все осколки естественного дробления, средний мидель определяется выражением S = Sz / 4, где - полная площадь поверх- ностей осколка. Принимая форму произвольного осколка в виде прямоугольного параллелепипеда со сторонами а х b х с, получаем S =^(ab + bc + ac}. Значения а, Ъ и с, а также массу осколка находят при обработке оско- лочной массы после проведения осколочных испытаний, при этом обмерам подвергаются до 50 осколков каждой массовой группы. Реальный диапазон значений параметра формы осколков естественного дробления составляет Ф = 1,8...2,2. Помимо среднего миделя при проведении осколочных испытаний вычис- ляют и другие характеристики формы осколка - поперечную нагрузку q-m! S, а также относительную поперечную нагрузку 2j0 = q/m113. Величины S, Ф, q и используются в основном для расчетов эффектив- ности ОБП. Наряду с этим, учитывая, что осколки естественного дробления представляют собой удлиненные тела, естественной характеристикой формы может служить относительное удлинение осколка \ = l/f где Inf- длина и ши- рина осколка соответственно. Осколки с большим удлинением малоэффективны, но вместе с тем «отбирают» заметную часть массы осколочного спектра. При плохом дроблении в спектрах встречаются осколки с удлинением Хо до 15. Длинными можно считать осколки с Хо > 8. Наличие в спектре длинных и особенно сверхдлинных (Ао >15) осколков указывает на неудовлетворитель- ное качество дробления.
2.1. Основные понятия и общие сведения 51 Осколочные стали боеприпасов естественного дробления. Осколочные БП естественного дробления относятся к изделиям массового производства, масштабы которого резко возрастают в военное время. В связи с этим при вы- боре материала корпуса к основным требованиям по обеспечению заданного уровня боевой эффективности добавляются технико-экономические показатели, к которым в первую очередь относятся прочность ОБП в условиях боевого при- менения, технологичность и низкая себестоимость. Основной материал при изготовлении корпусов ОБП естественного дробле- ния - мало- и среднеуглеродистые стали. Малоуглеродистые стали применяются чаще всего с добавлением легирующих элементов. В среднеуглеродистых сна- рядных сталях легирующие добавки либо вообще отсутствуют, либо их содер- жание невелико. Химический состав и механические свойства сталей, исполь- зуемых в производстве ОБП, можно найти в специальных справочниках, однако в целом их свойства соответствуют свойствам типовых углеродистых сталей. Содержание углерода - это основной фактор, влияющий не только на проч- ностные свойства стали, но и на качество дробления. Увеличение содержания углерода приводит, как правило, к улучшению числовых и балансово-массовых характеристик осколочного спектра, а также формы осколков. Наихудшим ка- чеством дробления обладают малоуглеродистые стали (стали 10 и 20). Мало- углеродистые стали, используемые в производстве малокалиберных осколочных снарядов, применяются в сочетании с упрочняющими технологиями (холодное выдавливание и т. п.), что наряду с повышением прочностных характеристик изделия приводит и к улучшению качества дробления. Основными сталями, применяемыми для производства корпусов ОФС средних и крупных калибров, в течение уже нескольких десятилетий остаются среднеуглеродистая сталь С60 и хромистая сталь 45X1. Несомненное достоин- ство данных сталей - они не требуют упрочняющей термообработки на стадии изготовления корпуса. Зарубежные осколочные и осколочно-фугасные снаряды изготовляются из сталей, в которых содержание углерода, как правило, не превы- шает 0,4 %, что, очевидно, требует применения при производстве упрочняющих технологических приемов. В связи с повышением требований к качеству дробления ОБП естественного дробления как в нашей стране, так и за рубежом ведутся исследования по соз- данию новых осколочных сталей. Одной из наиболее перспективных сталей является кремнистая сталь 60С2, которая относится к классу пружинно-рес- сорных сталей и содержит около 2 % относительно недорого легирующего эле- мента - кремния, повышающего хрупкость. В США запатентована снарядная сталь аналогичного состава AISI-9260. Сталь 60С2 обеспечивает стабильное, хотя и не очень высокое преимущество перед сталью С60. Существенно более высоким уровнем дробимости обладают стали с высоким содержанием углерода. Примером такой стали может служить сталь HF-1 (США), запатентованная в ка- честве осколочной в 1970 г. Она является заэвтектоидной и относится к классу высокоуглеродистых кремнемарганцовых сталей. Существенный недостаток HF-1 и аналогичных ей сталей - низкая пластичность и трещиностойкость, что при определенных условиях может привести к недопустимому растрескиванию
58 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия корпуса при выстреле и ударе о преграду Отечественный аналог HF-1 - сталь 110Г2С, обладающая такими же преимуществами и недостатками, что и HF-1. Как показали исследования, с помощью специального вида термообработки (изотермической закалки с отпуском) уровень пластичности и трещиностой- кости стали 110Г2С можно довести до требуемого. Однако трудности, связан- ные с применением такой термообработки в условиях массового производства, делают перспективы использования высокоуглеродистых сталей в качестве осколочных незначительными. Недостатков, присущих высокоуглеродистым сталям типа HF-1, в значи- тельной мере лишены эвтектоидные стали, в частности сталь 80Г2С. Однако для широкого применения таких сталей необходимо преодолеть трудности тех- нологического плана. Качество дробления ОБП из рассмотренных сталей можно оценить по результатам испытаний стандартного цилиндра № 12 (табл. 2.5). Таблица 2.5. Результаты испытаний осколочных цилиндров № 12 Сталь ВВ ^0,25 к ф 20 тнт A-IX-2 547 670 423 490 0,06 0,12 0,10 0,12 0,84 0,76 2,16 2,07 45 ТНТ A-IX-2 796 934 604 718 0,18 0,20 0,20 0,26 0,62 0,52 1,98 С60 ТНТ A-IX-2 885 1131 684 867 0,15 0,18 0,26 0,35 0,59 0,47 2,04 1,96 60С2 тнт A-IX-2 1039 1358 814 1020 0,16 0,25 0,32 0,42 0,52 0,34 1,91 1,84 80Г2С A-IX-2 1590 1223 0,30 0,46 0,24 1,83 110Г2С ТНТ A-IX-2 1932 2103 1295 1324 0,40 0,53 0,51 0,42 0,09 0,05 1,83 Осколочные боеприпасы с оболочками заданного дробления Заметное улучшение характеристик осколочных спектров достигается в ОБП заданного (контролируемого) дробления. Попытки регулировать разру- шение корпуса снаряда или БЧ на осколки заданной массы и формы делались еще в 70-80-е гг. XIX в., однако вследствие громоздкости и сложности такие конструктивные решения в то время не нашли практического применения. При- емлемые решения задачи о дроблении оболочек ОБП на осколки заданной фор- мы и массы появились позднее. К настоящему времени реализован ряд методов организации заданного дробления, основными из которых являются (рис. 2.18):
2.1. Основные понятия и общие сведения 59 - механическое ослабление корпуса (подрезка с внешней или внутренней стороны); - неравномерное приложение нагрузки со стороны ВВ; - нанесение структурных сеток. Рис. 2.18. Основные методы заданного дробления: а - внешняя подрезка корпуса; б - внутренняя подрезка корпуса; в - кумуля- тивные выемки заряда ВВ; г - структурная сетка Рис. 2.19. Формы пазов при механическом ослаблении корпуса Механическое ослабление оболочки (подрезка, рифление) - наиболее распространенный метод реализации заданного дробления. Форма паза, осла- бляющего корпус, может быть прямоугольной, трапециевидной, треугольной (рис. 2.19). Пазы выполняются чаще всего в виде сетки с прямоугольными, ромбическими, шестиугольными ячейками со стороны внешней или внутрен- ней поверхностей различными технологическими способами (резанием, обработкой давлением, ли- тьем). Оболочки заданного дробления могут быть однослойными и многослойными. Основными геометрическими характеристиками подрезки являются относительные величины: глубина паза z = z/80 и шаг подрезки f = f /80 (см. рис. 2.19). Многочисленными экспериментами установлено, что в диапазоне 1 < f < 3 стабильное разрушение оболоч- ки обеспечивается при условии z = 1 - 0,25/. Форма и масса осколков при заданном дро- блении оболочки определяются как параметрами сетки подрезки, так и формой пазов. Так, при сим- метричной форме треугольного паза в оболочках Рис. 2.20. Формирование сдвиговых трещин при внутренней симметрич- ной (а) и несимметричной (б) треугольной подрезке
60 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия из пластичных сталей реализуются два типа осколков - А и В. формируемых трещинами, исходящими из вершины подреза, который выполняет роль концен- тратора напряжений, и ориентированными по линиям максимальных касатель- ных напряжений (рис. 2.20, а). При несимметричной форме треугольного паза разрушение происходит чаще всего по одной из поверхностей максимальных касательных напряжений (рис. 2.20, б). При оптимальной глубине пазов такая картина образования осколков наблюдается при любой ориентации пазов по от- ношению к оси оболочки. Сочетание пазов различной формы позволяет получать одновременно три и более групп осколков заданной массы и формы (рис. 2.21). При достаточной глубине подрезки осколки формируются путем радиального от- рыва, при этом образуются однотипные осколки заданной массы и формы (рис. 2.22). Сетка как наружной, так и внутренней подрезок может выполняться с раз- личной ориентацией пазов: в продольном или поперечном направлениях к оси оболочки или под некоторым углом к ней (рис. 2.23), при этом относительная глубина паза z поперечной подрезки должна быть больше, чем глубина z продольных пазов. При нанесении сетки подрезки под углом к оси оболочки оптимальным является наклон пазов под углом 45° к образующей (рис. 2.24). Рис. 2.21. Формирование сдвиговых тре- щин и образование осколков разной фор- мы при сочетании формы пазов внутрен- ней подрезки Рис. 2.22. Разрушение отрывом при оптимальной глубине подрезки Рис. 2.23. Продольно-поперечная (а) и наклонная (б) ориентация подрезов заданного дробления Рис. 2.24. Осколочная оболочка БЧ с под- резами на внешней и внутренней поверх- ностях
2.1. Основные понятия и общие сведения 61 Высокую эффективность действия такой системы подрезки можно проиллю- стрировать фоторегистрацией, полученной в процессе высокоскоростной опти- ческой съемки процесса взрывного нагружения оболочки с сеткой наклонных пазов (рис. 2.25). Для сравнения на этом же рисунке дана аналогичная фото- регистрация для такой же оболочки естественного дробления. а б Рис. 2.25. Высокоскоростная оптическая регистрация процесса расширения обо- лочек естественного (а) и заданного (б) дробления Рис. 2.26. ОБП с кольцами заданного дробления: 1 - ВВ; 2 - кольца; 5 - несущая оболочка Достаточно широко среди ОБП заданного дробления распространены кон- струкции с кольцами, имеющими внутреннюю подрезку и собранными в блок на тонкостенной несущей оболочке (рис. 2.26). Разновидность такого рода ОБП - конструкции, получаемые навивкой прутка квадратного или круглого сечения на несущую оболочку (рис. 2.27). Неравномерное приложение нагрузки со стороны ВВ осуществляется сле- дующими методами (рис. 2.28): - с помощью системы кумулятивных выемок на заряде ВВ;
62 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.27. ОБП с навитым прутком (пружиной) заданного дробления: 1 - заряд ВВ; 2 - несущая оболочка; 3 - пружина Рис. 2.28. Схемы неравномерного приложения нагрузки со стороны заряда ВВ: а - кумулятивные выемки на заряде ВВ; б - перфорированные прокладки - за счет использования перфорированных прокладок из инертного мате- риала или листового ВВ. В обоих случаях ослабление оболочки происходит за счет образования кратеров на ее внутренней поверхности газовыми кумулятивными струями. Возникшие кратеры - концентраторы напряжений, которые обеспечивают по- следующее разрушение оболочки на осколки заданной массы и формы подобно механической подрезке. Формирование кумулятивных выемок на поверхности заряда ВВ производится при снаряжении заливкой с применением профилиро- ванных прокладок из пластмассы, устанавливаемых на внутренней поверхности оболочки. Оптимальное значение угла раствора клиновидной выемки составляет 70...90°, высота выемки должна быть не менее 0,650. Система кумулятивных выемок и перфорированных прокладок на поверх- ности заряда ВВ имеет различную конфигурацию подобно сеткам механиче- ских подрезов и при обеспечении оптимальных параметров выемок - доста- точно эффективное средство получения осколков заданной массы и формы. Осколки при дроблении стальной оболочки толщиной 3 мм являются ком- пактными и образуют достаточно регулярное осколочное поле при срабаты- вании системы кумулятивных выемок, расположенных в шахматном порядке (рис. 2.29). Структурные сетки для заданного дробления оболочек ОБП стали при- меняться сравнительно недавно. Под структурной сеткой следует понимать нанесенную на оболочку систему охрупченных зон, по которым происходит
2.1. Основные понятия и общие сведения 63 Л О * о Рис. 2.29. Заданное дробление стальной оболочки за счет кумулятивных выемок на заряде ВВ (слева внизу - алюминиевая плита толщиной 8 мм, пробитая осколками оболочки) Рис. 2.30. Форма осколков в зависимости от глубины закалочной зоны при луче- вой обработке корпуса разделение оболочки на отдельные осколки. Охрупченные зоны образуют сле- дующими методами: - локальной термической обработкой стали (например, токами высокой частоты); - химико-термической обработкой (например, науглероживанием, азотированием и т. п.); - электронно-лучевой или лазерной обработкой. Среди перечисленных методов нанесения структурных сеток наибольшее развитие полу- чили лучевые методы. При электронно-лучевой обработке воздействие высокоскоростного пучка электронов вызывает интенсивный нагрев доста- точно узкой зоны материала. Последующее быстрое охлаждение данной зоны через металл оболочки вследствие его высокой теплопроводности приво- дит к закалке материала в зоне нагрева, повышению твердости и снижению трещиностойкости, т. е. к ох- рупчиванию. Аналогичное воздействие на материал оболочки оказывает и лазерная обработка. Основ- ное различие электронно-лучевой и лазерной об- работок заключается в технологических условиях:
64 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия если первая проводится в специальных вакуумных камерах, то вторая может применяться при наличии атмосферы. Закалочные зоны при лучевой обработке могут наноситься с различной глубиной (рис. 2.30). С увеличением глубины зоны уменьшается общая масса мелких сопутствующих осколков и, наоборот, увеличивается выход осколков заданной массы и формы. Практическое применение методы заданного дробления находят в ОБП, от- носительно малонагруженных в условиях боевого применения (авиационных бомбах, БЧ ракет, РСЗО и т. п., в меньшей степени - в артиллерийских минах). Осколочные боеприпасы с готовыми поражающими элементами Готовые поражающие элементы применяются в ОБП, к которым предъявля- ются повышенные требования по вероятности поражения целей. Преимущества ОБП с ГПЭ: стабильная масса ПЭ, их хорошая аэродинамическая форма, воз- можность реализации широкого диапазона масс ПЭ, включая малые (до 0,1 г). В зависимости от условий боевого применения оболочки с ГПЭ выполняют- ся в двух вариантах: с несущей металлической оболочкой (рис. 2.31, а) или без нее (рис. 2.31, б). Несущая оболочка обеспечивает требуемый уровень прочности при действии ствольных и ударных нагрузок. При дроблении несущих оболочек, как правило, образуются осколки с заметно худшими параметрами по сравнению с ГПЭ, что является недостатком таких конструктивных схем. Системы с ГПЭ и несущей оболочкой получили широкое распространение в ОБП различных классов. В конструкциях БП, применяемых в условиях незначительных стар- товых и ствольных перегрузок, используются оболочки с ГПЭ, у которых нет несущих силовых элементов (см. рис. 2.31, б). Готовые ПЭ здесь собираются в единый блок с помощью связующего вещества (эпоксидного клея или других клеящих составов). Такие технические решения встречаются в конструкциях различных гранат, инженерных осколочных мин, сборно-клеевых осколочных БЧ зенитных управляемых ракет. Рис. 2.31. Осколочные оболочки с ГПЭ: а - с несущей оболочкой; б - без несущей оболочки
2.1. Основные понятия и общие сведения 65 Рис. 2.32. Метание ГПЭ при отсутствии несущей оболочки Рис. 2.33. Осколочная оболочка с ГПЭ в виде шестигранных призм Применение легкого связующего вещества при однослойной укладке ГПЭ и отсутствии несущей оболочки приводит при взрыве заряда ВВ к достаточно быстрому «выдуванию» связующего материала ПД, прорыву продуктов дето- нации в зазоры между ГПЭ (рис. 2.32) и, как следствие, снижению скорости метания ГПЭ. Для подавления эффекта «выдувания» блоки с ГПЭ защищают со стороны ВВ тонкими (не несущими) оболочками - лайнерами, сдержива- ющими прорыв ПД, а также используют более плотную укладку ГПЭ, умень- шая зазоры между поражающими элементами за счет применения, например, вместо сферических поражающих элементов ГПЭ в виде прямоугольных или шестигранных призм (рис. 2.33). По типу ГПЭ известные схемы ОБП можно условно разделить на конструкции: - с компактными ГПЭ; - стержневыми ПЭ; - ГПЭ улучшенной аэродинамической формы. Компактные ГПЭ чаще всего выполняются в виде шара, куба, короткого цилиндра (ролика) и изготавливаются из стали (реже из тяжелых сплавов на ос- нове вольфрама). Такие ГПЭ обладают хорошими аэробаллистическими пара- метрами и стабильными параметрами поражающего действия и применяются во всех типах ОБП с ГПЭ. Стержневые БЧ, применяемые в ЗУР, предназначены для поражения воздуш- ных целей и выполнены в виде стальных стержней квадратного или круглого се- чения, уложенных на поверхности заряда ВВ, как правило, под небольшим углом к его образующей. Стержни могут быть прочно соединены (сварены) попеременно верхними и нижними концами. В этом случае при метании системы стержней образуется сплошное кольцо - единый ПЭ больших размеров (рис. 2.34). Если
66 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.34. Стержневая БЧ и схема ее действия: 1 - демпфер; 2 - заряд ВВ; 3 - крышки БЧ; 4 - стержни стержни не соединены между собой, то образуется поле с множеством длинных ПЭ. Для предотвращения разрушения стержни отделены от заряда ВВ демпфером. Поражающее действие таких стержневых ПЭ заключается в нанесении сплошных Рис. 2.35. Полигонные испытания стержневой БЧ
2.1. Основные понятия и общие сведения 67 разрезов в обшивке и силовом наборе цели, что приводит к разрушению конструк- ции планера, т. е. к практически мгновенному поражению цели. На фоторегистрации (рис. 2.35), полученной при полигонных испытаниях стержневой БЧ, зафиксирован момент пробития левой половины мишенной обстановки ПЭ в виде сформировавшегося кольца; правая половина мишеней, установленная на большем расстоянии от эпицентра, еще не поражена. На ниж- нем снимке показан характер поражающего действия стержней: верхний не- ровный край листов представляет собой линию сплошного реза, нанесенного кольцевым ПЭ. Готовые ПЭ улучшенной аэродинамической формы применяются в ОБП сравнительно редко. К данным ГПЭ можно отнести, во-первых, удлиненные ПЭ стреловидной формы (рис. 2.36, а), а во-вторых, несимметричные плоские ПЭ (рис. 2.36, б). Отличает такие ПЭ то, что они обладают стабилизацией в полете: в первом случае - за счет оперения, во втором - за счет вращения в плоскости ПЭ, возникающего при взрывном метании несимметричного тела. Естественно, такой тип ГПЭ имеет высокий уровень поперечной нагрузки и соответственно высокий уровень поражающего действия. Основной недостаток данного типа ПЭ - сложность их сохранного метания. Взрывное метание стреловидных ПЭ приводит к значительным повреждениям как оперения, так и самих элементов, при этом теряются их положительные свойства. В связи с этим оперенные ПЭ применяются в таких ОБП, где их со- хранный выброс из корпуса осуществляется пороховыми зарядами при скорости метания до 200 м/с, а итоговая достаточно высокая скорость ПЭ обеспечивается за счет скорости самого снаряда. Пластинчатые ГПЭ также требуют тщатель- ной отработки устройств, предохраняющих ПЭ от повреждений при метании, например, демпферов различной конструкции. Рис. 236. Стреловидный (а) и плоский ГПЭ (б) Рис. 2.37. Оболочки мультиэлемент- улучшенной аэродинамической формы ных ОБП
68 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Промежуточное положение в ряду ОБП с заданным дроблением и с ГПЭ занимают так называемые менисковые, или мультиэлементные ОБП. Стальные оболочки таких ОБП профилируются обработкой давлением с образованием неглубоких выемок в виде менисков или конусов с большими углами раство- ра (рис. 2.37). При взрывном нагружении из материала выемок формируются компактные ПЭ типа «ударное ядро», обладающие заданной массой (равной массе металла выемки) и метаемые со скоростями 1800.. .2200 м/с (рис. 2.38). Рис. 2.38. Формирование ПЭ типа «ударное ядро»: а - пустотелое «ударное ядро»; б - «ударное ядро» стержневой формы Рис. 2.39. Вид мишени после подрыва мультиэлементной осколочной оболочки (мишень - плита дюралюминия толщиной 8 мм, дистанция -5 м) Такие элементы пробивают стальные преграды толщиной (0,5... 1,0) (здесь б?м - диаметр мениска (см. рис. 2.37)) на расстояниях до нескольких десятков метров. Высокая эффективность мультиэлементных ОБП подтверждается при их испытаниях на действие по металлическим преградам (рис. 2.39). Пре- града устанавливалась на расстоянии 5 м от мультиэлементной осколочной оболочки. Вид пробоин свидетельствует о формировании примерно одинако- вых компактных высокоскоростных элементов, стабилизированных в полете.
2.2. Метание осколков 69 Если вместо менисковой формы выемкам придать вид полусфер или умень- шить угол раствора конических выемок до 70.. .90°, то вместо компактных ПЭ типа «ударное ядро» при подрыве заряда ВВ формируются кумулятивные струи. Такие БП получили название мультикумулятивных. 2.2. Метание осколков Одна из важнейших характеристик действия ОБП - начальная скорость осколков, которая определяется как теоретически на стадии отработки конструк- ции БП с применением известных соотношений, так и экспериментально при проведении полигонных испытаний. Теоретические оценки начальной скорости осколков сводятся к опре- делению максимальной скорости оболочки ОБП, разгоняемой ПД. При этом в зависимости от геометрии конструкции ОБП рассматриваются три геометрически возможные схемы метания, а именно, метание сферических и цилиндрических оболочек, а также пластин или плоских блоков ПЭ. Реше- нию этих задач посвящено достаточно большое количество работ, наиболее известные из которых выполнены Г. И. Покровским, К. П. Станюковичем, Дж. Тейлором, Р. Гарни. В общем случае для закрытых сферических и цилин- дрических оболочек максимальная скорость метания может быть найдена с ис- пользованием закона сохранения энергии: Ми1 2 + ЕКТ + Е„ + £ф + £ср = mmQ, (2.10) где М- масса оболочки; v - скорость оболочки; Екг - кинетическая энергия газообразных ПД; Евг - внутренняя энергия ПД; Еф - энергия формоизменения материала оболочки; Е - энергия, передаваемая окружающей среде; твв - масса ВВ; Q - удельная теплота взрывчатого превращения. Величины Ebj9 Еф и Еср пренебрежимо малы в сравнении с кинетической энергией оболочки и ПД. Полагая Ек г = , где vQ - максимальная скорость оболочки, из формулы (2.10) получаем V = т. 0 \1 + 2^’ (2.П) где Р = т^ь/М — коэффициент нагрузки. Для определения величины £ необходимо учитывать радиальное распределе- ние параметров ПД. Кинетическая энергия ПД может быть задана соотношением 1и Ек.г=^\и^т^ 2 о где и - скорость движения частиц ПД; dmBB = 2nrpdr — для цилиндрической схемы метания; dmBB = 4itr2pdr — для сферической схемы метания; р - плот- ность ПД; г - радиальная координата.
70 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Если принять линейный закон распределения скорости движения частиц ПД г и = v0 —, Гоб где гоб - радиус внутренней поверхности оболочки, то значения величины £ получаются равными 1/4 и 3/10 для цилиндрической и сферической схем со- ответственно. При этом соотношения для максимальной скорости метания приобретают вид 4 = 4 = (2.12) (2.13) Соотношения (2.12) и (2.13) носят название формул Гарни. Более удобный для практического использования вид эти соотношения приобретают, если удельную теплоту взрыва Q выразить через скорость детонации ВВ следующим образом: D2 (2.14) 2(k -1) где D - скорость детонации ВВ; к - показатель политропы ПД. В этом случае, например, для цилиндрической оболочки соотношение (2.12) приводится к виду = D , , У--------. (2.15) 0 ^(V-1)(2 + P) Для ряда конденсированных ВВ, в частности для ТНТ, значение величины к ~ 3. Подставляя его в формулу (2.14), получаем соотношение р 2 ^2 + р’ (2-16) которое обычно называют формулой Покровского. Достаточно широко известна также формула Станюковича, полученная также из выражения (2.10), но для параболического закона распределения скорости движения частиц ПД, и при к = 3 в случае цилиндрической оболочки принимающая вид vn = 0,354.0 0 V3 + P (2-17) Формула (2.17) дает более высокие значения скоростей по сравнению с со- отношением (2.16). Однако в наиболее интересном с практической точки зрения диапазоне значений Р < 1 разница в вычислениях по формулам (2.16) и (2.17) не превышает 5 %. Рассмотренные выше соотношения (2.12)—(2.17) имеют простой вид и весь- ма широко применяются для предварительной оценки скорости v Однако
2.2. Метание осколков 71 результаты, получаемые по этим формулам, являются приближенными, так как при выводе указанных формул исключен ряд физических факторов, учет которых значительно усложняет решение задачи о метании оболочки ПД. Одним из таких (наиболее существенных) факторов является сопро- тивление материала оболочки. В наиболее простой форме учет прочности оболочки сводится к введению в формуле (2.10) слагаемого Еф - энергии ф ормоизменения: — + ^вв^оп + Дь = тввб> л ~ DD Uli ф Dl5^‘ откуда Я. &On=°oJl--- V шввб где - скорость оболочки с учетом прочности; vQ - скорость оболочки без учета прочности, определяемая по формуле (2.11); Ка - коэффициент, учитывающий снижение конечной скорости оболочки за счет сил прочности. Энергия формоизменения Еф может быть выражена как Еф=имА=^А, Рм где UM - объем материала оболочки; А - удельная работа формоизменения; М- масса оболочки; рм - плотность материала оболочки. С учетом выражения (2.14) выражение для преобразуется к виду 2Л(Л2-1) К =. 1----- N Рм^2₽ (2.18) или при к = 3 16Л Рм^Р Удельная работа формоизменения материала оболочки определяется соотношением А = = nT£z, (2.19) о где и. и е. - интенсивности напряжений и деформаций соответственно; а, - предел текучести материала. Интенсивность деформаций для тонкой несжимаемой жесткопластической цилиндрической оболочки в случае плоской деформации выражается как а. 2 ! г -=1п—, (2.20)
72 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.40. Типовая схе- ма осколочной оболоч- ки небольшой длины где г0 и г - начальный и конечный радиусы оболочки соответственно. Следует отметить, что влияние прочности на ве- личину становится заметным при относительно небольших скоростях метания. Так, для цилиндриче- ских оболочек, выполненных из среднеуглеродистых сталей с пределом текучести пт = 500... 1000 МПа и метаемых со скоростями vQ = 800... 1800 м/с (что соответствует значениям 0 - 0,1...0,5), величина коэффициента Кп, рассчитанная по формуле (2.18) с учетом соотношений (2.19) и (2.20), равна соот- ветственно Ки = 0,962...0,992 (при сгт = 500 МПа) и Кп = 0,923...0,985 (при сгт = 1000 МПа). Таким об- разом, при нагрузках и скоростях метания, харак- терных для большинства конструкций ОБП, снижение скорости vQ за счет сопротивления материала оболочки незначительно. Поэтому условие Е ~ 0, использованное при выводе соотношений (2.12), (2.13) и (2.15) — (2.17), впол- не оправдано. Однако при скорости метания vQ < 800 м/с влияние прочности оболочки становится существенным и усиливается по мере снижения vQ. Рассмотренные зависимости для определения максимальной скорости ме- тания цилиндрических оболочек справедливы в случае их бесконечной длины, так как в модели Гарни - Покровского не учитывается истечение ПД в осевом направлении. Данный фактор достаточно существенен для БП и взрывных устройств с относительно небольшой длиной корпуса, где осевое истечение ПД приводит к заметному снижению скорости осколков. Для таких БП с использо- ванием подхода Гарни найдена зависимость где d3 - диаметр заряда ВВ (рис. 2.40); - длина оболочки (БЧ). Подставив в формулу (2.21) соотношение (2.14), можно определить или при к = 3 В конструкциях БП, содержащих ГПЭ, происходит истечение ПД через зазоры между метаемыми элементами (рис. 2.41), что, по мнению многих
2.2. Метание осколков 73 Рис. 2.41. Схема метания ГПЭ: 1 - ГПЭ; 2 - лайнер; 3 - заряд ВВ; 4 - продукты детонации Рис. 2.42. Оболочка ОБП с плоским блоком ГПЭ: 1 - плоский блок ГПЭ; 2 - заряд ВВ; 3 - точка инициирования исследователей, также приводит к снижению скорости ГПЭ по сравнению со скоростью метания сплошной оболочки - при этом снижение скорости vQ составляет приблизительно 10%. В ряде ОБП применяются плоские блоки ГПЭ (рис. 2.42) или металличе- ские пластины (рис. 2.43). Для оценки скорости метания плоских тел используются следующие зависимости: ^0 vQ -1,2D 32 27 (2.22) где р - коэффициент нагрузки; D - скорость детонации; к - показатель поли- тропы ПД. Зависимость (2.22) получена с ис- пользованием импульсного подхода. Важным моментом при оценке скорости осколков БП с короткой боевой частью ци- линдрической формы является то, что осколки естественного дробления или ГПЭ приобрета- ют различные скорости. Например, если при центральном инициировании заряда ВВ некото- рой БЧ (рис. 2.44) поражающие элементы цен- тральной зоны приобретают скорость г>0, то ПЭ из торцевых зон имеют скорость на 25...30 % ниже vQ. Рис. 2.43. ОБП с металличе- скими пластинами
74 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.44. Распределение скоростей ме- тания ПЭ вдоль оси БЧ при центральном инициировании Рис. 2.45. Схема расширения цилин- дрической оболочки под действием ПД при торцевом инициировании за- ряда ВВ Рис. 2.46. Склонение вектора скорости при расширении ци- линдрической (а) и конической (б) оболочек Во многих конструкциях ОБП узел инициирования расположен в одном из торцов корпуса. В этом случае по заряду ВВ распространяется скользящий детонационный фронт, а оболочка приобретает скорость г>0, направленную под некоторым углом (р к оси симметрии (рис. 2.45), что приводит к так называемому склонению осколочного поля. В общем случае величина этого угла определяется следующими соотношениями: v • I £ I А ’ I vo А Ф = — = arcsm —— smE и ф = 0П + arcsin —— cos0( 2 \2D J [2D где 0 - угол отклонения образующей оболочки; D - скорость детонации; £ - угол падения детонационного фронта; 0О - половина угла раствора конической обо- лочки (рис. 2.46).
2.3. Баллистика осколков 75 2.3. Баллистика осколков Подрыв ОБП осуществляется, как правило, на некотором расстоянии от по- ражаемых объектов. Дистанция, на которой осколки сохраняют способность поражать цели, может достигать 100 м и более. Полет осколков проходит в воз- душной среде, создающей сопротивление движению, что приводит к падению их скорости на траектории. Для оценки эффективности действия ОБП важным является определение, во-первых, закона снижения скорости в полете v(x), а во-вторых, убойного интервала, т. е. расстояния, на котором осколки сохраняют способность поражать заданный тип цели. Задача о движении осколка в воз- душной среде решается при следующих допущениях: плотность воздуха вдоль траектории постоянна, влияние силы тяжести пренебрежимо мало. С учетом этих допущений уравнение движения осколка запишется в виде mdv = dt 2 (2.23) где т - масса осколка; v - текущая скорость осколка; рв - плотность воздуха; (5} — текущая площадь миделя осколка; сх - коэффициент лобового сопротивления. Коэффициент сх существенным образом зависит от скорости V. Для ПЭ сферической формы функция cx(v) имеет вид 0,865| 1+— | при v > 550 м/с; \ v J (1,49+0,51 sin(860°-3501g^)) 1 при 150< v < 550м/с; 0,5 при v < 150м/с. Как ясно из графика cx(v) (рис. 2.47), резкое изменение величины сх наблю- дается в области значений скорости, близких к скорости звука с. Относительно слабая зависимость коэффициента сх от скорости при значени- яху<сия>с позволяет аппроксимировать (2.24) функцией ступенчатого вида сх при с < v < v0 cjl при v < с. Расчетные и экспериментальные проверки показы- вают, что данная аппроксимация не вносит больших по- грешностей и может использоваться при решении многих задач баллистики осколков. Как отмечалось выше, зави- симости cx(v) в виде (2.24) или (2.25) получены для ПЭ сферической формы. Для компактных ПЭ несферической формы (куб, короткий цилиндр), а также для осколков естественного дробления величина сх несколько возрас- тает. Для компактных ПЭ коэффициент сх во всем диа- пазоне скоростей увеличивается примерно на 10%, а для осколков естественного дробления - примерно на 20%. Рис. 2.47. Зависимость коэффициента сх от ско- рости для ПЭ сфериче- ской формы
76 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Величина текущей площади миделя (5^, входящая в уравнение (2.23), для практических приложений обычно заменяется на его среднее значение S. При решении уравнения (2.23) ряд параметров в его правой части обычно заменяется на комплекс, называемый баллистическим коэффициентом осколка: Л- Р.Аф 2Рм2/3т1/3 ’ где рм - плотность материала осколка; Ф - параметр формы осколка, опреде- ляемый соотношением (2.9). Параметр формы осколка зависит от его геомет- рических характеристик (табл. 2.6) и плотности материала. Для осколочного спектра естественного дробления осколки мелких фракций имеют параметр формы Ф = 1,8...2,2. Таблица 2.6. Значения параметра Ф для тел правильной геометрической формы Форма ПЭ и его относитель- ные размеры Значения Ф Форма ПЭ и его относитель- ные размеры Значения Ф Шар 1,21 Куб 1,50 Цилиндр: Параллелепипед: 1,38 1x1x2 1,58 ^ПЭ^ПЭ ~ 2 1,45 1x1x8 2,13 Тетраэдр 1,80 1x2x2 1,59 Октаэдр 1,43 1x4x4 1,89 Если принять сх = const, то уравнение (2.23) можно свести к виду dv Л — = -Av dt и найти аналитическое решение для зависимости р(х), представляющей прак- тический интерес. Используя замену dv dv dx dv — =------= v—, dt dx dt dx записываем уравнение движения в виде dv — = -Av. dx Интегрируя это уравнение и применяя начальное условие v(x) = г>0, получаем 1 v Л ш— = -Ах, ^0 откуда v = v0&Ax. (2.26)
2.4, Характеристики осколочных полей 77 Рис. 2.48. Затухание скорости сферических ПЭ разной массы в зави- симости от расстояния = 1500 м/с) Выражение (2.26) - это закон затухания скорости осколка на траектории. В качестве примера показана зависимость о(х) для стальных сферических ПЭ различной массы (рис. 2.48). Вводя понятие убойной скорости v осколка как скорости, необходимой для поражения заданной цели, из выражения (2.26) можно получить значение убойного интервала который характеризует расстояние, на котором осколок еще сохраняет скорость, необходимую для поражения цели (убойную скорость ауб). 2.4. Характеристики осколочных полей Основные характеристики осколочного поля или потока ПЭ - направление, скорость движения, а также его плотность (число ПЭ, приходящихся на единицу пересекаемой площади). В общем случае поражаемая цель может находиться под произвольным углом по отношению к оси ОБП, поэтому при решении задачи определения вероятности попадания осколков в цель необходимо знать, сколько ПЭ летит в данном направлении. Рассмотрим типовую картину осколочных по- токов, образующихся при статических подрывах ОФС (рис. 2.49): в круговое поле, формируемое осколками стенок, уходит до 70 % массы корпуса; в головном на- правлении разлетается около 20 % и назад - около 10 % осколков. В динамических условиях, т. е. при подрыве в заданной точке траектории, боковой поток оскол- ков получает некоторое склонение в направлении вектора скорости снаряда vc (рис. 2.50). В случае наземного подрыва при установке взрывателя на мгновенное действие образуется зона поражения наземных целей в виде эллипса, размеры
78 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.49. Направления потоков оскол- ков при статическом подрыве ОФС Рис. 2.50. Схема осколочных потоков при подрыве ОФС на траектории которого ограничены убойным интервалом, при этом выделяются секторы разлета осколков боковой, головной и донной частей корпуса (рис. 2.51). Отношение размеров LJL^ (глубины и ширины) зоны поражения возрастает с увеличением угла встречи 0с и для большинства ОФС составляет 0,15...0,50. Рис. 2.51. Зона поражения наземных целей осколками ОФС
2.4, Характеристики осколочных полей 79 Рис. 2.52. Схема щитовой мишенной обстановки: 1 - ОБП; 2 - щит; 3 - скоростные кинокамеры Рис. 2.53. Щитовая мишенная обстановка с координатной сеткой
80 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия При больших углах встречи, близких к 90° (это характерно для ОБП типа ОАБ, ОФАБ, артиллерийских мин и т.п.), зона поражения по форме приближается к круговой. Конфигурация и размеры зоны поражения учитываются при оценке бое- вой эффективности ОБП, в частности при расчете площади приведенной зоны поражения S . Основной этап решения этой задачи связан с нахождением ха- рактеристик осколочного поля для статических условий. Наиболее точно эти характеристики определяются экспериментально при проведении стандартных полигонных испытаний путем подрыва неподвижного ОБП в щитовой мишен- ной обстановке (рис. 2.52). В качестве щитов используются дюралюминиевые или чаще стальные листы, на одной из сторон которых наносится координатная сетка (рис. 2.53). При пробитии щитов потоком осколков возникают достаточно яркие вспышки, которые фикси- руются скоростными кинокаме- рами. Обработка план-карт щитов (рис. 2.54) и материалов оптиче- ской съемки позволяет опреде- лить угловые распределения чисел осколков/(ф) и скорость vQ =g(<p) в пятиградусном или двуградус- ном секторах зоны разлета, при этом результаты испытаний пере- считываются на сферу. Скорость разлета осколков в угловых зо- нах вычисляется по измеренному с помощью оптической съемки времени пролета осколком расстояния от места подрыва до щита. Наряду с распределениями/(ф) и г>0(ф) при проведении щитовых испытаний находят границы сектора разлета осколков (рис. 2.55, а): передний ф1 и задний (р2 углы поля, а также величину А(р = ф2 - фг На практике за угол Д(р принимают угол разлета 80, 90 или 100% осколков. Используя векторное сложение скорости осколков vQ и собственной скоро- сти ОБП vc, можно найти значения угловых границ осколочного поля у при под- рыве на траектории (рис. 2.55, б) и результирующую (динамическую) скорость осколков по соотношениям (11.30) и (11.32) (см. гл. 11). Используя формулы (11.30) и (11.32), можно определить передние и задние динамические углы поля у} и у2 и соответствующие скорости ^д1 и г>д2, а также динамическую плотность поля Пд на различных расстояниях от точки подрыва по соотношению (11.31). Границы секторов зоны поражения на местности при наземном подрыве (рис. 2.56) представляют собой следы пересечения конических поверхностей с плоскостью поверхности земли. Угловые границы сектора на местности опре- деляются следующими выражениями: cosy, r cosy9 ----—, = arccos — • cos0c cos0c
2.4, Характеристики осколочных полей 81 Рис. 2.55. Границы сектора разлета ПЭ при подрыве ОБП в статических условиях (а) и изменение положения этих границ при подрыве на траектории (б) В радиальном направлении секторы зоны поражения ограничены дугами окружности радиусом, равным убойному интервалу 7 . При известных конфигурации и размерах зоны поражения можно вычислить площадь приведенной зоны поражения S , которая является характеристикой поражающего действия ОБП, зависящей от параметров уязвимости целей. На практике эффективность осколочного действия БП по тому или иному виду целей характеризуется размерами (или площадью) зон сплошного и дей- ствительного поражения. Границей зоны сплошного поражения считают рас- стояние, на котором вероятность поражения данного типа целей равна 0,63, а границы зоны действительного поражения определяются уровнем вероятности поражения, равным 0,5. Важный момент при оценке боевой эффективности - учет вероятностного характера положения точки подрыва ОБП по отношению к цели, что обусловлено Рис. 2.56. Секторы зоны поражения на местности при наземном подрыве ОФС
82 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия прежде всего траекторным рассеиванием. При наземных подрывах траекторный разброс выражается в виде эллипса рассеивания, а при воздушных - величиной и направлением промаха. Для повышения вероятности поражения необходимо согласовать положения зон поражения и рассеивания. В частности, проблема такого согласования достаточно остро стоит при настильной стрельбе, т. е. при малых углах встречи 0с, когда эллипс рассеивания сильно вытянут в направлении стрельбы (отношение длин продольной и поперечной осей эллипса достигает 40...50), а секторы зоны поражения расположены перпендикулярно направле- нию стрельбы. В этом случае эллипс рассеивания и приведенная зона поражения имеют незначительную общую площадь, в пределах которой вероятность поражения цели не равна нулю. Таким образом, при малых углах встречи 0с важна не столько площадь приведенной зоны поражения, сколько конфигурация поля поражения и его положение относительно эллипса рассеивания. Именно это обстоятельство обусловливает высокую эффективность ОБП с осевыми потоками ПЭ, к которым прежде всего относится шрапнель. По форме зоны поражения ОБП с осевыми потоками ПЭ заметно отли- чаются от зон поражения ОБП с круговыми осколочными полями. Подрыв шрапнельных ОБП (рис. 2.57) производится на некоторой высоте Н над по- верхностью земли, а метаемые ПЭ образуют осколочное поле в форме конуса с углом при вершине 2(р. На поверхности земли зона поражения имеет вид эллипса с осями £ш и определяющими ширину и глубину зоны поражения. Например, для 76-мм шрапнельного снаряда при стрельбе на средние дальности и при подрыве на оп- тимальной высоте значение L составляет 150...200 м, a L = 20...25 м. г ’ ш Рис. 2.57. Зона поражения наземных целей шрапнельным снарядом Рис. 2.58. Зона поражения назем- ных целей снарядом типа «взрывная шрапнель»: 1 - зона поражения осколками корпуса; 2 - зона поражения передним блоком ГПЭ; 3 - эллипс рассеивания
2.4, Характеристики осколочных полей 83 Скорости ПЭ в осевом потоке находят в виде суммы скорости метания и соб- ственной скорости снаряда: од = vc + v0. Так как скорость метания ПЭ в шрапнелях обычно невелика (100...200 м/с), то результирующая скорость ПЭ од определяется в основном скоростью самого снаряда. Угол разлета 2ср для таких ОБП обычно составляет 10...20°. Для метания ПЭ в шрапнелях применяют пороховые вышибные заряды, при этом корпус снаряда остается неразрушенным. При замене пороховых шашек на БВВ получают не только прирост скорости метания ПЭ v0, но и обеспечивают дробление корпуса на осколки. Зона поражения наземных целей при этом будет комбинацией кругового поля осколков корпуса и осевого потока ПЭ (рис. 2.58), а согласование расположения зон поражения и эллипса рассеивания может при- вести к существенному повышению вероятности поражения целей. Помимо шрапнелей существуют и другие типы ОБП, создающих осевые или направленные потоки ПЭ (аксиальные БЧ, инженерные мины и т. п.), в ко- торых применяются высокобризантные ВВ, обеспечивающие высокие скорости метания ПЭ (1000 м/с и более). Рис. 2.59. Схема аксиальной БЧ с квадратным блоком ГПЭ: 7 - блок ГПЭ; 2 - корпус; 3 - заряд ВВ; 4 - детонатор Параметры осевых потоков ПЭ (направление, скорость метания, плотность поля) зависят как от характеристик нагружения, так и конструктивных особен- ностей ОБП. При подрыве аксиальной БЧ с квадратным в плане блоком ГПЭ (рис. 2.59) поток ПЭ образует пирамиду с поперечным сечением в форме ква- драта: вид поля пробоин на стальном щите, установленном на пути потока ПЭ (рис. 2.60, а), говорит о том, что поперечная конфигурация осколочного поля в целом повторяет форму блока ГПЭ. Распределение ПЭ в продольном направ- лении разлета удается определить с помощью рентгеноимпульсной съемки по- тока в полете (рис. 2.60, б): из представленной рентгенограммы видно, что уже на небольшом расстоянии осколочный поток становится эшелонированным, т. е. ПЭ центральной зоны блока имеют более высокие скорости по сравнению с пе- риферийными ПЭ, причем разница в скоростях составляет 15...20%.
84 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.60. Распределение ПЭ в потоке после подрыва аксиальной БЧ: а - действие ПЭ по стальному щиту-мишени; б - рентгеноимпульсная съемка потока ПЭ (вид сбоку) в Рис. 2.61. Управление углом разлета ПЭ с помощью системы инициирования: а - многоточечное (плоское) тор- цевое инициирование; б - одно- точечное центральное торцевое инициирование; в - одноточечное торцевое инициирование со сме- щением; 1 - заряд ВВ; 2 - блок ГПЭ; 3 - точка инициирования
2.4, Характеристики осколочных полей 85 Рис. 2.62. Вид функции распределения чис- ла осколков Дф) в угловых зонах в зависи- мости от положения точки инициирования: 7 - со стороны левого торца; 2 - в центре заряда; 5 - со стороны правого торца Конструктивные особенности ОБП позво- ляют управлять характеристиками осколочных полей в достаточно широких пределах. Так, в конструкциях ОБП с осевым метанием ПЭ при плоском торцевом инициировании заряда ВВ (например, с помощью системы многото- чечного инициирования) образуется узкона- правленный поток ПЭ с углом 2ф (рис. 2.61, я), не превышающим 10°. При одноточечном ини- циировании заряда ВВ на оси (рис. 2.61, б) угол раствора потока увеличивается до 15°. При смещении точки инициирования (рис. 2.61, в) весь поток ПЭ отклоняется от осевого направления, при этом угол склонения достигает 10°. Аналогичная картина наблюдается и для осесимметричных ОБП с круго- выми полями поражения. Вид функции распределения чисел осколков в угло- вых зонах/(ф) меняется в зависимости от положения точки инициирования на оси симметрии (рис. 2.62): максимальное значение угла разлета Дф = ф2 - ф1 достигается при центральном инициировании, а при инициировании с торцов происходит смещение потока осколков в сторону, противоположную точке инициирования. В значительной степени управлять углами разлета и плотностью потока ПЭ можно изменением формы осколочной оболочки или блока ПЭ: придавая блоку ПЭ выпуклую или вогнутую форму, получают широкие или узкие сходящиеся Рис. 2.63. Влияние формы блока ГПЭ аксиальной БЧ на угол разлета ПЭ: а - блок ГПЭ выпуклой формы; б - блок ГПЭ вогнутой формы потоки при осевом метании ПЭ (рис. 2.63). Аналогичных результатов достига- ют и для осесимметричных ОБП с круговыми осколочными полями (рис. 2.64). Помимо рассмотренных способов на практике реализуются и более слож- ные системы управления характеристиками осколочных полей, учитываю- щие особенности боевого применения ОБП. Например, в ряде конструкций осколочных БЧ (ОБЧ) зенитных управляемых ракет, срабатывающих при некотором промахе по отношению к цели, применяются системы многото- чечного инициирования, при этом взрыватели приводят в действие тот узел
86 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.64. Влияние формы осесимметричной оболочки ОБП на угол разлета ПЭ: 1 - выпуклая оболочка; 2 - цилиндрическая оболочка; 3 - вогнутая оболочка или группу узлов инициирования, которые обеспечивают метание потока ПЭ в направлении цели. В схеме одного из вариантов ОБЧ избирательно направ- ленного действия ГПЭ размещены в центральной зоне БЧ, а блоки ВВ - по ее поверхности (рис. 2.65). Срабатывание определенного узла инициирования вызывает подрыв только той части заряда ВВ, которая метает ПЭ в нужном направлении, оставшаяся же часть заряда ВВ не подрывается. Также показано (см. рис. 2.65) влияние размеров зоны продетонировавшего ВВ на параметры осколочного поля: при срабатывании третьей части заряда ВВ ПЭ разлетаются в секторе с углом 45...60°, а при детонации половины заряда поле сужается до 20.. .40°, что, естественно, приводит к повышению плотности осколочного поля и увеличению скорости метания ПЭ. Рассмотренные типы и соответствующие характеристики осколочных полей относятся к ОБП, получившим достаточно широкое практическое применение. Наряду с этим в последнее время разрабатываются ОБП, соз- дающие осколочные поля, несколько отличающиеся по своей конфигурации и характеристикам от привычных аналогов. Для поражения целей в верх- них слоях атмосферы или за ее пределами используются ОБП, образующие круговые достаточно узкие низкоскоростные (относительно точки подры- ва) осколочные поля, плоскость которых ориентирована перпендикулярно направлению подлета цели (рис. 2.66). Характерная особенность таких осколочных полей - это сплошное заполнение поля ПЭ с плотностью, до- статочной для обеспечения заданного уровня вероятности поражения цели. Эффективное поражающее действие низкоскоростных осколочных полей
2.4, Характеристики осколочных полей 87 Рис. 2.65. Схема действия ОБЧ направленного действия с периферийными блоками ВВ Цель Начало формирования плоского поля ПЭ Сформированное / плоское поле ПЭ Рис. 2.66. Плоское поле низкоскоростных ПЭ обусловлено высокой скоростью самой цели. Своеобразный предельный случай таких осколочных полей - неподвижные плоские или объемные поля связанных между собой ПЭ (рис. 2.67, а), которые в зарубежной ли- тературе получили название кластерных. В качестве ПЭ здесь использу- ются либо компактные удлиненные высокоплотные инертные тела (шары, стержни), либо активные осколочные элементы, содержащие заключенный в оболочку разрывной заряд ВВ, который срабатывает при взаимодействии
88 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия б Рис. 2.67. Схема полей ПЭ с гибкими связями (а) и полей, размещенных на упругих элементах (б) с целью. Формирование таких полей поражения осуществляется или с по- мощью упругих механических систем (рис. 2.67, б), или с применением пиротехнических средств. 2.5. Поражающее действие осколков В зависимости от характеристик уязвимости целей рассматривают различ- ные виды поражений, связанных с проникающим, зажигательным и иницииру- ющим действием ПЭ. Проникающее действие осколков Основной критерий проникающего действия - толщина пробиваемой пре- грады, которая зависит от ряда параметров: скорости, массы, формы осколка, условий встречи с преградой, физико-механических характеристик материалов осколка и преграды. Оценка проникающей способности ПЭ проводится по дей- ствию либо на полубесконечную преграду, либо на стальную или дюралевую преграды заданной толщины. Стальные эквиваленты целей (мм) приведены ниже: Незащищенная живая сила....... 1 Небронированная техника....... 5 Легкобронированная техника....15 Для оценки действия по живой силе используют неметаллические экви- валентные преграды, в том числе сухую сосновую доску толщиной 1 дюйм (25,4 мм), стандартную пластилиновую модель НАТО толщиной 180 мм и т.п. Наибольшей проникающей способностью обладают удлиненные ПЭ, од- нако их преимущество реализуется только в случае осевого удара, когда ось
2.5, Поражающее действие осколков 89 симметрии ПЭ ориентирована вдоль вектора скорости. При ударе под углом или боковой по- верхностью глубина проникания значительно уменьшается (рис. 2.68). При осевом ударе про- цесс внедрения ПЭ в преграду по существу такой же, что и при действии БОПС (более подробно рассмотрено в гл. 7). В первом приближении ниж- нюю оценку глубины проникания при скорости удара более 1500 м/с можно провести, используя соотношение где I - глубина каверны кратера; /пэ - длина ПЭ; рпэ и Рп - плотности материала ПЭ и преграды Рис. 2.68. Схемы взаимо- действия удлиненных ПЭ с преградой соответственно. Более точно глубину проникания удлинен- ных ПЭ в полубесконечную преграду, а также предельную скорость пробития преграды за- данной толщины можно определить с помощью полу эмпирических соотношений, рассмотренных в гл. 7. Важен с практической точки зрения такой параметр действия оскол- ка, как предельная толщина пробиваемой конечной преграды &пред, кото- рую можно связать с глубиной внедрения в полубесконечную преграду соотношением ^пред kL. где k > 1 - коэффициент конечности преграды (учитывает вспомогательное действие тыльных эффектов (откола) при пробитии). При компактной форме ПЭ в зависимости от скорости соударения и параме- тров ПЭ и преграды проявляются различные механизмы их взаимодействия. Так, при внедрении стальных ПЭ в низкоплотные преграды (жидкости, пластмассы, древесина, твердое топливо, модельные среды типа пластилина и т.п.) со ско- ростями до 1500 м/с, а также в преграды из алюминиевых сплавов со скоростя- ми до 800 м/с реализуется так называемая аэродинамическая схема внедрения (рис. 2.69, а). В этом случае задачу определения величин L и бпред можно свести Рис. 2.69. Аэродинамическая (я), переходная (б) и кратерная (в) схе- мы взаимодействия компактных ПЭ с преградой
90 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия к решению уравнения движения жесткого недеформируемого ударника, которое с учетом инерционных и прочностных свойств среды имеет вид dv рпо2 т— = -—— dt 2 Scx-SH0, (2.27) где т - масса осколка (ПЭ); рп - плотность материала преграды; S - площадь миделя ПЭ; сх - коэффициент лобового сопротивления; Но - удельное прочност- ное сопротивление преграды. Уравнение (2.27) можно представить в виде -Л> С'. dt где А' = ^±; С' = ^ 2т т После замены dv dv dx dv — =-------= v— dt dx dt dx и интегрирования в пределах от 0 до L и от о0 до 0 получают соотношения для глубины внедрения в полупространство L-2— lnfl + A 2А I С 0 и соответственно предельной толщины пробития . к , (. А' ^пред ~ у д' ^1 1 + г Из этого решения находят также выражение для предельной скорости про- бития (ПСП) преграды заданной толщины Ъ*. Высокоскоростное внедрение компактных ПЭ в плотные и прочные пре- грады сопровождается деформированием ударников, при этом реализуются так называемые переходный (рис. 2.69, 6) или кратерный (рис. 2.69, в) меха- низмы внедрения. При увеличении скорости удара изменяется форма каверны (кратера) и, как следствие, увеличиваются глубина и объем кратера (рис. 2.70). О смене характера взаимодействия ударников с преградой свидетельствуют и экспери- ментальные данные о глубине кратеров, образованных стальными ударниками в стальных преградах с различной твердостью материала (1700,3000 и 4400 НВ для кривых 7, 2 и 3 соответственно, рис. 2.71). Немонотонный характер зави- симостей L(v) (см. рис. 2.71) объясняется сменой механизма взаимодействия.
2.5, Поражающее действие осколков 91 е Рис. 2.70. Сечение кратеров в свинцовой преграде при раз- личных скоростях удара, км/с: а - 0,6; б - 0,7; в - 1,3; г - 3,1; д - 4,4; е - 5,5 L, мм ^тах 60 40 7" max 20 0 800 1600 2400 v, м/с Рис. 2.71. Зависимости глубины кратеров от скорости удара в переходном диапазоне скоростей для преград раз- личной твердости, НВ: 7- 1700; 2-3000; 5-4400
92 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Кратерный механизм взаимодействия характерен для высокоскоростного соударения (скорость более 3000 м/с). При таком ударе образуется кратер, объ- ем которого значительно превышает объем ударника. При оценке глубины пробития высокоскоростными компактными ударни- ками преград с изотропными пластическими свойствами обычно принимают форму кратера, близкую к полусферической. В первом приближении допускают, что объем кратера пропорционален начальной кинетической энергии ударника £0. Считая, что кинетическая энергия расходуется на работу расширения полу- сферической полости в преграде с постоянным противодавлениемр = zo^ при изменении радиуса каверны г от 0 до конечного значения R, получаем я 3 Eo=2npAr2dr = -npor\ о 2 откуда глубина каверны L = R = 3 2Е° , V27lzG™ а относительная предельная толщина пробиваемой преграды - пред _ _ гг ^0 т/3~т/2~ UJ (2.29) где ато - предел текучести материала преграды; К - обобщенный коэффициент конечности преграды; z - коэффициент, учитывающий прочностные свойства преграды. Для наиболее распространенных преград, изготовленных из сталей и спла- вов алюминия (дюралюминия) среднего качества, найдены приближенные соотношения: для стали- Г Рпред _ г 94- 2/3 ^1/3 ’ дюралюминия - Г пред т|/3 где Ъ е измеряется в мм, vQ - в км/с, т - в г. Диапазон значений встречи ПЭ с преградами в настоящее время прости- рается до 10 км/с и более. Столь высокий уровень скоростей соударения обуслов- лен тем, что в число целей включены летательные аппараты, поражаемые на бал- листических участках траектории в высоких слоях атмосферы или же в косми- ческом пространстве на орбитах искусственных спутников. Д ля прогнозирования размеров кратеров в таких условиях можно воспользоваться результатами экс- периментов, в которых происходит удар стальных шаров по преградам из раз- личных конструкционных материалов (рис. 2.72). Из них следует, что сильное
2.5, Поражающее действие осколков 93 влияние на конечные параметры кратера оказывают прочностные характеристики материала преграды, величины которых на поздних стадиях процесса сравнимы с инерционными силами. Учесть влияние динамического характера нагружения на параметры кратерообразования можно через зависимость предела текучести от скорости деформирования. Если скорость деформации выразить как е = /dm, то в экспериментах - 106< в < 3-107 с-1 (рис. 2.73). Для расчета динамического предела текучести птод в столь высокоскоростном диапазоне деформиро- вания воспользуемся соотношением Рис. 2.72. Зависимость от- носительной глубины крате- ров от скорости удара: 1 - Д16; 2-сталь 10 полученным и обоснованным в теории динамического деформирования металлов. Постоянные А" и 0 для ряда материалов преграды даны ниже: Материал .... .... Х18Н10Т Ml Д16Т АМГ-6 АД1-М А" 5,06 2,24 1,58 1,43 0,63 ₽ 0,42 0,38 0,136 0,183 0,2 Большое влияние на толщину пробиваемой преграды при кратерном меха- низме внедрения оказывают тыльные эффекты, проявляющиеся в основном в виде откола. При действии ПЭ на преграды из алюминиевых сплавов отколь- ные явления выражены слабо, а на- чало сквозного разрушения связано с радиальным трещинообразованием при пластическом течении «донной» части материала околократерной зо- ны. Наоборот, при ударе стальных ПЭ по стальным преградам предель- ная толщина во многом определяется откольными эффектами, при этом остающаяся часть материала пре- грады между кратером и зоной от- кола разрушается по типу выбивания пробки. Обобщенный коэффициент конечности преграды К в соотноше- нии (2.29) составляет для преград из алюминиевых сплавов величину 1,4... 1,5. Тыльные эффекты приводят к увеличению предельной пробива- емой толщины &пред. Для стальных преград К в соотношении (2.29) до- стигает значений 2 и более. Рис. 2.73. Рентгеноимпульсная съемка процесса пробития компактным ПЭ тон- кой стальной преграды
94 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Действие компактных ПЭ по наземным целям сопровождается соударением при относительно умеренных скоростях, при этом в зависимости от свойств матери- алов ударника и мишени в диапазоне от нескольких сотен м/с до 2,5 км/с внедрение происходит по переходному механизму. В этих условиях наблюдается заметная деформация ударника, степень которой при заданных физико-механических харак- теристиках материалов ударника и преграды зависит от скорости удара и толщины мишени. Толщина пробиваемой преграды при переходном механизме внедрения пропорциональна импульсу ударника, в связи с чем для оценки Ъ е используется критерий удельного импульса, который линейно зависит от толщины преграды . то,. z = —> i . - кр При соударении пары сталь-сталь ^пред _ _ 155&СТФ т1/3 155Ф’ псп т1/3 а сталь-дюраль - ^пред _ _ 66£ДФ т'/3 66Ф’ псп“ т'/3 ’ (2.30) (231) (2.32) где Ф - параметр формы ПЭ; Zf т стальной и дюралевый эквиваленты целей (мм); ^псп - предельная скорость пробития (м/с); т - масса ударника (г). Помимо приведенных соотношений (2.30)-(2.32) для определения предель- ной толщины пробиваемой преграды при реализации переходного механизма внедрения получены различные эмпирические формулы, в частности, для пары сталь-сталь известно соотношение НИИ «Геодезия» 2>пред =2,l^lg(l + 6,5^), где b - в мм, - в км/с, q - в г/см2. Рассмотренные выше механизмы внедрения и соотношения, характери- зующие критические условия пробития, относятся к одиночным преградам. В то же время многие реальные цели (в частности, воздушные) состоят из на- бора разнесенных преград. В этом случае при ударе со скоростью, превыша- ющей некоторое критическое значение > v , после пробития первой преграды происходит разрушение ПЭ, что подтверждается характером повреждения раз- несенных преград (рис. 2.74) и рентгеноимпульсной съемкой процесса пробития преграды (см. рис. 2.73). При этом за счет разрушения как ПЭ, так и преграды образуется поток мелких осколков, приобретающих радиальные скорости, а ско- рость разлета этих осколков в направлении удара существенно уменьшается по сравнению с первоначальной скоростью удара vQ. И несмотря на то что общий импульс и энергия потока за первой преградой уменьшаются незначительно, происходит их перераспределение на большую площадь, что резко снижает пробивное действие потока по следующим преградам. Так, в рассмотренном опыте (см. рис. 2.73) предельная толщина пробития для одиночной преграды составляет 2>пред ~ 21 мм, а при действии по разнесенным преградам суммарная толщина пробитых стальных листов равна приблизительно 10 мм.
2.5, Поражающее действие осколков 95 Рис. 2.74. Пробитие разнесенных преград компактным ПЭ (преграды - 3-мм сталь- ные листы, установленные с шагом 100 мм; ПЭ - стальной цилиндр массой 13 г; скорость удара - 1900 м/с) Приведенные выше соотношения по определению предельных значений являются в известной степени приближенными. Более точные оценки величи- ны £пред могут быть получены при численном моделировании процессов про- бития в двухмерной (при нормальном ударе) или трехмерной (при ударе под углом) постановках. Действие плотного потока ПЭ В большинстве случаев поражающее действие осколков связано с воз- действием на цели отдельных ПЭ. Наряду с этим в осколочных потоках вы- сокой плотности реализуется ситуация коллективного действия ПЭ по цели, при которой проявляются дополнительные факторы поражения: механическое ослабление или разрушение уязвимых элементов конструкции цели; аэроудар в закрытых объемах цели; гидроудар в топливных баках. В качестве примера рассмотрим механическое воздействие высокоплотного потока ПЭ на разне- сенные преграды из алюминиевого сплава (рис. 2.75). Действие такого потока ПЭ привело не только к образованию множества сквозных пробоин, но и про- ломов в преградах. Аэроудар - ударное повышение давления в закрытых объемах цели (для воздушной цели — фюзеляжа, киля, крыла), которое при определенных услови- ях может привести к разрушению. Проникающее действие осколочного потока по топливным бакам {гидроудар} вызывает ударное повышение давления в них и соответственно деформирование и разрушение стенок баков. Плотным считается поток, содержащий несколько десятков ПЭ на 1 м2 по- перечного сечения потока и попадающий в цель с малой разновременностью.
96 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия а б Рис. 2.75. Действие плотного потока ПЭ по разнесенным преградам: а - рентгеноимпульсная съемка плотного потока ПЭ; б - вид преград по- сле воздействия плотного потока ПЭ (слева - передний щит, справа - за- дний, расстояние междущитами 100 мм) Основная характеристика плотного потока - его удельная энергия Е, Для готовых ПЭ Е = Пто2/2, где П - плотность потока ПЭ, 1/м2. Условие поражения цели плотным потоком очевидно: Е > Е . Инициирующее действие осколков Попадание высокоскоростных осколков в боевые заряды ВВ, находящиеся в составе цели (АБ на самолете, БЧ ракет и т.п.), может вызвать реакцию взрыв- чатого превращения ВВ и привести соответственно к частичному или полному поражению цели. В работах, посвященных исследованию взаимодействия осколков с заряда- ми ВВ, отмечается, что ответные реакции ВВ на удар осколков или компактных ПЭ могут протекать в режимах детонации, взрыва (недетонационного превраще- ния ВВ ударно-волновой природы), локального взрыва или горения. Предельным
2.5, Поражающее действие осколков 91 и наиболее эффективным режимом с точки зрения поражения цели является детонация. Критические условия возбуждения детонации при ударе осколка зависят от таких факторов, как скорость, масса, размеры и форма контактной поверхности ПЭ, наличие и параметры экранирующей оболочки заряда ВВ и, естественно, характеристик чувствительности ВВ. Анализ результатов экспериментальных исследований показывает, что для каждого конкретного поражаемого БП существуют верхний и нижний порого- вые уровни воздействия ПЭ, характеризуемые обычно скоростью и диаметром ПЭ. Детонация в заряде ВВ возбуждается при превышении верхнего порогового уровня, а нижний пороговый уровень определяет границу характеристик воз- действия, при которых в заряде ВВ начинает проявляться заметная химическая реакция. Между верхним и нижним пороговыми уровнями лежит область про- межуточных ответных реакций ВВ - от горения до взрыва. При определении верхнего порогового уровня воздействия ПЭ использует- ся подход, учитывающий ударно-волновой механизм возбуждения детонации в заряде ВВ, при этом в качестве критерия принимается критическое значение плотности энергии. Условие возбуждения детонации при локализованном воз- действии ПЭ записывается в виде G>GKP, (233) G = kE = v2dn3, (2.34) где Скр - критериальная величина (табл. 2.7); к- коэффициент пропорциональ- ности, комплексно учитывающий время действия импульса сжатия в УВ, а также плотность и сжимаемость материалов ПЭ и ВВ; Е - поверхностная плотность энергии, подводимая к заряду ВВ ударной волной, возникающей при ударе ПЭ; v - скорость удара; <7ПЭ - диаметр ПЭ. Таблица 2.7. Значения величины G для различных ВВ при действии ПЭ по открытым зарядам ВВ ВВ Плотность ВВ, Рвв40’3 кг/м3 Размеры и форма ПЭ, мм <j>> г УМ ПАКТ ТГ 40/60 1,61-1,7 6-12 мм 16,5 РВХ-9404 1,84 Со сферическим торцом, б?пэ = 2-4 мм 16,0 РВХ-9404 1,84 С плоским торцом, б?пэ = 2-4 мм 4,0 Используя известную для данного ВВ величину (7 , а также зависимость (2.34), можно найти пороговое значение скорости удара ПЭ, при которой в за- ряде ВВ возбуждается детонация. При ударе под углом (рис. 2.76) зависимости (2.33), (2.34) записываются в виде гЛ/пэ sin а >£,<₽.
98 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.76. Схема взаимо- действия ПЭ с зарядом ВВ при ударе под углом Анализ экспериментальных данных по возбуж- дению детонации ПЭ показывает, что существенную роль здесь играет форма головной части ударника. Для сферических ПЭ значения Скр заметно выше, чем для ПЭ с плоскими торцами, что объясняется более быстрой разгрузкой нагружаемого объема ВВ в случае сферического ударника по сравнению с ударником, имеющим плоский торец. При наличии экрана (оболочки) на заряде ВВ плотность энергии, вводимой в заряд ВВ на началь- ном этапе ударно-волнового взаимодействия с ПЭ, уменьшается, что, естественно, отражается на кри- тических значениях характеристики G и скорости удара. В этом случае критериальная величина может быть записана в следующем виде: G — й?пэ (2.35) где т - коэффициент, определяемый свойствами взаимодействующих материа- лов и формой головной части ПЭ и учитывающий увеличение диаметра области взаимодействия (для широкого диапазона ВВ и металлических экранов (сталь, медь) значение т близко к отношению плотностей материалов экрана и ПЭ); - толщина экрана (оболочки) на заряде ВВ; zn, z , zBB - импедансы материалов преграды, ударника и ВВ. Форма головной части ударника учитывается величиной (1 + к)2, на кото- рую умножается правая часть выражения (2.35), при этом к = 0 для ударников с плоским торцом и к = 1 для ударников со сферическим торцом. Определение характеристик нижнего порогового уровня воздействия ПЭ на заряды ВВ сводится к нахождению такого значения скорости ПЭ, при пре- вышении которого в заряде ВВ возбуждается реакция взрывного типа, не пере- ходящая в детонацию, но приводящая к разрушению экранирующей оболочки и самого заряда ВВ. Пробитие ПЭ оболочки боеприпаса с зарядом ВВ сопровождается вы- биванием пробки и снижением скорости ударника. Возбуждение взрыва про- исходит при некотором пороговом значении остаточной скорости ПЭ г>пор, получаемой экспериментально. По величине ^по можно найти критическое значение скорости подхода ПЭ к поражаемому объекту, при котором произой- дет взрыв заряда ВВ: v = 5, J по₽’ где ?7ПСП - предельная скорость пробития экрана (оболочки); 5 - высота удар- ника; 51 - толщина экрана (оболочки).
2.5, Поражающее действие осколков 99 Предельную скорость пробития ^псп можно определить, например, по соот- ношению (2.28), при этом необходимо иметь в виду, что наличие ВВ за экраном (оболочкой) приводит к увеличению г>псп. Так, в экспериментах по пробитию сферическим ПЭ оболочек, снаряженных составом ТГ40/60, установлено, что величина ^псп возрастает на 10...15 %. В тех же экспериментах, но с цилиндриче- скими ПЭ в виде роликов определено значение пороговой скорости г>пор, которое для ТГ40/60 равно 100 м/с. В качестве примера (рис. 2.77) приведены результаты эксперименталь- ного определения пороговых уровней воздействия стальных ПЭ (шарики диаметром 12,7 мм) на стальные цилиндрические оболочки, снаряженные составом ТГ40/60 (диаметр и высота заряда ВВ равны 60 мм). Удар ПЭ прово- дился по донной части оболочек. При уменьшении толщины экрана (дна) с 5 до 4 мм наблюдается скачкообразный переход от взрыва к локальному взрыву, обусловленный резким сбросом давления вследствие отрыва дна, из-за чего начавшаяся реакция взрыва затухает. При гидроударе оболочка разрушается без заметного разложения ВВ. Следует отметить, что в экспериментах, проведенных по такой же схеме с ВВ аналогичного состава (состав «В»), но с ПЭ в форме цилиндров-роликов (диаметром 13,2 и высотой 12,2 мм), установлена возможность возбуждения взрыва без сквозного пробития экрана (дна оболочки), что подтверждает от- меченное выше преимущество ПЭ с плоскими ударяющими поверхностями по сравнению со сферическими ПЭ. Из рассмотренного примера видно, что задача нахождения границ порого- вых уровней воздействия ПЭ на боевые заряды ВВ достаточно сложна даже для одного типа ВВ, а, учитывая большую номенклатуру ВВ и значительное раз- нообразие условий взаимодействия ПЭ с поражаемым объектами, ее решение становится еще и весьма трудоемким. В связи с этим наиболее рациональными с точки зрения практического использования являются эмпирические соотношения, определяющие условия инициирования по верхнему пороговому уровню, т. е. по режиму детонации, при котором происходит безусловное поражение цели. Одно из таких соотношений - формула Якобса - Росланда, позволяющая получить критическую скорость ПЭ: 1 1>=(4+Д)(1+Ч 1+с/- . . , I «ПЭ ^ПЭ8Ша где v - критическая скорость ПЭ, км/с; A 1 и Вх - коэффи- циенты, определенные в экспериментах с плоской ударя- ющей поверхностью осколка (для флегматизированного Рис. 2.77. Границы пороговых уровней воздействия ПЭ на ВВ в зависимости от толщины преграды (оболочки): I - детонация; II - взрыв; III - локальный взрыв; IV- гидро- удар; V - отсутствие пробития и химической реакции
100 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.78. Зависимость критической ско- рости инициирования детонации от диа- метра ПЭ: 1 — флегматизированный октоген (открытый заряд, плоский торец ПЭ); 2 - флегматизи- рованный октоген (открытый заряд, сфери- ческий торец ПЭ); 3 - флегматизированный гексоген; 4 - флегматизированный октоген (экран - 6 мм тантал, плоский торец ПЭ); 5- флегматизированный октоген (экран - 6 мм тантал, сферический торец ПЭ) октогена = 2,05 и В} = 0); к - коэффициент формы (для ПЭ со сферическим торцом к = 1, с плоским - к - 0); С - коэффициент, учитывающий влияние экрана (оболочки) (для танталового экрана С - 1,86, а для композиции алюминий-по- лиуретан-поликарбонат - С - 2,96); b - толщина экрана, мм; <7ПЭ - диаметр ПЭ, мм; а - угол встречи ПЭ (см. рис. 2.76). Из экспериментальной зависимости критической скорости ПЭ (по верхнему пороговому уровню) от диаметра ПЭ (рис. 2.78) видно, что с увеличением раз- мера пороговый уровень воздействия ПЭ снижается. В последние десятилетия разрабатываются новые составы ВВ, отличающие- ся повышенной устойчивостью к воздействию осколков, однако для подавля- ющего большинства современных поражаемых БП с зарядами ВВ инициирую- щее действие осколков остается одним из основных факторов поражения. Зажигательное действие осколков Зажигательное действие ПЭ - один из существенных факторов поражения целей. При попадании в уязвимые зоны цели, содержащие горючие компоненты (топливные баки, ракетные твердотопливные двигатели и т. п.), ПЭ, имея до- статочные скорости и массы, могут вызвать их воспламенение и, как следствие, вывод цели из строя. Особо важную роль зажигательное действие играет при действии осколочных потоков по воздушным целям, у которых площадь топлив- ных баков составляет 30...60 % уязвимой площади цели. Процесс воспламенения топлива осколком - вероятностный и зависит от ря- да факторов, основными из которых являются физические свойства и состояние горючего в баках, конструктивные особенности баков и экранирующей обшивки ЛА, а также скорость и масса ПЭ. С физической точки зрения процесс инициирования горения топлива весьма сложен и до настоящего времени не поддается полному теоретическому описа- нию. В связи с этим задача оценки инициирующей способности осколков реша- ется в основном экспериментально. Так, с помощью экспериментов выявлено, что в качестве основного критерия, определяющего зажигательную способность осколка, может быть принят его удельный импульс
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 101 ^min ^шах Рис. 2.79. Вероятность воспламенения топлива в зависимости от удель- ного импульса ПЭ . mv mil3v z =---------, S Ф а вероятность воспламененияръ топлива находят в за- висимости от удельного импульса. Характер кривой рв(1) (рис. 2.79) зависит от ряда факторов, одним из которых является наличие экрани- ровки топливных баков. На ЛА, в частности на само- летах, экран - это обшивка, выполненная из сплавов на основе алюминия (например, дюралюминия). Про- битие таких экранов стальными ПЭ сопровождается горением алюминия и образованием запреградного потока мелких раскаленных частиц в виде факела, способного воспламенить топливо. Таким образом, наличие экранов из сплавов на основе алюминия по- вышает вероятность воспламенения топлива. Другой фактор, влияющий на вероятность воспламенения, - это состояние топлива. Воспламенение паров топлива в неполных баках существенно вероят- нее, чем воспламенение топлива, находящегося только в жидкой фазе. Вероятность воспламенения зависит также от условий, при которых происхо- дит взаимодействие с целью, в частности от высоты полета цели. С увеличением высоты понижаются давление и температура атмосферы, в связи с чем умень- шается парциальное давление паров горючего, концентрации паров горючего и кислорода в парогазовой смеси, что также снижает вероятность воспламенения (на высоте около 16 км вероятность воспламенения практически равна нулю). Наряду с топливными системами уязвимыми по опасности воспламенения являются метательные пороховые заряды БП, содержащиеся в составе целей - носителей артиллерийского или реактивного вооружения, отсеки твердотоплив- ных ракетных двигателей и т. п. Оценки зажигательного действия по таким целям достаточно сложны и для их упрощения проводятся по критическим значениям параметров, например, скорости ПЭ. В этом случае для каждого конкретного типа уязвимых агрегатов экспериментально находят такие значения скорости ПЭ я0, г^05, при которых вероятности воспламенения равны 0; 0,5 и 1 соответственно. Вероятность воспламенения при других скоростях может быть найдена путем аналитической аппроксимации зависимостирз(о) по трем известным точкам. 2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды Конструкции артиллерийских осколочных снарядов на протяжении не- скольких столетий, начиная с момента их появления, состоят из трех основных элементов - металлического корпуса, разрывного заряда и устройства иници- ирования заряда. Первые артиллерийские БП осколочного действия появились во второй половине XVI в. и представляли собой толстостенные чугунные
102 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.82. Сферическая шрапнель Рис. 2.80. Чугунное ядро - первый осколочный снаряд Рис. 2.81. Бомба для мортиры шары - ядра с внутренней полостью и очком под трубку (рис. 2.80). В качестве разрывного заряда использовали дымный порох. Трубка конической формы из- готавливалась из дерева и имела сквозное отверстие, в которое запрессовывали заряд дымного пороха. Трубка приводила в действие разрывной заряд; порохо- вой заряд трубки поджигали либо отдельно, либо от метательного порохового заряда пушки. Такое взрывное приспособление было, по существу, первой дис- танционной трубкой. Осколочные снаряды-ядра находились на вооружении армий разных стран около трехсот лет. Опыт их применения показал, что при полном заряде пороха чу- гунное ядро дробится с образованием излишне большого числа мелких неубойных осколков, а при известном ограничении массы разрывного заряда число убойных осколков возрастает. По этой причине во второй половине ХУНГ в. одинаковые кор- пуса стали снаряжать полными зарядами дымного пороха для действия по соору- жениям и уменьшенными зарядами - для действия по живой силе. Таким образом, фактически возникло разделение разрывных снарядов на фугасные и осколочные. В зависимости от массы первые ОБП получили название гранат (при массе менее 1 пуда - 16,4 кг) или бомб (при массе более 1 пуда). Следует отметить, что бомбы гладкоствольной артиллерии несколько отличались от гранат наличием ушек для облегчения заряжания орудия (рис. 2.81). В России первые гранаты и трубки появились в конце XVII - начале XVTU в. и просуществовали до середи- ны XIX в. Наименование гранат и бомб за осколочными и фугасными снарядами сохранялось и в период развития нарезной артиллерии вплоть до 20-х гг. XX в. Стремление повысить эффективность осколочного действия привело к по- явлению в конструкциях осколочных гранат ГПЭ. В начале XIX в. англичанин Шрапнель разработал первый осколочный снаряд с ГПЭ, который с тех пор во всех видоизменениях называют по имени изобретателя. Первые шрапнели представляли собой обычные ядра, заполненные ружейными свинцовыми пуля- ми и порохом (рис. 2.82), а длину порохового заряда трубки подбирали из рас- чета разрыва снаряда в воздухе перед целью. Появление нарезной артиллерии в середине XIX в. привело к существен- ному повышению дальности стрельбы, кучности боя и могущества действия ОБП. Повышение могущества связано в первую очередь с изменением облика снарядов - переходом от сферической к удлиненной форме, свойственной
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 103 для современных снарядов. Корпус типового осколоч- ного снаряда второй половины XIX в. вытянутой формы (рис. 2.83) снабжен медным ведущим пояском (для при- дания снаряду вращательного движения, стабилизиру- ющего его полет, и обтюрации - предотвращения прорыва пороховых газов в предснарядное пространство в канале ствола) и центрирующим утолщением (для центровки и правильного ведения снаряда по каналу ствола пушки); в головной части корпуса предусмотрено очко для сна- ряжения разрывным зарядом и установки устройства для его инициирования - ударной (срабатывающей без замед- ления) или дистанционной (срабатывающей с заданной временной задержкой) трубок. Переход к удлиненной форме осколочных гранат вы- звал развитие шрапнелей (рис. 2.84) и появление первых конструкций с регулируемым дроблением корпусов. Сна- ряд, получивший в русской артиллерии название двух- стенной осколочной гранаты (рис. 2.85), был разработан Рис. 2.83. Корпус осколочного сна- ряда второй поло- вины XIX в. Рис. 2.84. Шрапнель второй Рис. 2.85. Двухстенная осколочная граната: половины XIX в. 1 - чугунные зубчатые кольца; 2 - наружный корпус
104 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия в 1870-1880 гг. Граната содержала набор чугунных зубчатых колец 7, состав- лявших внутреннюю стенку корпуса, и наружный чугунный корпус 2. Она сна- ряжалась зарядом дымного пороха. Осколочный спектр такой гранаты состоял из достаточно большого количества убойных осколков. До 70-х гг. XIX в. для снаряжения осколочных гранат нарезной артиллерии использовали исключительно дымный порох. Качественно новый этап в разви- тии ОБП связан с появлением БВВ. В 80-х гг. XIX в. во Франции, Великобри- тании и несколько позднее в Японии для снаряжения гранат стали применять пикриновую кислоту (мелинит), в России - влажный пироксилин. К началу Первой мировой войны ОФС снаряжали тротилом. При снаряжении чугунных осколочных гранат мощными БВВ практически весь осколочный спектр сме- щался в область мелких неубойных осколков, что явилось одной из причин за- мены чугуна на сталь. Другой причиной такой замены стал возросший уровень требований к прочности корпусов вследствие увеличения перегрузок на снаряд при выстреле и ударе о преграду. Переход от чугунных ядер к стальным осколочным снарядам нарезной артиллерии сопровождался также развитием узлов инициирования: на смену столбчатым трубкам пришли дистанционные и ударные трубки, которые, в свою очередь, с появлением БВВ сменились на взрыватели ударного и дистанцион- ного действия. Современный облик артиллерийские осколочные, осколочно-фугасные и фугасные снаряды приобрели к концу 20-х гг. XX в., заняв центральное место в ряду БП артиллерии, практически полностью вытеснив традиционные для того времени шрапнели. Дальнейшее развитие конструкций осколочных и оско- лочно-фугасных снарядов вот уже на протяжении многих десятилетий связано с улучшением их аэродинамических характеристик, повышением параметров осколочного и фугасного действия. В настоящее время на вооружении артиллерии армий различных стран на- ходятся ОФС различных калибров. В наземной артиллерии в зависимости от ка- либра их подразделяют на снаряды малого (до 75 мм), среднего (75... 155 мм) и крупного (более 155 мм) калибров. Конструкции современных ОФС достаточно просты и в самом общем слу- чае содержат три основных элемента: корпус с внутренней полостью (камора), заряд ВВ, размещаемый в каморе, и взрыватель. При этом на корпусах выпол- няются центрующие утолщения и устанавливаются ведущие пояски. Верхнюю часть снаряда (от верхнего центрирующего утолщения до вершины взрывателя) принято называть головной, среднюю часть (от верхнего центрирующего утол- щения до ведущего пояска) - цилиндрической, а нижнюю (от ведущего пояска до донного среза) - запоясковой. Оболочки ОФС выполняют цельнокорпусными (рис. 2.86, а), характерными для ОФС малых, средних и реже - крупных калибров, с привинтной головкой (рис. 2.86, б), применяемой в ОФС средних калибров, шрапнелях, реже - в ОФС малых и крупных калибров, с ввинтным дном (рис. 2.86, в) - для ОФС средних и крупных калибров.
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 105 Головная часть ОФС имеет ожи- вальную форму, запоясковая - кони- ческую. Полная длина современных ОФС в зависимости от калибра и типа снаряда составляет Z = 4,0...5,5 клб. Параметры внешней формы ОФС опре- деляются в первую очередь требовани- ями по дальности стрельбы и, следова- тельно, начальной скоростью снаряда. Основные тенденции изменения формы снаряда в зависимости от его начальной скорости следующие (рис. 2.87): с ро- стом начальной скорости длина голов- ной части увеличивается, а цилиндри- ческой и запоясковой - уменьшается. Толщину стенок корпуса ОФС находят из условий обеспечения прочности при выстреле и встречи с преградой. Снаряды, предназначенные для стрельбы из гаубиц со сравнительно небольшими начальными скоростями, выполняют с меньшей полной длиной /с, небольшой высотой оживальной части и минимальной толщиной стен- Рис. 2.86. Оболочки ОФС: а - цельнокорпусная; б - с привинтной головкой; в - с ввинтным дном ки корпуса по сравнению с аналогичными параметрами снарядов для пушек (табл. 2.8). Рассмотрим некоторые типовые конструкции современных осколочных и осколочно-фугасных снарядов более подробно. Рис. 2.87. Влияние начальной скорости на внешнюю форму ОФС
106 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Таблица 2.8. Конструктивные характеристики осколочных и осколочно-фугасных снарядов Снаряд Общая дли- на /с, клб Высота го- ловной части клб Коэффици- ент наполне- ния а, % Толщина стенки 5, клб К зенитным пушкам 37-57 мм К пушкам 76-100 мм К пушкам 122-152 мм К гаубицам 122-152 мм К гаубицам США 105-155 мм Примечание, а = твв/(тпвв + М заданы в клб (другими словами - г 4,42-3,90 4,5-4,6 4,4-5,2 4,2-4,6 4,5-4,7 ), гдетвв-мас ю отношению: 2,40-1,88 2,3 2,2-3,0 2,0 2,3-2,4 :саВВ, М-мас к калибру снар 5,0-5,5 7,8-10,0 10-14 14,5-16,2 13,7-15,9 :са корпуса. Ра ада). 0,18-0,20 0,20-0,24 0,13-0,24 0,12-0,13 0,10-0,22 змеры Z., 1п и 8 30-мм осколочно-трассирующий снаряд (рис. 2.88) входит в состав патро- на, имеющего гильзу с метательным пороховым зарядом, и предназначен для стрельбы из автоматических пушек 2А38, 2А42, 2А72 по наземным и воздушным целям. Наличие трассера позволяет создать видимую в дневное и ночное время трассу полета снаряда. Снаряд состоит из стального корпуса с двумя каморами - передней, в которой разме- щается разрывной снаряд (A-IX-2), и задней, в которой помещен трассер; медного ведущего пояска и взрывате- ля. Корпус снаряда выполнен с двумя центрирующими утолщениями и снабжен цилиндрической запоясковой частью с двумя кольцевыми патронными канавками, предназначенными для обжима дульца гильзы при сбор- ке патрона. В снаряде применен взрыватель замедлен- ного действия (А-670М), взведение которого начинается в канале ствола и заканчивается на расстоянии пример- но 100 м от дульного среза ствола пушки. Замедление срабатывания взрывателя при ударе о преграду создает условия для подрыва снаряда за преградой, что обеспе- чивает максимальный уровень поражения цели. Взры- ватель оснащен устройством самоликвидации, которое приводит к подрыву снаряда при промахе в течение 5.. .9 с после выстрела. Корпус снаряда обладает следующими конструк- тивными характеристиками: полная длина /с = 4,86 клб; Рис. 2.88. 30-мм осколочно-трассирующий снаряд: 1 - взрыватель; 2 - корпус; 3 - заряд ВВ; 4 - трассер; 5 - ведущий поясок
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 107 высота головной части = 2,33 клб; максимальная толщина стенки 8 = 0,167 клб; масса снаряда - 0,37 кг; масса ВВ - 11,5 г; коэффициент наполнения а = 3,1 %. Оценка скорости осколков по соотношению (2.16) дает для данного снаря- да значения « 1100...1200 м/с. При дроблении корпусов осколочных снарядов малых калибров образуются несколько десятков осколков с массой от 1 до 10 г. Наличие достаточно большого чиста убойных осколков при высокой скорости их метания делает ОБП малых калибров, в том числе и рассматриваемый снаряд, высокоэффективным поражающим средством при условии подрыва в запреград- ном пространстве. 122-мм ОФС повышенного могущества (3-ОФ-24Ж) к гаубицам Д-30, Б-30,2С1 (рис. 2.89) универсален и предназначен для вывода из строя живой силы, артиллерии, минометов и пехотных огневых средств противника, а также для разрушения со- оружений полевого типа и проволочных заграждений. Снаряд состоит из корпуса 3 с ведущим пояском 5, разрывного заряда 4 и взрывателя 7. Стальной корпус имеет привинтную головку 2 и выполнен с дву- мя центрирующими утолщениями. Металлокерамический ведущий поясок 5 запрессован в канавку корпуса 3. Основная часть каморы снаряда заполнена составом A-IX-20 методом порционного прессования. В зоне привинтной головки в камору помещена шашка прессованного заряда A-IX-20. Снаряд комплектуют ударным взрывателем с установками на мгновенное или замедленное действие (РГМ-2Э РГМ-2М и т.п.). Кон- структивные характеристики снаряда: полная длина сна- ряда /с = 4,55 клб; высота головной части = 2,25 клб; максимальная толщина стенки в цилиндрической части 8 = 0,14 клб; масса снаряда - 21,6 кг; масса ВВ - 3,93 кг; коэффициент наполнения а = 18,1 %. Начальная скорость осколков оцененная по фор- муле (2.16), составляет 1300... 1450 м/с. Повышенное мо- гущество действия данного снаряда реализуется за счет применения мощного БВВ A-IX-20, что в сочетании с высоким коэффициентом наполнения обеспечивает не только качественное дробление корпуса, но и повы- шенные скорости метания осколков. Помимо улучшения характеристик осколочности данный снаряд обладает также высокими уровнями фугасного и термического действия. 152-мм ОФС ОФ-45 (рис. 2.90) к гаубицам 2А65 и 2С19 имеет улучшенную аэродинамическую (даль- нобойную) форму, универсален и предназначен для Рис. 2.89.122-мм ОФС 3-ОФ-24Ж: 7 - взрыватель; 2 - привинтная головка; 3 - корпус; 4 - заряд ВВ; 5 - ведущий поясок
108 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.90. 152-мм ОФС ОФ-45: 1 - взрыватель; 2 — переходная втулка; 3 - корпус; 4 - заряд ВВ; 5 - ведущий поясок; 6 - конус вывода из строя живой силы, средств во- оружения, небронированной и легкоброни- рованной техники противника, разрушения сооружений полевого типа и проволочных заграждений. Снаряд состоит из корпуса 3 с медным ведущим пояском 5, переходной втулки 2, конуса 6, разрывного заряда 4 и взрывате- ля 7. Стальной корпус 3 выполнен с двумя центрирующими утолщениями и имеет в головной части очко под переходную втулку 2, в которую устанавливают взрыва- тель 7. Стальной конус 6 крепится на резь- бе к хвостовой части корпуса для улуч- шения аэродинамических характеристик снаряда. Камора корпуса заполнена составом A-IX-2 методом порционного прессования. В каморе переходной втулки 2 размещены шашки прессованного A-IX-2. Для подры- ва разрывного заряда 4 применен ударный взрыватель РГМ-2 (РГМ-2М) с установками на мгновенное или замедленное действие. Улучшенные аэродинамические харак- теристики снаряда обусловлены увеличени- ем полной длины снаряда за счет удлинения головной части и введения в конструкцию дополнительной детали - заднего кону- са. Полная длина снаряда составляет /с = = 5,65 клб; высота головной (оживальной) части равна /гч = 3,1 клб; максимальная толщина стенки в цилиндрической части 8 = 0,125 клб; масса снаряда-43,56 кг; мас- са ВВ - 7,65 кг; коэффициент наполнения а =17,6 %. Начальная скорость осколков снаряда, рассчитанная по формуле (2.16), равна 1200...1350 м/с. Качественное дробление корпуса в сочетании с высокой скоростью осколков обеспечивает достаточно высокий уровень осколочного действия снаряда. За счет применения состава A-IX-2 данный снаряд является высокоэффективным по параметрам как фугас- ного, так и термического действия по целям. Рассмотренные снаряды - типичные образцы современных артиллерийских ОБП, в конструкциях которых видны основные тенденции их развития: повы- шение могущества и улучшение аэродинамических характеристик. Повышенное
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 109 Рис. 2.91. Активно-реактив- ные ОФС: 1 - разрывной заряд; 2 - по- роховой заряд; 3 - сопловой блок с воспламенительным уст- ройством могущество осколочного действия создают увеличением коэффициента на- полнения и применением мощных БВВ, что приводит к увеличению скорости осколков, достаточно качественному дроблению, а в снарядах средних и круп- ных калибров - еще и заметному повышению уровня фугасного действия. Значи- тельно меньше в реально существующих ОФС используют ресурсы, заложенные в новых марках осколочных сталей. Доминирующая тенденция развития современных артиллерийских систем - увеличение дальности стрельбы. Так, для нового поколения 155-мм орудий НАТО требуемый уровень дальности составляет 40...50 км. Наряду с совершенствова- нием самих артиллерийских систем существуют методы повышения дальнобой- ности, связанные непосредственно с конструкцией снаряда. Улучшение аэроди- намических характеристик снарядов - это один из таких методов. Среди других технических решений, направленных на увеличение дальности стрельбы, следует выделить прежде всего использование активно-реактивных снарядов, подкали- берных снарядов и снарядов с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением. Активно-реактивные снаряды (АРС) состоят из двух основных частей (рис. 2.91) - боевой части и реактивного двигателя с пороховым зарядом, со- пловым блоком и замедлительно-воспламенительным устройством, обеспе- чивающим работу двигателя через определенное время после вылета снаряда из ствола. Изменение массогабаритных харак- теристик АРС проводится в пределах, обуслов- ленных характеристиками орудия, в связи с чем введение в состав снаряда реактивного двигателя неизбежно уменьшает массу разрывного заряда, что несколько снижает могущество действия. По внешним очертаниям и функционированию при выстреле АРС не отличается от обычных снарядов. Боевые части АРС снаряжают мощ- ным БВВ, а в реактивных двигателях используют высококалорийные пороха. Активно-реактивные снаряды распростране- ны достаточно широко и входят в боекомплект орудий различных калибров. Так, в США раз- работаны АРС калибром от 40 до 200 мм. При- менение АРС приводит к увеличению дальности стрельбы на 25... 100 %. Интересно отметить, что стоимость БП при этом возрастает всего лишь на 10...15 %. Современные разработки АРС на- правлены на замену реактивных пороховых зарядов высокопрочными шашками твердого топлива с более высоким удельным импульсом и минимальным дымообразованием. Подкалиберные ОФС можно отнести к сверхдальнобойным. Большую дальность стрельбы здесь достигают за счет высокой
по Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.92. Подкалиберный ОФС: 1 - поддон; 2 - активный снаряд начальной скорости снаряда, что обусловлено уменьшением массы снаряда при сохранении дульной энергии орудия. Подкалиберные ОФС включают в себя собственно снаряд 2, называ- емый активным (рис. 2.92), и поддон 7, необ- ходимый для ведения снаряда в канале ствола и отделяемый от активного снаряда на началь- ном участке траектории. Высокие начальные скорости относительно легких подкалиберных ОФС (1500... 1600 м/с) обеспечиваются ис- пользованием усиленных пороховых зарядов, при этом дальность стрельбы может достигать 100 км и более. Осколочно-фугасные снаряды с умень- шенным аэродинамическим сопротивлением имеют корпус так называемой полнооживаль- ной формы, в донной части которого размещен газогенератор. В полете за плоским донным срезом позади снаряда образуется область раз- режения, являющаяся одним из составляющих силовых факторов аэродинамического сопротивления. Назначение донного газогенератора и заключается в снижении влияния данного фактора. Характер- ными особенностями конструкции 155-мм полнооживального ОФС с донным газогенератором ERFB/BB (рис. 2.93) является полное отсутствие стандартной цилиндрической части, при этом центровку снаряда в канале ствола осущест- вляют специальными выступами на корпусе. Максимальная дальность стрельбы для этого снаряда составляет 38...40 км. Среди современных ОФС можно выделить снаряды к гладкоствольным танковым пушкам, появившимся во второй половине XX в. и имеющим определенные преимущества перед нарезными танковыми артиллерийскими системами при метании высокоэффективных БОПС. Основное отличие та- ких типов ОФС от обычных снарядов к нарезным артиллерийским системам заключается в наличии оперения, необходимого для стабилизации полета снаряда. В остальном как устройство, так и функционирование БП соответ- ствуют аналогам для нарезных систем. 125-мм ОФС к танковой пушке Д-81 (рис. 2.94) универсален и предназначен для вывода из строя различных типов целей. Стальной корпус снаряда 2 оживальной формы выполнен с тремя цен- трирующими утолщениями и снабжен двумя медными ведущими поясками 4. Стабилизатор снаряда состоит из корпуса 5, изготовленного из алюминиевого сплава, и четырех стальных лопастей б, которые закреплены в пазах корпуса на осях. В условиях служебного обращения лопасти удерживаются в сложен- ном положении специальными стопорами, раскрытие оперения происходит после вылета снаряда из канала ствола. Для повышения кучности стрельбы снаряду придают некоторое вращение, для чего на передних гранях каждой лопасти выполняют трапециевидные скосы.
2.6. Артиллерийские осколочные и осколочно-фугасные снаряды 111 Рис. 2.93. 155-мм полнооживаль- ный ОФС с донным газогенератором ERFB/BB: 1 - взрыватель; 2 - корпус; 3 - выступы (пилоны); 4 - донный газогенератор Рис. 2.94.125-мм ОФС З-ОФ-19: 1 - взрыватель; 2 - корпус; 3 - разрывной заряд; 4 - ведущий по- ясок; 5 - корпус стабилизатора; 6 - лопасть стабилизатора Камора корпуса заполнена тротилом, при снаряжении использован метод шнекования, масса разрывного заряда 3 равна 3,15 кг. Снаряд укомплектован взрывателем 1 дальнего взведения В-429Е с установками на мгновенное (реакци- онное), инерционное и замедленное действие. Общая длина снаряда составляет /с = 5,4 клб, высота головной части /гч = 2,1 клб, относительная толщина стенки корпуса 8 = 0,14 клб, полная масса снаряда - 23 кг, начальная скорость осколков снаряда, рассчитанная по формуле (2.16), равна 950... 1100 м/с. В заключение краткого обзора особенностей конструкций осколочных и осколочно-фугасных артиллерийских снарядов, а также основных тенденций их развития следует отметить, что наряду с совершенствованием универсальных ОФС во второй половине XX в. наметилась тенденция разработок специализи- рованных снарядов осколочного действия, а именно шрапнелей, исчезнувших из боекомплектов артиллерийских орудий в конце 1920-х гг. Так, в 1960-х гг. в США разработан снаряд со стреловидными ПЭ к 105-мм гаубице. Боевое при- менение данного снаряда войска США начали в 1967 г. во время войны во Вьет- наме. Стальные стреловидные ПЭ (см. рис. 2.36) собраны в компактный блок 3
112 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.95. 105-мм снаряд со стре- ловидными ПЭ (США): 1 - взрыватель; 2 - шнуровые заря- ды ВВ; 3 - блок стреловидных ПЭ, 4 - вышибной заряд и размещены в корпусе снаряда (рис. 2.95). Блок ПЭ, рассчитанных на поражение жи- вой силы, содержит 1500...2000 элементов. В головной части снаряда на внутренней поверхности корпуса закреплены шнуровые заряды ВВ 2, в донной части находится вы- шибной пороховой заряд 4. Снаряд снабжен дистанционным взрывателем 7, срабатыва- ющим либо сразу после вылета из канала ствола, либо на любой заданной дистанции, что обеспечивает возможность применения снаряда как в ближнем бою, так и при об- стреле целей на различных дальностях. При срабатывании взрывателя происходит ини- циирование шнуровых зарядов ВВ, подрыв которых приводит к раскрытию головной части корпуса. Одновременно осуществля- ется воспламенение вышибного заряда, под действием которого блок ПЭ выбрасывается из корпуса. Вращение снаряда обеспечивает расхождение ПЭ в радиальном направлении. Таким образом, снаряд создает поток высо- коскоростных ПЭ с большой площадью на- крытия. Опыт боевого применения показал высокую боевую эффективность шрапнели со стреловидными ПЭ. 2.7. Осколочные и осколочно-фугасные мины к ствольным минометам Основное назначение минометов - навесная стрельба, позволяющая пора- жать как открыто расположенные цели, так и цели, укрытые в окопах, на обрат- ных скатах высот, а также разрушать горизонтальные перекрытия сооружений. Минометы имеют относительно тонкостенные гладкие или нарезные стволы, из которых осуществляется метание мин с небольшими по сравнению с ар- тиллерийскими снарядами скоростями - до 300 м/с. Максимальное давление пороховых газов у минометов не превышает 108 Па (1000 атм.). Минометы - это орудия ближнего боя, диапазон дальности стрельбы которых находится в пределах от нескольких сотен метров до нескольких километров. Минометные орудия в современном понимании этого названия появились около 100 лет назад и вскоре в ходе Первой мировой войны заняли прочное место в ряду средств вооружения армий многих стран. Диапазон калибров ми- нометов, применявшихся в разные годы в армиях различных стран, достаточно широк (от 47 до 240 мм), однако во второй половине XX в. наметилась тенденция
2.7. Осколочные и осколочно-фугасные мины к ствольным минометам 113 к уменьшению номенклатуры калибров миноме- тов. В нашей стране на вооружении находятся 82-, 120-, 160- и 240-мм минометы. При калибре 120 мм и менее минометы, как правило, заряжа- ют со стороны дула, при калибре более 120 мм - со стороны казенной части. Осколочные и осколочно-фугасные мины - основные БП в боекомплектах минометов. Кон- структивные особенности мин определяются условиями их боевого применения. Мины к гладко- ствольным минометам имеют каплеобразную форму и состоят из следующих основных частей (рис. 2.96): корпуса; снаряжения; взрывателя; стабилизатора; основного патрона и дополни- тельных зарядов. В конструкции мины выделяют головную, цилиндрическую, хвостовую части и стабилизатор. Корпус мины выполняют цельным или с при- винтной головкой, реже - с привинтной хвосто- вой частью. Детали корпуса изготавливают либо из высокопрочного (сталистого) чугуна методом литья, либо из стали методом горячей штам- повки с последующей механической обработ- кой. Головная часть мины имеет высоту, завися- щую от калибра и равную 0,4...2,0 клб. На ци- линдрической части есть одно или два центри- рующих утолщения, которые играют в минах ту же роль, что и в снарядах. Диаметр мины по центрирующим утолщениям всегда меньше калибра миномета на 0,6.. .0,7 мм для обеспече- ния свободного опускания мины в канал ствола миномета под действием силы тяжести при его заряжании. Для уменьшения прорыва пороховых газов в зазор между миной и стенками ство- ла на центрирующем утолщении протачивают кольцевые канавки треугольного, прямоуголь- ного, полукруглого или трапециевидного про- филя. Уменьшение прорыва пороховых газов происходит вследствие падения скорости газов Рис. 2.96. Каплеобразная осколочно-фугасная мина: 1 - воспламенительный заряд; 2 - перо; 3 - дополнительные заряды; 4 - корпус стабили- затора; 5 - заряд ВВ; 6 - кор- пус; 7 - запальный стакан с дополнительным детонато- ром; 8 - привинтная головка; 9 - взрыватель при многократном расширении и завихрении их в кольцевых канавках. Длина цилиндрической части колеблется в зависи- мости от калибра мины в широких пределах: наименьшая длина свойственна осколочным минам каплеобразной формы, наибольшая - минам большой ем- кости.
114 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Хвостовую часть мины выполняют криволинейной, реже - конической. Длина хвостовой части заключена в диапазоне 1,0...2,5 клб. Со стороны нижнего основания хвостовая часть имеет узел соединения со стабилизатором. Стабилизатор мины состоит из трубки и перьев и предназначен для обе- спечения устойчивости полета мины и размещения элементов боевого заряда. Наличие стабилизатора приводит к перенесению центра давления ниже центра тяжести в область хвостовой части, создавая тем самым стабилизирующий момент. Перья стабилизатора, количество которых в различных типах мин колеблется от 4 до 24, обеспечивают также центровку мины в канале ствола. В трубке стабилизатора есть камора для установки в ней основного заряда в гильзе (основного хвостового патрона) и соединительные отверстия для выхода пороховых газов основного заряда из трубки стабилизатора при выстреле. Отверстия обычно располагаются на трубке в шахматном порядке между перьями стабилизатора либо над ними в зависимости от места установки до- полнительных зарядов: наличие отверстий обеспечивает надежное и быстрое воспламенение дополнительных зарядов газами основного заряда. Помимо рассмотренной мины каплеобразной формы с относительно не- большой цилиндрической частью, мины могут иметь увеличенную длину ци- линдрической части (рис. 2.97). Такая мина отличается повышенным коэффи- циентом наполнения и, соответственно, могуществом действия. Мины к нарезным минометам (рис. 2.98) близки по внешнему виду и устройству к гаубичным снарядам. Такие мины имеют либо авторегулиру- емый ведущий поясок, либо поясок с готовыми нарезами. Метательные заря- ды здесь расположены на специальном хвостовике. Особенностью нарезных минометов является то, что при необходимости они позволяют вести стрельбу не только специальными минами, но и минами к гладкоствольным минометам, т. е. оперенными минами каплеобразной формы. Мины калибром менее 100 мм принято считать осколочными, 100... 120 мм - осколочно-фугасными, а свыше 120 мм - фугасными. Для снаряжения оско- лочных мин обычно используют тротил, а для осколочно-фугасных и фугас- ных мин - более мощные БВВ. Осколочные мины комплектуют взрывателями мгновенного действия. Осколочные мины считаются одним из наиболее высокоэффективных типов ОБП, что обусловлено, с одной стороны, условиями боевого применения мин, а с другой - их конструктивными особенностями. Вследствие больших углов падения и низких скоростей подхода к поверхности земли при подрыве мин образуются круговые осколочные поля с большей по сравнению со снарядами глубиной поражения. Конструктивные особенности, отвечающие за высокую эффективность осколочного действия, заключаются прежде всего в удачном сочетании свойств материала корпуса и ВВ: применение сталистых чугунов обеспечивает высококачественное дробление корпусов мин при подрыве тро- тилового снаряжения, скорости метания осколков при этом тоже достаточно высоки - vQ = 800... 1200 м/с.
2.7. Осколочные и осколочно-фугасные мины к ствольным минометам 115 Рис. 2.97. Осколоч- но-фугасная мина цилиндрической формы Рис. 2.98. Осколоч- но-фугасная мина, стабилизируемая вращением Рис. 2.99. 82-мм осколочные мины 0-832 (а) и О-832Д (б) Типичные представители осколочных мин: 82-мм мина 0-832 (рис. 2.99, а) или ее модификация О-832Д (рис. 2.99, б), отличающиеся между собой коли- чеством перьев стабилизатора. Они предназначены для стрельбы из всех типов 82-мм минометов, в том числе образца 1941 и 1943 гг., а также современных ми- нометов 2Б9 и 2Б9М «Василек». Корпус мины изготавливают из высокопрочного чугуна методом литья, сна- ряжается мина тротилом. В годы Великой Отечественной войны корпуса таких мин отливали из обычного (серого) чугуна, а для снаряжения использовались суррогатные (пониженной бризантности) ВВ на основе тротила. Масса мины в зависимости от модификации составляет 3,1...3,3 кг при массе разрывного заряда 0,4 кг. Мины 0-832 и О-832Д укомплектованы взрывателями мгновенного дей- ствия М-1, М-4 или МП-82 (табл. 2.9).
116 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Таблица 2.9. Конструктивные характеристики 82-мм осколочных и 120-мм осколочно-фугасных мин Калибр Мате- риал корпуса Высота головной части, клб Длина, клб Тол- щина стенки 5, клб Коэф- фициент наполне- ния а, % полная цилин- дрической части ХВО- СТОВОЙ части стабили- затора 82 мм: 0-832 Чугун 1,08 3,9 0,29 1,54 0,99 0,11 13,6 О-832Д Высоко- прочный чугун 0,92 3,8 0,38 1,51 0,99 0,10 14,6 120 мм: О-843Б То же 1,60-1,64 5,40-5,49 0,36 2,16-2,20 1,64-1,72 0,17 8,75 0-843 Сталь 1,54-1,56 5,96-6,00 0,34 2,38 1,3 0,10- 0,12 18,75 Осколочно-фугасные мины к 120-мм минометам состоят из тех же основ- ных частей, что и 82-мм осколочные мины. При этом их основная отличитель- ная особенность - увеличенная длина как всего корпуса, так и его отдельных частей (рис. 2.100) В разные периоды корпуса мин изготавливали из серого (мина ОФ-843А) и высокопрочного (сталистого) (ОФ-843Б) чугунов, а также из стали (ОФ-843). Кроме мин основной серии (ОФ-843), была разработана осколочно-фугасная мина 3ОФ-34 с увеличенным коэффициентом наполнения, имеющая стальной корпус. Масса полностью снаряженных мин составляет 15,9... 16,1 кг, а масса разрывного заряда (тротила) - 1,40...3,43 кг. 120-мм осколочно-фугасные мины комплектуют взрывателями с установками на мгновенное или замедленное действие (табл. 2.10). Таблица 2.10. Типы взрывателей и массовые характеристики 120-мм осколочно-фугасных мин Тип Масса, кг мины взрывателя мины с взрывателем разрывного заряда ОФ-843А гвм, гвмз, ГВМЗ-1, М-4 15,9 1,6-2,0 ОФ-843Б М-12, ГВМЗ-7 16,0 1,4 ОФ-843 ГВМ, ГВМЗ, ГВМЗ-1, М-4 16,0 2,6 3-ОФ-34 М-12 16,1 3,43
2.7. Осколочные и осколочно-фугасные мины к ствольным минометам 117 Рис. 2.100. 120-мм осколочно-фугасная мина ОФ-843 Осколочно-фугасные мины серии ОФ-843 при- меняют для стрельбы из всех типов 120-мм гладко- ствольных, а также нарезных минометов, в том числе из 120-мм универсального орудия 2А51 («Нона»). Высокая эффективность осколочного действия мин подтверждена как полигонными испытаниями, так и опытом их боевого применения. Размеры зон действительного поражения открыто расположенной живой силы для 82-мм мин составляют по фронту 25...30 м, по глубине - 20...25 м. Таким образом, на- крываемая площадь при стрельбе 82-мм минами равна 250...450 м2, а 120-мм минами - 1000...1500 м2 при вероятности поражения 0,5. Модернизация осколочных и осколочно-фугас- ных мин может проводиться либо в связи с переходом на более мощные новые составы ВВ, либо - с появ- лением новых минометных систем. Однако в обоих случаях модернизация мин не вносит принципиальных изменений в их конструкцию. В боекомплект современного автоматического 82-мм миномета 2Б9 (2Б9М) «Василек» входит осколочная мина О-832ДУ, корпус которой изготовлен из высокопрочного (сталистого) чугуна. Масса полностью снаряженной мины составляет 3,1 кг, и при начальной скорости ми- ны - 272 м/с диапазон дальностей стрельбы лежит в пределах 800...4300 м. При подрыве заряда тротила корпус дробится, образуя от 400 до 600 убойных осколков массой более 1 г, при этом радиус зоны действительного поражения составляет около 18 м. В 1980-1990 гг. на вооружение нашей армии поступили универсальные на- резные 120-мм орудия 2А51 и 2А60, устанавливаемые на буксируемом орудии «Нона-К», а также на самоходных установках «Нона-С» и «Нона-СВК». Эти орудийные системы обладают баллистическими характеристиками, свойствен- ными минометам, и, по существу, являются минометами нового поколения. Отличительная особенность орудий 2А51 и 2А60 - стрельба как вращающими- ся снарядами, так и всеми типами 120-мм мин к гладкоствольным минометам (ОФ-843Б, 3-ОФ-34 и т.п.). При обстреле оперенными минами дальность стрельбы составляет 430...7200 м, начальная скорость мин - 120...330 м/с. Вращающиеся снаряды к орудиям 2А51 и 2А60 во многом похожи на гаубичные снаряды, но в отличие от них имеют нарезы на ведущем пояске (рис. 2.101). В боекомплекты орудий семейства «Нона» входят осколочно-фугасные вращающиеся снаряды ОФ-49 и ОФ-51. Корпус снаряда ОФ-51 изготовлен из высокопрочного чугуна, а корпус ОФ-49 - из стали. Для снаряжения этих ОФС используют мощный бризантный со- став A-IX-2, при этом в снаряде ОФ-51 масса разрывного заряда составляет 3,8 кг,
118 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.101. 120-мм осколочно-фугас- ный снаряд ОФ-49: а - снаряд; б - метательный заряд Рис. 2.102. Активно-реактивные осколочно-фугасные мины а в ОФ-49 - 4,9 кг. Дальность стрельбы такими снарядами достигает 850...8850 м при начальных скоростях от ПО до 370 м/с. Увеличение дальности стрельбы - одна из актуальных проблем минометного вооружения. Так же, как и в артиллерии, для этого разработаны конструкции мин с реактивными двигателями - активно-реактивные мины (рис. 2.102). По своим внешним очертаниям и функционированию у цели активно-реактивные мины не отличаются от обычных мин. Введение в конструкцию мин реактивного двигателя приводит к уменьше- нию массы разрывного заряда, что снижает уровень осколочного и фугасного действия. В целях компенсации потери массы ВВ в активно-реактивных минах при- меняют мощные БВВ, а при изготовлении корпусов мин используют методы заданного дробления. Примером активно-реактивной мины может служить мина РЕРА к легкому 120-мм миномету МО-120-60 (Франция), которая позволяет производить обстрел целей на дальности до 6550 м, в то время как при стрельбе обычной миной даль- ность не превышает 3600 м. В боекомплект орудий семейства «Нона» входит активно-реактивный ОФС ОФ-50 с реактивным двигателем, включающимся через 10... 13 с после вылета из канала ствола. Дальность стрельбы снарядом ОФ-50 достигает 13 км.
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 119 2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия реактивной артиллерии Реактивными (или ракетными) снарядами называют снаряды, метание ко- торых осуществляется с помощью реактивных двигателей. Для запуска реак- тивных снарядов используют специальные ПУ, которые с учетом конструкции можно разделить на одно- и многоснарядные, с направляющими (рельс, стер- жень, труба) и без направляющих (пусковые столы, кронштейны для подве- ски), стационарные и мобильные (переносимые, возимые, самоходные и т.п.). Во второй половине XX в. широкое распространение получили самоходные многоствольные РСЗО, различные варианты которых находятся на вооружении армий многих стран. Реактивный снаряд состоит из двух основных частей - боевой и ракетной. Ракетная часть или двигатель снабжены устройствами, обе- спечивающими движение снаряда по направляющим при пуске и устойчивое поступательное движение на траектории. Стабилизацию полета реактивных снарядов осуществляют либо с помощью стабилизатора-оперения, либо за счет придания снаряду вращательного движения (рис. 2.103). В последнем случае снаряды называют турбореактивными (ТРС). У турбореактивных снарядов (рис. 2.104) нет стабилизатора, а их ракетная часть содержит блок с соплами, которые расположены по окружности и имеют некоторый наклон (около 20°) к оси снаряда. Реактивная сила при этом вызывает не только поступательное, но и вращательное движение снаряда, обеспечивая устойчивость его полета и повышая кучность стрельбы. Рис. 2.103. Схема реактивного снаряда с оперением: 1 — боевая часть; 2 - ракетная часть; 3 - стабилизатор; 4 - сопло; 5 - пороховой заряд Рис. 2.104. Схема турбореактивного снаряда: 1 - разрывной заряд; 2 - пороховой заряд; 3 - направление выхода газов
120 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Максимальная угловая скорость вращения ТРС 15 000... 18000 об/мин достигается на конечном участке траектории. Для повышения кучности боя оперенным реактивным снарядам также придают вращательное движение, но со значительно меньшей угловой скоростью по сравнению с ТРС. Боевые части реактивных снарядов не имеют принципиальных отличий от корпусов артиллерийских снарядов. Учитывая сравнительно небольшие перегрузки, возникающие на участке разгона реактивного снаряда, его корпус выполняют с меньшей, чем у артиллерийских снарядов, толщиной стенки, что увеличивает массу разрывного заряда и соответственно коэффициент наполне- ния, а следовательно повышает скорость осколков и уровень фугасного действия. Реактивные снаряды или, как их называли, боевые ракеты, применялись за- долго до появления артиллерийского и ручного огнестрельного оружия и пред- ставляли собой зажигательные ракеты с горючей смесью. После длительного перерыва интерес к боевым ракетам был проявлен в конце XVIII - начале XIX в. В это время были разработаны образцы боевых ракет с БЧ осколочного действия (рис. 2.105), которые поступили на вооружение большинства европейских армий и частично флотов. Каждая ракета состояла из корпуса 1 снаряда с разрывным зарядом 2, гранатной трубки 3, гильзы 4 с реактивным зарядом 5 и отверстиями (соплами) 6 для истечения пороховых газов и стабилизирующего устройства. Корпус снаряда чаще всего изготовляли из чугуна, разрывной и реактивный Рис. 2.105. Боевые ракеты XIX в.: 1 - корпус; 2 - разрывной заряд; 3 - гранатная трубка; 4 - гильза (реактивная камера); 5 - реактивный заряд; 6 - сопла; 7 - хвостовик; 8 - наклонные сопла: а - ракета с БЧ в виде ядра; б - ракета с БЧ оживальной формы; в - ракета с БЧ цилин- дрической формы с тупоголовой носовой частью
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 121 Рис. 2.106. Станок с направляющим брусом для запуска боевых ракет Рис. 2.107. Боевая ракета конструкции Засядко заряды - из дымного пороха. Стабилизацию ракет в полете осуществляли с по- мощью хвостовика 7 (для невращающихся ракет) или турбины с наклонными соплами 8 для истечения пороховых газов, сообщающих ракете вращательное движение (по существу - прообраз ТРС). В России первые боевые ракеты появились в начале XIX в., разработчиком которых был А. Д. Засядко. В конструкции ракет Засядко содержались те же основные элементы, что и в европейских ракетах. Для запуска таких ракет при- меняли специальный станок (рис. 2.106) с направляющим брусом. Среди ракет, разработанных Засядко, были ракеты с осколочными гранатами (рис. 2.107) различных калибров. При запуске четырехдюймовых ракет максимальная даль- ность полета достигала 2700 м, у ракет мелких калибров дальность не превы- шала 1600 м. В середине XIX в. на вооружение русской армии поступили боевые ра- кеты, разработанные К. И. Константиновым, который после проведения ис- следовательских работ установил оптимальное сочетание массогабаритных характеристик боевой и ракетной частей. На вооружение были приняты 2-, 2,5- и 4-дюймовые ракеты с БЧ осколочного действия - гранатами. В большинстве вариантов гранаты были удлиненной формы (рис. 2.108).
122 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия ^^^^ZZZZ2ZZZ^ZZ2ZZZZ2ZZZZ2ZZ^^^ Рис. 2.108. Боевая ракета конструкции Константинова Четырехдюймовая ракета, снаряженная гранатой массой 4,1 кг, имела мак- симальную дальность полета 4150 м, что в 2-2,5 раза выше, чем у снарядов к артиллерийским орудиям соответствующих калибров того времени. В ПУ ракет системы К. И. Константинова использовали трубчатые направляющие. Боевые ракеты широко применяли в разных военных кампаниях первой половины XIX в., включая Крымскую войну 1853-1856 гг. Однако во второй половине XIX в. с приходом нарезной артиллерии использование боевых ракет стало быстро сокращаться, и к началу XX в. ни одна армия уже не имела в сво- ем составе ракетных частей. Вновь широкое применение боевые ракеты под наименованием реактивных (ракетных) снарядов и мин получили во Вторую мировую войну, когда их стали активно использовать для вооружения авиации, флота, а также сухопутных войск. Наиболее эффективно поражающее действие реактивных снарядов проявилось в РСЗО, в частности, установленных на бое- вых машинах БМ-13, вошедших в историю под названием Катюша. Прицельная стрельба реактивными снарядами затруднена ввиду доста- точно низкой кучности стрельбы. Так, при стрельбе с ПУ машины БМ-13 132-мм реактивными снарядами М-13 на дальность 3000 м отклонения по дальности достигают 250 м, по боку - 50 м. Пусковая установка машины БМ-13 имеет 8 рельсовых направляющих, на которые попарно устанавливают 16 снарядов. Пуск 16 снарядов в течение нескольких секунд приводит к на- крытию достаточно большой площади и поражению расположенных на этой площади целей. Одним залпом боевая машина БМ-13 накрывает площадь в несколько гектаров. Одним из основных реактивных снарядов, принятых на вооружение Со- ветской армии в годы Великой Отечественной войны, стали реактивные не- управляемые снаряды - 82-мм снаряд РС-82 и 132-мм снаряд PC-132, которые в исполнении под боевые машины получили индексы М-8 (рис. 2.109) и М-13 (рис. 2.110) соответственно. Стальной корпус БЧ снаряда М-8 (рис. 2.111) оживальной формы соеди- няется с двигательным блоком с помощью резьбы, также на резьбе к корпусу двигателя крепится и стабилизатор с сопловым блоком. Корпус двигателя вы- полнен из стали, а оперение стабилизатора - из листовой стали. Корпус снаряда М-13 имеет аналогичную конструкцию. В пороховых двигателях снарядов М-8 и М-13 применяли шашки из нитроглицериновых порохов (НМ-4), которые в не- которых модификациях снарядов заменяли на пироксилиновые. Боевые части снарядов М-8 и М-13 снаряжали тротилом либо суррогатным ВВ на основе тротила. Для надежности инициирования разрывных зарядов в конструкции предусмотрены дополнительные детонаторы в виде шашек из ВВ с высокой чувствительностью. В реактивных снарядах использовали взрыватели
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 123 Рис. 2.109. Реактивный снаряд М-8 Рис. 2.110. Реактивный снаряд М-13: 1 - взрыватель; 2 — корпус БЧ; 3, 6 - направляющие штифты; 4 - пирозапалы; 5 - пороховой двигатель; 7 - стабилизатор; 8 - пороховые шашки; 9 - воспламе- нитель; 10 - дно БЧ 180 Рис. 2.111. Корпус реактивного снаряда М-8: 1 - боевая часть; 2 — камера сгорания; 3 - сопло; 4 - обтекатель; 5 - стабилизатор
124 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.112. Реактивный снаряд М-13ДД с установкой на мгновенное и замедленное действие. В снаряде М-13 приме- няли взрыватель ГВМЗ. Для повышения кучности боя в конструкцию снаряда М-13 вносились изменения, приводящие к провороту на траектории. Так, в одной из модифи- каций в стенке корпуса в зоне центрального утолщения снаряда выполнялись 12 тангенциально ориентированных отверстий для истечения пороховых газов двигателя, что приводило к появлению касательной реактивной силы, обеспе- чивающей проворот снаряда. В другой модификации проворот реализовали за счет косо установленного оперения стабилизатора. Обе модификации снаряда с улучшенной кучностью получили индекс М-13УК. Для увеличения дальности стрельбы снаряда М-13 его двигатель сдела- ли двухкамерным - с двумя одновременно работающими камерами сгорания. Общая длина снаряда заметно увеличилась, снаряд получил индекс М-13ДД (рис. 2.112, табл. 2.11). Таблица 2.11. Характеристики реактивных снарядов М-8 и М-13 Характеристика М-8 (0-931) М-13 (ОФ-941) М-13УК (ОФ-942) М-13ДД (ОФ-947) Полная длина, мм 675 1415 1415 2229 Масса, кг: снаряда 7,92 42,5 42,5 62,8 порохового заряда 1,18 7,1 7,1 - разрывного заряда 0,6 4,9 4,9 4,9 Скорость, м/с: дульная 70 70 70 - максимальная 315 355 335 520 Максимальная дальность, м 5515 8470 7900 11 800 Отклонения, м: по дальности 105 135 84 120 боковое 220 300 107 180 Радиус зоны поражения, м: сплошного 3^1 8-10 — — действительного 12-15 25-30 - -
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 125 В системах РСЗО применяли также турбореактивные снаряды. Для бое- вой машины БМ-14, имевшей 16 ствольных направляющих, был разработан турбореактивный 140-мм осколочно-фугасный снаряд М-14-0Ф (ОФ-949) со следующими конструктивными характеристиками: полная длина снаряда- 1086 мм, полная масса - 39,6 кг, масса разрывного заряда - 4,2 кг, масса по- рохового заряда - 7,65 кг. Снаряд комплектовался взрывателем В-25. Дульная скорость снаряда составляла 27...40 м/с, скорость в конце активного участ- ка - 400 м/с, максимальная частота вращения - 22 000 об/мин, максимальная дальность стрельбы - 9800 м, минимальная - 1000 м. Для повышения куч- ности стрельбы на головку снаряда перед пуском устанавливали тормозные кольца (рис. 2.113). Рис. 2.113. Турбореактивный снаряд М-14-ОФ: 1 - реактивная камера; 2 — пороховой заряд; 3 - корпус головной части; 4 - разрывной заряд; 5 - дополнительный детонатор; 6 - взрыватель; 7 - тормозное кольцо В 60-70 гг. XX в. на смену устаревшим РСЗО пришли новые высокоэффек- тивные «Град», «Ураган», «Смерч». Боевая машина БМ-21 системы «Град» снабжена 40-ствольной пусковой установкой с калибром ствола 122 мм и обеспечивает поражение площадных целей на дальностях от 5 до 20,5 км. В боекомплект машины БМ-21 входит реактивный снаряд 9 М-21 (М-21-ОФ) с осколочно-фугасной БЧ (рис. 2.114). Снаряд М-21-ОФ имеет полную длину 2870 мм, массу - 66 кг, массу порохового заряда двигателя - 20,45 кг, массу БЧ снаряда - 18,4 кг при массе разрывного заряда 6,4 кг. Снаряд М-21-ОФ укомплектован головным взрывателем МРВ (9Э210) ударного действия с дальним взведением и установками на мгновенное
126 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.114. 122-мм реактивный снаряд М-21-0Ф: 1 — взрыватель; 2 — боевая часть; 3 - ракетная часть; 4 - тормозное кольцо; 5 - корпус; 6 - дополнительный детонатор; 7 - разрывной заряд и замедленное действие. Скорость схода снаряда с направляющих - около 50 м/с, максимальная скорость на траектории - 690 м/с. Стабилизацию снаряда на траектории осуществляют за счет оперения, при этом хвостовой перьевой стабилизатор выполнен складывающимся - раскрытие перьев происходит сразу после вылета снаряда из ствола ПУ. В сложенном со- стоянии перья стабилизатора удерживаются специальным кольцом и не выхо- дят за габариты снаряда. Для устранения эксцентриситета силы тяги двигателя и эффекта рыскания на траектории снаряду сообщают вращательное движение (несколько десятков оборотов в секунду), которое возникает за счет действия перьевого стабилизатора (плоскость перьев стабилизатора для этого устанав- ливается под небольшим углом - около 1° к оси снаряда). При стрельбе на максимальную дальность отклонение по дальности состав- ляет 160 м, а боковое - 100 м. Для улучшения кучности стрельбы на головку снаряда перед пуском устанавливают тормозные кольца: малое - при стрельбе на дальность более 12 км и большое - при стрельбе на дальность менее 12 км. Стальной корпус БЧ снаряда М-21-ОФ имеет оживальную форму. В це- лях улучшения качества дробления его цилиндрическая часть выполняется трехслойной, при этом средняя оболочка снабжена двухсторонней подрезкой, обеспечивающей заданное дробление. Оживальную часть корпуса снаряда из- готавливают из стального листа методом раскатки. По уровню осколочного действия БЧ снаряда М-21-ОФ в два раза эффек- тивнее М-140-Ф. В последнее десятилетие произошла модернизация РСЗО «Град». Для новой системы разработан реактивный снаряд 9М521 с дальностью стрельбы до 35 км. Для этого снаряда создана осколочная БЧ повышенного фугасного действия, содержащая блок ГПЭ. Эффективность поражения целей этим снарядом по- вышена в среднем в два раза по сравнению со снарядом М-21-ОФ. Для новой РСЗО «Град» разработан также снаряд 9М522 с отделяемой осколочно-фугасной БЧ и оснащенный дистанционным и контактным взрывателями. Срабатывание дистанционного взрывателя обеспечивает отделение БЧ, после чего происходит
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 127 раскрытие парашюта. Боевая часть подходит к земле практически вертикально. При встрече с поверхностью срабатывает контактный взрыватель и БЧ подры- вается с образованием практически кругового осколочного поля. В этом случае площадь поражения увеличивается примерно в шесть раз по сравнению со сна- рядом М-21-ОФ. Реактивные снаряды РСЗО «Град» используются также в кассетном ва- рианте, в частности, для минирования местности противопехотными минами. В корпусе снаряда 9М21 размещается пять противопехотных мин ПОМ-2, вы- брасываемых на дальность до 13,5 км. Залпом из 20 снарядов минируется около 1 км фронта. В кассетном варианте реактивного снаряда 9М218 к модернизированной РСЗО «Град» корпус БЧ содержит 45 противопехотных мин. Такой снаряд по- зволяет осуществлять минирование на дальности до 33 км. Кассетный вариант ОБП реализован также в РСЗО «Ураган» и «Смерч». Боевая машина 9П140 «Ураган» оснащена пусковой установкой с 16 220-мм ствольными направляющими. Она является дальнобойной и позволяет поражать цели на дальности более 30 км. Ракета 9М27 РСЗО «Ураган» имеет полную дли- ну 4830 мм и массу 280 кг. Стабилизацию полета ракеты осуществляют за счет раскрывающегося оперения, при этом ракете сообщают вращательное движение с небольшой угловой скоростью. Первоначальная раскрутка снаряда происходит при движении снаряда по трубчатым направляющим с винтовым П-образным пазом, по которому скользит штифт снаряда. На траектории вращение снаряда поддерживается с помощью лопастей стабилизатора, установленных под опре- деленным углом к оси снаряда. Кассетный вариант БЧ ракеты 9М27 используется для дистанционного минирования осколочными противопехотными минами, а также для непосред- ственного поражения целей осколочными БЭ. В кассетной БЧ ракеты РСЗО «Ураган» размещены кассетные БЭ (рис. 2.115). Боевой элемент осколочного действия (рис. 2.116) состоит из корпуса 2 с готовыми ПЭ, разрывного заряда 3, взрывателя 1 и стабилизатора 4. Готовые ПЭ находятся между тонкостенными оболочками. Лопасти стабилизатора, раскрывающиеся после выброса БЭ из кор- пуса боевой части, обеспечивают стабилизированный полет БЭ и торможение на конечном участке траектории, создавая условия для их практически верти- кальной ориентации в момент подрыва и образования кругового осколочного поля. Масса БЭ равна 1,85 кг, масса разрывного заряда - 0,3 кг. В кассетной боевой части 9М27К размещают 30 БЭ. Взведение взрывателей БЭ осуществляют в заданной точке траектории от срабатывания дистанционной Рис. 2.115. Кассетная БЧ ракеты 9М27 РСЗО «Ураган» с осколочными боевыми элементами
128 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.116. Боевой кассетный элемент ракеты 9М27 РСЗО «Ураган»: 1 - взрыватель; 2 - блок ГПЭ; 3 - разрывной заряд; 4 - стабилизатор трубки, воспламеняющей специальный заряд. Под действием давления про- дуктов сгорания этого заряда происходит не только взведение взрывателей БЭ, но и сброс обтекателя БЧ. Вращательное движение снаряда обеспечивает рас- сеивание БЭ на достаточно большой площади. Управляемые 300-мм реактивные снаряды или ракеты РСЗО «Смерч» за- метно превосходят по дальности стрельбы все известные аналоги. Данными снарядами поражаются цели, расположенные на расстоянии до 70 км. Боевая машина РСЗО «Смерч» БМ9К58 имеет 12 ствольных направляющих. Полная длина ракеты РСЗО «Смерч» - 7600 мм, масса - 800 кг, при этом масса БЧ со- ставляет 280 кг. Система стабилизации ракеты в полете такая же, что и у ракет РСЗО «Ураган». Для коррекции на траектории в состав ракеты введен блок управления, а корректировка траекторных координат осуществляется с помощью газодинамических рулей, приводимых в движение давлением газов бортового газогенератора. По кучности стрельбы РСЗО «Смерч» в 2-3 раза превосходит зарубежные аналоги и при стрельбе на максимальные дальности приближается к артилле- рийским системам. Для ракет РСЗО «Смерч» разработаны два типа БЧ с осколочным действи- ем, один из которых представляет собой моноблочную осколочно-фугасную БЧ 9М55Ф с разрывным зарядом массой 92,5 кг. Второй тип - кассетная БЧ 9М55К, содержащая 72 кассетных осколочных БЭ, причем отсек с БЭ размещен за го- ловным отсеком блока управления (рис. 2.117). Ракеты системы РСЗО «Смерч» запускаются либо поодиночке, либо залпом. При залповой стрельбе накрывается площадь от 40 до 67 га. В настоящее время реактивные снаряды и системы РСЗО стоят на вооруже- нии армий многих стран. Семейство современных РСЗО отличает разнообра- зие калибров, количества стволов, баллистических характеристик и т. д. Среди них можно отметить 70-мм 114-ствольную РСЗО Slammer-б (США), дально- бойную 240-мм 12-ствольную РСЗО MLRS и 240-мм РСЗО HIMARS (США)
2.8. Боеприпасы осколочного и осколочно-фугасного действия 129 Рис. 2.117. Кассетная БЧ 9М55К ракеты РСЗО «Смерч» с дальностью стрельбы до 40 км, 145-мм 30-ствольную РСЗО RAFAL (Франция) с дальностью стрельбы до 32 км. В боекомплекты практически всех комплексов РСЗО входят реактивные снаряды с БЧ осколочного действия. Как уже отмечалось выше, в ходе Второй мировой войны реактивные снаряды стали применяться для вооружения самолетов и кораблей ВМФ. По своему устройству авиационные и корабельные снаряды незначительно от- личались от снарядов, применяемых в сухопутных войсках. Советские 132-мм авиационные реактивные снаряды PC-132 (рис. 2.118) и 82-мм РС-82 широко использовались в ходе Великой Отечественной войны. Основные технические характеристики снарядов РС-82 и PC-132 приведены ниже: Полная длина, мм.................. Масса, кг: снаряда........................... порохового заряда............... разрывного заряда (ВВ).......... Максимальная скорость, м/с (без учета скорости носителя)..... Максимальная дальность, км........ Рассеивание при стрельбе по наземным целям, м.............. Радиус зоны осколочного поражения, м РС-82 . 600 РС-132 845 . 6,8 23,0 . 1,1 3,8 . 0,36 0,9 . 340 350 . 6,2 7,1 . 87-100 100-114 . 6-7 9-10 864 Рис. 2.118. Авиационный реактивный снаряд РС-132
130 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Боевая часть осколочного варианта снаряда PC-132 выполнялась с ГПЭ и имела дистанционный или неконтактный взрыватель. Реактивные снаряды РС-82 и PC-132 послужили прототипом при дальней- ших разработках семейства авиационных неуправляемых и управляемых реак- тивных снарядов классов воздух-земля и воздух-воздух, в частности, неуправ- ляемых 57-мм снарядов С-5, 80-мм С-8 и 122-мм С-13. Для всех перечисленных ракет разработаны БЧ осколочного действия, принципиально не отличающиеся от осколочных БЧ рассмотренных выше типов реактивных снарядов. 2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия Авиационные бомбы (АБ) представляют собой оперенные снаряды, сбра- сываемые с самолетов и предназначенные для поражения наземных, надводных и подводных целей. Осколочные АБ (ОАБ) и осколочно-фугасные (ОФАБ) - наиболее распространенные типы АБ. В условиях служебного обращения и в процессе боевого применения АБ испытывают относительно низкие перегрузки, что накладывает отпечаток на их конструктивные особенности. Типовая АБ (рис. 2.119) содержит следующие основные элементы: корпус 7, разрывной заряд 2, стабилизатор 4, подвесную систему (ушки) 3, взрывательное устройство - запальный стакан с дополнительным детонатором 5 и баллисти- ческое кольцо 6, Корпус - это каркас АБ, состоящий из головной, средней и хвостовой ча- стей, соединяемых между собой с помощью сварки. Головная часть чаще всего выполняется оживальной или в виде усеченного конуса. От формы головной части в большой степени зависят аэродинамические характеристики АБ. Сред- няя часть корпуса АБ обычно имеет форму цилиндра, на наружной поверхности которого крепятся ушки подвесной системы. Малокалиберные осколочные АБ выполняются цельнокорпусными и без подвесной системы. Хвостовая часть Рис. 2.119. Устройство ОФАБ: 7 - корпус; 2 - разрывной заряд; 3 - подвесные ушки; 4 - стабилизатор; 5 - запаль- ный стакан и дополнительный детонатор; 6 - баллистическое кольцо
2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия 131 для улучшения условий обтекания АБ имеет, как правило, коническую форму и служит для размещения стабилизатора. Стабилизатор АБ выполняется в виде пластин (перьев), соединяемых между собой с помощью колец или пластинок. Он обеспечивает необходимую устой- чивость полета АБ после сбрасывания ее с самолета. Наличие стабилизатора приводит к смещению центра давления аэродинамических сил в сторону хво- стовой части относительно центра масс, создавая тем самым стабилизирующий момент. Стабилизатор изготавливается из листовой стали и крепится к корпусу с помощью сварки. Баллистические кольца, привариваемые к головной части некоторых типов АБ, служат для повышения устойчивости движения АБ на траектории за счет стабилизации процесса возникновения скачков уплотнения при движении АБ со скоростями, приближающимися к местной скорости звука. Стабилизация полета обеспечивает углы подхода к поверхности земли в диапазоне 40...80° в зависимости от скорости самолета в момент сбрасывания АБ и высоты сбро- са. В случае применения специальных тормозных устройств (лопастей, лент, парашютов) АБ может подходить к поверхности практически вертикально, что приводит к максимальной площади кругового осколочного поля поражения. Разрывные заряды в ОАБ представляют собой мощные БВВ - тротил, раз- личные составы ТГ или составы на основе гексогена. В осколочно-фугасных АБ применяются ВВ с усиленным фугасным эффектом - ТГА, ТГАФ, а в не- которых современных ОФАБ - термобарические составы. Подрыв разрывного заряда осуществляется взрывателями или ВУ. Взрывательные устройства обычно размещают в головной или хвостовой части АБ при ее сборке на заводе-изгото- вителе. Взрыватели чаще всего устанавливаются в АБ непосредственно перед применением. Для установки взрывателей АБ имеют один или несколько па- трубков с резьбовым соединением - запальных стаканов. Запальные стаканы некоторых АБ снабжены дополнительными детонаторами, повышающими на- дежность инициирования разрывного заряда. С этой же целью в АБ крупных калибров устанавливается несколько взрывателей. Одна из основных конструктивных характеристик АБ - калибр, при этом за калибр АБ принимается ее номинальная масса, выраженная в килограммах. Как для отечественных, так и для зарубежных АБ установлены стандартные шкалы калибров, при этом калибр АБ указывается в ее индексе, например: оско- лочные - ОАБ-10, ОАБ-25; осколочно-фугасные - ОФАБ-100, ОФАБ-250 и т. д. Следует отметить, что фактическая масса АБ может отличаться от номинальной. Начало широкому применению АБ осколочного действия положила Первая мировая война. Практически все воевавшие страны, имевшие на вооружении само- леты, разрабатывали и использовали в боевых действиях ОАБ. Среди первых оте- чественных ОАБ этого времени следует выделить бомбы конструкций Орановского и Гронова, которые выпускались в калибрах от 10 фунтов до 2 пудов (4,1.. .32,8 кг) и имели примерно одинаковое устройство БЧ. Для своих ОАБ В. В. Орановский использовал корпуса уже применявшихся фугасных АБ (рис. 2.120). При снаря- жении в корпус вставлялась коническая решетка, в пространство между решеткой и корпусом засыпались ГПЭ - железные или стальные осколки (обрезки железных
132 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.120. Осколочная авиационная бомба конструкции Орановского и стальных листов, прутков, гайки и прочие металлические предметы небольших размеров), внутрь корпуса заливался расплавленный тротил, который, проникая через решетку, заполнял пустоты между ГПЭ и фиксировал их. Авиационные бомбы конструкции Е. Г. Гронова во многом повторяют бомбы В. В. Орановского (рис. 2.121). Вместо решетки в корпус АБ Гронова вставлена жестяная труба, а пространство между трубой и корпусом, заполненное пред- варительно аналогичными ГПЭ, заливалось парафином или канифолью для фиксации ГПЭ. Такие АБ снаряжались динамитом или мелинитом. В авиационных бомбах Орановского и Гронова применялись донные взры- ватели ударного типа. Для усиления осколочного действия в АБ конструкции Гронова использовалось устройство, обеспечивающее подрыв на некоторой высоте над поверхностью земли. Оно представляло собой упорный штырь, на конце которого закреплялась круглая вогнутая пластина с отверстиями, пре- пятствующая углублению бомбы в грунт. Это устройство (упредитель) исполь- зуется и в ряде современных ОФАБ, а также НАР. Осколочные АБ конструкций Орановского и Гронова обладали высоким уровнем осколочного действия. Так, 10-фунтовые ОАБ с массой ВВ, равной 2,46 кг, и общей массой ГПЭ, также равной 2,46 кг, создавали осколочное по- ле радиусом зоны действительного поражения до 75 м. Двухпудовые ОАБ при массе ВВ 12,3 кг и массе ГПЭ 16,4 кг создавали осколочное поле радиусом зоны действительного поражения 150 м. Осколочные АБ времен Первой мировой войны послужили прототипом для разработки в последующие годы более современных и эффективных бомб оско- лочного действия. В 30-40 гг. XX в. производство ОАБ стало массовым, в связи Рис. 2.121. Осколочная авиационная бомба конструкции Гронова с учредителем
2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия 133 с чем особенно острой стала проблема снижения себестоимости их производства. Интересным техническим решением, направленным одновременно на снижение себестоимости и сохранение достаточно высокого уровня эффективности осколоч- ного действия ОАБ, явилось использование корпусов осколочных артиллерийских снарядов и мин, а также осколочных БЧ реактивных снарядов, непригодных к ис- пользованию по прямому назначению, в частности, забракованных на стадии про- изводства. Переделка готовых осколочных БП в авиационные бомбы не требовала больших затрат и заключалась в том, что к корпусу снаряда или мины со стороны дна с помощью сварки крепили конусный обтекатель с перьевым стабилизатором, а на цилиндрической части корпуса приваривали при необходимости подвесную систему (рис. 2.122). Рис. 2.122. ОАБ с корпусами артиллерийских снарядов и мин: а - АО-8м6 с корпусом 76,2 мм артиллерийского снаряда; б - АО-2.5-3 с корпусом 82-мм мины; в — АО-25м13 с корпусом БЧ реактивного снаряда М-13 Основное направление развития ОАБ, как и ОБП других типов, связано с поиском оптимального сочетания свойств материала корпуса и ВВ. Высоко- эффективное дробление в отечественных ОАБ периода 40-50-х гг. XX в. обе- спечивалось за счет использования для изготовления корпусов сталей и стали- стых чугунов в ОАБ как малых, так и больших (100 кг) калибров. Корпуса ОАБ изготавливали в основном методом литья, при использовании сталей иногда применялась штамповка (рис. 2.123). Для снаряжения ОАБ применяли тротил и аммотол (40/60 и 50/50). В ряде ОАБ крупных калибров иногда использовали аммотол 80/20, а в ОАБ средних калибров - смесевое ВВ К2. Снаряжение тротилом осуществляли методом заливки, а при использовании смесевых ВВ - методом шнекования на горизонтальных шнек-аппаратах. ОАБ малых калибров снаряжали также
134 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.123. Штатные ОАБ: а- АО-Юсч образца 1941 г.; б-А0-50-100сч образца 1943 г.; в - ОФАБ-100 образца 1945 г. раздельно-шашечным методом с использованием прессованных шашек из смесевых ВВ (табл. 2.12). Основные тенденции совершенствования конструкций моноблочных ОАБ в послевоенный период вплоть до настоящего времени связаны с ис- пользованием различных методов заданного дробления, ГПЭ, а также бо- лее мощных ВВ. При этом следует отметить появление крупнокалиберных осколочных или, точнее, осколочно-фугасных АБ. Так, среди отечественных АБ, разработанных в 1960-1990 гг., можно отметить ОФАБ-250-270, ОФАБ 250-шн, ОФАБ-500У. Некоторые современные АБ осколочного действия, при применении кото- рых предусмотрено бомбометание с малых высот, оснащены тормозными пара- шютами, обеспечивающими безопасность самолета-носителя от поражающего действия осколков, образующихся при подрыве сбрасываемой бомбы. Кроме того, наличие парашютной системы приводит к увеличению углов встречи АБ с поверхностью и, соответственно, к росту размеров и площади зоны пораже- ния осколками. Для увеличения эффективности осколочного действия по наземным целям в современных ОАБ используются различные методы организации подрыва на некоторой оптимальной высоте над поверхностью земли. Воздушный под- рыв обеспечивают либо применением дистанционных или неконтактных взры- вателей, либо упредителей, которые выполняют в виде выдвижных штоков или
2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия 135 Таблица 2.12. Технические характеристики отечественных ОАБ периода Великой Отечественной войны Калибр АБ, индекс Общая длина (без взрывателя), мм Диаметр корпуса, мм Размах опе- рения, мм Масса, кг Тип взрывателя АБ (без взрывателя) ВВ 2,5 кг АО-2.5сч 1940 г. 375-378 52 60 2,87 0,1 АМ-А, АМ-1 10 кг АО-Юсч 1941 г. 476-482 90 но 9,50 0,84 АГМ-1 к/д АВ-4 А-ВШ-2 АМ-А 25 кг АО-25сч 1942 г. 932-940 120 150 25,57 2,99 АГМ-1 к/д АВ-4 А-ВШ-2 АМ-А 50 кг АО-50-ЮОсч 1943 г. 960-985 203 280 95,35 10,86 А-ВШ-2 АМ-А 100 кг ОФАБ-100 1945 г. 1006-1023 280 308 114,40 32,6 АПУВ АПУВ-М АПУВ-1 А-ВШ-2 АМ-А гибких тросовых устройств с массивными выбрасываемыми элементами-лиде- рами. Выброс лидера из АБ осуществляется при раскрытии парашюта за счет инерционных сил (рис. 2.124). После разматывания троса его натяжение воз- никает за счет разности ускорений торможения бомбы и лидера, создаваемых силами аэродинамического сопротивления. К способам организации воздушного подрыва, применяемым в ОАБ, можно отнести также подброс ОБП после удара о преграду, который реализован в ОАБ малых калибров или в суббоеприпасах кассетных АБ, в частности в осколоч- но-кумулятивной АБ АРАМ (США), используемой в составе бомбовых кассет. Взрыватель такой бомбы снабжен устройством, различающим тип преграды (грунт или металл). При ударе о грунт боевая часть АБ с оболочкой заданного дробления отстреливается назад за счет срабатывания порохового вышибного заряда (рис. 2.125), после чего происходит подрыв. При встрече с металлической преградой АБ срабатывает как кумулятивный БП. Рассмотрим технические характеристики современных крупнокалиберных отечественных АБ осколочного действия. ОФАБ-250-270 (рис. 2.126) имеет длину около 1450 мм и диаметр корпуса 325 мм. Масса разрывного заряда
136 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.124. Воздушный подрыв ОАБ с лидером Рис. 2.125. Отстрел БЧ осколочно- кумулятивной АБ АРАМ (США) при ударе о грунт
2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия 131 Рис. 2.126. ОФАБ-250-270 составляет 94 кг. Максимальный радиус поражения небронированной техники осколками данной АБ достигает 155 м, легкобронированной - 80 м. Длина ОФАБ-500У - 2300 мм, диаметр корпуса - 400 мм, полная масса бомбы - 515 кг, масса разрывного заряда - 159 кг. Максимальный радиус пора- жения небронированной техники достигает 210 м, легкобронированной - 90 м. ОФАБ-500У с парашютом и упредителем обеспечивает надповерхностное мгновенно-контактное, малозамедленное и замедленное действие. Тормозная система позволяет применять ОФАБ-500У с малых высот (от 50 м). Среди современных авиационных бомб можно также выделить ОФЗАБ-500 (рис. 2.127) - осколочно-фугасную зажигательную АБ, обладающую высоким уровнем фугасного, термического и осколочного действия по разным типам целей. ОФЗАБ-500 имеет полную длину 2500 мм, диаметр корпуса - 450 мм, полную массу бомбы - 500 кг, массу разрывного заряда - 250 кг. Максималь- ный радиус поражения небронированной техники достигает 120...280 м, легкобронированной - 90 м. Наиболее высокий уровень размеров зоны поражения осколками при дей- ствии по различным типам целей реализуется в АБ кассетного типа. Прототип современных кассетных АБ - это ротативно-рассеивающие АБ (РРАБ) периода 30-40 гг. XX в. В ходе военных действий применялись отечественные РРАБ трех калибров - 1000 кг (РРАБ-1), 500 кг (РРАБ-2) и 250 кг (РРАБ-3), имевшие при- мерно одинаковую конструкцию (рис. 2.128). Головной и хвостовой обтекатели РРАБ выполнялись из тонколистовой стали (толщиной 1 мм), а цилиндрическая часть представляла собой четыре створки из гофрированной стали (толщиной 1,25 мм), изогнутые по дуге окружности с диаметром, равным диаметру бомбы.
138 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.128. Ротативно-рассеивающая авиабомба РРАБ-2 Для обеспечения прочности и несущей способности применялись продольные и поперечные силовые элементы. Рабочий объем внутри бомбы разделяли с по- мощью фанерных перегородок на несколько отсеков, в которые укладывали бомбы малых калибров - суббоеприпасы (АО-10, АО-25 и т. п.). Каждый отсек снаряжен- ной РРАБ стягивался 2-4 разрывными кольцами - тросами с ослабленным сече- нием. После сброса на траектории бомба начинала вращаться с большой частотой за счет установки хвостового оперения под углом к продольной оси (около 45°). Когда угловая скорость вращения бомбы достигала некоторого критического зна- чения, происходило разрушение стягивающих разрывных колец под действием инерционных сил, и боевое снаряжение рассеивалось на большой площади. Одна из рассмотренных АБ (РРАБ-2) обладает следующими техническими характеристиками: общая длина - 3245...3285 мм, диаметр корпуса 600 мм, масса в снаряженном состоянии 500.. .650 кг. При снаряжении РРАБ-2 осколоч- ными АБ малых калибров в ее корпусе размещалось 260 бомб АО-2.5, 78 бомб АО-8, 66 бомб АО-Ю, 25 бомб АО-20. Эффективность осколочного действия РРАБ была достаточно высокой. В за- висимости от типа снаряжения при сбрасывании РРАБ-1 с высоты до 3000 м пло- щадь поражения достигала 225.. .940 м2, с высот 3000.. .5000 м - 255... 1200 м2. Для РРАБ-2 эти показатели составляли 280... 1300 м2, 315.1700 м2, а для РРАБ-3 -220...850 м2 и 480... 1100 м2 соответственно. Современный вариант отечественных АБ кассетного типа принято называть разовыми бомбовыми кассетами (РБК), выполненными в габаритах фугасных АБ с калибром от 100 до 500 кг и имеющими тонкостенный корпус, в секциях которого размещаются суббоеприпасы - бомбы малых калибров. В головной части РБК устанавливаются вышибной пороховой заряд и взры- ватель дистанционного действия, срабатывающий через заданное время после сбрасывания бомбы и воспламеняющий вышибной заряд. Под давлением по- роховых газов происходит разделение корпуса на две части и выталкивание суббоеприпасов, которые под действием аэродинамических сил сопротивления рассеиваются на некоторой площади - площади накрытия. Площадь накрытия зависит как от высоты, на которой происходит раскрытие кассеты, так и от ско- рости РБК в момент раскрытия.
2.9. Авиационные бомбы осколочного и осколочно-фугасного действия 139 Приведем отдельные технические ха- рактеристики нескольких типовых РБК. РБК-250 АО-1 имеет полную длину 2120 мм, диаметр корпуса - 325 мм и полную массу - 273 кг. В кассете размещается 150 осколоч- ных боевых элементов АО-1, масса каждого из которых равна 1 кг. Максимальная пло- щадь поражения данной РБК составляет 4800 м2. Полная длина РБК-500 ШОАБ-О.5 - 1500 мм, диаметр корпуса - 450 мм и полная масса - 334 кг. Она вмещает 565 осколочных боевых элементов ШОАБ-О.5 сферической формы (рис. 2.129). Корпус 1 элемента, выполненный из алюминиевого сплава, со- держит стальные ГПЭ. Косые приливы 5 на корпусе обеспечивают закручивание БЭ на траектории, стабилизируя его полет Рис. 2.129. Кассетный осколочный боевой элемент ШОАБ-0.5: 1 - корпус с ГПЭ; 2 - разрывной за- ряд; 3 - взрыватель; 4 - дополни- тельный детонатор; 5 - приливы; 6 - соединительный элемент и ориентацию при ударе о поверхность, не- обходимую для надежного срабатывания взрывателя 3. Боевые элементы ШО- АБ-0.5 особенно эффективны при действии по живой силе. Площадь поражения наземных целей одной РБК-500 ШОАБ-О.5 достигает 50000 м2. РБК-500 АО-2.5РТМ (рис. 2.130) применяется с высот 300...25 000 м при скоростях самолета-носителя от 500 до 2300 км/ч. Полная длина корпуса этой РБК составляет 2500 мм, диаметр - 450 мм, полная масса - 504 кг, масса БЭ - 270 кг. РБК-500-АО-2.5РТМ вмещает 108 боевых осколочных элементов АО-2.5РТМ. Боевой элемент АО-2.5 РТМ состоит из двух соединенных между Рис. 2.130. РБК-500 АО-2.5РТМ собой суббоеприпасов (рис. 2.131), каждый из которых имеет плоское основание, стальной корпус заданного дробления, разрывной заряд и взрыватель. Суббоеприпасы пристыкованы друг к другу плоскими основаниями и со- единены наружным бандажом - кольцом с лопастями, обеспечивающими вращательное движение относительно продольной оси БЭ и горизонтальную ориентацию продольной оси при подходе к поверхности земли. Между основа- ниями суббоеприпасов размещена шашка порохового заряда. При ударе о землю и небольшом заглублении в грунт происходит воспламенение порохового заряда, а под действием пороховых газов - разделение суббоеприпасов и их метание
140 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.131. Кассетный осколочный боевой элемент АО-2.5РТМ с некоторой относительной скоростью. Далее под действием результирующей силы сопротивления грунта суббоеприпасы выбрасываются в воздух, и уже в воздухе инициируется разрывной заряд. Таким образом, «подскок» обеспечи- вает надземный подрыв суббоеприпасов, при котором достигается максимальная эффективность осколочного действия. Масса одного боевого элемента АО-2.5РТМ составляет 2,5 кг, его длина - 150 мм, диаметр - 90 мм, а радиус поражения небронированной техники одним элементом достигает 30 м. Помимо разовых бомбовых кассет к кассетному типу авиационных БП мож- но отнести и контейнеры малогабаритных грузов (КМГУ), предназначенные для боевого применения АБ и мин малых калибров, без подвесной системы. Бомбы и мины предварительно размещаются в специальных блоках - БКФ (блок кон- тейнерный для фронтовой авиации), которые затем устанавливаются в отсеки контейнера. Контейнер КМГУ содержит восемь блоков БКФ с авиационными бомбами или БЭ различного назначения, в том числе и осколочными. В част- ности, в одном из вариантов блок БКФ комплектуется 12 боевыми элементами АО-2.5РТ калибра 2,5 кг (рис. 2.132). Выброс БЭ из КМГУ осуществляется по- блочно с дальнейшим разделением элементов на траектории. Рис. 2.132. Контейнерный блок БКФ с боевыми элементами АО-2.5РТ Рис. 2.133. Авиационная осколочная гра- ната АГ-2
2.10. Инженерные мины осколочного действия 141 В заключение краткого обзора конструкций АБ осколочного действия сле- дует отметить несколько необычное устройство - авиационную гранату АГ-2, применявшуюся в годы Великой Отечественной войны для защиты самоле- тов-штурмовиков в воздухе от нападения истребителей противника со стороны нижней части задней полусферы. Гранаты размещались в специальных кассетах, вмещавших по пять или десять гранат. Граната АГ-2 (рис. 2.133) со сферическим корпусом из сталистого чугуна, снаряженным смесью К2, оснащалась тормозным парашютом и взрывателем. Парашют укладывался в цилиндрическую коробку, жестко закрепленную на соединительной втулке взрывателя. В качестве взрывателя использовали запал ручной гранаты УЗРГ с уменьшенным временем замедления (до 3,2...4,0 вместо 6 с) штатного запала. Легкая жестяная крышка парашютной коробки принудительно открывалась при сбрасывании гранаты, обеспечивая гарантиро- ванное раскрытие парашюта. При сбросе крышки выдергивалась чека запала. Под действием парашютов гранаты быстро отставали от самолета-носителя на расстояние, безопасное по действию осколков. При подрыве корпус гранаты дробился на 100... 130 осколков. Размеры зоны сплошного поражения при этом достигали 8... 10 м, убойный интервал отдельных осколков достигал 40.. .50 м. В горизонтальном полете самолета при скорости 270 км/ч гранаты подрывались на дистанции 220.. .280 м позади и на 40.. .55 м ниже точки положения самоле- тов-носителей, в качестве которых использовались самолеты Пе-2, Ил-2 и Ил-10. 2.10. Инженерные мины осколочного действия Данные мины относятся к классу инженерных БП, предназначенных для устройства минно-взрывных заграждений в целях поражения различных объ- ектов противника. При постановке минно-взрывных заграждений используются те или иные виды маскировки мин. Мина, как правило, содержит заряд ВВ, конструктивно связанный со сред- ствами взрывания. В зависимости от вида поражаемых целей различают противо- танковые, противопехотные, противодесантные, противотранспортные и объект- ные инженерные мины. Осколочные мины относятся к группе противопехотных мин и могут применяться как в автономном, так и в управляемом вариантах. В первом случае мины взрываются при срабатывании взрывателя с контактным (натяжным или обрывным) или неконтактным (сейсмическим) датчиком цели. Осколочные мины подразделяются по виду осколочного поля на мины с круговыми и направленными полями поражения. Мины с круговыми полями поражения подрываются либо непосредственно в месте их установки, либо на некоторой высоте после выброса с места установки вышибным зарядом. В последнем случае мины называют выпрыгивающими. Противопехотные осколочные мины могут устанавливаться в грунт, на по- верхность грунта, в снег или на некоторой высоте над поверхностью грунта (снега), при этом место установки определяется условиями боевой обстановки, особенностями местности, а также конструктивными особенностями мин.
142 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.134. Противопехотные мины ПОМЗ-2М (а) и ПОМЗ-2 (б): 1 - корпус; 2 - разрывной заряд; 3 - взрыватель; 4 - боевая чека; 5 - карабин с отрез- ком проволоки; 6 - проволочная растяжка; 7 - колышек; 8 - запал Противопехотные осколочные мины с круговыми полями поражения - одни из первых широко распространенных типов инженерных мин, принятых на во- оружение армиями многих стран. Такие мины отличаются простотой как самой конструкции, так и способов их боевого применения. Типичный представи- тель этого семейства мин - отечественная противопехотная осколочная мина ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2), разработанная в 30-х гг. XX в. и широко применявшаяся в ходе Великой Отечественной войны. Мина ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) (рис. 2.134) имеет чугунный корпус 1 заданного дробления с подрезами со стороны наруж- ной поверхности, внутри которого размещается заряд ВВ 2 (тротиловая шашка массой 75 г). На верхнем торце корпуса выполнено отверстие для установки взрывателя 3 (у мины ПОМЗ-2М это отверстие имеет резьбу). Нижней частью корпус насажен на установочный колышек 7, забиваемый в грунт. Для иници- ирования заряда ВВ в минах применяются взрыватели мгновенного действия МУВ-2, МУВ-3 или МУВ, которые снабжаются Р-образной чекой 4 и запалами 8 МД-5М (в мине ПОМЗ-2М), МД-2, МД-5М (в мине ПОМЗ-2). При установке мины ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) на местности с растительным покровом (травой, мелким кустарником), чтобы обеспечить ее достаточную маскировку (рис. 2.135), проволочная растяжка 6 крепится к установочному колышку, забиваемому в 4...5 м от мины. Комплектация мины ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) предусматривает возможность установки к одной мине двух ветвей растяжек.
2.10. Инженерные мины осколочного действия 143 Рис. 2.135. Установка мины ПОМЗ-2М с одной ветвью проволочной растяжки Подрыв мины ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) происходит при натяжении проволоч- ной растяжки - при этом выдергивается боевая чека взрывателя, что приводит к срабатыванию запала и инициированию заряда ВВ. При дроблении корпуса образуется круговое осколочное поле радиусом зоны сплошного поражения около 4 м. Технические характеристики мины ПОМЗ-2М (ПОМЗ-2) следующие: масса корпусаравна 1,2 кг (1,5 кг), диаметр корпуса-60 мм, высота корпуса- 107 мм (130 мм). Среди зарубежных аналогов мин ПОМЗ-2М можно выделить мины ПМР-1, ПМР-2А (АС) и ПМР-3, М-36. Типичная выпрыгивающая мина с круговым осколочным полем - отече- ственная мина ОЗМ-72 (осколочная заградительная мина) (рис. 2.136). Основ- ные элементы конструкции: направляющий стакан, корпус с ГПЭ, заряд ВВ, вышибной заряд и ударный механизм. Направляющий стакан 3 выполнен из стали и имеет на дне камеру 19, в ко- торой уложен и закреплен одним концом натяжной трос 16. Корпус 9 представ- ляет собой цилиндрическую обойму ГПЭ, залитых полиэтиленом. В ОЗМ-72 применяются ГПЭ в виде стальных цилиндров диаметром 5 мм и массой 0,75 г. Заряд ВВ 8 выполнен из литого тротила и имеет массу 0,66 кг. Дополнительный детонатор 10 - тетриловая шашка массой 23 г - установлен в верхней части по- лости центральной трубки (втулки 77), при этом в дополнительном детонаторе есть гнездо для установки капсюля-детонатора (КД № 8-А). Вышибной заряд 7 из дымного пороха массой 7,5 г в тканевом мешочке помещен в боковом кана- ле. Ударный механизм размещен в нижней части центральной втулки и состоит из втулки 77, предохранительного колпачка 18, ударника 13 с боевой пружи- ной 14, пятки ударника с клиновидным замком 7 7 и втулки с капсюлем-воспла- менителем (КВ) 72. К пятке ударника прикреплен второй конец натяжного троса.
144 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.136. Противопехотная мина ОЗМ-72: 1 - вышибной заряд; 2 - трубка; 3 - направляющий стакан; 4 - втулка с капсюлем-вос- пламенителем и шариком; 5 - колпачок; 6 - пробка; 7 - крышка; 8 - заряд ВВ; 9 - корпус с блоком ГПЭ; 10 - дополнительный детонатор; 11 - втулка; 12 - втулка с капсюлем-вос- пламенителем; 13 - ударник; 14 — боевая пружина; 15 - крышка; 16 - натяжной трос; 17 - клиновидный замок; 18 - предохранительный колпачок; 19 - камера Для приведения в действие мина ОЗМ-72 комплектуется взрывателями мгновенного действия МУВ-2, МВЭ-72 или МУВ-4, которые устанавливаются на втулку с КВ и шариком 4 после удаления колпачка 5. Установка мины ОЗМ-72 проводится углублением в грунт летом, в снег - зимой, при этом боевая чека взрывателя через натяжной трос соединяется с двумя проволочными растяжками длиной по 15 м каждая, прикрепленными к колышкам. Место установки мины маскируется. При срабатывании мины от натяжения проволочной растяжки выдергивает- ся боевая чека, и взрыватель инициирует КВ, форс огня которого воспламеняет вышибной заряд 7. Под действием давления пороховых газов шарик втулки 4 перекрывает отверстие в верхней части втулки, запирая пороховые газы в по- лости вышибного заряда. Пороховые газы, проникая в камеру 79, выбрасывают мину из направляющего стакана, при этом растягивается натяжной трос. При
2.10. Инженерные мины осколочного действия 145 Рис. 2.138. Противопехотная мина ОЗМ-4: 1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - запал; 4 - вышибной заряд; 5 - взрыватель; 6 - проволочная растяжка Рис. 2.137. Противопехотная мина ОЗМ-З: 1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - проволочная растяжка; 4 - взрыватель; 5 - вышибной за- ряд; 6 - капсюльдетонатор КД № 8-А полном натяжении троса происходят срыв предохранительного колпачка 18 и вытягивание пятки ударника 13, сжимающего боевую пружину 14. При вы- ходе клиновидного замка из втулки ударник освобождается и под действием боевой пружины накалывает капсюль-воспламенитель (КВ), установленный во втулке 12, который в свою очередь инициирует капсюль-детонатор (КД) № 8-А. Срабатывание КД № 8-А вызывает подрыв дополнительного детонатора и основного заряда ВВ. Подрыв мины осуществляется на высоте 0,6...0,9 м над поверхностью грунта. Радиус зоны сплошного поражения мины ОЗМ-72 составляет 25 м, при этом убойный интервал ГПЭ равен 50 м. Основные технические характеристики мины ОЗМ-72: полная масса ми- ны - 5 кг, диаметр мины - 108 мм, высота - 172 мм, количество ГПЭ - 2400 шт. Предшествующие аналоги ОЗМ-72 - выпрыгивающие отечественные ми- ны ОЗМ-З и ОЗМ-4, имеющие примерно одинаковые конструкции (рис. 2.137, 2.138). В отличие от ОЗМ-72 корпус в минах ОЗМ-З и ОЗМ-4 выполнен в виде
146 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия ----14 Рис. 2.140. Противопехотная мина AUS-50/5 (Италия): 1 — предохранительная скоба; 2 — взрыватель; 3 — боевая чека; 4 — боевая пружина; 5 - ударник; 6 - крышка; 7 - заряд ВВ; 8 - ГПЭ; 9 - КД; 10 - корпус; 11 - КВ; 12 - по- роховые замедлители; 13 - вышибной заряд; 14 - наконечник 6 7 Рис. 2.139. Противопехотная мина Mi.AP. MB.Mie 51/55 (Франция): # 1 - трубка; 2 - пробка; 5 - блок ГПЭ; 4 - самоликвидатор; 5 - заряд ВВ; 6—ударник; 7 - боевая пружина; 8 - пороховой замед- р литель; 9 - тросик
2.10. Инженерные мины осколочного действия 147 чугунной оболочки естественного дробления. Особенностью конструкции мины ОЗМ-З является дополнительное оснащение электрокапсюлем-воспламенителем для приведения мины в действие электрическим способом по проводам. Основные технические характеристики мин ОЗМ-З и ОЗМ-4 даны ниже: ОЗМ-З ОЗМ-4 Масса, кг: полная.............................. ВВ (тротил)....................... вышибного заряда (порох).......... Диаметр корпуса, мм................ Высота корпуса, мм................. Взрыватель......................... 3,2 0,075 0,006 76 130 МУВ-2, МУВ-3 5,4 0,17 0,015 90 170 МУВ-2, МУВ-3 Высота подрыва мин ОЗМ-З и ОЗМ-4 равна 0,4...1,4 м, и 0,6...0,8 м, а радиус зоны сплошного поражения - 9 и 13 м соответственно. Типовой образец зарубежных выпрыгивающих осколочных мин -Mi.AP. MB.Mie 51/55 (Франция) (рис. 2.139), которая имеет корпус с ГПЭ, все ос- новные узлы, характерные для выпрыгивающих осколочных мин, и снабжена самоликвидатором. Срабатывание мины происходит от натяжения датчика цели, подрыв осуществляется на высоте 0,8 м. В случае отказа через 4.. .5 с после вы- броса мины и сгорания порохового замедлителя самоликвидатора, воспламеня- ющегося от огня вышибного заряда, происходит ее самоликвидация. Убойный интервал ГПЭ данной мины составляет 45 м. Противопехотная мина AUS-50/5 (Италия) (рис. 2.140) также является выпрыгивающей. Ее корпус выполнен в виде конуса, усиленного ребрами жесткости - коническая форма нижней части корпуса и наличие наконечника облегчают установку мины в грунт. Сверху на корпус навинчивается крышка, при этом резьбовое соединение снабжено герметизирующей прокладкой. Взры- ватель устанавливается в резьбовое гнездо в центре крышки. В полости мины размещены заряд ВВ и блок ГПЭ, в качестве которых использованы стальные шарики диаметром 9,5 мм и массой 3,5 г, зафиксированные в блоке с помощью цементного раствора. В нижней части корпуса установлен вышибной заряд (дымный порох). Заряд ВВ выполнен из тротила или состава «В», при этом ему придана форма, обеспечивающая кумулятивный эффект при взрыве. В мине есть два пороховых замедлителя (из дымного пороха), один из которых расположен между КВ и вышибным зарядом, а другой - между вышибным зарядом и КД. При срабатывании взрывателя воспламеняется первый пороховой замедлитель и от него - вышибной заряд. Под действием пороховых газов вышибного заряда мина без наконечника выбрасывается вверх, при этом воспламеняется второй пороховой замедлитель, инициируя КД. В результате подрыва заряда ВВ обра- зуется плоский поток поражающих элементов, состоящих из ГПЭ и осколков корпуса мины, при этом радиус зоны сплошного поражения составляет 15 м. Основные технические характеристики мины AUS-50/5: полная мас- са - 1,7 кг, масса заряда ВВ - 0,15 кг, диаметр корпуса - 125 мм, высота мины - 140 мм.
148 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Среди зарубежных выпрыгивающих осколочных заградительных мин можно отметить также мины S.MI.35, S.MI.44, DM31, SPM75, в которых ис- пользуются блоки ГПЭ. Корпус заданного дробления имеет мина ПРОМ-1, а чугунные оболочки естественного дробления применяются в минах МК-2, М16, М16А1 М16А2. К новому поколению противопехотных заградительных мин осколочного действия можно отнести мину VS-ER-83 (Италия) (рис. 2.141). При срабатыва- нии мины осуществляется надповерхностный подрыв с образованием кругового осколочного поля. В отличие от рассмотренных выше заградительных осколоч- ных мин выпрыгивающего типа, эта мина является поднимающейся. Мина VS-ER-83 состоит из корпуса с зарядом ВВ и блоком ГПЭ, внутрен- него взрывателя, установочного колышка и внешнего механического взрывателя с реактивным двигателем. Блок ГПЭ содержит 1600 стальных шариков. При установке мина VS-ER-83 занимает горизонтальное положение. Срабатывание мины происходит от механического воздействия на растяжку либо по управля- ющей команде оператора, при этом воспламеняется заряд реактивного двигателя. Рис. 2.141. Противопехотная мина VS-ER-83 (Италия): 1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - блок ГПЭ; 4 - боевая чека; 5 - КВ; 6 - реактивный за- ряд; 7 - детонатор; 8 - ударник с боевой пружиной; 9 - установочный колышек; 10 - ось-эксцентрик; 11 - дополнительный детонатор
2.10. Инженерные мины осколочного действия 149 Под действием реактивной силы мина поворачивается, занимая вертикальное положение, переход в которое заканчивается взведением и срабатыванием вну- треннего взрывателя, инициирующего дополнительный детонатор и от него заряд ВВ. Основные технические характеристики мины VS-ER-83 следующие: полная масса мины - 4,7 кг, масса заряда ВВ (состав «В») - 0,7 кг, диаметр - 113 мм, высота - 345 мм. Радиус зоны сплошного поражения мины составляет 25 м, при этом убойный интервал достигает 50 м. К осколочным минам, устанавливаемым с применением систем дистанци- онного минирования, относится отечественная мина ПОМ-2 (рис. 2.142). При дистанционном минировании мины ПОМ-2 размещаются в блоках и кассетных головных частях снарядов РСЗО «Ураган». Для данной мины предусмотрен также вариант ручной установки с применением комплектов ручного мини- рования КРМ-П (в этом случае мина имеет индекс ПОМ-2Р). Мина снабже- на механическим взрывателем с натяжным датчиком цели, пиротехническим механизмом дальнего взведения и механизмом самоликвидации. Основными Рис. 2.142. Общий вид противопехотной мины дистанционного минирования ПОМ-2 при выбросе из кассеты (я); после отстрела из стакана (б) и в боевом по- ложении (в): 1 - стакан; 2 - колпачок; 3 - крышка; 4 - лапки; 5 - упорный шток; 6 - фиксатор; 7 - датчик цели; 8 — крестовина; 9 - втулка; 10 - осколочный корпус; 11 - нити; 12 — якорь
150 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия частями ПОМ-2 являются боевой элемент, стакан, выбрасывающее устройство и блок стабилизатора. Боевой элемент мины ПОМ-2 (рис. 2.143) включает в себя осколочный корпус с зарядом ВВ, устройство установки и взрыватель. Осколочный кор- пус 13 представляет собой стальную цилиндрическую оболочку естествен- ного дробления, в которой размещен заряд ВВ 4 и взрыватель 3. Устройство установки обеспечивает ориентированное (вертикальное) положение мины Рис. 2.143. Противопехотная мина ПОМ-2: 1 — стакан; 2, 75, 20 - пиротехнические замедлители; 3 - взрыватель; 4 - заряд ВВ; 5 - корпус стабилизатора со стержнем; 6 - лопасть стабилизатора; 7 - пружина; 8 - капро- новая лента; 9 - колпачок; 10 - втулка; 77 - крестовина; 72 - подпружиненные лапки; 13 - осколочный корпус; 74,16,18- вышибные заряды; 7 7 - крышка; 19 — пиротехни- ческий датчик; 27 - блок датчиков цели
2.10. Инженерные мины осколочного действия 151 на поверхности и выполнено в виде шести подпружиненных лапок 72, за- крепленных одним концом на крестовине 77, поджатой с помощью втулки 10 к осколочному корпусу 13. Взрыватель ВП-09С состоит из блока датчиков цели 27, предохрани- тельно-исполнительного механизма и предохранительно-детонирующего узла, размещенных в корпусе взрывателя. В блоке датчиков цели установлен жесткий предохранитель. Датчики цели выполнены из четырех синтетических нитей длиной по 10 м каждая, одним концом закрепленных в блоке датчиков цели. Жесткий предохранитель снабжен пиротехническими замедлителями и вышиб- ными зарядами, которые осуществляют установку мины и переводят ее в боевое положение после отстрела БЭ из стакана. В предохранительно-исполнительном механизме предусмотрены устройства, обеспечивающие срабатывание мины при воздействии на датчик цели или от механизма самоликвидации. Выбрасывающее устройство предназначено для отстрела элемента из ста- кана 7 после падения мины на грунт и включает в себя вышибной заряд 18, снабженный пиротехническим датчиком 19 с замедлителем 20. Блок стабилизатора размещен в верхней части стакана 7 и служит для ста- билизации полета мины и снижения ее скорости до требуемого уровня (не более 60 м/с). Стабилизирующие элементы мины - три пары капроновых лент дли- ной по 440 мм каждая, собранных вместе с другими элементами стабилизатора в корпусе 5 и закрытых колпачком 9. При выбросе мины из кассеты приводятся в действие пиротехнические датчи- ки и замедлители выбрасывающих устройств, одновременно с помощью пружины 7 сбрасываются колпачки стабилизатора, и под действием набегающего потока воздуха разматываются капроновые ленты стабилизатора. После падения мины на грунт по истечении времени горения пиротехнических замедлителей выбра- сывающего устройства (около 50 с) происходят отстрел БЭ, сброс стабилизаторов и воспламенение пороховых замедлителей вышибных зарядов БЭ, под действием которых через 3.. .4 с после отстрела освобождаются подпружиненные лапки, а БЭ устанавливаются в заданное положение. Сразу после установки мины в заданное положение срабатывают вышибные заряды блоков датчиков цели и происходит отстрел блоков на высоту около 0,5 м, где под действием пружин осуществляет- ся разброс четырех нитяных датчиков с якорями на расстояние до 10 м. Одно- временно с отстрелом блоков датчиков цели предохранительно-исполнительный механизм взрывателя переводится в боевое положение. Подрыв мины осуществляется от механического воздействия на нитяные датчики цели. Механизм самоликвидации начинает работать после отстрела блока датчиков цели, при этом самоликвидация мины происходит через 4... 50 ч. Основные технические характеристики мины ПОМ-2: полная масса ми- ны - 1,6 кг, масса БЭ - 1,06 кг, масса заряда ВВ (тротил) - 140 г, диаметр ми- ны - 63 мм, высота - 180 мм. Радиус зоны сплошного поражения мины ПОМ-2 равен 16 м. Противопехотные осколочные мины направленного действия образуют осколочные поля с углом разлета ПЭ от нескольких градусов до нескольких десятков градусов. Типовой для данного семейства противопехотных мин
152 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.144. Противопехотная мина МОН-50: 1 - корпус; 2 - пробка; 3 - прицельная щель; 4 — заряд ВВ; 5 - запальное гнездо; 6 - дополнительный детонатор; 7 - ножка; 8 - фланец; 9 - крышка; 10 - блок ГПЭ является конструкция отечественной мины МОН-50 (рис. 2.144), предназначен- ной не только для вывода из строя живой силы противника, но и для поражения небронированной техники. Мина МОН-50 состоит из корпуса 7, внутри которого размещены заряд ВВ 4 и блок ГПЭ 10. Пластмассовый корпус мины в верхней части имеет два запаль- ных гнезда 5, в которые при установке мины вставляются электродетонаторы ЭДП-р (или запал МД-5м). В условиях служебного обращения гнезда 5 закрыты пробками 2. В верхней части корпуса сделана прицельная щель 3, необходимая для более точной установки мины на местности. Снизу к корпусу прикреплены складывающиеся ножки, используемые при установке мины на грунт, и фланец 8 с резьбой для крепления мины к местным предметам с помощью струбцины. Заряд ВВ выполнен из пластичного ВВ - ПВВ-5А и снабжен двумя допол- нительными детонаторами в виде шашек из A-IX-1, запрессованных в запальные гнезда. Масса заряда ВВ равна 0,7 кг. Однослойный блок ГПЭ прилегает к выпуклой стороне корпуса и содержит стальные ПЭ в виде либо цилиндров диаметром 6 мм, высотой 7 мм и массой 1,5 г, либо стальных шариков диаметром 6,35 мм и массой 1 г, залитых эпок- сидным компаундом. Общее количество ГПЭ в блоке для цилиндров составляет 485 шт. или для шариков - 540 шт. Для подрыва мины применяются взрыватели МВЭ-72, МУВ-2, МУВ-3, МУВ-4, МВЭ-НС, срабатывающие от растяжек, а также взрыватели замедлен- ного действия ВЗД-бч, ВЗД-Зм. При необходимости мина может подрываться в управляемом варианте - при этом используются электродетонаторы ЭДП-р или ЭДП, приводимые в действие по проводной электрической цепи от подрывной машинки или других источников тока.
2.10. Инженерные мины осколочного действия 153 Полная масса мины МОН-50 равна 2,0 кг, габариты - 226 х 155 х 66 мм. При подрыве мины образуется оско- лочное поле с углом разлета в горизон- тальной плоскости 54°, при этом радиус зоны сплошного поражения живой силы достигает 50...58 м при ширине зоны 45...54 м, а убойный интервал состав- ляет 80...85 м. Аналоги мины МОН-50 - зарубеж- ные мины МРУД (Югославия), М18А1 (США), а также отечественная МОН-90. Мина М18А1 (рис. 2.145) имеет сле- дующие технические характеристики: полная масса мины - 1,6 кг, габариты - 216 х 83 х 36 мм, масса ВВ - 0,68 кг, количество ГПЭ - 700 шт. Угол сектора разлета ПЭ в горизонтальной плоскости равен 60°, радиус зоны сплошного пора- жения достигает 50 м при ширине зоны 50 м, высота потока осколков на даль- ности 50 м не превышает 4 м, макси- мальная дальность разлета отдельных осколков составляет 200 м. Особенностью конструкции мины М18А1 является то, что ее взрыватель, Рис. 2.145. Противопехотная мина М18АЦСША): 1 - корпус; 2 - установочные ножки; 3 - блок ГПЭ; 4 - заряд ВВ; 5 - прицельное приспособление; 6 - гнездо детонатора; 7 - пробка срабатывающий от натяжного датчика, устанавливается отдельно на некотором расстоянии (35...40 м) от мины, а детонационный импульс на заряд ВВ мины от взрывателя передается с помощью детонационного шнура. Существенно более узкий по сравнению с минами МОН-50 или М18А1 по- ток ПЭ образуют отечественные мины МОН-100 и МОН-200 примерно одина- ковой конструкции, но различающиеся по массе и габаритам. Мина МОН-100 (рис. 2.146) имеет осесимметричный корпус в виде конуса с большим углом рас- твора, при этом блок ГПЭ размещен на внутренней поверхности конуса. Корпус мины выполнен из штампованной листовой стали, а его внутренняя полость заполнена зарядом ВВ из литого тротила, усиленного дополнительным дето- натором - шашкой прессованного тротила. Блок ГПЭ содержит 400 ПЭ в виде цилиндров с диаметром и высотой по 10 мм, которые зафиксированы либо поджимающей упругой прокладкой, либо с помощью заливки мастикой. Мина снабжена электродетонатором ЭДП-р, при этом подрыв мины осуществляется только в управляемом варианте с применением электрической проводной цепи. Полная масса мины МОН-100 равна 5 кг, ее диаметр - 236 мм (у мины МОН-200 эти параметры соответственно 25 кг и 434 мм). Во время подрыва МОН-100 обра- зуется узкое осколочное поле, при этом ширина зоны сплошного поражения на рас- стоянии 100 м составляет 6,5...9,5 м (рис. 2.147), а угол сектора разлета ГПЭ в зоне
154 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.146. Противопехотная мина МОН-100: а - разрез; б - вид спереди; 1 - скоба; 2 - болт; 3 - трубка; 4 — гайка; 5 - костыль; 6 - заряд ВВ; 7 - дополнительный детонатор; 8 - корпус; 9 - перегородка; 10 - блок ГПЭ; 11 - электродетонатор ЭДП-р; 12 - накладка; 13 - винт; 14 - гайка Рис. 2.147. Зоны поражения мины МОН-100 сплошного поражения равен 5,5°. Убойный интервал ГПЭ мины достигает 160 м. Ввиду острой направленности осколочного потока мины МОН-100 при ее ручной установке используется специальное прицельное приспособление. 2.11. Осколочные ручные гранаты Ручные гранаты - средства ближнего боя, а их метание осуществляется руч- ным способом. Осколочные ручные гранаты предназначены для борьбы с пехотой противника и подразделяются на наступательные (РГН) и оборонительные (РГО). Гранаты первого типа применяются, как правило, в наступательном бою и име- ют относительно небольшие размеры зоны поражения осколками (до 5... 10 м),
2.11. Осколочные ручные гранаты 155 заметно уступающие средней дальности броска. Для наступательных гранат характерна небольшая толщина стенок корпуса и более высокое, по сравнению с оборонительными, значение коэффициента наполнения. Оборонительные грана- ты обычно используются из укрытий, что позволяет существенно повысить вели- чину убойного интервала осколков по сравнению с наступательными гранатами. Помимо наступательных или оборонительных гранат существуют и уни- версальные наступательно-оборонительные гранаты, представляющие собой наступательную гранату, снабженную дополнительным осколочным чехлом, который в случае необходимости надевается сверху на корпус, вследствие чего граната становится оборонительной. Ручные гранаты по принципу срабатывания делят на ударные, дистанцион- ные и ударно-дистанционные. Ударные гранаты срабатывают при встрече с пре- градой, а дистанционные - с замедлением после выгорания дистанционного состава. Ударно-дистанционные гранаты имеют два независимых устройства инициирования - ударного и дистанционного типа. Как и в других типах ОБП, в современных осколочных ручных гранатах ис- пользуются оболочки как естественного, так и заданного дробления, а также ГПЭ. Ручные гранаты начали применять в Средние века. Первое упоминание о них датируется 1483 г. и связано с Италией. С появлением стрелкового оружия использование гранат в боевых действиях заметно сократилось, однако в начале XX в. ручные гранаты, и прежде всего осколочные, вновь заняли прочное место среди средств вооружения пехоты. Первые гранаты имели глиняный корпус с зарядом пороха, и по современ- ной классификации их скорее следует считать фугасными. Осколочными такие гранаты стали после того, как их корпуса начали изготавливать из чугуна или латуни. Такие гранаты снабжались запалом - деревянной трубкой с пороховой мякотью (дистанционной трубкой), поджигаемой перед броском. В конце ХУЛ в. запал был усовершенствован - в деревянную трубку вставили деревянный стер- жень, при этом трубка и стержень имели неровности (зазубрины), покрытые бертолетовой солью. Перед броском стержень за кольцо выдергивали из трубки, воспламеняя ее пороховую мякоть. Подобные гранаты длительное время приме- няли в армиях многих стран. В конце XIX в. деревянные трубки были заменены на латунные. Гранаты с такой терочной трубкой стояли на вооружении русской армии, при этом для автоматического выдергивания терочного стержня из труб- ки при броске к кольцу стержня с помощью карабина присоединяли кожаный ремень, надеваемый на руку перед броском (рис. 2.148). Ударные осколочные гранаты появились в начале XX в. Первая русская граната ударного действия была сконструирована Н.С. Лишиным (рис. 2.149). Граната была снабжена деревянной ручкой, позволявшей увеличить дальность броска и служившей одновременно стабилизатором. Граната после броска уда- рялась головной частью о грунт, и жало, закрепленное с внутренней стороны колпачка гранаты, накалывало КВ, от которого срабатывал КД. Колпачок с жалом надевался на гранату непосредственно перед броском, а в условиях служебного обращения вместо него граната была закрыта предохранительным колпачком. Осколочное действие гранаты обеспечивалось за счет дробления свинцового
156 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.148. Ручная осколочная граната русской армии конца XIX в. Рис. 2.149. Ручная граната Лишина пояса с насечками (оболочкой заданного дробления), закрепленного на внешней поверхности корпуса. Гранаты Лишина снаряжали БВВ. Граната Зелинского (рис. 2.150) - также одна из первых отечественных Рис. 2.150. Ручная граната Зелинского ударных осколочных ручных гранат. Ее корпус из- готовляли из чугуна, на внешней стороне оболочки выполняли подрезы, обеспечивающие заданное дробление. Снаряжалась граната дымным (черным) порохом, для инициирования которого применяли запал, похожий на запал гранаты Лишина. Для ста- билизации гранаты в полете в нижнее отверстие корпуса вставляли деревянный штырь. Осколочные ручные гранаты периода Первой мировой войны, использовавшиеся в армиях разных стран, отличались разнообразием конструкций, при этом можно отметить достаточно сложные по устрой- ству запалы дистанционных гранат Рдултовского и Новицкого - Федорова, но наиболее известной ста- ла осколочная граната F-1, разработанная во Франции в 1915 г. (рис. 2.151) и находившаяся на вооружении не только французской, но и армий некоторых других стран, в том числе и России. Корпус гранаты F-1 выполняли из чугуна и он имел подрезы с внешней стороны, а сама граната
2.11. Осколочные ручные гранаты 157 снабжалась рукояткой, в которой размещался запал дистанционного действия. Перед броском ее ударяли о твердый предмет выступающей деталью запала, при этом происходил накол КВ и воспламенение дистанци- онного порохового заряда. После удара гранату метали в сторону цели, подрыв заряда ВВ происходил после выгорания дистанционного заряда. В более поздних модификациях граната F-1 вы- полнялась без рукоятки с более надежным запалом с предохранительной скобой. Отечественный вари- ант гранаты F-1 с запалом конструкции Ковешни- кова под индексом Ф-1 был принят на вооружение в 1926 г. Позднее запал Ковешникова гранаты Ф-1 заменили на унифицированный запал ручной гра- наты модернизированный (УЗРГМ). Современный вариант оборонительной ручной осколочной гранаты дистанционного действия Ф-1 (рис. 2.152) состоит из корпуса 7, заряда ВВ 2 (тротил) и запала УЗРГМ 3. Корпус гранаты изготовлен из серого чугуна СЧОО методом литья, при этом с внешней стороны он имеет продольные и поперечные «подрезы», по- добно оболочкам заданного дробления, однако при дроблении чугунного корпуса образуются осколки, большая часть которых массой менее 1 г, что зна- чительно ниже уровня, определяемого геометрией «подрезов». Снаряжается граната тротилом методом шнекования. Подрыв заряда ВВ гранаты осуществля- ется от КД, входящего в состав запала УЗРГМ, через 3,2.. .4,2 с после броска. Основные технические характеристики гранаты Ф-1: масса - 0,6 кг, диаметр - 55 мм, высота корпу- са - 86 мм (высота гранаты с запалом - 117 мм), масса заряда ВВ - 60...90 г. Начальная скорость осколков гранаты Ф-1 равна 730 м/с, убойный интервал наибо- лее крупных осколков достигает 200 м. Приведенная площадь поражения при действии по открытой живой силе составляет 75... 82 м2. Аналогами гранаты F-1 являются не только оте- чественная Ф-1, но и ряд осколочных гранат других стран. Так, начиная с Первой мировой войны и прак- тически в течение всего XX в. в различных войнах широко применялась ручная осколочная граната кон- струкции Миллса (Великобритания) или граната № 5 (рис. 2.153) с чугунным корпусом. Рис. 2.151. Ручная граната F-1 (Франция, 1915 г.) Рис. 2.152. Ручная оборо- нительная граната Ф-1: 7 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - запал
158 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.153. Ручная осколочная граната Миллса (Великобритания) Металлический корпус с «подрезами» заданного дробления был также у оборонительных гранат Bro Mena (Испания) (рис. 2.154), 0-23 (Польша) (рис. 2.155), Мк-2 (США) (рис. 2.156) и японской гранаты образца 1937 г. (рис. 2.157) (табл. 2.13). Рис. 2.154. Ручная оборонительная граната Вго Мепа (Испания) Рис. 2.155. Ручная оборонительная граната 0-23 (Польша)
2.11. Осколочные ручные гранаты 159 Рис. 2.156. Ручная оборонительная граната Мк-2 (США) Рис. 2.157. Ручная оборонительная граната образца 1937 г. (Япония) Как отмечалось выше, при дроблении чугунных корпусов ОБП, в том числе и ручных гранат, под действием ПД мощных БВВ (например, тротила) подавляю- щая часть осколочного спектра содержит осколки, масса которых не превышает 0,1.. .0,3 г, и, соответственно, радиус зоны поражения не выходит за пределы не- скольких метров. Для повышения уровня боевой эффективности в современных кон- струкциях осколочных оборонительных гранат осуществляется переход от чугун- ных к стальным оболочкам заданного дробления или к оболочкам с блоками ГПЭ. Таблица 2.13. Характеристика ручных осколочных гранат Характеристика Граната Миллса Bro Mena 0-23 Мк-2 Ручная граната образца 1937 г. Диаметр, мм 61 - 58 57 50 Высота, мм Масса, кг: 100 — НО 114 102 гранаты 0,77 0,5 0,61 0,59 0,450 заряда ВВ 0,07 ОД 0,045 0,06 0,05 Тип ВВ Тротил Тротил Тротил Тротил Тротил (пикрино- вая кислота) Время замедления, с 5,0 3-1 4,50-5,06 3,5-1,0 4-5
160 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Современный вариант осколочной оборонительной гранаты представляет собой отечественная граната РГО (рис. 2.158). Двухслойный корпус гранаты имеет четыре стальные полусферы с подрезами заданного дробления, причем подрезы на нижней внешней полусфере выполнены с наружной стороны, что позволяет отличать по внешнему виду гранату РГО от наступательной гранаты РГН. Помимо применения стального корпуса заданного дробления в гранате РГО реализованы и другие современные тенденции развития данного типа ОБП. Во-первых, вместо тротила граната РГО снаряжена более мощным БВВ, обеспечивающим не только качественное дробление на осколки заданной мас- сы, но и высокую начальную скорость осколков: при подрыве РГО образуются 670.. .700 компактных осколков массой 0,46 г каждый, метаемых со скоростью около 1200 м/с. Во-вторых, в гранате РГО применен запал УДЗ с повышенным уровнем безопасности и надежности в условиях боевого применения. Запал УДЗ снабжен самоликвидатором и двумя цепями срабатывания: ударно-дистанцион- ной и дистанционной (самоликвидатор), которые дублируют друг друга. Взрыв гранаты происходит или от удара о преграду по истечении времени дальнего взведения (1,0... 1,8 с), или (при отсутствии удара или недостаточно сильном ударе) по истечении времени самоликвидации (3,3...4,3 с). Технические характеристики гранаты РГО следующие: масса гранаты - 0,53 кг, масса заряда ВВ - 90 г, диаметр корпуса - 60 мм, высота корпуса - 63 мм, высота гранаты с взрывателем - 114 мм. Рис. 2.158. Ручная оборонительная граната РГО (Россия): 1 - заряд ВВ; 2 — верхняя внешняя полусфера; 3 - пробка; 4 - запальный стакан; 5 - верхняя внутренняя полусфера; 6- дополнительный детонатор; 7 - нижняя внутренняя полусфера; 8 - нижняя внешняя полусфера
2.11. Осколочные ручные гранаты 161 По уровню эффективности граната РГО заметно превосходит гранату Ф-1. Так, приведенная площадь поражения при действии гранаты Ф-1 составляет 75...82 м2, для РГО этот показатель равен 210 м2 (при достаточно высокой плотности осколочного поля в зоне поражения). Отсутствие в осколочном спек- тре РГО ПЭ большой массы приводит к заметному снижению максимального значения убойного интервала. Так, у гранаты Ф-1 убойный интервал наиболее тяжелых осколков достигает 200 м, а у РГО максимальный убойный интер- вал - менее 100 м, что повышает безопасность обороняющихся подразделений от действия собственных гранат. Высокая плотность осколочного поля в зоне поражения и относительно неболь- шой убойный интервал, незначительно превышающий размеры действительной зоны поражения, характерны и для совре- менных оборонительных гранат с ГПЭ. Ручная оборонительная граната M-DN21 (ФРГ) (рис. 2.159) имеет пластмассовый корпус с продольно-поперечными ребра- ми жесткости на внешней поверхности. Готовые ПЭ в виде стальных шариков диаметром 2,0...2,3 мм залиты в корпус, при этом общее количество ГПЭ в гранате составляет 2 200 шт. Граната снаряжена флегматизированным тэном, а масса за- ряда ВВ равна 45 г. Общая масса гранаты составляет 0,225 кг. К наступательным ручным осколоч- ным гранатам предъявляются более жест- кие требования по безопасности от дей- ствия осколков своих гранат по сравнению с оборонительными: максимальное зна- чение убойного интервала осколков на- Рис. 2.159. Ручная оборонительная граната M-DN21 (ФРГ) ступательных гранат должно быть заметно меньше средней дальности броска (30.. .40 м). В связи с этим осколочные спектры наступательных гранат содержат осколки с минимальной массой и одновременно с максимально возможным значением баллистического коэффициента. В конструкциях наступательных гранат данные требования удовлетворяются за счет применения тонкостенных корпусов или выполнения осколочных оболочек из легких материалов (алюми- ния, пластмасс и т.п.). Интересным техническим решением по разработке осколочных наступа- тельных гранат стала конструкция отечественной гранаты РГ-42 (рис. 2.160), принятой на вооружение в 1942 г. Многослойный корпус гранаты РГ-42 выпол- нен из нескольких витков рифленой стальной ленты. Рифление (подрезы) обе- спечивает заданное дробление каждого из слоев ленты. Осколки ленты имеют форму тонких пластин, что приводит к высоким значениям баллистического
162 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.160. Ручная наступательная граната РГ-42: 1 — корпус гранаты; 2 — запал; 3 - за- ряд ВВ; 4 - трубка; 5 - лента коэффициента и, следовательно, к резкому падению скорости на траектории. Тех- нические характеристики гранаты РГ-42 следующие: масса гранаты - 0,40 кг, диа- метр корпуса - 54 мм, высота корпуса (с запалом) - 121 мм. Снаряжается граната тротилом (масса заряда ВВ - 110... 120 г). В качестве взрывателя в РГ-42 использу- ется запал УЗРГМ (УЗРГ), осуществля- ющий дистанционное срабатывание гра- наты с временем замедления 3,2...4,2 с. Расчетные значения начальной скорости разлета осколков составляют 1100 м/с, при этом убойный интервал наиболее крупных осколков не превышает 15.. .20 м, а радиус зоны сплошного поражения равен 5 м. Среди зарубежных осколочных насту- пательных гранат с тонкостенным корпусом можно отметить гранаты Eihandgranaten 39 (Германия), применявшуюся в период Вто- рой мировой войны (рис. 2.161), и Z-23 (Польша) (рис. 2.162). Гранаты внешне незначительно отличаются друг от друга, но снабжены запалами разного принци- па дистанционного действия. В гранате Eihandgranaten 39 применен запал терочно- го типа, а в Z-23 - запал системы Роллана Рис. 2.161. Ручная наступательная граната Eihandgranaten 39 (Германия) Рис. 2.162. Ручная наступательная граната Z-23 (Польша)
2.11. Осколочные ручные гранаты 163 ударного действия, срабатывающий после снятия боевой чеки и последующего броска гранаты. Обе гранаты снаряжены тротилом и обладают примерно одинаковыми тех- ническими характеристиками, приведенными ниже: Eihand- granaten 39 Масса, кг: гранаты................................. 0,24 заряда ВВ............................ 0,11 Диаметр, мм.............................. 60 Высота, мм............................... 100 Время замедления, с...................... 4,5 Z-23 0,31 0,12 56 98 4,5-5,0 Радиус зоны сплошного поражения обеих гранат - около 5 м, а дальность разлета отдельных осколков не превышает 15 м. Типовой конструкцией наступательной гранаты с тонкостенным корпусом является отечественная РГД-5 (рис. 2.163) - ручная осколочная граната дистан- ционного действия. Корпус гранаты состоит из двух половин - двухслойных колпаков, соединенных между собой. Граната снаряжена тротилом и снабжена запалом УЗРГМ. Технические характеристики РГД-5: масса гранаты - 0,31 кг, диаметр корпуса - 58 мм, высота корпуса - 76 мм, высота гранаты с запалом - 117 мм, масса заряда ВВ - 110 г, время замедления - 3,2.. .4,2 с. Коэффициент наполнения РГД-5 (равен 0,35) выше, чем у оборонительных гранат, что характерно для всех наступательных гранат. Расчетное значение на- чальной скорости осколков гранаты РГД-5 составляет 2000 м/с, т. е. является достаточно высоким, однако убойный интервал отдельных осколков не превы- шает 15...20 м. Рис. 2.163. Ручная наступательная граната РГД-5 (Россия): 1 - верхний внешний колпак корпуса; 2 - верхний внутренний колпак корпуса; 3 - внутренняя трубка; 4 - запал; 5 - заряд ВВ; 6 - нижний внешний колпак корпуса; 7 - нижний внутренний колпак корпуса; 8 - соединительный узел
164 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.164. Ручная наступательная граната РГН (Россия): 1 - заряд ВВ; 2 - верхняя полусфера корпуса; 3 - запальный стакан; 4 - пробка; 5 - дополнительный детонатор; 6 - нижняя полусфера корпуса Ручная осколочная наступательная граната РГД-5 долго находилась на во- оружении Советской армии. В настоящее время ее сменила более современная граната РГН, которая по внешнему виду отличается от оборонительной грана- ты РГО отсутствием подрезов на наружной поверхности нижней полусферы корпуса (рис. 2.164). Корпус гранаты РГН выполнен в виде двух полусфер, изготовленных из алюминиевого сплава и имеющих на внутренней поверхности подрезы для организации заданного дробления. В верхнюю полусферу корпуса завальцован стакан с резьбой для установки запала. Для снаряжения гранаты РГН применя- ется A-IX-1, а ее взрывателем служит запал УДЗ. Так же, как и в гранате РГО, запал в РГН срабатывает от удара о преграду по истечении времени дальнего взведения (1,0... 1,8 с) либо после выгорания пороховой шашки замедлителя самоликвидатора через 3,3...4,3 с. Технические параметры гранаты РГН следующие: масса гранаты - 0,31 кг, масса ВВ - 114 г (коэффициент наполнения - 0,37), диаметр корпуса - 61 мм, высота корпуса - 63 мм, высота гранаты с запалом - 114 мм. Несмотря на высокую скорость метания осколков (более 2000 м/с), ради- ус зоны сплошного поражения не превышает 5...6 м при площади этой зоны около 100 м2. Расстояние безопасного удаления для метающего гранату со- ставляет 24 м. Применение легких сплавов на основе алюминия для изготовления корпусов можно отметить и в ряде конструкций зарубежных осколочных наступательных гранат, в частности гранат О.Т.О. и М35 (Италия) системы Бреда. По-видимому, предельным случаем облегчения корпуса наступательной гранаты и, соответственно, уменьшения радиуса разлета осколков является
2.11. Осколочные ручные гранаты 165 Рис. 2.165. Ручная наступательная граната PRB NR 446 (Бельгия) использование пластмассовых корпусов. Ручная осколочная граната PRB NR 446 (Бельгия) (рис. 2.165) с пластмассовым корпусом состоит из двух частей - нижней и верхней, скрепленных между собой. На на- ружной поверхности корпуса выполнены ре- бра жесткости, придающие дополнительную прочность стенкам корпуса. Граната снаря- жается взрывчатым составом «В» и комплек- туется запалом ударно-предохранительного типа с временем замедления 4 с. Граната довольно легкая, ее масса равна 0,115 кг, при этом масса заряда ВВ составляет 85 г (коэффициент наполнения - 0,74). Диаметр гранаты равен 50 мм, а высота - 82 мм. При подрыве гранаты PRB NR 446 прак- тически отсутствуют убойные осколки, а ос- новным поражающим фактором является воздушная ударная волна, при этом радиус зоны поражения не превышает 5 м. Как среди ранних, так и среди современных конструкций осколочных гра- нат можно выделить универсальные наступательно-оборонительные гранаты (рис. 2.166). Одно из направлений разработки наступательно-оборонительных гранат связано с применением съемных осколочных оболочек-чехлов: в слу- чае использования без осколочного чехла граната является наступательной, а с чехлом - оборонительной. Данное техническое решение реализовано в от- ечественной ручной гранате образца 1914/1930 г., а позднее в гранате РГД-33, применявшейся в годы Великой Отечественной войны. Основные части гранаты дистанционного действия РГД-33 (см. рис. 2.166): корпус 2 с размещенным в нем зарядом ВВ б, рукоятка, в которой были установлены узлы предохранительно-спускового механизма, и запал. Тонко- стенный корпус гранаты выполняли из жести, при этом на внутренней по- верхности корпуса закреплялась дополнительная многослойная осколочная оболочка из навитой стальной ленты с рифлением (подрезами) заданного дробления. Снаряжалась граната тротилом. Запал, устанавливаемый перед броском, имел пороховой замедлитель, КВ, детонатор и дополнительный детонатор. Время замедления срабатывания гранаты составляло 3,2...3,8 с. Безопасное обращение с гранатой после установки запала обеспечивалось предохранительным движком (с предохранителя граната снималась непо- средственно перед броском). Осколочный чехол надевали на корпус при необходимости, фиксировали с помощью специального шпенька, и граната становилась оборонительной. К гранате РГД-33 было разработано два типа чехлов: тяжелый массой 250 г и легкий массой 125 г, при этом на наружной поверхности каждого из них была
166 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.166. Ручная универсальная граната РГД-33: 1 - лента; 2 - корпус; 3 - предохранитель; 4 - центральная трубка; 5 - осколочный чехол; 6 - заряд ВВ; 7 - боевая пружина; 8 - ударник сделана сетка подрезов заданного дробления, ориентированных под углом около 30° к образующей. При использовании гранаты РГД-33 в качестве наступательной осколки имели пластинчатую форму и разлетались на расстояние, не превышающее 25 м, при этом радиус зоны сплошного поражения равнялся 5 м. Расчетное значение начальной скорости осколков составляло 1100 м/с. При наличии тяжелого оско- лочного чехла начальная скорость осколков снижалась до 700.. .850 м/с, однако дальность разлета отдельных осколков увеличивалась до 200 м, а радиус зоны сплошного поражения - до 25 м. Осколочные чехлы, превращающие наступательные гранаты в оборонитель- ные, применяют и в некоторых современных универсальных ручных гранатах,
2.11. Осколочные ручные гранаты 167 в частности в гранатах М (MD) (Франция) и DM51 (ФРГ). В наступательном варианте граната М имеет пластмассовый корпус, масса заряда ВВ равна 87 г при полной массе гранаты 0,26 кг, при этом поражающим фактором является воздушная ударная волна. В оборонительном варианте на корпус гранаты М на- винчивается осколочный чехол с подрезами заданного дробления массой 140 г, который при подрыве образует 280 осколков массой 0,4 г каждый. Площадь зоны сплошного поражения гранаты М составляет 100 м2. Ручная универсальная граната дистанционного действия DM51 (ФРГ) по кон- струкции аналогична гранате М (MD). В наступательном варианте DM51 имеет пластмассовый шестигранный корпус (рис. 2.167, б) с зарядом ВВ (флегматизи- рованный ТЭН) массой 85 г. Осколочный чехол DM51 выполнен в виде пласт- массового кожуха с залитыми в нем стальными шариками (6 500 шт.) диаметром 2,0...2,3 мм. В собранном виде осколочный чехол (рис. 2.167, а) фиксируется на корпусе гранаты с помощью донной шайбы, навинчиваемой на цилиндриче- ский выступ корпуса. Полная масса гранаты с осколочным чехлом равна 0,45 кг (коэффициент наполнения - 0,2), ее диаметр - 57 мм, высота - 107 мм, время замедления - 4 с. Наряду с применением осколочных чехлов при разработке современных ручных универсальных гранат реализуется и другой подход, основанный на оп- тимизации параметров конструкции гранаты, в целях придания ее координатному закону поражения формы, близкой к ступенчатой. В этом случае ПЭ с оптималь- ными параметрами, выходя за пределы зоны поражения, резко теряют скорость и, следовательно, убойную силу. Размеры зоны поражения таких универсальных гранат больше, чем у наступательных гранат, но меньше, чем у оборонительных. В конструкциях осколочных гранат с готовыми или полуготовыми ПЭ данный подход осуществляется за счет уменьшения массы ГПЭ до оптималь- Рис. 2.167. Ручная универсальная граната DM51 (ФРГ): а - с осколочным чехлом; б - без осколочного чехла; в - устройство
168 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.168. Ручная универсальная граната М26А1 (США) ного уровня. Анализ конструкций современ- ных ручных гранат и характеристик их боевой эффективности показывает, что для образова- ния осколочных полей радиусом зоны сплош- ного поражения не более 5 м (в наступатель- ных гранатах) ГПЭ в виде стальных шариков должны иметь диаметр около 1,5 мм и массу около 0,015 г. При увеличении размеров ГПЭ и их начальной скорости размеры зоны пора- жения возрастают, и граната становится либо универсальной, либо только оборонительной. Характерный образец оборонительной ручной гранаты такого типа - рассмотренная выше граната M-DN21 (ФРГ) (см. рис. 2.159). Примером универсальной гранаты служит ручная осколочная граната М26А1 (США), которая может применяться и как наступатель- ная, и как оборонительная. Граната М26А1 (рис. 2.168) имеет тонкостенный корпус, со- стоящий из верхней и нижней частей, соеди- ненных между собой. На внутренней поверх- ности корпуса размещена осколочная рубашка из навитой стальной проволоки с подрезами заданного дробления. Граната снаряжается составом «В» с массой заряда ВВ 165 г. Полная масса гранаты равна 0,45 кг, а коэффициент наполнения - 0,37. При подрыве осколочная рубашка дробится на 1 200 осколков, образующих осколочное поле радиусом зоны сплошного поражения около 9 м, при этом убойный интервал отдельных осколков не превышает 15.. .20 м. 2.12. Осколочные гранаты к гранатометам Гранатометы значительно расширяют возможности ведения боевых дей- ствий пехоты как в оборонительном, так и в наступательном бою. Прицельная дальность метания гранат из гранатометов значительно превосходит среднюю дальность броска ручной гранаты, что не только повышает эффективность применения гранат, но и уровень безопасности от осколочного действия своих гранат. Наиболее ранние гранатометные устройства были предназначены для метания обычных ручных гранат, при этом в качестве гранатометов применяли либо стволы винтовок, либо специальные мортирки. Примером такой универ- сальной осколочной гранаты, которую можно было использовать как ручную, так и гранатометную, является граната Миллса (см. рис. 2.153)- самая известная граната Первой мировой войны. В нижней пробке гранаты выполнено глухое отверстие, куда при необходимости ввинчивали шомпол, который вставлялся
2.12. Осколочные гранаты к гранатометам 169 в ствол винтовки. Метание гранаты осуществляли выстрелом холостого патрона. Позднее появилась модификация гранаты Миллса, позволявшая метать гранату из специальной наствольной мортирки. К донной части гранаты крепился спе- циальный диск, служивший обтюратором при стрельбе. Другой пример использования ручной осколочной гранаты для метания из гранатомета - японская универсальная граната образца 1931 г. (тип 91) (рис. 2.169). Для метания из гранатомета она снабжалась донным цилиндром с пороховым зарядом. Гранату можно было применять и как наствольную, для чего на донный цилиндр надевали специальную трубку - стабилизатор. В остальном конструкция данной гранаты типична для ручных осколочных гранат. Корпус гранаты - чугунный с подрезами заданного дробления. Сна- ряжение - тротил или пикриновая кислота. Запал - дистанционный ударного действия с временем замедления 7,5.. .7,8 с. Полная масса гранаты равна 0,52 кг, масса заряда ВВ - 40 г, длина - 125 мм, диаметр - 50 мм. В ходе Второй мировой войны появились специальные осколочные гра- наты для гранатометов, которые по существу представляли собой малока- либерные снаряды. Одной из первых осколочных гранат такого типа бы- ла универсальная 30-мм осколочно-фугасная граната G.Sprgr. (Германия) (рис. 2.170), которая применялась и как ружейная, и как ручная. При исполь- зовании гранаты в ружейном (или наствольном) варианте ее метание произ- водилось из мортирки, надетой на ствол карабина. Граната снабжалась двумя Рис. 2.169. Ручная универсальная граната образца 1931 г. (Япония) Рис. 2.170. Универсальная 30-мм осколочно- фугасная граната G.Sprgr. (Германия): а - гильза с пороховым зарядом; б - граната
170 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.171. Пистолетная оско- лочная граната ударного дей- ствия (Германия) взрывателями - головным непредохранительного типа и ударного действия (сра- батывающим только при ружейном использовании) и донным дистанционного действия с пороховым замедлителем и спиральным терочным устройством. При применении гранаты в качестве ручной донный взрыватель был основным, а при использовании в ружейном варианте - работал как самоликвидатор при отказе головного взрывателя. Время замедления составляло около 7 с. Корпус донного взрывателя одновременно служил ведущим пояском, для чего на его внешней поверхности выполнялись готовые нарезы. Корпус гранаты изготавливали из стали и снаряжали шашкой флегматизированного ТЭНа. Общая масса гра- наты равнялась 0,26...0,28 кг, масса заряда ВВ - 32 г, длина гранаты составляла 142 мм. Для ее метания из мортирки применяли вышибной патрон с навеской пороха 1 г. При использовании гранаты в ручном варианте непосредственно перед броском необходимо было отвинтить и выдернуть донный взрыватель, при этом приводились в действие терочное устройство и пороховой замедлитель. В годы Второй мировой войны в Германии разработали пистолетную осколочную гранату ударного действия (рис. 2.171), которая стала готовым вы- стрелом к сигнальному пистолету четвертого калибра (26 мм). Основные части гранаты: баллистический наконечник с неподвижно закрепленным в нем жалом, предохранительная пружина, корпус гранаты, хвостовое оперение, соединительная втулка, стакан-ударник с зарядом ВВ, КД, чашка предо- хранителя, предохранительные шарики и чека, гильза с вышибным зарядом, пыжом и КВ. Вы- шибной заряд представлял собой навеску без- дымного одноканального пороха массой 0,5 г. В качестве ВВ использовали состав ТГ массой 12 г. Полная масса гранаты составляла 0,138 кг, длина - 132 мм. В момент выстрела пороховые газы выбра- сывали гранату вместе с пыжом, гильза экстраги- ровалась из пистолета обычным способом. В по- лете предохранительная чека, помещавшаяся в центральном канале хвостового оперения, от- делялась от гранаты, после чего предохранитель- ные шарики проваливались внутрь центрального углубления и освобождали стакан-ударник. При ударе о преграду стакан-ударник вследствие инерции продвигался вперед, сжимая предохра- нительную пружину; при наколе жалом КД про- исходил мгновенный подрыв заряда ВВ. Корпус баллистического наконечника писто- летной гранаты изготавливали из стали, а корпус гранаты и хвостовое оперение - из алюминиево- го сплава, при этом центр масс гранаты смещал- ся в сторону головной части, обеспечивая при
2.12. Осколочные гранаты к гранатометам 171 наличии хвостового оперения стабилизацию полета гранаты. Граната в полете двигалась обычно по навесной траектории, поэтому при подрыве на поверхности земли тяжелые осколки баллистического наконечника входили в грунт, а поле поражения создавалось легкими осколками корпуса. В связи с этим площадь зоны сплошного поражения была незначительной (около 3.. .4 м2), что требовало от гранатометчика повышенной точности стрельбы. Применение гранатометов в различных военных конфликтах второй поло- вины XX в. подтвердило высокую боевую эффективность данного вида оружия, Рис. 2.172. Противопехотная ружейная граната PRB 404 (Бельгия): 1 - пружина с подрезами задан- ного дробления; 2 - заряд ВВ; 3 - корпус; 4 - стабилизатор многие гранатометы приняты на вооружение армиями разных стран, при этом в боекомплекты практически всех гранатометов входят осколочные гранаты. По типу гранатометных систем современные осколочные гранаты можно условно подразделить на наствольные или ружейные, гранаты к подствольным, однозарядным, многозарядным и автоматическим гранатометам. Для большинства иностранных винтовок предусмотрено их использование в качестве ружейных гранатометов, гранаты при этом надевают на дульную часть ствола и выстреливают с помощью либо холостых, либо при наличии на гранате пулеуловителя боевых патронов. Примером современной ружейной осколочной гранаты может служить граната PRB 404 (Бельгия) (рис. 2.172) с пластмассовым кор- пусом, на внешней поверхности которого крепят легкосъемную оболочку из навитой стальной проволоки с насечками на внутренней стороне. Снаряжают гранату составом «В», при этом заряд ВВ снабжен дополнительным детонатором, который приводит в действие донный взрыватель инерционного типа. Полная масса гранаты равна 0,52 кг, масса стальной осколочной рубашки - 0,3 кг, масса заряда ВВ - 100 г. Диаметр гранаты с пружиной составляет 45 мм, длина со стабили- затором - 250 мм. Гранату выстреливают со ско- ростью около 70 м/с, при этом максимальная дальность стрельбы достигает 440 м. При необ- ходимости граната PRB 404 может быть исполь- зована как ручная оборонительная граната - для этого перед броском с нее снимают стабилизатор. Многие современные виды стрелкового во- оружения оснащены подствольными гранато- метами. Известны 40-мм подствольный грана- томет М203 к 5,56-мм автоматической винтовке М16А-1 (США), 40-мм подствольный гранатомет НК-69 (ФРГ), отечественные 40-мм подствольные гранатометы ГП-25 и ГП-30 (к 7,62- и 5,45-мм автоматам Калашникова). Осколочные грана- ты к гранатометам такого типа входят в состав выстрелов.
172 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Выстрел к гранатомету НК-69 (ФРГ) (рис. 2.173) имеет массогабаритные харак- теристики, позволяющие применять его и в 40-мм гранатометах США, в частности в М203. Полная масса выстрела составляет 0,230 кг, масса осколочной гранаты - 0,180 кг, масса заряда ВВ - 31 г. В гранате используются ГПЭ в виде стальных шариков; сферическая форма донной части гранаты обеспечивает широкое поле поражения практически при любых углах встречи с преградой. Сферическую форму имеет также осколочная граната к 40-мм выстрелу М3 81 (США) гранатомета М203. Сферический осколочный корпус изготавлива- ют из стальной проволоки квадратного сечения (2,5x2,5 мм) методом навивки. При этом на проволоке нанесены подрезы заданного дробления с шагом 3 мм, что позволяет получать при подрыве около 500 осколков массой 0,15 г каждый. Проволочный каркас оболочки загерметизирован припоем. Снаряжена граната составом «В». Полная масса выстрела составляет 227 г, длина - 99 мм, началь- ная скорость гранаты - 76 м/с, дальность стрельбы достигает 500 м, при этом прицельная дальность по точечным целям не превышает 150 м. При подрыве гранаты осколки получают скорость 1500 м/с, радиус действительной зоны по- ражения равен 4,5 м. Все 40-мм выстрелы с осколочной гранатой HE/FRAG 92 (рис. 2.174) и оско- лочно-кумулятивной гранатой HE/DP 92 (рис. 2.175) фирмы Arges (Австрия) Рис. 2.173. Выстрел с оско- лочной гранатой к 40-мм гранатомету НК-69 (ФРГ) Рис. 2.174.40-мм выстрел с осколочной гранатой HE/FRAG 92 (Австрия) Рис. 2.175.40-мм выстрел с осколочно-кумулятив- ной гранатой HE/DP 92 (Австрия)
2.12. Осколочные гранаты к гранатометам 173 разработаны с максимальной унификацией: большинство деталей и узлов кон- струкций обоих выстрелов выполнены совершенно одинаковыми, различие заключается лишь в наличии кумулятивного узла в гранате HE/DP 92. В обеих гранатах содержится блок ГПЭ из 1000 стальных шариков диаметром 2 мм. Полная масса обоих выстрелов составляет по 0,265 кг, при этом масса гра- нат - по 0,165 кг. Гранаты снаряжены циклонитом, масса заряда ВВ в гранате HE/FRAG 92 равна 28 г, а в гранате HE/DP 92 - 20 г. По эффективности оско- лочного действия граната HE/DP 92 несколько уступает гранате HE/FRAG 92, однако может применяться для поражения бронированной техники - при ударе в нормаль граната пробивает стальную плиту толщиной до 25 мм. Общими чертами конструкций подствольных гранат, в том числе и рассмот- ренных выше, являются наличие самоликвидатора и использование практически одинаковой схемы метания гранат. Для отечественных подствольных гранатометов ГП-25 и ГП-30 разрабо- таны два выстрела с осколочными гранатами ВОГ-25 и ВОГ-25П. В отличие от ВОГ-25 граната выстрела ВОГ-25П является выпрыгивающей - она снабжена дополнительным вышибным зарядом, срабатывающим при ударе о грунт, и ее подрыв осуществляется на высоте 0,5... 1,5 м. Обе гранаты имеют осколочный корпус с кольцевыми канавками на внешней поверхности, обеспечивающими заданное дробление. Гранаты оснащены взрывателями ударного действия с устройствами дальнего взведения (на дистанции 10...40 м) и самоликвидации (время срабатывания самоликвидатора 14... 19 с). Основные технические харак- теристики гранат приведены ниже: ВОГ-25 ВОГ-25П Масса, кг: выстрела.................................. 0,250 0,278 заряда ВВ............................... 0,048 0,037 Коэффициент наполнения..................... 0,19 0,13 Длина выстрела, мм......................... 102 122 Начальная скорость гранаты, м/с............ 76,5 75 Максимальная прицельная дальность, м... 400 400 Радиус зоны сплошного поражения обеих гранат примерно одинаков - около 6 м. Значительное увеличение дальности прицельной стрельбы осколочными гранатами и, соответственно, эффективности их боевого применения достига- ется в противотанковых и автоматических гранатометах. Так, прицельная даль- ность стрельбы 40-мм автоматического гранатомета МК 19 (США) составляет 2000 м при начальной скорости метания гранаты 240 м/с. У отечественного 30-мм автоматического гранатомета АТС-17 прицельная дальность равна 1700 м при начальной скорости метания гранат 185 м/с. Из гранатомета АТС-17 можно вести стрельбу очередями, при этом практическая скорострельность составляет 65 выстрелов в минуту. Осколочная граната ВОГ-17М выстрела к гранатомету АТС-17 (рис. 2.176) - это снаряд, стабилизируемый вращением на траектории, имеющий тонкостен- ный корпус, на внутренней стороне которого размещен блок металлических
174 Глава 2. Боеприпасы осколочного действия Рис. 2.176. Выстрел с осколочной гранатой ВОГ-17М: 1 - взрыватель; 2 - корпус; 3 - кольца заданного дробления; 4 - заряд ВВ; 5 - ведущий поясок; 6 - гильза; 7 - метательный заряд; 8 - КВ колец с подрезкой заданного дробления. Полная масса выстрела равна 0,35 кг, масса осколочной гранаты - 0,28 кг, масса заряда ВВ - 40 г (коэффициент на- полнения - 0,145), радиус зоны сплошного поражения -7 м. Пример современной осколочной гранаты к противотанковым гранатоме- там - калиберная граната, входящая в состав выстрела ОГ-7В к 40-мм гранато- метам РПГ-7В1 и РПГ-7В2. Головная часть гранаты имеет жезлообразную форму (рис. 2.177). Граната стабилизируется на траектории с помощью раскрывающе- гося хвостового оперения. Стабилизатор в сложенном состоянии размещается в блоке стартового (метательного) заряда, который перед стрельбой соединяют (свинчивают) с головной частью. Прицельная дальность стрельбы выстрелом ОГ-7В из гранатомета РПГ-7В1 составляет 350 м, а из РПГ-7В2 (с универсаль- ным прицелом) - 700 м, полная длина выстрела - 716 мм, полная масса - 2,0 кг, начальная скорость метания гранаты - 140 м/с. Граната снабжена головным взрывателем ГО-2 ударного действия с дальним взведением. На внешней по- верхности корпуса гранаты выполнены кольцевые канавки, обеспечивающие заданное дробление, близкое к оптимальному. За счет осколочного действия б Рис. 2.177. Осколочная граната (а) и выстрел ОГ-7В (б) к 40-мм гранатомету РПГ-7В1
Список рекомендуемой литературы 175 граната 0Г-7В поражает различные виды целей: живую силу (в том числе в бро- нежилетах), расположенную как на открытой местности, так и в укрытиях по- левого типа, а также небронированную технику и точечные цели, находящиеся в укрытиях городского типа. Площадь зоны поражения открыто расположенной живой силы в бронежилетах - 150 м2. Список рекомендуемой литературы Взрывчатые вещества: учеб, пособие. В 3 т. / под общей ред. Р.И. Илькаева. Т. 1. Поведение взрывчатых веществ при механических нагрузках / под ред. С. А. Новикова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2001. Елисеев К. В, , Марков В. А. , Мовчанюк В. В., Прибылое Б. В. Инженерные боепри- пасы (конструкции, принцип действия и техническое обеспечение взрывотехника). 4.1.1. Противопехотные мины и взрыватели к ним. М.: ГУ НПО «Специальная техника и связь» МВД России, 2005. Инженерные боеприпасы. М.: Изд-во МО, 1976. Миропольский Ф.П, Саркисян В С, Вишняков О. Л., Попов А. М. Авиационные бое- припасы и их исследование. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996. Одинцов В. А. Действие средств поражения и боеприпасов: учеб, пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. Прибылое Б. В. Ручные гранаты: Справочник. М.: «Арктика 4Д», 2004. Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973. Пырьев Е.В., Резниченко С.Н. Бомбардировочное вооружение авиации России 1912-1945 гг. М.: Ред.-изд. центр Генштаба ВС РФ, 2001. Физика взрыва: в 2 т. / под ред. Л.П. Орленко. М.: Физматлит, 2002. Широкорад А. Б. Отечественные минометы и реактивная артиллерия / под общ. ред. А.Е. Тараса. Минск: Харвест; М.: Изд-во ACT, 2000. R.M, Lloyd, Conventional Warhead Systems Physics and Engineering Design I Progress in astronautics and aeronautics. Vol. 179: Raytheon Systems Company Tewksbury, Mas- sachusetts - Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Cambridge, Massachusetts: American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 1801 Alexander Bell Drive, Reston, Verginia Ю191-4344, 1998. Tactical Missile Warhead / Edited by J.Carleone / Progress in astronautics and aeronau- tics. - Vol. 155: Aerojet General Corporation Azusa, California - University of Colorado at Boulder. Boulder, Colorado - Publ. by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., 370 L’Euf-ant Promenade, SW, Washington, DC 20024-2518, 1993.
Глава 3 Фугасные боеприпасы 3.1. Основные понятия и общие сведения К фугасным боеприпасам относятся БП, поражающее действие которых об- условлено фугасным действием взрыва. Под фугасным действием взрыва пони- мается разрушающее воздействие на окружающую среду и объекты (цели) раз- летающихся продуктов взрыва (ПВ) и формирующейся при этом ударной волны (УВ). Фугасное действие можно подразделить на контактное действие взрыва (заряд ВВ находится в непосредственном контакте с разрушаемым объектом), на близкое неконтактное действие (нагрузки на объектах связаны с торможением разлетающихся ПВ) и на действие УВ. Иногда первые два вида действия назы- вают местным действием взрыва, а действие УВ - общим фугасным действием. Таким образом, очевидно, что все БП, снаряженные взрывчатыми веще- ствами, в той или иной мере обладают фугасным действием. Поэтому обычно под фугасными боеприпасами понимают БП крупного калибра, содержащие значительное количество ВВ, либо устройства с тонкостенными или неметал- лическими корпусами, для которых фугасное действие является основным. Рассмотрим качественную картину формирования УВ в окружающей среде с давлением pQ при взрыве сферического заряда ВВ радиусом г0, инициируемого в центре симметрии (рис. 3.1). В момент времени t выхода детонационной волны на поверхность заряда происходит распад разрыва и давление на фронте вол- ны от значения Чепмена-Жуге рг скачком изменяется до значения начального давления УВ в среде рп. В зависимости от сжимаемости окружающей среды давление рп может быть как больше, так и меньше значения pv т. е. в ПВ могут формироваться как отраженная УВ, так и волна разрежения. На начальном этапе после распада разрыва в продуктах детонации (ПД) возникает сложная волновая Рис. 3.1. Формирование ударной волны при взрыве сфериче- ского заряда ВВ
3.1. Основные понятия и общие сведения 177 картина, однако уже при расширении ПД до нескольких начальных радиусов (в момент времени f) с большой точностью можно считать, что давление в них выравнивается, уменьшаясь с увеличением радиуса газовой полости со скоро- стью и (кривая 1 на рис. 3.1). Фронт УВ, распространяясь со скоростью Z), по- степенно отходит от контактной поверхности ПД, образуя слой сильно сжатой среды, и давление на нем также уменьшается (кривая 2 на рис. 3.1). При рас- ширении ПД до 10... 12 радиусов заряда (в момент времени t2) давление в них становится равным атмосферному, при этом в УВ формируется зона сжатия (р > р0) некоторой начальной протяженности /0 с положительным избыточным давлением. Величина /0 зависит от свойств окружающей среды и составляет (1.. .2)г0 при взрыве в воздухе, порядка 1ООго - при взрыве в воде и может до- стигать 1ОООго и более при взрыве в грунтах. За счет инерции среды ПД продолжают расширяться, и давление в них падает ниже атмосферного. При этом в окрестности ПД образуется область разрежения (р < pQ), а в окружающую среду начинает распространяться зона сжатия УВ. В этом случае говорят, что волна «отрывается» от ПВ. В результате сопротивления среды граница газового пузыря тормозится и, в конце концов, останавливается, достигнув некоторого максимального радиуса г (в момент времени Z3). Величина гт зависит от инерционных и прочностных свойств окру- жающей среды и составляет порядка (15... 18)г0 при взрыве в воздухе; (30.. .35) г0 - при взрыве в воде и водонасыщенных грунтах; (7... 9)г0 - при взрыве в грун- тах средней плотности и (3.. .4)г0 - при взрыве в прочных скальных породах. После достижения максимального радиуса под действием отрицательного перепада давления газовый пузырь ПВ схлопывается, совершая несколько ко- лебаний в окрестности радиуса, соответствующего равновесному состоянию продуктов: в воздухе можно наблюдать 3-4 таких колебания, в воде - до 10-12. В прочных средах радиус пузыря может и не уменьшаться. Кроме того, в воде пу- зырь ПВ всплывает, образуя султан в момент выхода на свободную поверхность. После формирования области сжатия УВ характер движения газового пузы- ря ПВ практически не влияет на ее параметры. По мере удаления волны от заряда протяженность зоны сжатия I возрастает, параметры на ее фронте продолжают уменьшаться, и, в конце концов, она вырождается в звуковую волну. Параметры взрывных волн Если на некотором расстоянии от заряда (см. рис. 3.1) установить датчик, регистрирующий давление в среде, то в процессе прохождения УВ он запишет эпюру давления (рис. 3.2). В момент прихода фронта волны (t = 0) давление от начального значения pQ скачком изменяется до максимальногор За фронтом по мере распространения волны давление уменьшается и в некоторый момент времени т+ становится рав- ным атмосферному. В дальнейшем его уровень становится ниже атмосферного, достигая минимума, а затем постепенно возрастает до значения р0. Основные параметры взрывных волн, определяющие их разрушительное действие, следующие: максимальное избыточное давление на фронте (Apw = = рт-р0), удельный импульс положительной фазы избыточного давления
178 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.2. Эпюра давления взрывной волны z+ = j (р-Po)dt и длительность фазы сжатия (т+). При ядерных взрывах о рассматривают также удельный импульс отрицательной фазы избыточного дав- ления и ее длительность, однако при детонации зарядов ВВ эти параметры не оказывают существенного влияния на воздействие взрыва. Экспериментальные исследования взрывных волн, проведенные в различ- ных странах, позволили получить достаточно простые эмпирические формулы для расчета их параметров. При этом на выбор аналитических зависимостей накладываются определенные ограничения, вытекающие из теории подобия. На- чиная с некоторого удаления от заряда, когда течение в ПД перестает оказывать влияние на УВ, все безразмерные параметры одномерных течений за фронтом УВ зависят лишь от двух безразмерных переменных t г ЫраГ"}/^’ где Eq - энергия, выделяющаяся при взрыве; р0 - плотность окружающей среды; V = 0,1,2 - параметр симметрии соответственно для плоского, цилиндрического и сферического случаев. Отсюда следует, что масштабами измерения времени и длины при взрыве являются величины м“ 4ГГ. ’ (3-1) Таким образом, для безразмерных параметров одномерных взрывных волн должны выполняться функциональные зависимости: Ро \ м 7 гм v м у Так как Ео = mBBg, гДе тьь ~ масса заряда ВВ; Q - удельная теплота взры- ва ВВ, то, рассматривая взрывы выбранного ВВ в одной среде (р0 = const) и при одинаковых внешних условиях (р0 = const), для величин (3.1) получаем
3.1. Основные понятия и общие сведения 179 ~ твв > гм ~ твв • Следовательно, для размерных параметров взрывных волн можно записать: Анализ экспериментальных и теоретических данных показывает, что функции ФР ф2> Ф3> как правило, хорошо аппроксимируются степенными зависимостями. Для сферического заряда тринитротолуола (тротил) (ТНТ) массой твв (кг) основные параметры УВ на расстоянии г (м) рассчитывают по эмпирическим формулам, приведенным ниже. При взрыве в воздухе: 105, Па; (3.2) Положительная фаза эпюры избыточного давления воздушной УВ (ВУВ) хорошо описывается зависимостью Ар = Арт (1-t/ т+)е-а//х+, где ос - коэффи- циент, определяемый по известному импульсу избыточного давления i+= л а \ а Зависимости (3.2), называемые формулами Садовского, справедливы в диа- пазоне значений 1 < г/<10. При взрыве в воде: (3.3)
180 Глава 3. Фугасные боеприпасы 0 = 0,1-?//ивв 7 у DD 0,24 •ю-3, где 0 - постоянная спада давления за фронтом УВ, с. Как отмечалось ранее, при взрыве в воде протяженность фазы сжатия УВ достигает большой величины, поэтому длительность ее не является показатель- ной характеристикой эпюры давления, которая на начальном участке хорошо описывается экспоненциальной зависимостью Ар = Арт е”//е. Константа 0 ха- рактеризует изменение избыточного давления в окрестности фронта волны. Соотношения (3.3) предложены Р. Коулом и носят его имя. Они справедливы в диапазоне значений 1,05 < г/< 12,8 а первое из них для определения Др^ можно использовать, начиная со значения г/= 0,635, что соответ- ствует примерно 12 радиусам заряда. При взрыве в грунте: (3.4) где К, ц - константы для некоторых типов неводонасыщенных грунтов естест- венного сложения (табл. 3.1). Таблица 3.1. Значения констант для определения параметров взрывных волн в грунте Грунт К, Hi Кг к3 к. Песчаный 7,5 3 4000 1,5 4 16 Суглинистый 8 3 4000 1,5 10 10 Лёссовидный 4,5 2,8 5000 1,65 14 14 В грунтах вблизи места взрыва волны являются ударными, но по мере удаления от центра взрыва УВ преобразуются в волны сжатия с постепенным подъемом давления за фронтом волны до максимального значения и последу- ющим его спадом. Формула (3.4) для Арт относится к оценке максимального избыточного давления, величина которого может соответствовать не только фронту волны. Диапазон использования формул (3.4) ограничен величиной Ар > 105 Па. Сравнивая выражения (3.2)-(3.4), можно сделать следующий вывод: если в воздухе давление Арт плавно изменяется от стадии сильного взрыва
3.1. Основные понятия и общие сведения 181 к акустической, то УВ в воде быстро переходит в акустическую (Apw ~ 1 /г), а в неводонасыщенных грунтах (вплоть до достаточно низких давлений) затухает подобно сильной УВ (Apw ~ 1 /г3). Последнее обстоятельство связано с пористой структурой грунта и наличием защемленного в грунте воздуха. При определении параметров взрыва зарядов других ВВ пользуются прин- ципом энергетического подобия, из которого следует, что параметры УВ не из- меняются, если остается постоянной выделяющаяся энергия. Таким образом, в формулы (4.2)-(4.4) следует подставлять массу тротилового эквивалентного заряда ВВ, которую находят из условия ^эбтнт “ откуда тз = m^Q/Q^v где 2, 2тат - удельные теплоты взрыва используемого ВВ и ТНТ. М. А. Садовский рекомендовал зависимости (3.2) для зарядов массой более 100 кг, так как при меньшей массе заряда заметное влияние оказывают потери энергии в результате разбрасывания поверхностного слоя не прореагировав- шего ВВ (слоя Харитона). Эти химические потери учитывают подстановкой в выражение (3.2) значения массы прореагировавшего ВВ (активной массы), определяемой соотношением | 1 —— , 2г где б?кр - критический диаметр детонации ВВ. При взрыве в конденсированных средах химическими потерями для зарядов любой массы можно пренебречь. Оболочка заряда неоднозначно влияет на параметры взрыва. С одной стороны, она заметно снижает начальные параметры УВ и отбирает энергию на деформацию, разрушение корпуса и разгон осколков, с другой - уменьшает химические и энтропийные потери при взрыве и возвращает часть энергии в УВ при торможении осколков в окружающей среде. Эксперименты показывают, что при значении коэффициента наполнения, большем 0,4, влиянием оболочки на параметры воздушных взрывных волн можно пренебречь. При взрыве в плот- ных средах, где осколки практически сразу тормозятся, влияние оболочки еще менее заметно. Строго говоря, формулы (3.2)-(3.4) справедливы для сферических за- рядов при центральном инициировании, однако в указанных диапазонах ими можно пользоваться также и для оценки параметров взрыва компактных за- рядов любой формы (с отношением характерных размеров порядка едини- цы) и при произвольной точке инициирования, так как уже на расстояниях порядка нескольких длин заряда в конденсированных средах и 10-15 длин заряда в воздухе указанные факторы практически перестают влиять на па- раметры УВ.
182 Глава 3. Фугасные боеприпасы Зона разрушения при взрыве в твердых средах При взрыве в твердых средах типа грунтов или горных пород под действи- ем высокого давления ПД слои породы, непосредственно примыкающие к за- ряду, раздавливаются (изменяют внутреннюю структуру), сильно сжимаются и, переходя в пластическое состояние, перемещаются в радиальном направлении. В результате чего порода полностью вытесняется ПВ, образуя полость, которую называют зоной вытеснения, или камуфлетной полостью. К зоне вытеснения примыкает зона сильно деформированной и уплотненной породы. Для нее, особенно в однородных горных породах, характерно наличие системы спиральных поверхностей скольжения, касательные к которым обра- зуют углы около 45° к радиальным направлениям, исходящим из центра заряда. По мере удаления от места взрыва в движение вовлекается все увеличива- ющаяся масса среды, вследствие чего плотность энергии, сообщенной единице объема среды, уменьшается, а напряжения сжатия убывают. На некотором рас- стоянии они становятся меньше предела прочности материала. Начиная с это- го расстояния, структура среды остается в основном такой же, какой она была до взрыва: отсутствуют поверхности скольжения и ничтожно мало уплотнение материала. Однако в этой зоне еще значительны радиальные смещения частиц среды, вызывающие такие растягивающие напряжения, которые приводят к раз- рыву породы и образованию системы радиальных трещин. Зону, в которой на- блюдаются радиальные трещины, называют зоной разрыва среды. Зоны вытеснения, раздавливания и разрыва можно объединить в единую зону разрушения, так как твердая среда в этой области претерпевает разрушение в той или иной форме. За зоной разрушения породы следует зона пластических, а затем упругих деформаций, не вызывающих нарушение сплошности среды, которая называется зоной сотрясения. Находящиеся в зоне объекты подвергают- ся так называемому сейсмическому действию взрыва, вызванному распростра- нением по породе волны сжатия. При взрыве сосредоточенного заряда радиус зоны разрушения 7?р (м) можно вычислить по эмпирической зависимости Rp=Kp^, (3.5) где Кр - коэффициент, зависящий от свойств твердой среды, м/кг1/3; тэ - масса эквивалентного тротилового заряда ВВ, кг. Значения коэффициента Кр для не- которых сред приведены ниже: Суглинок................................ 1,15-1,20 Известняк............................... 0,95-1,10 Песчаник................................ 0,85-0,90 Гранит.................................. 0,80-0,85 Кирпичная кладка........................ 0,95-1,10 Бетон................................... 0,82-0,90 Железобетон............................. 0,50-0,60 Радиус камуфлетной полости пропорционален радиусу зоны разруше- ния (3.5) и примерно равен гк « 0,367?р.
3.1. Основные понятия и общие сведения 183 Рассмотренный случай взрыва в неограниченном пространстве на практи- ке встречается достаточно редко. Как правило, взрыв заряда происходит либо вблизи, либо непосредственно на поверхности раздела различных сред. Взрыв на границе раздела сред При взрыве заряда на поверхности жесткой недеформируемой преграды вся выделяющаяся энергия затрачивается на формирование УВ в полупространстве, следовательно, параметры ее будут такими же, как при взрыве в неограниченном пространстве заряда удвоенной массы, и могут быть рассчитаны по формулам (3.2)-(3.4) при подстановке в них величины 2тивв. Если преграда сжимаема, то часть энергии затрачивается на ее деформирование, поэтому активную массу заряда, определяющую интенсивность УВ в среде, вычисляют из соотношения тл = 211твв> (3.6) где т| - коэффициент, учитывающий свойства преграды (т| = 1 - для абсолютно жесткой преграды, т| = 0,5 - для ограничивающего полупространства, совпада- ющего по динамической сжимаемости со средой, в которой рассматривается УВ). Значения т| для некоторых типов преград при расчете параметров воз- душных и водных взрывных волн приведены ниже: Плита: стальная.................................... 1,00 железобетонная .......................... 0,95-1,00 Бетон, скальный грунт...................... 0,85-0,95 Плотные суглинки и глина................... 0,70-0,80 Грунты средней плотности................... 0,60-0,65 Вода....................................... 0,55-0,60 Дно водоема: скальное....................................0,85...0,90 глинистое.................................0,65...0,70 песчаное..................................0,55...0,60 Взрыв заряда на поверхности воды и грунта приводит также к формиро- ванию УВ и в этих средах, однако в этом случае значение коэффициента т| меньше 0,5 и равно: 0,10...0,15 - для плотного суглинка; 0,20...0,25 - для грун- тов средней плотности; 0,30...0,35 - для воды. При этом за счет влияния волны разгрузки, распространяющейся со свободной поверхности, параметры УВ зависят не только от расстояния до места взрыва, но и от выбранного направ- ления. Поэтому зависимости (3.3) и (3.4) с учетом выражения (3.6) и указан- ных значений т| используют лишь при определении параметров в направлении нормали к свободной поверхности. Параметры вдоль оси, наклоненной под углом (р < 30...40° к нормали, в первом приближении можно описать законом косинусов, т. е. представить в следующем виде: (ф) = (O)coscp; i+ (ф) = i+ (О)совф; т+(ф) = т+(0)созф; 0(ф) = О(О)со8ф.
184 Глава 3. Фугасные боеприпасы Взаимодействие взрывных волн с поверхностью раздела сред При воздушном взрыве на некоторой высоте Н (рис. 3.3, а) У В будет отра- жаться от поверхности грунта или водоема. Так как избыточное давление в ВУВ очень быстро падает (на расстоянии г = 15г0 оно составляет порядка 20 • 105 Па), то в большинстве практических приложений как воду, так и грунт можно считать жесткими недеформируемыми преградами. В эпицентре взрыва (точка О на рис. 3.3, а) происходит нормальное отра- жение УВ. До некоторого радиуса 7?к на поверхности, пока угол падения волны меньше критического (у < Жкр)? наблюдается косое регулярное отражение, а при R > отражение переходит в нерегулярный режим, образуется головная волна, а траектория тройной точки (штрихпунктирная линия на рис. 3.3, а) удаляется от поверхности. В отличие от случая отражения стационарных волн, при пере- ходе от регулярного к нерегулярному отражению взрывной волны резкого воз- растания давления не наблюдается. Можно отметить лишь локальную немоно- тонность его изменения в окрестности значений \|Г (кривая 1 на рис. 3.3, б). На больших удалениях отраженная и падающая волны сливаются, образуя полу- сферическую волну с центром в эпицентре взрыва, параметры которой эквива- лентны параметрам взрыва заряда непосредственно на жесткой поверхности. Решение задачи о нормальном отражении УВ от жесткой поверхности в со- вершенном газе с показателем адиабаты к приводит к следующей зависимости для избыточного давления в момент отражения: АРот = 2Дрт + (£+1)д^ (к-\)^рт+2кр() (3-7) Эта формула, называемая формулой Власова-Измайлова (впервые указан- ная задача решена в 1935 г.), с помощью соотношений динамической совмест- ности на фронте УВ может быть представлена в виде Л о Л к + \ 2 где к = 1,4 - для воздуха при Дрот < 20р0; рт, ит - плотность и массовая скорость на фронте падающей взрывной волны. Рис. 3.3. Схема процесса отражения сферической взрывной волны от жесткой поверх- ности (а) и изменение давления отражения при удалении от эпицентра взрыва (б)
3.1. Основные понятия и общие сведения 185 Если считать, что при падении волны под углом рост давления связан с торможением нормальной составляющей скоростного напора, то последняя зависимость запишется в виде . ~ . к +1 ? 2 ДРот = 2Дри +^-P,„MmC0S V, или, аналогично формуле (3.7), Г (& + 1)Др 2 ДРот = дРт 2+а ЙА cos V • (3.8) [ (к-1)Лрт+2кр0 J Зависимость (3.8) хорошо описывает экспериментальные данные при значе- ниях угла падения волны до 60... 65°. В дальнейшем при у —> 90° (R /Н -ь ©о) —> \рт (кривая 2 на рис. 3.3, 0, в то время как в связи с переходом волны в полусферическую должно выполняться условие Поэтому для вычисления избыточного давления отражения взрывной волны при больших углах падения можно воспользоваться соотношением (3.2) для случая размещения за- ряда в эпицентре взрыва на жесткой поверхности (кривая 3 на рис. 3.3,6), начиная с точки пересечения кривых 2 и 3 (см. уравнения (3.2) и (3.8) соответственно). Длительность фазы сжатия при отражении волны возрастает незначитель- но (примерно в 1,10-1,15 раза), поэтому в первом приближении можно при- нять тот - ^2т+ . Этим соотношением можно пользоваться при определении тот на любом удалении от эпицентра взрыва, так как оно удовлетворяет предельному переходу волны в полусферическую. Возрастание импульса избыточного давления при отражении волны связа- но как с торможением скоростного напора, так и с увеличением длительности фазы сжатия, поэтому запишем (& + 1)Др 2 I , v . ’^т------cos2 у г. (*-1)Дри + 2^0 (3-9) Так же, как и в случае оценки избыточного давления, при вычислении по за- висимости (3.9) получают завышенные результаты при больших углах падения, когда волну можно считать полусферической и воспользоваться уравнением (3.2) для заряда массой 2лпвв, размещенного в эпицентре взрыва. При взрыве в воде УВ отражается как от свободной поверхности, так и от дна водоема (рис. 3.4, а). Динамическая жесткость воды на 3-4 порядка больше динамической жесткости воздуха, поэтому влиянием последнего в про- цессе отражения можно пренебречь, считая, что на свободной поверхности избыточное давление всегда равно нулю. Кроме того, как отмечалось ранее, процесс распространения УВ в воде быстро переходит в акустическую стадию, т. е. его можно рассматривать в акустическом приближении, при котором от- ражение волны от свободной поверхности эквивалентно взаимодействию двух волн: от заряда и отрицательного источника такой же интенсивности, располо- женного симметрично относительно свободной поверхности (см. рис. 3.4, а).
186 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.4. Схема процесса (а) отражения водной УВ от свободной поверхности (точка А) и дна водоема (точка В) и эпюры давления в этих точках (б): 1 - кривая изменения давления от заряда; 2 - кривая изменения давления от мнимого источника В рассматриваемую точку А, расположенную на глубине h и удаленную от заряда и отрицательного мнимого источника на расстояния г и 7?, обе волны придут с за- держкой тд, которую определяют из очевидного геометрического соотношения R-r со г с0 (3.10) где с0 - скорость звука в воде; Н - глубина размещения заряда. Графики изме- нения давления в точке А от заряда (кривая 1 на рис. 3.4, б) и мнимого отрица- тельного источника (кривая 2 на рис. 3.4, б) строят по одним зависимостям (3.3) (с учетом знака и удаления от источников), а их сумма дает полную эпюру (заштрихована на рис. 3.4, б). Вода не выдерживает отрицательных давлений и после прихода волны разрежения кавитирует (разрывается), а избыточное дав- ление в ней становится равным нулю. Поэтому удельный импульс волны можно определить, интегрируя эпюру давления до момента прихода волны разрежения от свободной поверхности. Характер отражения водной УВ от дна водоема существенно зависит от свойств грунта дна. В случае абсолютно жесткого дна процесс отражения эк- вивалентен взаимодействию двух акустических волн от положительных источ- ников одинаковой интенсивности, расположенных симметрично относительно плоскости дна (см. рис. 3.4, а). В произвольной точке В давление до момента прихода отраженной волны изменяется так же, как при взрыве в безграничной жидкости, а затем становится равным сумме давлений падающей и отраженной волн (см. рис. 3.4, б). Время прихода отраженной волны находят по формуле
3.1. Основные понятия и общие сведения 187 (3.10) с учетом расположения заряда и рассматриваемой точки относительно дна водоема. При снижении жесткости дна интенсивность отраженной волны падает. Приближенно учесть этот эффект можно уменьшением интенсивности (массы заряда) мнимого источника, т. е. считая, что отраженная волна формируется за- рядом, массу которого находят из соотношения = т]тивв,где Л “ коэффициент, зависящий от свойств грунта дна водоема (г| ~ 0,75 - для скального дна, г| = = 0,3 - для глинистого дна, г| = 0,15 - для песчаного дна). При взрыве в грунте вблизи свободной поверхности возникает очень слож- ная волновая картина, связанная с появлением поперечной и поверхностной волн. В первом приближении при оценке параметров взрыва вблизи поверхности грунта можно воспользоваться таким же подходом, что и для воды. При этом следует учитывать, что в грунтах, обладающих достаточной прочностью (напри- мер, скальных породах), в волне разгрузки могут существовать значительные растягивающие напряжения. Воронка выброса При взрыве сосредоточенного заряда на большой глубине, когда свободная поверхность грунта не оказывает влияния на процесс разрушения твердой среды, форма камуфлетной полости близка к сферической (рис. 3.5, а). Уменьшение глубины заложения заряда приводит к вытягиванию камуфлетной полости в на- правлении свободной поверхности и появлению на ней остаточного холмика (рис. 3.5, б). При дальнейшем приближении заряда к свободной поверхности размеры холмика увеличиваются, а толщина его свода уменьшается, в резуль- тате чего уже после взрыва под действием силы тяжести он может обвалить- ся в камуфлетную полость. Образуется так называемая провальная воронка (рис. 3.5, в), что характерно для крупномасштабных взрывов (например, ядер- ных). Наконец, при глубинах, меньших некоторой критической величины, ПВ а Рис. 3.5. Образование воронки при взрыве в грунте: а - камуфлетная полость; б - полость, образующаяся в результате влияния свободной поверхности; в - провальная воронка; г - воронка выброса
188 Глава 3. Фугасные боеприпасы на стадии расширения прорываются в атмосферу и формируется воронка выбро- са (рис. 3.5, г). Характерная особенность воронок выброса - наличие видимой глубины йв, которая может заметно отличаться от глубины заложения заряда h и глубины зоны вытеснения грунта. Кроме того, по краям воронки образуется насыпной валик (гребень). Связано это с частичным осыпанием склонов воронки и падением на дно части грунта, выбрасываемого вверх. Форму воронки выброса принято характеризовать показателем действия взрыва (показателем выброса) и, равным отношению радиуса воронки гв к глубине заложения заряда h (п = г /К). Общий вид формулы, связывающей массу эквивалентного тротилового за- ряда с размерами воронки при не очень большой глубине заложения заряда (h < < 25 м), может быть получен с помощью теории подобия и размерностей: тэ=К^п^=кГ^, (3.11) п где К-коэффициент (зависит от свойств твердой среды), называемый удельным расходом ВВ при взрыве на выброс и связанный с коэффициентом Кр в формуле (3.5) соотношением К « 1,68/Х"р3;/(и)-функция показателя действия взрыва. Если и = 1,/(и) = 1, то такой заряд называют зарядом нормального выбро- са, при п > 1,/(«) > 1 - зарядами усиленного выброса, а заряды с показателями п < l9f(n) < 1 - зарядами уменьшенного выброса. Известно более десятка видов записи функции f(ri) в формуле (3.11). Пер- вый вид/(и) = [(и2 +1)/2]2/3 предложен Белидором в 1731 г., наиболее часто ис- пользуется функция f(n) = 0,4 + 0,би3 (М.М. Боресков, 1871 г.), а теоретически выражение f(ri) = [(и2 + 1) / 2]9/4 и связь между коэффициентами К и Кр были получены Л. Е. Власовым в 1946 г. Эти формулы обладают разной степенью до- стоверности и справедливы в ограниченных диапазонах изменения п. Наиболее общее выражение функции f(n) - 2(3п2 + 4)2/ (п + 97) для диапазона 0 < п < °° было предложено Т. М. Саламахиным на основе обработки опытных данных. Глубина воронки йв в связанных грунтах может быть определена по соот- ношению h =kr, в в в’ где кз - коэффициент, зависящий от свойств грунта (к* = 0,4.. .0,5 для сухого песка; кз = 0,45...0,55 для влажного песка, супеси и суглинка; кз = 0,5...0,7 для глины). В скальных породах при п = 1,75...2,0 глубина воронки примерно равна глубине заложения заряда (йв ~ й), а при п = 2,5.. .3,0 превышает ее, но не более чем на 10...20%. 3.2. Артиллерийские снаряды и мины Основное отличие фугасных снарядов и мин от осколочных заключается в том, что фугасные снаряды содержат значительно большее количество ВВ, что позволяет применять их для разрушения прочных огневых сооружений, команд- ных пунктов, узлов связи, имеющих деревоземляные, деревокаменно-земляные и легкие железобетонные защитные покрытия.
3.2. Артиллерийские снаряды и мины 189 Артиллерийские снаряды Фугасные снаряды используют для поражения самоходных установок, стар- товых площадок тактических и оперативно-тактических ракет, аэродромов, мор- ских судов, береговых укреплений, разрушения проволочных, минных и других заграждений. При необходимости фугасные снаряды могут применять против открыто расположенной живой силы и танков противника. Фугасные снаряды используют в наземной и морской артиллерии крупного калибра, отдельные образцы специальных фугасных снарядов малого и средне- го калибра находят применение в зенитных, морских и авиационных пушках. По элементам внешнего очертания пушечные фугасные снаряды имеют дальнобойную форму, снаряды к гаубицам и мортирам - недальнобойную форму (рис. 3.6). Снаряды снабжены привинтной головкой, а в отдельных случаях - ввинтным дном. Для обеспечения должной прочности при ударе и проникании в различные преграды корпуса их изготовляют из стали, иногда со специальными легирующими присадками для повышения прочностных характеристик матери- ала. Снаряжают тротилом или его сплавом с более мощными ВВ (гексогеном) и снабжают дополнительным детонатором в разрывном заряде, который поме- щают в запальный стакан. Фугасные снаряды в сравнении с осколочными и осколочно-фугасными снарядами имеют значительно больший коэффициент наполнения. Для снарядов к гаубицам и мортирам он может составлять более 20 %, для снарядов к пушкам - около 15 %. Фугасные снаряды к гаубицам и особенно к мортирам обладают высо- ким могуществом действия, в том числе и осколочным. Последнее обеспечивается за счет высокого коэффициента наполнения ВВ. Корпус при разрыве дробится на большое количество осколков, которым сообщается большая скорость, чем Рис. 3.6. Фугасные 203-мм не- дальнобойный снаряд Ф-625 (а), 203-мм дальнобойный снаряд Ф-625Д (б) и 210-мм снаряд Ф-643 (в): 1 - ведущий поясок; 2 - разрыв- ной заряд; 3 - корпус снаряда; 4 - привинтная головка; 5 - запаль- ный стакан; 6 — головной взрыва- тель; 7 - шашки дополнительного детонатора
190 Глава 3. Фугасные боеприпасы у осколочных и осколочно-фугасных снарядов, что позволяет им сохранять свои убойные свойства на значительном расстоянии от места взрыва. Фугасные снаряды снабжают головными, донными или для повышения без- отказности действия одновременно обоими ударными взрывателями. Головные взрыватели имеют установки на реакционное (мгновенное), инерционное и за- медленное действие. Донные взрыватели обычно имеют установки на инерцион- ное и одну или две установки на замедленное действие. В настоящее время фугасные снаряды полевой артиллерии входят в боекомплект орудий калибра 180 мм и выше (табл. 3.2). Таблица 3.2. Конструктивные характеристики фугасных снарядов Орудие, для которого предназначен снаряд Индекс снаряда Полная длина, клб Масса, кг Толщина стенки, клб Коэффи- циент на- полнения ВВ а, % снаряда разрывного заряда 180-мм пушка С-23 Ф-572 5,38 88 10,7 0,15 12,1 203-мм гаубица Б-4 Ф-625 4,63 100 23,4 0,08 23,4 То же Ф-625Д 4,65 100 15,8 0,13 15,8 210-мм пушка БР-17 Ф-643 5,19 133 18,8 0,13 14,4 210-мм пушка В-3 Ф-644 5,20 133 15,6 0,16 11,7 Снаряды Ф-572, Ф-625Д, Ф-643, Ф-644 имеют дальнобойную форму, а сна- ряд Ф-625 - недальнобойную (см. рис. 3.6). Корпуса фугасных снарядов Ф-572, Ф-625Д, Ф-643, Ф-644 снабжены привинтными головками, а снаряд Ф-625, кро- ме этого, - запальным стаканом. Корпуса снарядов изготовляют из хромистых сталей марок 45Х и 45X2, а привинтные головки - из хромистой или углероди- стой снарядной стали. На корпусе крепят один-три ведущих пояска. Снаряды снаряжены тротилом методом заливки в камору. Артиллерийские мины Фугасные артиллерийские мины предназначены для навесной стрельбы из минометов, что приводит к повышению эффективности поражающего дей- ствия по целям, размещенным на обратных скатах местности. Фугасные мины - мощные средства разрушения оборонительной полосы противника с заранее сооруженными укреплениями и огневыми точками. Фугасные мины имеют калибр свыше 120 мм. Корпуса фугасных мин изго- тавливают из стали и сталистого чугуна, снаряжают тротилом и реже суррогат- ными ВВ, а также снабжают ударными головными взрывателями с установками на реакционное (осколочное), инерционное (фугасное) и замедленное действие. Для предохранения разрушения взрывателя и головной части мины при ударе по прочностным преградам их снабжают специальными предохранительными колпаками, выполненными из высокопрочной стали.
3.2. Артиллерийские снаряды имины 191 Для обеспечения надежной детонации большого разрывного заряда в фу- гасных минах применяются два дополнительных детонатора, один из которых размещают в запальном стакане, а второй - в разрывном заряде. Запальный стакан обеспечивает надежную герметизацию снаряжения, полноту разрыва и повышает мощность взрыва. В настоящее время отечественные фугасные мины имеют калибры 160 и 240 мм и используются для стрельбы из 240-мм миномета М-240 (на дальность от 800 до 9 700 м), 160-мм миномета М-160 (на дальность от 750 до 8040 м) и 160-мм миномета образца 1943 г. (на дальность от 620 до 5100 м) (табл. 3.3). Таблица 3.3. Конструктивные характеристики фугасных мин Наименование мины Индекс мины Длина с взрывате- лем, клб Масса, кг Толщина оболочки, клб Коэффици- ент напол- нения а, % мины ВВ Стальные: 240-мм к М-240 Ф-864 6,40 130,70 31,95 0,062 23,3 160-мм к М-160 Ф-853С 7,00 41,14 9,00 — 21,8 То же Ф-853У 7,05 41,14 9,00 0,094 21,8 Из сталистого чугуна: 160-мм к М-160 Ф-853А 7,00 41,14 7,72 0,103 18,8 То же Ф-853АУ 7,15 41,14 7,72 0,103 18,8 » Ф-853 6,85 40,87 7,45 - 18,2 160-мм к миномету образца 1943 г. Ф-852 6,85 40,87 7,45 - 18,2 Мина Ф-864 (рис. 3.7, а) снабжена большим и малым предохранитель- ными колпаками, корпус ее цилиндрической формы и изготовлен из стали 45Х или 45X12. Корпуса мин Ф-853У калибра 160 мм (рис. 3.7, б) каплео- бразной формы выполнены из стали или сталистого чугуна. В головной части корпуса есть очко под запальный стакан. Камору стальных мин сна- ряжают тротилом, а мин из сталистого чугуна - амматолом А-80. Для обе- спечения надежной детонации разрывного заряда в его гнезде размещают шашки из прессованного тетрила. В качестве примера корректируемых фугасных мин, предназначенных для поражения малоразмерных целей, можно отметить мину ЗФ5 («Смельчак»), предназначенную для стрельбы из 240-мм буксируемого миномета М-240 или самоходного миномета 2С4. Мина массой 134 кг, длиной 1 635 мм снаряжена мощным взрывчатым составом в тротиловом эквиваленте 32 кг и оснащена лазерной полуактивной системой самонаведения с импульсными двигателями коррекции, обеспечивающей на дальности стрельбы от 3,5 до 9,2 км круговое срединное отклонение 0,8... 1,4 м и поражение малоразмерных прочных целей одним-тремя выстрелами.
192 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.7. Фугасные мины калибров 240 (а) и 160 мм (б): 1 - корпус; 2 - разрывной заряд; 3 - до- полнительный детонатор из тетриловых шашек; 4 - прокладки; 5 — детонатор из тетриловых шашек; 6 - запальный стакан; 7 - предохранительный большой колпак; 8 - взрыватель; 9 - предохрани- тельный малый колпак; 10 - стабилизатор; 11 - перья стабилизатора; 12 - пробка; Ц, И - верхнее и нижнее центрирующие утолщения Оценка могущества фугасных снарядов и мин Артиллерийские фугасные снаряды и мины, как отмечалось ранее, предна- значены для действия по сооружениям противника, однако воронки, образуемые при взрыве снарядов в грунте, позволяют оценивать их могущество независимо от характера и прочности цели. Фугасное действие снарядов и мин измеряется абсолютным или отнесенным к массе разрывного заряда объемом воронки. Вследствие неоднородности грунта и несимметричности размещения сна- ряда относительно свободной поверхности воронки обычно имеют довольно неправильную форму. В полигонной практике форму воронки принимают в виде простого усеченного конуса с большим основанием, лежащим на поверхности грунта, и малым основанием радиусом, равным половине радиуса воронки. При этом глубина воронки оказывается равной глубине взрыва заряда h. Очевидно, что объем воронки V может быть выражен через глубину h и показатель действия взрыва (показатель выброса) п:
3.3. Авиационные бомбы 193 7 V = — лйг2 ®1,83л2/г3. 12 в Наиболее характерны для фугасного действия артиллерийских снарядов и мин воронки нормального (п = 1) и усиленного (п > 1) выброса. Наивыгод- нейшее фугасное действие соответствует такому заглублению снаряда в пре- граду, когда один килограмм ВВ выбрасывает наибольшее количество грунта, достигающее 2,2...2,5 м3. Влияние разнообразных, трудно поддающихся точному учету факторов на величину фугасного действия чрезвычайно затрудняет подбор оптимально- го замедления срабатывания взрывателей и вынуждает останавливаться на не- которых средних значениях. При слишком большом замедлении взрывателя происходит подземный взрыв снаряда с образованием камуфлетной полости. Стрельбу на камуфлетах используют для разрушения подземных сооружений. Разрушение подземных объектов наступает тогда, когда они оказываются в пределах радиуса зоны разрушения 7?р (см. (3.5)). Для расчета поражающего дей- ствия используют метод эквивалентных слоев. Слой материала объекта разруше- ния толщиной b заменяют эквивалентным по сопротивляемости слоем грунта Ьз: где АГр, АГр1 - коэффициенты, определяющие размеры зон разрушения в грунте и материале объекта соответственно. Отсюда радиус зоны разрушения может быть найден по формуле Массу эквивалентного тротилового заряда ВВ, необходимого для разруше- ния объекта на расстоянии 7?р, вычисляют следующим образом: 3.3. Авиационные бомбы Авиационными бомбами называют БП, сбрасываемые с самолетов или других ЛА и отделяющиеся от держателей под действием силы тяжести или с небольшой скоростью принудительного отделения. Различают управляемые (корректируемые) и неуправляемые АБ. Управляемые АБ имеют различные си- стемы наведения, которые обеспечивают высокую точность попадания бомбы в цель. Неуправляемые АБ обычно называют просто авиационными бомбами. Фугасные АБ (ФАБ) - наиболее универсальный и распространенный тип авиационных бомб, применяемых для разрушения и уничтожения различных
194 Глава 3. Фугасные боеприпасы по своей уязвимости целей. Коэффициент наполнения ФАБ - 0,40...0,55. Из- вестны также ФАБ с меньшим коэффициентом наполнения (толстостенные АБ). Фугасные АБ используются с ударными взрывателями мгновенного (по целям, расположенным на поверхности земли) и замедленного действия (по объектам, поражаемым взрывом АБ внутри объекта, и по заглубленным целям). В послед- нем случае поражение целей осуществляется также сейсмическим действием взрыва. Фугасные АБ, укомплектованные взрывателями длительного замедле- ния, могут применяться для минирования местности. В этом случае взрыватели снабжают вибрационными устройствами и противосъемными механизмами («ловушками»), вызывающими взрыв АБ при сотрясении грунта перемеща- ющимися вблизи целями (поезд, танк и др.) или при попытке обезвредить АБ. Типовая ФАБ (рис. 3.8) включает в себя корпус 7, снаряжение 2, подвесную систему 5, стабилизатор 4. запальный стакан 5, дополнительный детонатор 6 и баллистическое кольцо 7. Корпус предназначен для соединения всех элемен- тов АБ в единое целое и размещения в нем снаряжения. Обычно корпус АБ конструктивно состоит из головной, средней и хвостовой частей, соединенных между собой сваркой. Головную часть выполняют в виде оживала, сочетания двух усеченных конусов или полусферы. Форма и размеры головной части оказывают существенное влияние на аэродинамику АБ. Авиационные бомбы, используемые для пробивания прочных преград и проникания в них, имеют массивную и весьма прочную головную часть. Приведение в действие боевого снаряжения осуществляется взрывате- лями или ВУ. Взрывательные устройства, как правило, являются встроенны- ми и устанавливаются в головной или хвостовой части корпуса АБ при ее сборке на заводе-изготовителе. Взрыватели же чаще всего снаряжаются в АБ перед ее применением путем установки в один или несколько патрубков с резьбовыми соединениями, которые называются запальными стаканами. У некоторых АБ в заводских условиях в запальные стаканы помещаются до- полнительные детонаторы, которые поджимаются пробкой с помощью кар- тонного вкладыша. В послевоенные годы на вооружение Советской армии было принято не- сколько типов ФАБ калибров 100,250, 500,1500,3000, 5000 и 9000 кг. Фугасные АБ, принятые на вооружение в конце 1940-х - начале 1950-х гг., в основном Рис. 3.8. Фугасная авиационная бомба: 7 - корпус; 2 - снаряжение; 3 - подвесная система (ушки); 4 - стабилизатор; 5 - запаль- ный стакан; 6 - дополнительный детонатор; 7 - баллистическое кольцо
3.3. Авиационные бомбы 195 предназначались для действия по крупным морским кораблям. Лишь ФАБ-1500 и бомбы большего калибра считались приемлемыми для ударов по промышлен- ным объектам, плотинам и подземным сооружениям (рис. 3.9, табл. 3.4). Рис. 3.9. Фугасные авиационные бомбы сво- бодного падения 1940-1990-х гг.: ФАБ-100 (а), ФАБ-250 (б-г), ФАБ-500 (д-ж) и ФАБ-5000 (з) Обычная бомба ФАБ-1500 имеет стенки толщиной 18 мм и массу ВВ 675 кг. ФАБ-3000М-46 и ФАБ-3000М-54 содержат по 1400 и 1387 кг тротила, а ФАБ-9000М-54 - 4297 кг тротила. Стремительный научно-технический прогресс в XX в. позволил перейти к разработке нового типа авиационного вооружения - управляемым (корректи- руемым) АБ, которые создавались в течение двух периодов: первый охватывает 1940-1950 гг, второй - с конца 1960-х гг. по настоящее время. Таблица 3.4. Характеристики ФАБ свободного падения 1940-1950-х гг. Индекс Масса, кг Длина, мм Диаметр, мм бомбы БЧ ВВ ФАБ-100 100 70 - 964 267 ФАБ-250 250 230 99 1589 285 ФАБ-500 500 450 213 2142 392 ФАБ-1500 1400 1200 675 3000 580 ФАБ-5000 4900 4200 2207 3107 642
196 Глава 3. Фугасные боеприпасы Первый период разработки был связан в основном с решением принципи- альных вопросов выбора конструктивно-аэродинамических компоновок изде- лий, построением систем наведения и управления, энергопитания и отработки тактики применения образцов УАБ. Однако он быстро завершился, так как ин- терес к УАБ к концу 1950-х гг. был утрачен. Возобновление работ по созданию УАБ - второй период - диктовалось требованиями существенного повышения эффективности боевого применения бомбового вооружения в условиях высоких скоростей самолетов-носителей и увеличения дальности применения, что было вызвано созданием эффективных систем ПВО. Второй период работ проходил в условиях интенсивного внедре- ния новых достижений и современных технологий в науке и технике, особенно с появлением персональных компьютеров и элементной базы. Современные отечественные и зарубежные УАБ по сравнению с неуправля- емыми позволяют в сотни раз повысить точность бомбометания, в десятки раз усилить поражающую способность, до десяти и более раз сократить число само- летовылетов и до десятка раз снизить затраты на поражение цели и расход АБ. Отечественные корректируемые авиационные бомбы КАБ-1500Л-Ф и КАБ-1500Л-Пр (рис. 3.10) имеют одинаковые массогабаритные характери- стики (полную массу - 1525 кг; длину - 4580 мм; диаметр корпуса - 580 мм; размах оперения - 850 мм (в сложенном положении), 1300 мм (в раскрытом положении)) и снабжены полуактивной лазерной системой наведения с флю- герной головкой самонаведения, обеспечивающей точность наведения на цель (среднеквадратичное отклонение) в пределах 4...7 м. Взрыватели КАБ - кон- тактные с тремя видами замедления. Бомбы применяются в составе комплек- сов вооружения самолетов фронтовой авиации с высот 1... 15 км при скорости 550... 1700 км/ч. Боевая часть КАБ-1500Л-Ф - фугасная с общей массой 1170 кг и массой ВВ 440 кг - предназначена для поражения наземных и надводных малоразмерных целей типа железнодорожных и шоссейных мостов, военно-промышленных объектов, кораблей и транспортных узлов, складов боеприпасов, железнодо- рожных узлов. Рис. 3.10. Корректируемые авиационные бомбы КАБ-1500Л-Ф (а) и КАБ-1500Л-Пр (б)
3.3. Авиационные бомбы 197 Боевая часть КАБ-1500Л-Пр - фугасно-проникающая, подкалиберная, вкладного типа с общей массой 1100 кг и массой ВВ 210 кг, обеспечивает про- никание в грунт на глубину 10.. .20 м или пробитие железобетонного перекрытия толщиной до 2 м и поражает неподвижные малоразмерные особо прочные и за- глубленные цели типа железобетонных укреплений усиленного типа, командных пунктов и складов ядерного оружия. Разрушающее действие ФАБ Радиусы зон повреждений при установке взрывателей ФАБ на мгновенное действие приведены в табл. 3.5. В качестве примера приведены опытные данные для размеров воронок, об- разовавшихся при бомбометании с высот 1200.. .3500 м авиационными бомбами различных калибров при установке замедления взрывателя 0,2 с (табл. 3.6). Таблица 3.5. Радиусы зон повреящений Наименование АБ Значение, м Зона сильных повреждений Зона средних повреждений Зона легких повреждений ФАБ-50 12 25 50 ФАБ-100 18 35 70 ФАБ-250 28 56 112 ФАБ-500 40 80 160 ФАБ-1500 56 112 224 Примечание. Под зоной сильных повреждений следует понимать повреждения кирпичной кладки; под зоной средних повреждений - повреждения деревянных стен и частей зданий; под зоной легких повреждений - разбитие стекол, смещение черепицы и т. п. Таблица 3.6. Размеры воронок Наименование АБ Грунт Значение, м диаметр глубина ФАБ-100 Известняк 1,5-2,0 0,7-1,0 ФАБ-250 » 4,5-5,5 1,2-1,5 ФАБ-500 » 6,0-8,0 1,5-2,0 ФАБ-1500 Суглинок 11,0-12,0 4,1-4,5 После выхода УВ на поверхность грунта (при установке взрывателя на за- медленное действие) от эпицентра взрыва начинает распространяться поверх- ностная сейсмическая волна (волна Рэлея), являющаяся следствием совместного воздействия продольных и поперечных колебаний частиц грунта вблизи свободной
198 Глава 3. Фугасные боеприпасы поверхности. Сейсмическая волна вызывает колебания частиц грунта за пределами ради- уса разрушения в зоне упругих деформаций. Запись горизонтальных смещений частиц грунта под действием сейсмических волн позволяет получить так называемую сейс- мограмму взрыва (рис. 3.11). Вначале фик- сируются вынужденные упругие колебания Вступление Главная фаза Рис. 3.11. Сейсмограмма взрыва грунта под воздействием УВ с периодом колебаний 0,005.0,05 с. Эта фаза колебаний называется вступлением. Через 1... 10 с после начала фазы вступле- ния наступает главная фаза свободных колебаний грунта, представляющая собой сейсмическую волну. Сейсмическое действие взрыва было исследовано М. А. Садовским. Период колебаний частиц грунта в главной фазе можно оценить по формуле ^c=Tclgr, С> (3-12) где тс - коэффициент, зависящий от свойств грунта; г - расстояние от точки взрыва, м. Значения коэффициента тс приведены ниже: Грунт: водонасыщенный (торфяники, плывуны).........0,11-0,13 наносный средней прочности..............0,06-0,09 скальный................................0,01-0,03 Величина максимальной скорости колебаний грунта для произвольного показателя действия взрыва п может быть определена по формуле, полученной с помощью теории подобия: 2 м/с, и т (3.13) где f (п) - функция показателя действия взрыва (см. формулу (3.11)); тэ - масса эквивалентного тротилового заряда ВВ, кг. Полагая, что колебания частиц грунта являются синусоидальными, у - =ут$т(?М / и зная ит и Г, можно определить амплитуду^ и максимальное ускорение колебаний umTQ 4л2 а.=угУт- Подставляя сюда выражения для ит (3.13) и Г (3.12), получаем / I—V’5 _0,32rclgr утэ Ут~ СП ’ / I----Л1-5 1,28 ТсНЛ”)|, г , где пт = ajg- максимальная перегрузка. Оценку сейсмического действия взрыва проводят путем сопоставления величин ит, ут или пт с их критическими значениями, которые определяются
ЗА. Ударное действие фугасных боеприпасов 199 динамическими свойствами рассматриваемого сооружения. Если воспользовать- ся шкалой разрушений, составленной для землетрясений, то катастрофическим разрушениям соответствует значение перегрузки пт = 0,3.. .0,4, сильным - пт = = 0,05... 0,10, слабым - п = 0,02... 0,05. 3,4, Ударное действие фугасных боеприпасов В зависимости от характера преграды ударное (проникающее) действие снаряда может выражаться либо в пробивании преграды (стенки или перекры- тия блиндажа), либо в проникании в нее на определенную глубину. В первом случае ударное действие будет измеряться толщиной пробиваемой прегра- ды, а во втором - наибольшей величиной углубления снаряда в преграду. Углубление снаряда в преграду (рис. 3.12) можно измерять по касательной к траектории L либо по нормали к преграде h=L sina, где а - угол подлета сна- ряда к поверхности преграды. Первая величина определяет путь снаряда в пре- граде, а вторая - глубину проникания в преграду. Эти характеристики ударного действия имеют важнейшее значение для подбора времени замедления взрыва- теля, обеспечивающего необходимое для наивыгоднейшего фугасного действия углубление снаряда в преграду. Конструкции фугасных и фугасно- проникающих БП проектируют таким образом, чтобы деформации корпуса сна- ряда в процессе проникания были мини- мальными. Поэтому при оценке ударного действия таких снарядов их можно рас- сматривать как жесткие недеформируе- мые ударники. Весь процесс проникания в прегра- ды, в частности по нормали к свободной поверхности, можно условно разбить на три этапа. Первый этап соответствует внедре- нию ударника на глубину, равную высо- те головной части. Он характеризуется изменением площади контакта ударника со средой, возрастанием силы сопротив- ления преграды до максимума и сопрово- ждается некоторым снижением скорости внедрения (как правило, незначитель- ным). На лицевой поверхности преграды за счет выброса среды образуется входная воронка (кратер), окруженная валиком на- плывов (рис. 3.13). Рис. 3.12. Траектория снаряда в преграде Рис. 3.13. Взаимодействие недеформи- руемого ударника с преградой: 1 - входная воронка; 2 - канал; 3 - волна сжатия; 4 - волна разгрузки; 5 - откол; 6 - выходная воронка
200 Глава 3. Фугасные боеприпасы На втором этапе проникания площадь контакта ударника со средой остается постоянной, однако скорость непрерывно уменьшается, поэтому сила сопро- тивления преграды также непрерывно снижается. За проникающим ударником образуется канал (каверна), который в средах, не обладающих прочностью, на- пример в воде, захлопывается. Для преград конечной толщины, если скорость ударника достаточно вели- ка, следует рассматривать и третий этап - сквозное пробивание. Образующаяся при соударении УВ сжатия, достигнув тыльной поверхности преграды, может вызвать откол среды, который способствует образованию сквозного отверстия. Вытеснение ударником материала преграды в направлении тыльной поверхно- сти и откол образуют выходную воронку при пробитии (см. рис. 3.13). Для силы сопротивления, действующей на ударник на втором этапе прони- кания, который по существу определяет все основные закономерности процесса внедрения, в самом общем случае можно записать F = S(Av*+Bvc + C), (3.14) где S - площадь поперечного сечения ударника; vc - скорость ударника (сна- ряда); первый член в скобке - сила динамического сопротивления, вызванная инерцией частиц среды, приводимых в движение при проникании ударника, второй - сила вязкого сопротивления, возникающая в результате преодоления трения между частицами среды, а третий - сила статического сопротивления, величина которой характеризуется прочностью среды; А. В. С-коэффициенты, зависящие от формы головной части ударника и свойств среды. Зависимость (3.14) для силы сопротивления в виде трехчленного закона была предложена Г. И. Покровским и включает в себя как частные случаи из- вестные ранее формулы Эйлера, Понселе, Вуича, Забудского и др. Уравнение прямолинейного движения недеформирующегося ударника в плотной среде (в пренебрежении силой тяжести) записывается в виде = (3.15) dt где т - масса ударника. Проникание в твердые среды Наиболее простой вид решение уравнения (3.15) принимает в случае учета для силы сопротивления лишь вязкой составляющей (второй член в формуле (3.14)). Тогда, приняв во внимание, что dvjdt = dvjdxx dx/dt = vdvjdx, из уравнения (3.15) имеем dx откуда с помощью интегрирования от скорости соударения v до vc = 0 для пол- ного пути проникания ударника L получим
3.4. Ударное действие фугасных боеприпасов 201 Учитывая, что S = nd2 / 4, где d - калибр ударника, и обозначив К} = 4/пВ, окончательно найдем т L = K^2V> (ЗЛ6) где Кх - коэффициент, характеризующий свойства среды (табл. 3.7). Таблица 3.7. Значения эмпирических коэффициентов для определения глубины проникания недеформирующегося ударника Среда к, 106 к^- io-6 • 106 Свеженасыпанная земля 13-15 4,52 60 Грунт: средней плотности 11-13 4,26 20 глинистый 10 10,2 35 Дерево (сосна, ель) 6 П,4 10 Кирпичная кладка 2,5 31 15 Бетон средней прочности 1,2 - - Формула (3.16) - это эмпирическая формула, полученная по результатам стрельб, проведенных в 1912 г. на острове Березань (около г. Очакова) (так на- зываемая Березанская формула). Для определения времени проникания ударника в преграду, аналогично Вуичу, можно допустить, что он движется в преграде равнозамедленно, вслед- ствие чего Березанская формула (3.16) не учитывает форму головной части ударника и базируется на законе сопротивления, исключающем инерционные и прочност- ные свойства среды, в силу чего она применима для сравнительно небольшого диапазона скоростей и дает невысокую точность. Эксперименты показывают, что для плотных сред типа грунтов сила со- противления в основном определяется инерционным и прочностным членами. Тогда, положив В = 0, из выражения (3.14) получим F = K2XS(\+btf), (3.17) где К2, Ьх - коэффициенты, характеризующие свойства преграды; X - коэффи- циент, зависящий от формы головной части ударника. Такая форма записи силы сопротивления впервые была предложена Н. А. За- будским. Подставляя выражение (3.17) в уравнение (3.15) и интегрируя, для определения полного пути L и времени Т проникания нетрудно получить соотношения: £ = Zoln(l + blv2);
202 Глава 3. Фугасные боеприпасы Т = 2л/^А)агсШ(л/^г,)> (3.18) где LQ = m/2K2bfiS; Kv b} - экспериментальные коэффициенты (см. табл. 3.7), X - коэффициент, зависящий от относительной высоты головной части ударника l^/d (табл. 3.8). Таблица 3.8. Значения коэффициентов X и к в формулах Забудского IJd X к 4ч/ X К 0-0,5 1,1 0,85 1,0-1,5 0,9 0,5 0,5-1,0 1,0 0,65 1,5-2,0 0,8 0,4 Закон сопротивления для бетона (железобетона) записывается обычно в виде F = 5(с0 + крг;с2), (3.19) где а0 - так называемая безынерционная прочность бетона в условиях дина- мического проникания, Па; к - коэффициент формы ударника (см. табл. 3.8); р - плотность бетона. Из сравнения уравнений (3.19) и (3.17) видно, что отличие закона сопро- тивления для бетона от закона для грунта состоит лишь в форме записи коэф- фициентов для силы сопротивления. Следовательно, расчеты для бетона можно вести по формулам Забудского (3.18), имея в виду, что Л О0 где к - коэффициент формы ударника (см. табл. 3.8). Как показывают эксперименты, величина а0 зависит не только от проч- ностных свойств бетона, но и от диаметра ударника. По результатам испытаний ударников калибром до 0,3 м для бетона средней прочности величина а0 может быть определена из соотношения о0= 4 + 36 Igf— I 107. Так как при пробитии бетонных преград обычно возникает откол, то толщи- на пробиваемой по нормали плиты на 30.. .40% превышает глубину проникания ударника в бетон. Проникание в воду Характерная особенность проникания в воду - появление замкнутой воз- душной полости, сопровождающей ударник при высоких скоростях соударения на достаточно большое расстояние (кавитационный режим обтекания). Так как вода не обладает прочностью и заметной вязкостью, то формула для определения силы сопротивления внедрению будет содержать только гидродинамический член, который записывается в виде
3.4. Ударное действие фугасных боеприпасов 203 F = cxS^, (3.20) где сх - коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы головной части; р - плотность воды. При скоростях соударения менее 1000 м/с воду можно считать несжимаемой жидкостью, поэтому в момент удара во всем ее объеме возникнет некоторое поле скоростей, а начальная скорость движения ударника v0 будет меньше скорости соударения v. Величину &0 определяют по методу Н.Е. Жуковского. Закон со- хранения количества движения для момента соударения можно записать в виде mv = (т + w0)a0, (3.21) где mQ - так называемая присоединенная масса, т. е. некоторая фиктивная масса воды, которая, присоединяясь к движущемуся ударнику, заменяет собой инер- цию массы воды, приведенной в движение проникающим телом. Величину присоединенной массы находят интегрированием по объему жид- кости полного количества движения, приобретаемого в момент удара, WO = HOP^ где |10 - коэффициент присоединенной массы; V- объем ударника. Тогда из фор- мулы (3.21) получим выражение для определения начальной скорости внедрения V _ V ! ! ^0 ~! I НоР ? ™ Рср (3.22) где Рс$ = т1 V~ средняя плотность ударника. Значения коэффициента |10 для эллипсоида с отношением полуосей а/Ь, которым в первом приближении можно аппроксимировать удлиненные удар- ники, приведены ниже: а/Ь .... 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 ц0 .... 0,5 0,305 0,209 0,122 0,082 0,060 0,045 После удара в движении будут участвовать масса ударника и присоединен- ная масса воды. Кроме силы гидродинамического сопротивления (3.20) на тело действуют также сила тяжести и сила Архимеда. Таким образом, уравнение вертикального движения ударника в воде принимает вид ( \^VC Т7 Р^С О (т + та )—+ = mg - pgV - сх —S, at 2 или, вводя обозначения 1 + Р-о~ к т + т0 _ рср . 3 mg-pgV j______Р_ ’ &пред Рср l2(mg-pgyj N cxpS 2gV(PcP / cxS I P ) ’
204 Глава 3. Фугасные боеприпасы получаем где апрсд - предельная стационарная скорость погружения ударника, когда силы гидродинамического сопротивления, тяжести и Архимеда уравновешивают друг друга (из формулы (3.23) следует, что при vc г;прсд dvjdt 0). Интегрируя выражение (3.23) по времени от начальной скорости vQ (3.22) до текущей ve а затем по координате (с учетом того, что dvj dt = vdvj dx), не- трудно записать закон движения ударника в параметрической форме: _ ^З^пред ^пред + ^пред ~^0 . 2 ^пред — ^пред + ^0 V 7}2 ( 7)2 — 7)2^ x = . (3.24) \ ^пред у Задаваясь рядом значений vc (vQ > vc > v из уравнения (3.24) определя- ются соответствующие им значения t и х, по которым может быть построена зависимость x(f). Пробивание металлических преград При внедрении недеформируемых ударников в металлические преграды сила сопротивления в основном характеризуется статической составляющей закона (3.15). При этом в случае сквозного пробития ее среднее значение зависит не только от прочностных свойств металла, но и от отношения тол- щины плиты b к калибру d и по данным экспериментов может быть записано в виде р-сзИ" F’CSW’ где С - некоторая константа. Интегрируя уравнение прямолинейного движения (3.15), получаем — m(v2-v2\ = Cs[—1 х, 2 ' \d) откуда, полагая х = 6иа=0и учитывая S = га/2/4, нетрудно найти выражение для определения предельной скорости пробития плиты по нормали: b(Un)/2d(2-n)/2 Vncn~^b i/2 ’ (3.25) т' где Кь = yjnC/2.
3.4. Ударное действие фугасных боеприпасов 205 Опытным путем было установлено, что наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных данных наблюдается для величины п = 0,5, если при этом уменьшить показатель степени Ъ от 0,75 до 0,7. Тогда выражение (3.25) примет вид ^0,75^0,7 ^ПСП ~&Ь (\5 ‘ (3.26) т Формула (3.26) называется формулой Жакоб де Марра. Числовые значения коэффициента Kh в формуле (3.26) зависят от свойств металла, особенностей конструкции ударника и лежат в пределах от (45... 55) 103 для гомогенной (однородной) брони и до (55...85)103 для гетерогенной брони (в размерностях системы СИ). Влияние углов встречи с преградой сказывается самым решающим обра- зом на характере ударного действия снарядов и тем сильнее, чем меньше угол встречи. Как показывает опыт, при малых углах встречи глубина проникания снарядов в преграду становится близкой к нулю вследствие рикошетирования снарядов. Рикошет представляет собой движение снаряда в твердой или жидкой преграде, сопровождающийся обратным выходом снаряда из этой преграды. При наличии этого явления снаряд, едва успев углубиться в преграду, выходит из нее и продолжает движение в воздухе. При очень малых углах встречи углуб- ление снаряда в преграду бывает настолько ничтожным, что на земле в месте рикошетирования остается след в виде открытой борозды. Помимо угла встречи на число рикошетов, получаемое при стрельбе, влия- ет характер преграды в точке падения снаряда. Чем ровнее и тверже грунт, тем больше число рикошетов будет получено при прочих равных условиях. Вслед- ствие этого предельными углами встречи, при которых наблюдается не менее 80 % рикошетов, являются углы 15... 18° при мягком и среднем грунте и 18... 22° при твердом грунте. При стрельбе по воде условия рикошета в 60... 100 % слу- чаев обеспечивают углы встречи до 10... 12°. Способность снарядов рикошетировать при известных условиях стрель- бы используют для получения воздушных разрывов фугасных, осколочных и осколочно-фугасных снарядов без применения дистанционных взрывателей. Стрельбой на рикошет обеспечивается значительное повышение осколочного действия по открытым живым целям, материальной части и живым целям в от- крытых окопах по сравнению со стрельбой при установке взрывателя на мгно- венное (осколочное) действие. При такой стрельбе получают наилучший эффект действия по минным заграждениям, так как под влиянием взрывной волны и осколков снарядов в минах срабатывают нажимные и натяжные взрыватели. Для получения разрывов снарядов после рикошета взрыватель должен устанав- ливаться на замедленное действие. Таким образом, при расчете глубины проникания снарядов в преграды по приведенным ранее формулам необходимо учитывать, что явление рикошета исключает их использование при малых углах встречи, а незакономерный харак- тер поведения снаряда в грунтах при углах 20.. .40° предопределяет значитель- ную разницу между результатами расчета и данными практики. Тем не менее
206 Глава 3. Фугасные боеприпасы рассмотренные формулы достаточно полно обобщают накопленный опытный материал и позволяют судить об ожидаемом проникании снарядов в преграды различной прочности. Рис. 3.14. Оперенный реактивный снаряд: 1 - взрыватель; 2 - БЧ; 3 - направляющие штифты; 4 - пиро- свечи; 5 - пороховой реактивный двигатель; б - стабилизатор 3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед В реактивных снарядах, ракетах и торпедах средства поражения, в том числе и фугасные БЧ, доставляются к цели с помощью двигательных установок, раз- мещенных внутри корпуса снаряда и создающих силу тяги с использованием реактивного принципа или гребных винтов (в торпедах). Реактивные снаряды Реактивные снаряды (PC) предназначены для ведения залпового огня из многоствольных ПУ и особенно эффективны при отражении массированных атак и огневых налетах по крупным сосредоточениям войск и техники противника. По способу стабилизации в полете PC подразделяются на невращающиеся (опе- ренные) и вращающиеся (турбореактивные). Оперенный PC (рис. 3.14) состоит из боевой части 2 с взрывателем 7, порохового реактивного двигателя 5 и стабилизатора 6. Реактивный двигатель включает в себя реактивную камеру, сопло, пороховой заряд и воспламенитель. Реактивная камера соединяется с БЧ с помощью резьбы или другим способом. Чтобы предо- хранить пороховой заряд от продольного перемещения при транспортировке снарядов и удержать пороховые шашки в камере при их горении, применяют колосни- ковые решетки или диафрагмы, которые размещают над соплом. Воспламенители порохового заряда из дымного пороха зажигаются электрозапалами или пиросвечами (пиропатронами) 4. Если реактивный снаряд выстреливается не из ствола, а с направляющей рельсового, каркасного или другого типа, то на наружной поверхности каморы дви- гателя закрепляют два направляющих штифта 3, кото- рые удерживают PC на направляющей ПУ до стрельбы и служат для ведения снаряда по направляющей при выстреле. Для повышения кучности стрельбы оперенным PC сообщается вращательное движение в полете (прово- рот), например, с помощью тангенциальных отверстий в камере реактивного двигателя, выполненных вблизи центра масс снаряда. Турбореактивные PC не имеют оперения и ста- билизируются на траектории, как и артиллерийские
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 207 снаряды, вращением вокруг оси симметрии, создаваемым с помощью наклонно поставленных сопел. Боевая часть PC, как средство поражения противника, не имеет принци- пиальных отличий от БЧ артиллерийского снаряда, поэтому на нее полностью распространяются требования, предъявляемые к последнему. Малые перегрузки, испытываемые PC при выстреле, дают возможность выполнять его фугасную БЧ со значительно более высоким коэффициентом наполнения, т. е. при одном и том же калибре PC обладает более высоким могуществом действия по срав- нению с артиллерийским фугасным снарядом. Для повышения могущества действия фугасные боевые части PC делают надкалиберными по отношению к корпусу самого снаряда (снаряды М-30, М-31, М-31 УК, М-28). Снаряд М-30, впервые примененный Красной армией в июле 1942 г., пред- назначался для подавления и уничтожения укрытых огневых средств и живой силы, а также разрушения полевых оборонительных сооружений противника. Снаряд состоял из выполненной в виде эллипсоида калибром 300 мм головной части, к которой был присоединен ракетный двигатель от снаряда М-13 («Ка- тюша»). Масса ВВ в головной части снаряда составляла 28,9 кг. Такая конструк- ция снаряда позволила быстро освоить его выпуск, однако вследствие большой массы головной части и неудовлетворительной баллистической формы снаряда дальность его полета не превышала 2800 м. Для запуска PC была разработана ПУ (станок) М-30, конструкция которой предусматривала запуск снарядов непосредственно из их транспортной укупорки. В ней изготовленный на заводе PC транспортировали на огневую позицию, из нее же производился и пуск снаряда, для чего на внутренней поверхности укупорки были сделаны продольные деревянные бруски, обитые металлическими полоска- ми, по которым скользили снаряды при пуске. С переднего торца укупорка имела съемное дно, что обеспечивало беспрепятственный выход снаряда при стрельбе. Пусковая установка представляла собой изготовленную из стальных угол- ков наклонную раму, на которую укладывали в один ряд четыре укупорки с PC. Для обеспечения устойчивости ПУ в ее нижней части имелись сошники, а перед- няя часть рамы опиралась на съемные стойки, с помощью которых раме придавали необходимый угол возвышения. Стрельба велась путем подачи импульса электри- ческого тока к снаряду по проводам от обычной саперной подрывной машинки. Уже при создании снаряда М-30 конструкторам стало ясно, что дальность его полета не в полной мере отвечает потребностям войск. Поэтому в конце 1942 г. на вооружение Красной армии поступил новый тяжелый фугасный PC М-31. Имея массу на 20 кг больше, он превосходил М-30 по дальности полета в 1,5 раза. Головная часть снаряда М-31 (рис. 3.15) была похожа на М-30, но масса корпуса головной части снижена с 23,5 до 10,8 кг за счет уменьшения толщины стенок с 7 до 4 мм. При этом масса ВВ в головной части не изменилась. При попадании в грунт средней твердости и установке взрывателя на замедление создавалась воронка диаметром 7.. .8 м и глубиной 2,0.. .2,5 м. Снаряд мог про- бить кирпичную стену толщиной до 75 см.
208 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.15. 300-мм реактивный снаряд М-31: 1 - взрыватель; 2 - переходная втул- ка под взрыватель ГВМЗ-7; 3 - до- полнительный детонатор; 4 - раз- рывной заряд; 5 - блок, камера, сопло; 6 - воспламенитель; 7 - про- вод от электрозапала; 8 - пороховая шашка; 9 - колосниковая решетка; 10 - крыло; 11 - направляющее коль- цо; 12 - обтекатель; 13 - тарели; 14 - дно; 75 - корпус головки Снаряды М-31 также запускались с ПУ М-30, однако весной 1943 г. она была модер- низирована, в результате чего стала возмож- ной двухрядная укладка снарядов на раму. Таким образом, с каждой такой ПУ запуска- ли восемь снарядов вместо четырех. В 1943 г. был создан PC улучшен- ной кучности М-31 УК, которую достигли за счет медленного проворота снаряда, ком- пенсировавшего эксцентриситет силы тяги. Для вращения снарядов М-31 УК на его ракетной камере около центра масс было ввернуто четыре штуцера с Г-образными каналами. Кучность новых снарядов воз- росла в шесть раз по сравнению с кучно- стью снаряда М-31. Фугасный ТРС М-28 (рис. 3.16) создали в начале 1942 г. на базе 28-см фугасной мины (Германия) и тяжелого метательного прибо- ра образца 1940 г. Корпус БЧ снаряда М-28 штамповали из листовой стали толщиной 2...3 мм, а затем сваривали. В корпус за- ливали 45,4 кг расплавленного тротила или амматола 40/60 и получали так называемый тяжелый снаряд массой 82 кг с дальностью полета 1900 м. Если БЧ снаряжалась 30 кг амматола 80/20 путем ручной набивки, то масса снаряда составляла 65 кг, а дальность полета - 3000 м. Рис. 3.16. Фугасный ТРС М-28: 7 - взрыватель; 2 - заряд тротила; 3 - корпус; 4 - реактивная камера; 5 - запал В нарезное дно головной части ввинчивали реактивную часть, выполнен- ную в виде тонкостенного цилиндра с навинтным днищем-соплом, в котором имелось 26 сопловых отверстий, расположенных под утлом к оси снаряда. В корпусе реактивной части помещалась пороховая шашка-моноблок с семью продольными каналами. Масса шашки составляла 6,9 кг.
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 209 Снаряды транспортировали по одному в упаковочных ящиках, из которых они и выстреливались. Для производства выстрела упаковочные ящики со снарядами М-28 укладывались на деревянные или металлические пусковые станки - рамы. В первом случае на раму укладывали два ящика, во втором - четыре. Рамы при- крепляли к земле с помощью сошников и растяжек. Вертикальное наведение про- изводили путем перемещения рамы вниз по подпоркам, снабженным дополнитель- ными отверстиями, в которые вставляли болты, связывающие подпорку с рамой. Запуск снарядов М-28 (табл. 3.9) производился с помощью электрозапалов от подрывной электрической машинки. Тяжелый снаряд М-28 с БЧ, снаряжен- ной 45 кг амматола 40/60, при падении на грунт средней плотности образовы- вал воронку диаметром около 7 м и глубиной около 2 м. Облегченный снаряд с 30 кг амматола 80/20 при взрыве в грунте создавал воронку диаметром около 5 м и глубиной 1,5 м. Таблица 3.9. Характеристики тяжелых фугасных PC Характеристика М-28 М-30 М-31 М-31УК Калибр, мм 280 300 300 300 Длина снаряда без взрывателя, мм 1250 1400 1760 1760 Размеры крыльев стабилизатора, мм — 300 300 300 Масса, кг: снаряда с взрывателем 82,0 72,0 92,4 94,8 ВВ 45,4 28,9 28,9 28,9 порохового заряда 6,9 7,1 П,2 11,2 Максимальная скорость снаряда, м/с - 195 255 245 Дальность табличная максимальная, м 1900 2800 4325 4000 Отклонение при максимальной дальности, м: по дальности 47,5 90 105 55 боковое 38 140 255 75 Качественно новым шагом в развитии РСЗО стала разработка РСЗО БМ-21 «Град», которая началась в СССР во второй половине 1950-х гг. В 1963 г. работы завершили принятием системы на вооружение Советской армией. РСЗО БМ-21 в течение длительного времени и в больших количествах производилась обо- ронной промышленностью СССР. Выпуск этой системы и ее модификаций был налажен также в Китае, Египте, Ираке, Иране, Румынии и ЮАР. В настоящее время БМ-21 находится на вооружении армий более чем 30 стран мира. 122-мм неуправляемый PC М-21-ОФ (рис. 3.17) создали для РСЗО БМ-21. Конструкция снаряда оказала революционное действие на развитие послево- енной реактивной артиллерии. Корпус снаряда изготовляется не традиционной обработкой резанием из стальной болванки, а высокопроизводительным мето- дом раскатки и вытяжки из стального листа. Другая особенность реактивного
210 Глава 3. Фугасные боеприпасы снаряда РСЗО БМ-21 - это складывающиеся плоскости стабилизатора, которые в закрытом положении удерживаются специальным кольцом и не выходят за га- бариты снаряда. Стабилизация снаряда в полете обеспечивается как с помощью стабилизатора, так и за счет вращения снаряда вокруг его продольной оси. Начальное вращение, полученное в результате взаимодействия ведущего штифта снаряда и винтового П-образного паза направляющей, поддерживается в полете лопастями стабилизатора, которые расположены под углом 1° к продольной оси снаряда. Такая система стабилизации оказалась близкой к оптимальной и была принята для последующих систем большего калибра «Ураган» и «Смерч». Рис. 3.17. Снаряд М-21-ОФ для РСЗО БМ-21: 1 - взрыватель; 2 - головная часть; 3 - головная труба; 4 - головная шашка; 5 - про- межуточная диафрагма; б - воспламенитель; 7 - хвостовая труба; 8 - хвостовая шашка; 9 - ведущий штифт; 10 - блок стабилизатора Воспламенение порохового заряда производится пирозапалами, срабаты- вающими под воздействием импульсов тока от токораспределителя системы управления огнем. Наиболее широко используемый тип реактивного снаряда для РСЗО БМ-21 - снаряд БМ-21-ОФ с осколочно-фугасной БЧ. Длина этого снаряда с взрывателем МРВ-У составляет 2,87 м, масса с взрывателем - 66,4 кг, масса БЧ - 19,18 кг, масса ВВ - 6,4 кг, коэффициент наполнения - около 0,35. Пороховой заряд массой 20,45 кг обеспечивает наибольшую скорость полета снаряда 690 м/с. Взведение взрывателя производится после схода с направляющей на расстоя- ниях 150.. .450 м от боевой машины. От установки взрывателя зависит характер действия снаряда у цели: при мгновенном срабатывании - преимущественно осколочное, при замедленном - преимущественно фугасное. По осколочному действию снаряд БМ-21-ОФ в 2 раза эффективнее снаряда М-14-ОФ («Катю- ша»), а по фугасному - в 1,7 раза. Максимальная дальность стрельбы снарядом БМ-21-ОФ составляет 20,75 км. Для стрельбы на меньшую дальность были предусмотрены оригиналь- ные приспособления - малые и большие тормозные кольца. Дальность стрельбы с малыми тормозными кольцами - от 12 до 15,9 км, с большими - менее 12 км. Минимальная дальность стрельбы - 1600 м. Залпом из 40 таких снарядов обеспе- чивается поражение открыто расположенной живой силы на площади 1046 м2, небронированной техники - на площади 840 м2. Неуправляемые фугасные PC используют также для борьбы с подводными целями. Например, в 1957 г. на вооружение ВМФ была принята реактивная противолодочная система «Бурун», которая предназначалась для залповой стрельбы РГБ по подводной лодке противника, находящейся в подводном
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 211 положении за кормой атакующего корабля. Система «Бурун» представляет собой шестиствольную ненаводящуюся реактивную установку, размещаемую на кор- ме противолодочного корабля для выстреливания РГБ за корму корабля. Шесть трубчатых направляющих системы «Бурун» калибром 302 мм расположены вертикально в два ряда и закреплены при помощи болтов за кронштейны к ос- нованию пакета. В вертикальной плоскости направляющие соединены между собой болтами. Дальность стрельбы реактивной противолодочной системы «Бурун» составляла 90... 114 м. Рис. 3.18. Реактивная бомба РГБ к системе «Бурун»: 1 - корпус; 2 - головная втулка; 3 - оболочка; 4 - тротиловая пробка; 5 - дно; б - реактив- ная камера; 7—пороховой заряд; 8 - стабилизатор; 9 - кольцо герметизации; 10 - сопловая крышка; 11 - диафрагма; 12 - пиропатрон; 13 - воспламенитель; 14 - центрирующий поясок; 15 - ВВ; 16 - взрыватель; 17 - тротиловая пробка Реактивная бомба РГБ (рис. 3.18) имеет массу 180 кг, масса ВВ марки ТГАГ-5 или МС-31 составляет 101 кг. В РГБ установлены контактно-дистан- ционный взрыватель, обеспечивающий взрыв бомбы на глубинах до 335 м, и акустический неконтактный взрыватель активного принципа действия ВБ-1М радиусом реагирования 6 м. Скорость погружения РГБ в воде 11,4 м/с. Боевые части ракет Первая в мире баллистическая ракета класса земля-земля с фугасной БЧ А-4 (ФАУ-2) была создана в Германии. Четвертый по счету и первый удачный пуск А-4 состоялся 3 октября 1942 г. Первый боевой пуск (по Лондону) произ- веден 7 сентября 1944 г. Ракета А-4 (рис. 3.19) имела длину 13,9 м, максимальный диаметр 1,6 м и стартовую массу 13 т. Фугасная БЧ ракеты содержала 980 кг ВВ. Ракету А-4 транспортировали без БЧ, которую присоединяли к ракете непосредственно пе- ред стартом. Но при входе ракеты в плотные слои атмосферы БЧ не отделялась. Максимальная дальность полета ракеты составляла 250.. .300 км, а среднеква- дратичное отклонение - около 4 км. Поэтому ракета могла эффективно поражать только крупные площадные цели. Ракеты класса земля-земля с дальностью действия до 1000 км подразде- ляются на ракеты тактического и оперативно-тактического назначения только в советской, а ныне российской военной терминологии. В армиях других стран это оружие относится к тактическому. Оно предназначено для действия по це- лям в глубине обороны противника: поражения средств ядерного нападения,
212 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.19. Ракета А-4: 1 - БЧ; 2 - инерциальная система; 3 - бак с этанолом; 4 - бак с жидким кислоро- дом; 5 - топливный насос; 6 - выпускной клапан пара из турбины; 7 - главный вентиль этанола; 8- аэродинамический руль; 9-антенна; 10 - газовый руль; 11 - камера сгорания ракетного двигателя (модер- низированный вариант); 12 - главный вентиль жидкого кислорода; 13 - паро- образующий агрегат турбонасоса; 14 - бак с перекисью водорода крупных сосредоточений войск, командных пунктов, аэродромов, железнодо- рожных узлов и др. В связи с тем, что для всех этих ракет разработаны ядерные БЧ, они являются основным средством нанесения противнику ядерного пора- жения. В то же время наличие на современных оперативно-тактических и так- тических ракетах совершенных систем управления с бортовыми цифровыми вычислительными комплексами позволяет наносить этими ракетами, содержа- щими различные БЧ (в том числе и фугасные), точечные удары. Ввиду большой массы заряда ВВ и для повышения надежности срабаты- вания в фугасных БЧ (рис. 3.20), как правило, используют два взрывателя - головной 7 и донный 5. В случае применения фугасных БЧ на тактических ракетах в целях защиты боевого заряда от высоких температур, возникающих в результате аэродинамического нагрева, корпус с внутренней стороны может иметь слой теплозащитного материала 2. Для снижения нагрузок при вхожде- нии в плотные слои атмосферы на оперативно-тактических ракетах БЧ может выполняться отделяющейся. Наибольший эффект разрушения ВУВ наземных сооружений достигают в случае наземного или на некоторой оптимальной высоте взрыва заряда ВВ, в связи с чем фугасные БЧ оснащают контактными мгновенного действия или неконтактными взрывателями. При этом корпус БЧ можно делать достаточно тонким, так как он не испытывает больших перегрузок во время полета ракеты, а коэффициент наполнения БЧ может достигать 0,8 и более. Для поражения подземных целей используют фугасные БЧ проника- ющего типа, испытывающие большие нагрузки при ударе о грунт и в процессе
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 213 Рис. 3.20. Схема фугасной БЧ: 1 - корпус; 2 - теплоизоляция; 3 - боевой заряд; 4 - днище; 5 - донный взрыватель; б - дополнительные детонаторы; 7 - головной взрыватель движения в нем. Это приводит к необходимости упрочнения корпуса БЧ и уве- личению его массы, что влечет за собой уменьшение коэффициента наполнения и относительное снижение могущества фугасного действия. Основной способ увеличения глубины проникания БЧ - повышение скорости удара. Для этого Управление перспективных исследовательских проектов министерства обороны США планирует использовать списанные баллистические ракеты «Трайдент». Ядерный боезаряд предлагают заменить специальной боеголовкой заглубляю- щегося типа. На конечном участке траектории полета ракеты такая боеголовка отделяется и с помощью собственного ракетного двигателя разгоняется до ско- рости, равной трем скоростям звука в момент соударения с землей, при этом глубина проникания в грунт может достигать 70 м. Недостатками фугасных БЧ класса земля-земля, снаряжаемых обычными ВВ, являются быстрый спад давления во фронте ВУВ и быстрое ее затухание в грунте, что приводит к невозможности значительного увеличения зоны по- ражающего действия. Учитывая высокую стоимость управляемых тактических ракет, военные специалисты считают, что использование в них фугасных БЧ экономически нецелесообразно, за исключением случаев стрельбы по мало- размерным целям ракетами с очень точно работающей системой управления. Для поражения надводных целей на ракетах часто устанавливают фугасные проникающие БЧ. В качестве примера можно указать корабельный ракетный комплекс «Уран» с противокорабельной крылатой ракетой Х-35, который пред- назначен для поражения надводных кораблей, ракетных, торпедных и артилле- рийских катеров, а также транспортов из состава конвоя и десантных отрядов противника. Ракета Х-35 (рис. 3.21) имеет стартовую массу 603 кг и содержит твердото- пливный ракетный ускоритель и маршевый двухконтурный турбореактивный двигатель. Скорость полета ракеты составляет 280...300 м/с, максимальная дальность действия - 130 км, минимальная - 5 км. Управление ракетой в поле- те, ее стабилизацию на заданной траектории и вывод в район нахождения цели обеспечивает инерциальная система наведения, а наведение на цель на конеч- ном участке осуществляется с помощью помехозащищенной активной радио- локационной головки самонаведения.
214 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.21. Противокорабельная ракета Х-35: 1 - активная радиолокационная головка самонаведения; 2 - проникающая БЧ; 3 - ав- тономная система самоликвидации; 4 - инерциальная навигационная система; 5 - ра- диовысотомер; б - воздухозаборник; 7 - блоки топливной системы; 8- двухконтурный турбореактивный двигатель; 9 - сервопривод; 10 - твердотопливный ракетный ускоритель Для повышения скрытности и внезапности ракетной атаки, а также устой- чивости ракеты от средств огневого противодействия атакуемых кораблей Х-35 имеет малые эффективную поверхность рассеивания и высоту полета: 10... 15 м на траектории и 3... 5 м на конечном участке. Вкладная БЧ ракеты массой около 100 кг имеет толстостенную обтекаемую форму с коэффициентом наполнения порядка 0,5. Поражение цели происходит за счет подрыва БЧ после проникания ее внутрь корабля при прямом попада- нии или за счет осколочно-фугасного действия при пролете ракеты над целью. Торпеды Первая в мире самодвижущаяся мина (торпеда) была создана в России талантливым русским изобретателем И. Ф. Александровским, который в 1865 г. предложил морскому министерству проект торпеды. В 1866 г. проект само- движущегося подводного снаряда разработал англичанин Р. Уайтхед, который и предложил его назвать «Торпедо». С 70-х гг. XIX в. торпеды его конструкции стали поступать на вооружение надводных кораблей, а в начале XX в. торпе- дами усовершенствованной конструкции начали оснащать подводные лодки. Честь первого в истории успешного применения торпед принадлежит русским морякам во главе с известным флотоводцем, будущим ученым и вице-адмиралом С. О. Макаровым, которые в 1878 г. во время русско-турецкой войны, выпустив с двух паровых катеров по одной торпеде, потопили неприятельское сторожевое судно «Интибах». Современные торпеды предназначены в основном для поражения подвод- ных лодок и надводных кораблей, но могут применяться также для разру- шения гидротехнических и портовых сооружений. Особое значение приобрели противолодочные торпеды, используемые для активной борьбы с подводны- ми лодками, которые обладают большими скоростями, значительными глуби- нами погружения и коротким временем пребывания в надводном положении. Торпеды состоят на вооружении надводных кораблей, подводных лодок и самолетов (вертолетов) и используются как БЧ противолодочных ракет
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 215 (ракет-торпед), а также могут входить как составные части в противолодочные мины (мины-торпеды). Конструктивное исполнение современных торпед в принципе однотипно. Корпус цилиндрической формы имеет закругленные носовые обводы и кону- сообразные кормовую и хвостовую части. В головной части корпуса (боевом зарядном отделении) размещены заряд ВВ и взрыватели. В переднем отсеке головной части самонаводящихся торпед находится аппаратура самонаведения. В средней и кормовой частях расположены источники энергии, двигатель и при- боры системы управления движением. Хвостовая часть оканчивается движи- телем: гребными винтами или ракетным соплом. Корпуса торпед изготовляют из стали или алюминиевых сплавов. В некоторых образцах иностранных торпед корпус выполнен из стеклопластика. Диаметр (калибр) торпед, как правило, лежит в пределах 324. ..550 мм. Наиболее распространены торпеды диаметром 324, 482 и 533 мм. Длина ино- странных торпед 2,3.. .6,5 м, отечественных до 8 м и более, масса 1500 кг и бо- лее. Современные торпеды несут мощные заряды БВВ (такие заряды называют обычными), некоторые образцы имеют ядерный заряд. Бризантные ВВ, исполь- зуемые в торпедах как боевой заряд, представляют собой смеси или сплавы ВВ на основе тротила. Наиболее распространены сплавы тротила с гексогеном. В США и Великобритании в торпедах в качестве заряда применяют сплавы Н-6 (тротиловый эквивалент 1,5) и ТОРПЕКС (тротиловый эквивалент 1,7). Для повышения мощности взрыва, в частности фугасного действия, в состав смеси вводят металлический порошок (например, алюминий). В зарядное отделение, как правило, ВВ заливают в расплавленном виде. Масса боевого заряда совре- менных торпед достигает 300 кг и более. В зависимости от вида энерго силовой установки торпеды подразделяют на тепловые (парогазовые), электрические и реактивные. По принципу управле- ния движением торпеды различают автономно управляемые, телеуправляемые и самонаводящиеся. Большинство торпед управляется по проводам и снабжено акустической активно-пассивной головкой самонаведения. Торпедные энерго- силовые установки и системы управления движением включаются после входа торпед в воду. Скорость торпед в воде достигает 60.. .70 узлов, а дальность хода - до 20 км и более. При прохождении торпед на определенном расстоянии от цели срабатывают неконтактные взрыватели, при ударе торпеды в цель - взрыватели ударного действия (контактные). В качестве примера рассмотрим отечественную самонаводящуюся электри- ческую торпеду СЭТ-65МКЭ. Торпеда СЭТ-65МКЭ (рис. 3.22) имеет калибр 533,4 мм, длину 7,8 м, массу 1738 кг, массу заряда ВВ 205 кг. Торпеда предназначена для поражения подводных лодок и может быть использована с надводных кораблей и подво- дных лодок. Она оснащена гидроакустической активно-пассивной системой самонаведения на маневрирующую цель независимо от уровня ее ходовых шумов. Система управления движением по курсу, глубине и крену позволяет осуществлять двухплоскостное маневрирование торпеды и вывод ее в зону
216 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.22. Самонаводящаяся электрическая торпеда СЭТ-65МКЭ: 1 - система наведения; 2 - неконтактный взрыватель; 3 - контактные взрыватели; 4 - заряд ВВ; 5 - аккумуляторная батарея; 6 - приборы управления; 7 - электродвигатель срабатывания акустического неконтактного взрывателя либо прямое попадание в цель, при этом подрыв заряда производится двумя взрывателями. Энергосиловая установка торпеды включает в себя одноразовую электриче- скую батарею, биротативный двигатель и обеспечивает бесследность движения, постоянство скорости и дальность хода торпеды независимо от глубины хода. Парогазовые торпеды приводятся в движение поршневой машиной, вра- щающей гребные винты и работающей на смеси водяного пара с продуктами сгорания некоторой горючей смеси, а реактивные - реактивными двигателями на твердом топливе. Использование в качестве энергосиловой установки ракетного двигателя позволило отечественным разработчикам создать принципиально новую ско- ростную торпеду «Шквал» (ВА-111), которая была принята на вооружение ВМФ СССР в 1977 г. Несмотря на столь почтенный возраст, до сих пор это оружие не имеет аналогов за рубежом. Уникальность суперторпеды - в скорости, ко- торая примерно в три раза выше, чем у обычных торпед, и может достигать 200 узлов - абсолютный рекорд для подводного объекта. Торпеда «Шквал» (рис. 3.23) имеет калибр 533,4 мм, длину 8,2 м и старто- вую массу 2700 кг; масса снаряжения БЧ составляет 250 кг, дальность стрель- бы 10 км, маршевая скорость 370 км/ч (100 м/с), время разгона до маршевой скорости 4 с. Для разгона и поддержания столь большой скорости торпеде требуется огромная тяга, которую нельзя получить от обычных двигателей и реализовать с помощью гребных винтов. Поэтому в качестве движителей в торпеде «Шквал» используются ракетные ускорители. Стартовый ускоритель - твердотопливный, с тягой в несколько десятков тонн - разгоняет торпеду до крейсерской скорости за 4 с, а затем отстреливается. Далее начинает работать маршевый двигатель, который является реактивным двигателем на гидрореагирующем топливе, со- держащем алюминий, магний, литий, а в качестве окислителя используется забортная вода. Однако даже реактивным двигателям не под силу постоянно преодолевать сопротивление водной среды на такой огромной скорости. Особенность торпеды «Шквал» состоит в использовании эффекта суперкавитации - она не плывет, а летит в газовом пузыре (каверне), которую сама и создает. Для этого в носо- вой части торпеды «Шквал» установлена специальная деталь - кавитатор. Это
3.5. Реактивные снаряды, боевые части ракет и торпед 217 Рис. 3.23. Торпеда «Шквал»: 1 - сопла маршевого двигателя; 2 - сопла стартового ускорителя; 3 - срабатываемый твердотопливный стартовый ускоритель; 4 - маршевый гидрореактивный двигатель; 5 - боеголовка; 6 - система управления и стабилизации; 7 - управляемый по наклону кавитатор с отверстиями водозабора для маршевого двигателя; 8 - генератор «поддува» каверны; 9 - дюзы «поддува» каверны; 10 - выдвижные управляемые рули; 11 - кон- тактный разъем для программирования системы управления эллиптической формы в сечении толстая пластина с острыми кромками. Кави- татор немного наклонен к оси торпеды (во фронтальной проекции он круглый) для создания подъемной силы на носу (на корме подъемная сила создается рулями). При достижении определенной скорости (около 80 м/с) вблизи края пластины кавитация достигает такой интенсивности, что образуется газовый пузырь, обволакивающий торпеду. Но одного лишь кавитатора недостаточно, чтобы получить каверну нужного размера. Поэтому в торпеде «Шквал» используется специальный «поддув»: сразу за кавитатором в носовой части расположены отверстия-дюзы, через которые каверна «поддувается» от отдельного газогенератора. Это позволяет увеличить каверну и охватить весь корпус торпеды от носа до кормы. Революционные принципы, положенные в основу конструкции торпеды «Шквал», имеют и свою оборотную сторону. Одна из них - невозможность об- ратной связи, а стало быть, и отсутствие системы самонаведения: излучение гидролокаторов не может «пробить» стенки газового пузыря. Вместо этого торпеду программируют до запуска, вводя в систему управления координаты цели с учетом упреждения. «Шквал» не может поворачиваться. Она движется строго по прямой линии к заранее рассчитанной точке встречи с целью. Система стабилизации постоянно отслеживает положение торпеды и ее курс и вносит коррективы с помощью выдвижных рулей, едва касающихся стенок «пузыря», а также за счет наклона кавитатора. Однако неточное отклонение грозит не толь- ко потерей курса, но и разрушением каверны. Замаскировать запуск торпеды «Шквал» невозможно: она издает сильный шум, а газовые пузыри всплывают на поверхность, образуя отлично видимый след. В США «Шквал» иногда называют «убийцей авианосцев», так как одна
218 Глава 3. Фугасные боеприпасы из задач торпеды - выведение из строя авианосца или даже всей авианосной группы (боеголовка торпеды может быть ядерной). Несмотря на отсутствие скрытности и «прямолинейность» движения, уйти или защититься от атаки торпеды «Шквал» (а тем более от залпа двух таких торпед) практически не- возможно: за 100 с подводного «полета» к цели крупное судно или подводная лодка не успеют ни изменить курс (или хотя бы погасить набранную скорость), ни принять какие-либо контрмеры. В результате погрешность попадания торпе- ды «Шквал» не превышает 12.. .20 м, что практически гарантирует поражение крупной цели. 3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины Инженерные боеприпасы - это средства промышленного изготовления воен- ного назначения, содержащие ВВ и пиротехнические составы. В соответствии с общей квалификацией средств инженерного вооружения они включают в се- бя следующие типы: заряды (для ведения взрывных работ и разминирования), мины и разовые минные кассеты. Заряды Заряды ВВ предназначены для производства взрывных работ и изготавли- ваются в виде тротиловых шашек, брикетов из пластита-4 и сосредоточенных или удлиненных зарядов. Тротиловые шашки бывают трех типов: - массой ВВ 400 г, размером 50x50x100 мм; - массой ВВ 200 г, размером 25 х 50 х 100 мм; - массой ВВ 75 г, диаметром 30 мм, длиной 70 мм. Тротиловые шашки изготавливают прессованием. Для защиты от внешних воздействий они покрыты слоем парафина и обернуты бумагой, пропитанной парафином. В шашках предусмотрено запальное гнездо под КД № 8. Место запального гнезда обозначено на бумажной обертке кружком черного цвета. 400- и 75-граммовые шашки могут оснащаться запальным гнездом с резьбой. Из 400- и 200-граммовых тротиловых шашек при взрывных работах составля- ются заряды необходимой массы (по расчету) и формы. 75-граммовые шаш- ки применяют в основном для взрывных работ в мерзлых и твердых грунтах и скальных породах на открытых разработках. Ящики с 400- и 200-граммовыми шашками могут использоваться как заряды ВВ массой 25 кг без снятия крышки, для чего в ней есть отверстие, закрытое съемной планкой. Из ящиков с троти- ловыми шашками могут составляться заряды большей массы. Брикеты из пластита-4 имеют размеры 70x70x145 мм, массу 1 кг и бу- мажную обертку. Пластит-4 представляет собой однородную массу светло-кре- мового цвета, сохраняет свои пластические свойства при температуре от -30 до +50 °C, негигроскопичен, нерастворим в воде и легко деформируется усилием рук, что позволяет изготовлять из него заряды различной формы в зависимости
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 219 от назначения. Пластит-4 не обладает свойствами липкого вещества (легко кро- шится), поэтому заряды из него необходимо делать в оболочках (из ткани, пленки и т. п.) и крепить к подрываемым объектам. Заряды из пластита-4 взрываются от КД № 8, заглубленного в него на глубину не менее 10 мм. Сосредоточенные и удлиненные заряды имеют оболочки (сосредоточен- ные - металлическую, удлиненные - тканевую), гнезда для средств взрывания, приспособления и устройства для переноски и закрепления на подрываемых объектах (табл. 3.10). Таблица 3.10. Основные характеристики зарядов Тип заряда Масса, кг Габариты, мм общая ВВ СЗ-1 1,4 1,0 65x116x126 сз-з 3,7 3,0 65 х 171x337 СЗ-За* 3,7 2,8 98 х 142 х 200 СЗ-6* 7,3 5,9 98 х 142 х 395 СЗ-бм* 6,9 6,0 Диаметр 82, длина 1200 СЗ-4П 4,2 4,0 Диаметр 45, длина 2000 СЗ-Ш 1,5 1,1 Диаметр 45, длина 600 *3аряды СЗ-За, СЗ-6 и СЗ-бм могут применяться для взрывных работ под водой на глуби- нах до 10 м. В качестве примера рассмотрим удлиненный гибкий заряд СЗ-4П. Заряд СЗ-4П (рис. 3.24) снаряжен пластичным ВВ ПВВ-5А. Оболочка 1 за- ряда ВВ 2 состоит из двух слоев: нижнего - из полиэтиленовой ленты и верх- него - из капроновой ткани. На концах заряда привязаны ленты 4 для крепления на подрываемом объекте, а также для связывания зарядов в цепочку по длине или нескольких зарядов по толщине. Внутри заряда по всей длине проходят технологические нити 3. Каждые шесть зарядов (один ящик) комплектуют двумя шаблонами для обра- зования запальных гнезд, отрезком ленты длиной 20 м и инструкцией по установке Рис. 3.24. Заряд СЗ-4П: а - общий вид; б - разрез; 1 - оболочка; 2 - заряд ВВ; 3 - капроновая нить; 4 - ленты
220 Глава 3. Фугасные боеприпасы в заряд средств взрывания. При изготовлении зарядов требуемой формы и массы из зарядов СЗ-4П необходимо учитывать, что каждые 10 см длины заряда содер- жат 0,2 кг ВВ. Сосредоточенные заряды делают путем перегибания заряда СЗ-4П несколько раз и связывания его лентой. Удлиненные заряды длиной более 2 м изго- тавливают соединением зарядов по длине путем связывания их концов внакладку (на 10... 15 см) с помощью ленты. Соединение зарядов по толщине в несколько нитей проводится связыванием их лентой так, чтобы заряды плотно прилегали один к другому по всей длине. При изготовлении зарядов массой менее 4 кг заря- ды СЗ-4П могут разрезаться острым стальным ножом на деревянной подкладке. Для обеспечения надежного перебивания элементов конструкций необхо- димо обеспечивать плотное прилегание заряда к поверхности подрываемого объекта. Заряд при этом перегибается по форме поперечного сечения переби- ваемого элемента, привязывается лентой и при необходимости поджимается к нему деревянными подкладками и распорками (табл. 3.11). Таблица 3,11, Требуемое количество нитей заряда СЗ-4П для разрушения конструкций Стальная конструкция Железобетонная конструкция Толщина эле- ментов, см Количество нитей заряда, шт. Толщина эле- ментов, см Количество нитей заряда, шт. для выбивания бетона с частичным перебива- нием арматуры До 1,5 1 До 15 1 1 1,5-2,5 2 20 1 2 2,5-3,5 3 25 1 3 3,5-4,0 4 30 2 4 4,0-4,5 5 40 2 8 4,5-5,0 6 50 3 12 Заряд СЗ-4П взрывается от КД № 8, установленного в массу ВВ на глубину не менее 10 мм. В месте установки КД в массе ВВ шаблоном выпрессовывают запальное гнездо. При отсутствии шаблона на заряде ножом делают косой над- рез, в который устанавливают КД. Заряды СЗ-4П можно взрывать детонирующим шнуром, для чего конец детонирующего шнура с тремя узлами на нем помещают в массу ВВ заряда или обертывают вокруг заряда тремя-четырьмя витками, плотно прилегающими один к другому и к заряду. Вставленный в заряд КД (конец детонирующего шнура) привязывается к заряду лентой. Заряды разминирования предназначены для проделывания проходов в минных полях взрывным способом, в частности заряд ЗРП-2 - для проделы- вания проходов-троп в противопехотных минных полях. Заряд разминирования ЗРП-2 представляет собой удлиненный однониточ- ный заряд из детонирующего кабеля ДКР-150 А длиной 60 м и массой заряда ВВ (A-IX-1) на 1 м - 0,15 кг. Комплект общей массой в ранце для переноски 34 кг обеспечивает подачу заряда на минное поле по воздуху реактивным двигателем
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 221 на дальность 140... 160 м и образование прохода в минном поле из мин типа ПМД-6 и ПМН длиной не менее 54 м и шириной не менее 0,4 м. Заряд разминирования ЗРП-2 (рис. 3.25) состоит из детонирующего кабе- ля 5, реактивного двигателя 5, соединительного каната 4, взрывателя 7, тормоз- ного шнура 9 в футляре S, пускового станка 2, пускового устройства 10, анкера 1 и ранца б для переноски. Канат предназначен для соединения двигателя с дето- нирующим кабелем и представляет собой стальной канат с соединительными втулками на концах. Взрыватель служит для подрыва заряда после подачи его на минное поле. Взрыватель инерционного действия с усилием срабатывания 343... 833 Н содер- жит инерционный груз, ударник с пружиной, КВ, пиротехнический замедлитель, КД и детонатор (шашки из прессованного тетрила массой 9 г). При пуске заряда инерционный груз освобождает ударник, который под действием пружины на- калывает КВ, в результате чего загорается пиротехнический замедлитель и после его сгорания (через 13...22 с) форс пламени передается на КД, срабатывание которого вызывает взрыв детонатора и детонирующего кабеля. Рис. 3.25. Заряд разминирования: 1 - анкер; 2 - пусковой станок; 3 - реактивный двигатель; 4 - соединительный канат; 5 - заряд (детонирующий кабель); б - ранец; 7 - взрыватель; 8 - футляр с тормозным шнуром; 9 - тормозной шнур; 10 - пусковое устройство
222 Глава 3. Фугасные боеприпасы Тормозной шнур предназначен для торможения заряда в воздухе на завер- шающем участке полета в целях прямолинейной раскладки заряда на грунте и подтягивания заряда назад для перекрытия им всей глубины минного поля. Тормозной шнур выполнен из капрона длиной 100 м, диаметром 4,1 мм и специ- альной петлевой укладкой в металлический футляр. На концах шнура имеются петли, одной из которых он соединяется с взрывателем, а другой - с анкером. Футляр состоит из двух алюминиевых крышек, вставляемых одна в другую и имеющих ребра жесткости и центральные отверстия для выхода шнура. Пусковой станок служит для придания направления полета реактивному двигателю. Корпус станка выполнен из полистирола. С помощью откидной крышки и дна станок устанавливается под углом возвышения, необходимым для пуска заряда. Пусковой станок служит одновременно упаковкой реактивно- го двигателя, взрывателя, анкера, соединительного каната и футляра с ПУ, для каждого из которых в нем имеются соответствующие гнезда. Пусковое устройство 10 УП-60 предназначено для пуска ракетного двига- теля и состоит из отрезка огнепроводного шнура и закрепленных на его концах терочного воспламенителя и воспламенительного заряда. Сердцевина огнепро- водного шнура состоит из медленно горящего состава. Длина отрезка шнура 20 см, время горения 50...80 с. Анкер используется для удержания тормозного шнура, ранец - для укладки и переноски заряда разминирования. Ранец изготовлен из брезентовой паруси- ны и имеет два плечевых ремня с наплечниками, служащими для переноски заряда за спиной. Принцип действия заряда разминирования ЗРП-2 следующий. Форс пламени от воспламенительного устройства УП-60 поджигает пороховой заряд двигателя. Пороховые газы, выходя из сопел, создают реактивную тягу, и двигатель выхо- дит из станка. При движении двигатель через соединительный канат выбирает из ранца детонирующий кабель. После полной выборки детонирующего кабе- ля в результате удара инерционного груза приводится в действие взрыватель, в котором загорается пиротехнический замедлитель. Заряд, продолжая полет, вытягивает из футляра тормозной шнур, при этом происходят плавное торможе- ние заряда в воздухе, его выпрямление и ограничение дальности подачи. Заряд падает на грунт и через 13...22 с от момента полного выхода заряда из ранца форс пламени от пиротехнического замедлителя взрывателя воздействует на КД, который, срабатывая, вызывает взрыв детонатора и детонирующего кабеля. От взрыва детонирующего кабеля противопехотные мины срабатывают и в мин- ном поле проделывается проход-тропа, осью которого является образованный взрывом заряда ровик. Аналогично устроены заряды разминирования для проделывания проходов в противотанковых минных полях, например заряд УЗ-67, использующийся на установке разминирования УР-67. Заряд - двухниточный, каждая нить со- держит по восемь секций детонирующего кабеля ДКР-4 длиной 10,4 м, диаме- тром 70 мм и погонной массой ВВ 4 кг/м. На минное поле заряд УЗ-67 подается по воздуху реактивным двигателем на дальность 200 или 350 м и после сраба- тывания обеспечивает создание прохода длиной 80 м и шириной не менее 6 м.
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 223 Инженерные мины Инженерные мины представляют собой заряд ВВ, конструктивно объ- единенный со средством для его взрывания (взрывателем). Они предназначе- ны для устройства минно-взрывных заграждений в целях поражения живой силы, боевой и транспортной техники противника, разрушения дорог, раз- личных сооружений и взрываются либо от воздействия объекта (цели) на их взрыватель, либо по команде оператора. Инженерные мины бывают противо- танковыми, противопехотными, противодесантными, противотранспортными и объектными. Противотанковые мины (ПТМ) используются для минирования местности в целях поражения танков и другой бронированной техники. Фугасные ПТМ бывают только противогусеничными, т. е. предназначены для разрушения гу- сениц (колес) и срабатывают при наезде на них гусеницей танка (колесом БТР). Типичные представители фугасных противогусеничных мин - мины серии ТМ-62. Мина ТМ-62М (рис. 3.26) состоит из корпуса, снаряженного зарядом, и взрывателя. Стальной корпус 1 имеет центральный стакан с резьбой в верхней части. В нижней части стакана с помощью гайки закреплен дополнительный детонатор 6 из прессованного тротила в металлической оболочке. Для герме- тизации места сочленения мины с взрывателем служит резиновая прокладка 3. Дно 5 соединено с корпусом закаткой. В зависимости от технологии снаряжения дно может иметь заливочные горловины, закрытые крышками, или быть без горловин. К дну приварены проушины 7 для крепления съемной ручки из капро- новой тесьмы. Заряд 4 заполняет весь объем внутри корпуса. В неокончательно снаряженном виде при хранении очко под взрыватель закрывают пластмассовой или полиэтиленовой пробкой 2. Мина ТМ-62М имеет диаметр 320 мм, высоту (с взрывателем МВЧ-62) 128 мм, полную массу 9,5 кг и массу заряда ВВ (тротил) 7 кг. Мины серии ТМ-62 могут выполняться в пластмассовом (ТМ-62П) и в тканевом корпусах Рис. 3.26. Мина ТМ-62М: а - общий вид мины с взрывателем МВЧ-62 в транспортном положении; б - разрез мины с пробкой: 1 - корпус; 2 - пробка; 3 - прокладка; 4 - заряд; 5 - дно; б - дополнительный детонатор; 7 - проушина для крепления ручки
224 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.27. Мина ТМ-62Д: 1 - корпус; 2 - стакан; 3 - дополнительный детонатор; 4 - взрыватель; 5 - заряд ВВ; 6-вкладыш; 7-ручка (ТМ-62Т), а также без корпуса (ТМ-62Б). Все они имеют примерно одинаковые массогабаритные характеристики. Мина ТМ-62Д (рис. 3.27) с деревянным корпусом несколько отличается по устройству и геометрии. Сбоку в прорезях корпуса 1 закреплена ручка 7. В центре корпуса установлен пластмассовый стакан 2, в котором размещен дополнительный детонатор 3. В верхней части стакана имеется внутренняя резьба для ввинчивания взрывателя 4. Для герметизации соединения взрывате- ля применяют резиновую прокладку. При снаряжении заливкой заряд 5 может полностью или частично заполнять внутренний объем корпуса. При частичном заполнении в свободный объем устанавливают вкладыш 6 из фанерного щитка и деревянных реек. Мина ТМ-62Д имеет размеры в плане 340 х 290 мм, высоту (с взрывателем МВ-62) - 178 мм, полную массу - от 11,3 до 13,0 кг. При снаряжении тротилом масса заряда ВВ равна 6,5 или 10,3 кг. Мины серии ТМ-62 могут устанавливаться минными заградителями, со специально оборудованных вертолетов и вручную. При установке вручную мины укладывают взрывателем кверху в специально отрытую лунку и маски- руют слоем грунта (снега). Нажимное усилие срабатывания мины зависит от типа взрывателя и для МВЧ-62 составляет 1500...5500 Н, а для взрывателя МВ-62- 1750...6500 Н. Мина ПТМ-1 (рис. 3.28) - фугасная противогусеничная нажимного дей- ствия - предназначена для минирования местности против танков, самоход- ных ракетных и артиллерийских установок, БТР и автомобилей. Мина состоит из корпуса, заряда ВВ и взрывателя. Корпус мины пластмассовый, удлиненной формы. Жесткость мины на изгиб повышают выполнением продольных кана- вок прокаткой на боковой поверхности корпуса. В поперечном сечении корпус имеет форму, близкую к сектору с углом при вершине 45°, вырезанному из круга с внешним диаметром 210 мм и внутренним диаметром 70 мм.
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 225 Рис. 3.28. Мина ПТМ-1 Заряд мины выполнен из пластичного взрывчатого вещества ПЕВ-12с, за- полняющего весь свободный внутренний объем корпуса. Взрыватель гидрав- лического типа установлен на горловине одного из торцов корпуса с помощью обжимного кольца и соединен с эластичной трубкой, заполненной специальной жидкостью. Трубка размещена в картонном пенале, который находится внутри заряда ВВ. Мина ПТМ-1 имеет общую массу 1,6 кг, массу заряда ВВ - 1,1 кг, длину - 337 мм, ши- рину - 70 мм, высоту - 69 мм. При наезде гусе- ницей (колесом) на мину пластмассовый корпус и пластичное ВВ деформируются, обжимая кар- тонный пенал и эластичную трубку. Возникаю- щее давление жидкости вызывает срабатывание взрывателя и взрыв заряда мины, что приводит к разрушению гусеницы танка (колеса БТР). Минами ПТМ-1 снаряжается головная часть реактивного снаряда 9М27К2 к 220-мм РСЗО 9К57 «Ураган», предназначенного для дистанци- онной установки минных полей как перед под- разделениями боевой техники противника, на- ходящегося на рубеже атаки, так и в районах их сосредоточения. В головной части снаряда (рис. 3.29) мины ПТМ-1 размещены в три яру- са, в каждом из которых вплотную по боко- вым поверхностям установлено восемь мин, образующих трубу с центральным каналом, через который проходит шток поршня. После Рис. 3.29. Головная часть реак- тивного снаряда 9М27К2
226 Глава 3. Фугасные боеприпасы срабатывания дистанционного взрывателя реактивного снаряда воспламеняет- ся вышибной заряд, в результате чего под давлением пороховых газов поршень через шток отделяет головную часть и выталкивает мины в набегающий воз- душный поток. Под действием центробежных и аэродинамических сил мины рассеиваются на местности. Если на мину не был совершен наезд, то она са- моликвидируется через 3...40 ч. Мина ПТМ-1 может также устанавливаться вручную. Противопехотные мины (ППМ) предназначены для минирования мест- ности в целях поражения живой силы противника. Фугасные Ш1М поражают живую силу действием продуктов взрыва и ударной волны, являются контакт- ными и взрываются при воздействии на их нажимной датчик цели. Они пора- жают, как правило, одного человека, нанося травматическое действие нижним конечностям. Одна из старейших фугасных ППМ - мина ПМД-6, принятая на вооруже- ние Красной армии в 1930-х гг. и эффективно применявшаяся во время Великой Отечественной войны. Мины аналогичной конструкции состоят на вооружении некоторых армий иностранных государств (Т/78 в пластмассовом корпусе - Еги- пет, 43Т - Финляндия, Tret-Mi43 - Швейцария, № 4 в пластмассовом корпусе и типа 86 в металлическом - Израиль). Особенности мины ПМД-6 - простота конструкции и возможность изготовления в кустарных условиях. Мина ПМД-6М (модернизация ПМД-6) состоит из корпуса, заряда ВВ (тро- тиловая шашка массой 200 г), взрывателя МУВ или МУВ-2 с Т-образной бое- вой чекой и запалом МД-2 или МД-5М. Деревянный корпус 5 мины (рис. 3.30) имеет откидную крышку 7. В передней стенке корпуса есть отверстие для взры- вателя 5, а в передней стенке крышки паз, в который при закрывании крышки входит шток взрывателя МУВ или втулка взрывателя МУВ-2. Снизу к крышке прикреплена металлическая пластинка 2, которая в снаряженной мине опирается на корпус взрывателя и повышает усилие срабатывания мины. В боевом положении мины передняя стенка крышки нижней гранью опира- ется на заплечики Т-образной чеки взрывателя. При нажатии на крышку мины она опускается и передней стенкой вытаскивает боевую чеку взрывателя, при- водя к его срабатыванию и взрыву мины. Мина ПМД-6М имеет полную мас- Рис. 3.30. Противопехотная мина ПМД-6М: 7 - крышка; 2 - металлическая пластинка; 3 - взрыватель МУВ-2 с Т-образной боевой чекой и запа- лом МД-5М; 4- заряд ВВ; 5 - корпус су 490 г, длину - 200 мм, ширину - 90 мм и высоту - 50 мм. Усилие срабатывания со- ставляет 60...280 Н. Устанавливается мина вручную с соответствующим заглублением в грунт или снежный покров и последую- щей маскировкой. У мины ПМД-6 в отличие от ПМД-6М нет металлической пластинки, что снижает полную массу до 460 г и усилие срабатыва- ния до 10... 120 Н. Мина ПМН принята на вооружение Советской армии в 1950 г. Она экспортиро-
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 227 валясь в различные страны мира и широко применялась в вооруженных кон- фликтах. За причиняемые человеку при взрыве тяжелые ранения, практически не оставляющие ему шансов остаться в живых, на Западе получила название «Черная вдова». С 1963 г. производилась в Китае под индексом «мина типа 58». Мина ПМН (рис. 3.31) состоит из корпуса, заряда ВВ, нажимного устрой- ства, запала МД-9, спускового и ударного механизмов (УМ). Пластмассовый корпус мины 1 имеет внутри два канала: вертикальный и горизонтальный. Заряд ВВ представляет собой специальную тротиловую шашку массой 200 г, уста- новленную в корпусе на лаке. Нажимное устройство (крышка) мины включает в себя резиновый колпак 5, закрепленный на корпусе металлической лентой 7, и пластмассовый щиток 4. Спусковой механизм смонтирован в вертикальном канале корпуса и со- стоит из пластмассового штока 6, пружины 7 7 и разрезного кольца 5. В штоке есть окно с боевым выступом 18, в которое проходит ударник при срабатывании мины. Боевой выступ удерживает ударник на боевом взводе после перерезания металлоэлемента. В собранной мине шток поджат пружиной вверх к разрез- ному кольцу. 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 Рис. 3.31. Противопехотная мина ПМН: а - общий вид; б - разрез; 7 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 — резиновый колпак; 4 - щиток; 5 - разрезное кольцо; 6 - шток; 7 - металлическая лента; 8 - резиновая прокладка; 9 - колпачок; 7 0 - резак; 77 - металлоэлемент № 2; 72 - кольцо; 13 - предохранительная чека; 14 - втулка; 75 - боевая пружина; 16 - ударник; 7 7 — пружина штока; 18 - боевой выступ; 19 - КД М-7; 20 - тетриловая шашка; 27 - пластмассовая гильза; 22 - пробка; 23 - резиновая прокладка
228 Глава 3. Фугасные боеприпасы Ударный механизм размещен в горизонтальном канале корпуса, собран в от- дельный узел и имеет временной предохранитель. Ударный механизм состоит из втулки 14, ударника 16 с резаком 10 в виде петли из стальной струны, закре- пленной с помощью вкладыша, боевой пружины 75, металлоэлемента № 2 77, предохранительной чеки 13 с кольцом 72, колпачка 9 с резиновой прокладкой 8, герметизирующих место соединения УМ с корпусом мины. В собранном УМ боевая пружина сжата, шток ударника проходит через втулку и удерживается в ней предохранительной чекой. Металлоэлемент № 2 помещается в пазу втулки в петле резака. Запал МД-9 находится в горизонтальном канале корпуса со стороны, противоположной УМ. Он включает в себя пластмассовую гильзу 27, тетрило- вую шашку 20 массой 6,5 г и КД накольного действия М-1 19, установленный в гнезде шашки на лаке. Тетриловая шашка выполняет роль передаточного за- ряда. Запал МД-9 закрепляется в мине пробкой 22 с резиновой прокладкой 23. После выдергивания предохранительной чеки срабатывает временной предо- хранитель - под действием боевой пружины перерезается металлоэлемент № 2. Через некоторое время (в зависимости от температуры окружающей среды - от нескольких минут до нескольких десятков часов) мина переходит в боевое положение - ударник упирается в боевой выступ штока. При нажатии на мину крышка и шток опускаются, боевой выступ штока выходит из зацепления с удар- ником. Ударник освобождается, под действием боевой пружины проходит через окно в штоке и накалывает КД М-1, который взрывается, вызывая последующий взрыв тетриловой шашки и заряда ВВ мины. Мина ПМН имеет полную массу 550 г, диаметр - 110 мм и высоту - 53 мм. Усилие срабатывания составляет от 80 до 250 Н. Мина устанавливается вручную с соответствующим заглублением в грунт (или снежный покров) и последую- щей маскировкой. Мина ПФМ-1С принята на вооружение Советской армии в 1981 г. и является аналогом мины BLU-43/B Dragon Tooth (США). Мины хранят и транспортируют в кассетах КСФ-1С, которые используют для установки минных полей загра- дителями (УМЗ), вертолетными системами минирования ВСМ-1, переносными комплексами минирования (ПКМ), в авиационных блоках БКФ-ПФМ-1С, при- меняемых в авиационных контейнерах КМГУ, в реактивных снарядах РСЗО «Град» и «Ураган». Мину применяли во многих вооруженных конфликтах. Мина ПФМ-1С (рис. 3.32) включает в себя корпус, заряд жидкого ВВ и взры- ватель. Корпус мины представляет собой полиэтиленовый баллон со стабилизи- рующим крылом, обеспечивающим устойчивость полета мины после выброса из кассеты. Заряд жидкого ВВ массой 40 г заполняет свободный объем внутри баллона и одновременно является рабочим телом, приводящим взрыватель в действие при воздействии нагрузки на мину. Взрыватель закреплен в корпу- се мины кольцом и состоит из механизма дальнего взведения (МДВ), системы предохранения, предохранительно-детонирующего устройства, механизма са- моликвидации, корпуса и вспомогательных деталей. Второй ступенью предохранения является МДВ, который служит для перевода взрывателя мины в боевое положение после падения ее на грунт.
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 229 Рис. 3.32. Мина ПФМ-1С: 1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - кольцо; 4 - корпус МДВ; 5,9 и 19 - пружины; 6 и 17- штоки с поршнями; 7 и 18 - камеры с жидким каучуком; 8 - крышка; 10- чека; И - ударник; 12 - втулка; 13 - стабилизирующее крыло; 14 - движок; 75 - детонатор; 16 - колпачок; 20 - отверстие; 21 - КД; 22 - шарик; 23 - боевая пружина В МДВ входит шток 6 с поршнем, размещенным в камере 7 с жидким кау- чуком, и пружина. Система предохранения обеспечивает безопасность при хранении и транспортировании мин в кассетах. Она состоит из чеки 10 (од- на на две мины), вставленной в пазы корпуса 4 и крышки 5, удерживающей шток б МДВ от перемещения под действием пружины 9 (первая ступень предохранения). Предохранительно-детонирующее устройство предназначено для обеспе- чения разрыва огневой цепи взрывателя в транспортном положении и включа- ет в себя УМ с втулкой 72, ударником 77, шариком 22 и боевой пружиной 25, КД 27, размещенный в движке 14, детонатор 75 и резиновый колпачок 16. В транспортном положении все подвижные элементы взрывателя удерживаются чекой 10 через крышку 8 и шток б МДВ. Разрыв огневой цепи взрывателя обе- спечивается смещением КД 27 относительно детонатора за счет скоса на торце
230 Глава 3. Фугасные боеприпасы втулки 12 УМ и конфигурации движка 14. Движок находится в незакрепленном состоянии, фиксация его в транспортном положении обеспечивается упором детонатора в движок. Механизм самоликвидации мины предназначен для ее уничтожения через 1.. .40 ч (в зависимости от температуры окружающей среды). Он состоит из што- ка 7 7 с поршнем, размещенным в камере 18 с жидким каучуком, и пружины 19. Шток механизма самоликвидации через колпачок 16 упирается в детонатор 15 и удерживается им от перемещения под действием пружины 19. Корпус взрывателя служит для размещения в нем всех механизмов и узлов. В нем имеется отверстие, через которое жидкое ВВ поступает в полость между резиновым колпачком и механизмом самоликвидации. При размещении мин в кассете они собираются в блоки и соединяются по- парно одной чекой 70, удерживающей крышки 8 их взрывателей. При выбросе мин из кассет и раскрытии блоков мины за счет упругости предохранительной чеки попарно разворачиваются одна относительно другой, чека выходит из пазов корпуса 4 обеих мин и освобождает крышки S, удерживающие штоки 6 МДВ. Крышки под действием пружин 5 отделяются от мин, а штоки под действием пружин 9 начинают перемещаться в массе жидкого каучука, освобождая полость для перемещения УМ. После падения мин на грунт и перемещения поршней в крайнее верхнее положение взрыватели переводятся в боевое положение. При воздействии на мину нагрузки жидкое ВВ через отверстие 20 в корпусе взрывателя давит на колпачок 16, вызывая перемещение вверх детонатора 15. При перемещении детонатора на 2,5...3,5 мм происходит поворот движка 14 с КД, после чего вместе с детонатором и движком начинает двигаться втулка УМ. При ее перемещении шарик 22 освобождается, а ударник 77 под действием пружины накалывает КД 27, который взрывается и вызывает срабатывание де- тонатора и заряда мины. В случае отсутствия воздействующей на мину нагруз- ки через определенное время срабатывает механизм самоликвидации, который начинает работать одновременно с МДВ. Под действием пружины 19 поршень перемещается в массе жидкого каучука, одновременно его шток 7 7 через колпа- чок 16 давит на детонатор, перемещая его вверх до тех пор, пока не произойдет освобождение шарика 22 и срабатывание УМ. Мина ПФМ-1С имеет массу 80 г, диаметр (двух мин в кассете) 119 мм, вы- соту 64 мм, толщину 18 мм, время взведения от 60 до 600 с, а усилие срабаты- вания 50...250 Н. Противодесантные мины (ПДМ) предназначены для минирования при- брежной зоны морей рек и озер в целях поражения десантных средств, боевых и транспортных машин, преодолевающих водную преграду. Противодесантные мины подразделяются на донные, якорные, сплавные и бывают только фугас- ными. Донные мины устанавливаются на дно водоема, а якорные мины - с по- мощью якорного устройства с определенным заглублением. Сплавные мины сплавляются по течению рек. При действии взрыва заряда ВВ донной или якорной мины в воде в подво- дной части десантного плавсредства (плавающего танка, бронетранспортера)
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 231 образуется пробоина. Сплавные мины предна- значены для вывода из строя наплавных мостов противника и его десантных переправочных средств. Донная противодесантная мина ПДМ-1М (рис. 3.33) состоит из корпуса, снаряженного ВВ, взрывателя ВПДМ-1М с запалом МД-10, штанги и балластной плиты. Стальной, полу- сферической формы корпус 1 мины (рис. 3.34) оснащен центральным очком для взрывателя и горловиной (сбоку) для заливки заряда ВВ. Горловина и очко для взрывателя неоконча- тельно снаряженной мины закрываются проб- ками S. В корпусе закреплен стакан с допол- нительным детонатором 6 из прессованного тротила (масса 150 г) с запальным гнездом под запал МД-10 5. На корпусе имеются две ручки. Дно 9 к корпусу прикреплено сваркой, имеет форму квадрата размером 35 х 35 см с отверстиями по углам. В двух отверстиях вставлены болты с барашковыми гайками 77, служащие для закрепления корпуса на бал- ластной плите 10. Корпус полностью заполнен литым тротилом 7 (10 кг). Механический контактный взрыватель 2 ВПДМ-1М с временным предохранителем состоит из стального толстостенного корпу- са, в котором размещены ударный (с запалом МД-10) и предохранительный механизмы. На нижней части корпуса выполнена резьба для ввинчивания взрывателя в мину и уста- новлена кожаная прокладка, обеспечивающая герметичность соединения. Штанга 4 служит рычагом для передачи усилия от плавающего средства головке взрывателя. На нижнем утол- щенном конце штанги закреплена втулка, в ко- торой имеется канал с резьбой для навинчива- ния на головку взрывателя, а сбоку - сквозное отверстие для чеки 5, препятствующей отвин- чиванию штанги. Чугунная балластная плита 4 (см. рис. 3.33) служит для придания мине устойчивого поло- жения на грунте при волнении моря и воздей- ствии плавсредства на штангу взрывателя. Для Рис. 3.33. Донная противоде- сантная мина ПДМ-1М: 7 - корпус мины с зарядом ВВ; 2 - штанга; 3 - взрыватель ВПДМ-1М; 4 - балластная плита Рис. 3.34. Донная противоде- сантная мина ПДМ-1М (разрез): 7 - корпус; 2 - взрыватель ВПДМ-1М; 3 - чека, препятст- вующая отвинчиванию штанги; 4 - штанга; 5 - запал МД-10; 6 - дополнительный детонатор; 7 - заряд ВВ; 8 - пробка; 9 - дно; 10 - балластная плита; 77 - болт с барашковой гайкой
232 Глава 3. Фугасные боеприпасы обеспечения лучшего сцепления с грунтом на плите снизу предусмотрены ши- пы. Для закрепления корпуса мины в плите имеются отверстия с гнездами для головок болтов. Перед установкой мины в воду снимается резиновый колпачок с крышки предохранительного механизма взрывателя. После установки мины вода через отверстия в крышке проникает к сахарной таблетке, постепенно рас- творяя ее. Время растворения таблетки зависит от температуры воды и состав- ляет 8 мин при +30 °C и 2,5 ч при 0 °C. После растворения сахарной таблетки мина переходит в боевое положение. При воздействии плавсредства на штангу она наклоняется вместе с головкой взрывателя. При наклоне головки на 10... 15° освобождается ударник, который под действием боевой пружины накалывает запал МД-10, взрывающийся и вы- зывающий взрыв дополнительного детонатора и заряда ВВ мины. Мина ПМД-1М имеет массу с балластной плитой 55.. .60 кг, без балластной плиты - 21 кг, диаметр мины с балластной плитой - 0,8 м, высоту с взрывателем и штангой -1м, усилие срабатывания при приложении нагрузки к концу штанги - 180.. .260 Н, глубину установки мины -1,1.. .2,0 м, заглубление от поверхности во- ды до штанги - 0,1.. .0,9 м, взрывоустойчивость от соседней мины - не менее 6 м. Мина ПМД-1М может устанавливаться с плавающих средств, вертолетов и вручную. Якорная речная мина (ЯРМ) состоит из корпуса с зарядом ВВ, взрывателя ВРМ с крестовиной и якоря с механизмом автоматической установки на задан- ное заглубление. В нижней части внутри металлического сварного корпуса 3 (рис. 3.35) приварен конус, заполненный зарядом ВВ (3 кг тротила). Свободный объем внутри корпуса служит камерой плавучести. Сверху на корпусе имеется очко под взрыватель 7, которое при хранении и транспортировке закрыто проб- кой. В нижней части корпуса предусмотрена горловина для заливки ВВ, закрытая заглушкой с ушком для крепления конца минрепа 7 (троса), который соединяет корпус мины с якорем. К горловине прикреплены две стойки, служащие для со- единения корпуса мины с якорем в транспортном положении. Якорь 5 служит для автоматической установки мины на заданное заглубле- ние и удержания ее на месте установки. Он выполнен в форме цилиндра с дном и перегородкой сверху, на которую в транспортном положении опирается кор- пус мины. Снаружи на якоре имеется ручка для переноски мины. Внутри якоря к дну прикреплены стойки 8, между которыми установлен на оси барабан 9 с намотанным на нем минрепом (стальным тросом) длиной 12 м. Верхний ко- нец минрепа проходит через отверстие в перегородке и с помощью вертлюга 6 соединяется с корпусом мины. На щеках барабана есть два фигурных выреза, в которые входит подпружиненный стопор 10. К дну якоря сверху прикреплен дополнительный груз 77 в виде кольца. В углублении дна якоря снизу помещен груз 13 массой 2 кг в форме кольца. На грузе имеется подпружиненная пово- ротная скоба, которая при установке мины поворачивается перпендикулярно плоскости груза и увеличивает сцепление груза с дном водоема. Груз соединен тросом 14 со штоком 16 стопора 10. Свободная длина троса определяет заглу- бление мины на 0,1.. .0,3 м. Для регулировки заглубления часть троса закрепле- на на грузе четырьмя винтами. При последовательном вывинчивании каждого
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 233 винта (в порядке номеров, указанных на рис. 3.35, б) увеличиваются свободная длина троса (на 10 см) и соответственно заглубление. Если вывернуть все четыре винта, то заглубление мины будет 0,5...0,7 м. При установке мины в водоемах с илистым дном для обеспечения заглубления мины на 0,1 ...0,3 м необходи- мо вывинтить винт № 1. В транспортном положении мины груз удерживается в выемке дна днищем 12 и донной чекой 15, Донная чека проходит в отверстие в закраинах якоря и нижних концах стоек 17, закрепленных верхними конца- ми в горловине корпуса мины, и через прорезь винта, ввинченного во втулку днища. Винт упирается в шток стопора. Этим обеспечивается в транспортном положении соединение корпуса мины с якорем и фиксация стопора барабана в верхнем положении. Взрыватель речной мины ВРМ - механический с предохранителем. При хранении взрыватель закрыт сверху резиновым колпачком. Снизу взрывателя закреплен стакан с детонатором (27 г тетрила) и КД М-1. Взрыватель поступает а Рис. 3.35. Якорная речная мина (ЯРМ): а - разрез мины; б - вид со стороны дна - расположение винтов для регулирования заглубления мины; № 1, 2, 3 и 4 - последовательность вывинчивания винтов; 1 - взры- ватель; 2 - крестовина; 3 - корпус; 4 - заряд ВВ; 5 - якорь; б - вертлюг; 7 - минреп; 8 - стойка; 9 - барабан с минрепом (тросом); 10 - стопор; 11 - дополнительный груз; 12 - днище; 13 - груз; 14 - трос; 75 - донная чека; 16 - шток стопора; 7 7 - концы стоек, соединяющих корпус мины с якорем
234 Глава 3. Фугасные боеприпасы в войска с металлическим вкладышем, установленным на место сахарного предохранителя. На корпусе взрывателя предусмотрена наружная резьба для ввинчивания в очко мины и отверстие, закрытое пробкой. Крестовина служит для передачи усилия от плавсредства взрывателю. Стойка крестовины надева- ется на головку взрывателя и фиксируется пружинной защелкой. Перед сбрасыванием мины в воду выдергивают предохранительную чеку из взрывателя и донную чеку из якоря. При сбрасывании мины в воду (рис. 3.36) от якоря отделяется днище, груз выпадает из выемки дна якоря и, по- висая на тросе (положение I), оттягивает стопор, который выходит из зацепле- ния со щеками барабана. Барабан получает возможность свободно вращаться. Минреп сматывается с барабана, а якорь погружается в воду (положение II); корпус мины при этом плавает на поверхности воды. Когда груз достигает дна водоема (положение III), натяжение грузового троса уменьшается, сто- пор под действием пружины входит в фигурные вырезы на щеках барабана и сматывание минрепа прекращается. Якорь, продолжая погружаться до дна водоема, увлекает под воду корпус мины на заглубление, заданное длиной троса (положение IV). После погружения взрывателя мины в воду сахарный предохранитель рас- творяется и мина переходит в боевое положение (время растворения сахарного предохранителя от 10 мин при температуре воды +20 °C до 40 мин при темпе- ратуре воды около 0 °C). При воздействии плавсредства на крестовину головка взрывателя наклоняется и освобождает ударник, который под действием боевой пружины накалывает КД М-1, вызывая его взрыв. От КД взрывается детонатор, а от него - заряд ВВ мины. Рис. 3.36. Схема установки мины ЯРМ: I-IV - положения мины после ее сбрасывания в воду; 1 - корпус мины с взрывателем и крестовиной; 2 - минреп; 3 - якорь; 4 - трос; 5 - груз; 6 - поворотная скоба груза; 7-днище
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 235 Мина ЯРМ имеет массу 13 кг, массу ВВ 3 кг, высоту 510 мм, диаметр 275 мм, глубину установки 1...12 м, усилие срабатывания (при приложении нагрузки к крестовине) 6.. .9 Н. Мина удерживается якорем при скорости течения до 1 м/с. Взрывоустойчивость от срабатывания соседней мины - не менее 12 м. Установка ЯРМ происходит с плавсредств. В качестве примера сплавных противодесантных мин рассмотрим устрой- ство французской 12 кг речной мины. Речная сплавная мина Mine Fluviale Derivante а 12 kg de Charge (рис. 3.37) состоит из корпуса с зарядом ВВ, взрывателя, предохранительного механизма Рис. 3.37. Речная Mine Fluviale Derivante а 12 kg de Charge: 1 - штырь; 2 - коромысло; 3 - самоликвидатор; 4 - ручка предохранительной чеки; 5 - влагопоглотитель; 6 - дополнительный рычаг; 7 - пружина предохранительного механизма; 8 - ручка; 9 - ударник; 10 - пенопласт; 11 - направляющий цилиндр; 12 - опорный крюк; 13 - промежуточный детонатор; 14 - заряд ВВ; 15 - балластная камера; 16 - опорное кольцо; 17 — клапан запального гнезда; 18 - перегородка; 19 - корпус; 20 - КД; 21 - втулка; 22 - корпус взрывателя; 23 - рычаг; 24 - растворимый элемент; 25 - колодка; 26 - упорная пружина; 27 - поплавок; 28 - шток
236 Глава 3. Фугасные боеприпасы и самоликвидатора. В нижней части металлического корпуса 19 мины укреплены опорное кольцо 16 (для придания мине устойчивости на земле и как успокои- тель на воде) и балластная камера 15 с дробью (для придания остойчивости). В средней части корпуса расположены два опорных крюка 72, которыми мина опирается на наклонные направляющие балки при спуске ее на воду. В верхней части корпуса размещены приводы взрывателя 6 и 23, самоликвидатор 3 и две ручки 8 для переноски. Нижняя часть корпуса заполнена ВВ 14 (12 кг аммато- ла 85/15), а верхняя - пенопластом 70, благодаря чему мина не затапливается (запас плавучести 30 г). Взрыватель включает в себя привод и ударник 9 с боевой пружиной, заклю- ченной в корпусе 22, который заканчивается втулкой 27 с КД 20. Привод выпол- нен в виде штока 28, проволочного кольца, опоясывающего корпус мины и укре- пленного с помощью рычагов 23 на колодке 25, которая соединена крючком с хвостовиком ударника 9 взрывателя и зафиксирована упорной пружиной 26. В колодку ввинчен вертикальный шток, на который навинчивается штырь. Кроме того, имеется дополнительный рычаг 6, оканчивающийся коромыслом 2, которое упирается в колодку. У основания штыря свободно помещен цилиндрический поплавок 27, не позволяющий штоку отклоняться от вертикального положения при перевозке мины. Предохранительный механизм служит для перевода мины в боевое по- ложение через некоторое время после ее установки. Он состоит из пружины 7 и растворимого элемента 24. При хранении мины и ее установке пружина сжата и удерживается в таком положении растворимым элементом. При этом корпус с ударником и боевой пружиной взрывателя расположен так, что КД 20 отделен от гнезда промежуточного детонатора 73. При нахождении мины в воде раство- римый элемент через определенное время освобождает пружину предохрани- тельного механизма, которая, разжимаясь, посылает корпус ударника вперед и КД через клапан 7 7 вводится в гнездо промежуточного детонатора (30-грам- мовая шашка тетрила). Кроме предохранительного механизма в мине предусмотрена предохрани- тельная чека, пропущенная через отверстие в хвостовике ударника и оканчива- ющаяся рукояткой 4, расположенной в верхней части корпуса мины. Предохра- нительная чека не допускает наклона рычагов взрывателя при транспортировке и установке мины. Самоликвидатор 3 установлен в верхней части корпуса мины, содержит рас- творимый элемент и срабатывает по истечении определенного срока, если мина во время движения не встретится с какой-либо преградой. Срок срабатывания самоликвидатора зависит от типа растворимого в воде вещества. При установке мины необходимо удалить предохранительную чеку. По- плавок оказавшейся в воде мины всплывает, освобождая штырь, и начинает разрушаться растворимый элемент предохранительного механизма. Через определенное время (20 мин) взрыватель приводится в боевое положение. Сра- батывание мины происходит при отклонении штыря от вертикального положе- ния или ударе о преграду кольцом или рычагом. При этом колодка взрывателя, преодолевая сопротивление упорной пружины, наклоняется и освобождает
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 237 хвостовик ударника. Речная сплавная мина имеет общую массу 26 кг, диаметр 480 мм и высоту 510 мм (без штыря, длина штыря 1350 мм). Время срабатыва- ния самоликвидатора может устанавливаться на 4, 12, 24 и 48 ч. Противотранспортные мины предназначены для минирования дорог в целях их разрушения и поражения транспортных средств. Отдельные виды противотранспортных мин используются для минирования аэродромов в целях поражения самолетов и вертолетов. Противотранспортные мины подразделяются на автодорожные, железнодорожные и универсальные. Объектные мины применяют для минирования сооружений в целях их разрушения в заданный момент времени. Объектные мины взрываются по ис- течении заданного срока замедления. Все противотранспортные и объектные мины являются фугасными и снаб- жены устройствами неизвлекаемости и самоликвидации, а также могут быть установлены в управляемом варианте (по радио или проводной линии). Кон- структивно противотранспортные и объектные мины представляют собой заряд ВВ в корпусе, к которому подсоединяется ВУ. Отличительные особенности этих мин связаны с устройством взрывателей, которые могут обеспечить подрыв за- ряда ВВ с замедлением до нескольких сотен суток или после проезда заранее задаваемого числа транспортных средств. Устанавливают противотранспортные и объектные мины только вручную. Разовые минные кассеты предназначены для размещения, транспортиро- вания, хранения мин и выброса их над минируемым участком местности или акватории. В качестве примера рассмотрим устройство кассеты КСФ-1С для фугасных противопехотных мин ПМФ-1. Кассета КСФ-1С (рис. 3.38) состоит из стакана 1 и ввернутой в него элек- трокапсюльной втулки ЭКВ-30М 2, Внутри размещены вышибной пороховой заряд 5, поршень 4, четыре закрытых блока с минами, газовод 5, диски 77,13 и разделительный заряд 7. Стакан закрыт крышкой 9, зафиксированной в нем завальцовкой лапок 10, Конструкция кассеты герметична. Для исключения прорыва газов от вышибного заряда в объем кассеты, заполненный минами, поршень имеет уплотнительную прокладку 14, Каждый закрытый блок включает в себя две опоры, между которыми уло- жены 16 мин ПФМ-1С 6, Опоры с одной стороны соединяются Z-образным зам- ком, а с другой - крышкой с завальцованными на ней лапками опор, в крышке закрытого блока установлены пиротехнический замедлитель 8 и заряд УЗВ. При подаче импульса электрического тока электрокапсюльная втулка ЭКВ-30М срабатывает и воспламеняет вышибной заряд 3, Давление порохо- вых газов через поршень 4 подается на блоки и крышку 9. Лапки 10 стакана 7 разгибаются и блоки выбрасываются из него. Одновременно при срабатывании вышибного заряда воспламеняются пиротехнические замедлители 8 ближайших к поршню блоков и через газовод 5 - разделительный заряд 7, При выходе блоков из стакана срабатывает разделительный заряд 7, воспламеняя пиротехнические замедлители 8 двух других блоков и разделяя их. Срабатывание разделительного заряда сообщает дополнительную скорость одним блокам и уменьшает скорость других, что позволяет получить вытянутое минное поле с достаточным расходом
238 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.38. Кассета КСФ-1С: 1 - стакан; 2 — электрокапсюльная втулка ЭКВ-ЗОМ; 3 - вышибной заряд; 4 - поршень; 5 - газовод; б - мины; 7 - разделительный заряд; 8 - пиротехнический замедлитель; 9 - крышка; 10 - фиксирующая лапка; 11,13 - диски; 12,14 - прокладки мин. По истечении времени горения (0,3... 1,1 с) пиротехнических замедлите- лей 8 срабатывают заряды УЗВ, крышки блоков сбрасываются и раскрываются, освобождая уложенные в них мины, которые рассеиваются в свободном падении и, приземляясь, образуют минное поле. Кассета КСФ-1С имеет массу 9,2 кг, длину 480 мм, диаметр 140 мм и пред- назначена для размещения 64 противопехотных фугасных мин ПФМ-1С. Морские мины Морские мины (ММ) предназначены для минирования акваторий и при- брежных зон морей и океанов против надводных кораблей, подводных лодок и плавающих десантных средств противника. По конструктивной схеме ММ принципиально не отличаются от инженерных противодесантных мин и так же,
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 239 как и последние, бывают якорными, донными и плавающими (на поверхности или дрейфующими на заданной глубине). Однако, учитывая важность задач, решаемых ММ, сами их конструкции и ВУ к ним могут быть достаточно слож- ными и, в частности, содержать отделяющиеся самодвижущиеся и самонаво- дящиеся элементы с боевыми зарядами. Минное оружие появилось в 1847 г., когда русский академик Б. С. Якоби создал гальванические и гальваноударные мины. Благодаря работе И. И. Фицту- ма, П.Я. Шиллинга, Б. С. Якоби и других отечественных ученых русский флот получил достаточно совершенные и для того времени мины с пороховыми за- рядами, устанавливаемые с помощью грузов на заранее измеренной глубине. Начало массовому использованию первых серийных образцов якорных мин положила Крымская война 1853-1856 гг. К Первой мировой войне были усо- вершенствованы корпусно-механические части мин, взрыватели, устройства автоматической постановки с носителей и установки на заданное заглубление, увеличились заряды и глубины использования мин. В 1916 г. русский моряк капитан I ранга И. А. Ковалевский предложил устанавливать мины с самолетов, при этом существенно повысилась быстрота доставки мин на большие расстояния и возможность проникновения в недо- ступные для других видов носителей минного оружия места. В период, пред- шествовавший Второй мировой войне, началась подготовка к массовому при- менению неконтактных ММ. Большинство современных ММ имеют неконтактные взрыватели, которые срабатывают при прохождении корабля или судна на определенном расстоянии от мины при воздействии одного либо нескольких физических полей (акустиче- ского, магнитного, гидродинамического и др.). По этому принципу неконтактные ММ подразделяют на акустические, магнитные, индукционные, гидродинамиче- ские. Контактные ММ бывают ударными (срабатывающими при ударе о корпус корабля) и антенными (они снабжены взрывателем электроконтактного типа с чувствительным элементом в виде антенны). Пример классической якорной контактной ударной ММ - мина ПДМ-ЗЯ, предназначенная для минирования прибрежной полосы на глубине до 10 м. Мина ПДМ-ЗЯ (рис. 3.39, 3.40) состоит из корпуса 6, снаряженного зарядом ВВ, трех штыревых контактных замыкателей, закрытых предохранительными колпаками 7, электродетонатора ЭДП-р 7, источника тока 5, сахарной рвушки (поз. 4 на рис. 3.40), предохранительного прибора 2, осушителя 3 (см. рис. 3.39), самоликвидатора 4 взрывателя ЭХВ-7 и якоря 5. Корпус имеет форму шара диаметром 500 мм, сваренного из двух полу- шарий. В верхнем полушарии сделаны четыре очка. Центральное очко пред- назначено для установки предохранительного прибора. Через это очко при снаряжении мины в корпус устанавливаются электродетонатор, источник тока, самоликвидатор и осушитель. Остальные три очка служат для ввинчивания в них контактных замыкателей. На верхнем полушарии приварены две скобы (см. рис. 3.40) для переноски корпуса и крепления его к якорю стропками 6 с талрепами 5. На нижнем полушарии предусмотрено очко для заливки заряда ВВ, а внизу приварена скоба для крепления верхнего конца минрепа.
240 Глава 3. Фугасные боеприпасы Рис. 3.39. Мина ПДМ-ЗЯ: 1 - контактный замыкатель, закрытый предохранительным колпаком; 2 - предохрани- тельный прибор; 3 - осушитель; 4 - самоликвидатор взрывателя ЭХВ-7; 5 - плита яко- ря; 6 - корпус мины; 7 - электродетонатор ЭДП-р; 8 - источник тока (батарея БАТ-ЗЯ) Внутренняя сферическая перегородка образует камеру для заряда ВВ (15 кг тротила). В центре перегородки есть стакан с дополнительным детонатором и резьбовым запальным гнездом для детонатора ЭДП-р. На перегородке при- варены скобы с зажимами для крепления самоликвидатора взрывателя ЭХВ-7 и штырь для навинчивания осушителя. Пространство внутри корпуса над пере- городкой служит камерой плавучести. Штыревые контактные замыкатели закрыты подпружиненными предо- хранительными колпаками, закрепленными на корпусе замыкателей с помощью пластинчатых предохранительных чек и удерживаемыми сахарной рвушкой с замком, содержащим сахарную шашку и чеку (см. рис. 3.40). Предохранительный прибор служит для создания разрыва в электри- ческой цепи мины в целях обеспечения безопасности обращения с ней при снаряжении и установке, а также для автоматического замыкания электрической цепи мины после ее установки. Он содержит сахарную шашку и предохрани- тельную чеку. Отверстия в крышке предохранительного прибора, обеспечиваю- щие доступ воды к сахарной шашке, закрыты жестяной лентой, припаянной к крышке. Осушитель 3 (см. рис. 3.39) поглощает влагу из воздуха внутри корпуса мины и представляет собой металлическую коробку, закрытую крышкой с от- верстиями. Внутри коробки помещен марлевый мешочек с окисью кальция.
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 241 Рис. 3.40. Мина ПДМ-ЗЯ (вид сверху): 1 - контактный замыкатель, закрытый предохранительным колпаком; 2 - предохрани- тельный прибор; 3 - корпус мины; 4 - сахарная рвушка; 5 - талреп; б - стропка По оси коробки проходит втулка с резьбой для крепления на резьбовом штыре внутри корпуса мины. Самоликвидатор 4 электрохимическского взрывателя ЭХВ-7 (см. рис. 3.39) предназначен для взрывания мины или перевода ее в безопасное положение по истечении заданного срока замедления. Якорь используется для автоматической установки мины на заданное за- глубление и удержания ее на месте установки. Он выполнен в виде двухосной тележки, которая служит для перемещения мины в процессе сборки и установки. Якорь состоит из основания и вьюшки с минрепом. Основание якоря представ- ляет собой плиту 5 (см. рис. 3.39) с откидным щитом, который в транспортном положении крепится к вьюшке стропкой с сахарным разъединителем. Для лучшего сцепления якоря с грунтом на плите и щите предусмотрены зацепы и перо. Щит автоматически откидывается после растворения сахарной шашки в разъединителе и фиксируется в откинутом положении стопором. На плите якоря есть две деревянные или пластмассовые подушки, на которые опирается корпус мины, и четыре скобы, использующиеся для крепления корпуса на якоре стропками 6 с талрепами 5 (см. рис. 3.40). Вьюшка с минрепом (см. рис. 3.40) зафиксирована на плите основания болтами. Она имеет раму, в которой на оси закреплен барабан с наматываемым на него минрепом, и подпружиненную щеколду для стопорения барабана после
242 Глава 3. Фугасные боеприпасы разматывания минрепа на необходимую длину. Минреп - капроновый канат диа- метром 15 мм и длиной 10 м- намотан на барабан. Один конец минрепа закре- плен на барабане, а на другом установлена скоба, служащая для присоединения этого конца минрепа к скобе, приваренной на корпусе мины снизу. Штерт-груз (см. рис. 3.39) каплеобразной формы служит для оттягивания щеколды вьюшки вниз во время разматывания минрепа с барабана при по- гружении якоря до момента достижения грузом дна водоема. При сборке мины штерт-груз закрепляется на откидном щите якоря на кронштейне чекой. Груз массой 7 кг соединен со щеколдой стальным штертом (тросом) длиной 1,5 м, часть которого намотана на груз. Свободная длина троса определяет заглуб- ление мины и регулируется установкой специальной серьги на тот или иной виток. Установка мины ПДМ-ЗЯ аналогична установке противодесантоной мины ЯРМ (см. рис. 3.36). Перед сбрасыванием мины в воду выдергиваются предохра- нительные чеки из трех контактных замыкателей, предохранительного прибора, сахарной рвушки, разъединителя и штерт-груза, а также срываются металличе- ская лента, закрывающая отверстия в крышке сахарника на предохранительном приборе, и пластинка на крышке разъединителя. Мина сталкивается в воду. При падении мины в воду штерт-груз погружается, опережая якорь, разматывает штерт на свободную длину (до серьги) и оттягивает щеколду вниз, освобождая барабан. Корпус мины, имея положительную плавучесть, отделяется от якоря и всплывает на поверхность воды, а якорь погружается вниз. Минреп при этом сматывается с барабана. Когда штерт-груз достигает дна водоема, натяжение штерта прекращается. Щеколда под действием пружины поднимается вверх и застопоривает барабан. Разматывание минрепа останавливается, и якорь, по- гружаясь, утапливает корпус мины на заданное заглубление. Через 1.. .20 мин после сбрасывания мины в воду растворяются сахарные шашки в сахарной рвушке и разъединителе откидного щита. Замок сахарной рвушки раскрывается и она сбрасывается. Освобожденные предохранительные колпаки контактных замыкателей под действием пружины сбрасываются, а щит якоря откидывается в горизонтальное положение. Через 15...30 мин сахарная шашка в предохра- нительном приборе растворяется и происходит замыкание контактов электро- взрывной цепи - мина переходит в боевое положение. При воздействии плавсредства на штырь любого из замыкателей с усилием 120... 160 Н происходит замыкание электровзрывной цепи, что вызывает взрыв электродетонатора и заряда ВВ мины. Если в электрическую цепь мины вклю- чен взрыватель ЭХВ-7, то по истечении заданного срока в зависимости от схемы включения взрыватель замыкает электровзрывную цепь, вызывая взрыв мины, или закорачивает источник тока, в результате чего он разряжается и мина ста- новится безопасной. Мина ПДМ-ЗЯ имеет массу 175 кг, длину 900 мм, ширину 650 мм и высо- ту 730 мм. Заглубление мины от поверхности воды до контактных замыкателей может изменяться в пределах 0,3... 1,1 м. Взрывоустойчивость от соседней мины составляет не менее 15 м, а штормоустойчивость - до шести баллов.
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 243 Мину ПДМ-ЗЯ устанавливают с надводных кораблей, оборудованных минными путями и скатами. Примером современной якорной ММ может служить неконтактная противо- лодочная мина-ракета ПМР-2. Мина-ракета ПМР-2 предназначена для борьбы как с современными, так и с перспективными подводными лодками, находящимися в подводном положе- нии. Мина ставится в прибрежных, морских и океанских районах на глубине от 200 до 400 м (рис. 3.41). Она включает в себя стартовый контейнер, ракету и якорь. Стартовый контейнер служит для размещения ракеты, систем обна- ружения и целеуказания, источника питания, функциональных и предохрани- тельных приборов. К контейнеру крепится система автоматической установки на заданное углубление. В ракете размещены заряд ВВ (тротил массой 300 кг), реактивный двига- тель, блок приборов управления ее движением, комбинированное ВУ, состоящее из неконтактного, временного и контактного взрывателей. Неконтактная аку- стическая аппаратура ПМР-2 позволяет обнаружить любую подводную лодку независимо от уровня ее шумности и скорости хода. Движение ракеты к цели начинается после срабатывания систем обнаруже- ния и целеуказания, вызванного воздействием акустического поля цели. Опасная зона мины представляет собой область досягаемости самодвижущейся БЧ ра- кеты и составляет сотни метров. Высокая скорость ракеты и малое время атаки цели (не более 7 с) исключают возможность использования средств противо- действия и проведения маневра уклонения. Мина ПМР-2 имеет диаметр 533 мм, длину 7830 мм, полную массу 1850 кг и может находиться на боевой позиции после установки до одного года. Донные морские мины могут устанавливаться с надводных кораблей, подводных лодок и самолетами морской, корабельной и военно-транспортной авиации (подвеска мин аналогична подвеске авиабомб). Рис. 3.41. Якорная морская мина ПМР-2
244 Глава 3. Фугасные боеприпасы Авиационная донная мина МДМ-3 (рис. 3.42) предназначена для борьбы с надводными кораблями всех классов и подводными лодками. Мину можно устанавливать в морских и океанских районах, а также в шельфовой и при- шельфовой зоне на глубинах не менее 15 м. Мина состоит из корпуса и пара- шютной системы торможения и стабилизации полета. В корпусе мины раз- мещены: источник питания, комплект предохранительных и функциональных приборов (срочности, кратности, ликвидации), трехканальный неконтактный взрыватель, имеющий акустический, электромагнитный и гидродинамический каналы, а также заряд ВВ (массой 300 кг). Опасная зона мины определяется чувствительностью неконтактной аппаратуры к воздействию физических по- лей корабля и составляет около 50 м. Подрыв мины происходит после того, как корабль или подводная лодка подойдут на расстояние, при котором ин- тенсивность создаваемых ими физических полей будет достаточна для акти- вирования аппаратуры. Принцип действия мины с неконтактным взрывателем в сочетании с исполь- зованием приборов срочности и кратности защищает ее от вытраливания совре- менными тралами и обеспечивает требуемую помехозащищенность при сроке боевой службы до одного года. При постановке мины с самолетов и попадании ее на сушу или мелководье она самоликвидируется взрывом. Конструкционное исполнение мины обеспечивает малое характеристическое время нахождения Рис. 3.42. Авиационная донная мина МДМ-3
3.6. Инженерные боеприпасы и морские мины 245 на воздушной траектории, высокую точность минометания и повышенную ударостойкость. Мина МДМ-3 имеет длину 1580 мм, диаметр 450 мм, массу 525 кг, макси- мальную глубину установки 35 м. Мину МДМ-3 можно также устанавливать с надводных кораблей с минными путями и кормовыми скатами. При этом в конструкции мины отсутствует тормозной парашютный блок и несколько из- менены массогабаритные характеристики. Самотранспортирующаяся морская донная мина (СМДМ) (рис. 3.43) предназначена для борьбы с надводными кораблями и подводными лодками в недоступных для минирования районах с развитой системой противолодоч- ной обороны. Допускает постановку в морских и океанских районах, а также в шельфовой и пришельфовой зоне на глубинах не менее 8 м. Мина состоит из боевого зарядного отделения, приборного отсека и носителя, в качестве ко- торого используется серийная торпеда, состоящая на вооружении ВМФ России. В боевом зарядном отделении размещен заряд ВВ (тротил массой 480 кг). Постановка мины на позицию происходит путем ее выстреливания из тор- педного аппарата подводной лодки, после чего она продолжает самостоятельно двигаться к месту укладки с помощью торпеды-носителя. В конце прохождения Рис. 3.43. Самотранспортирующаяся морская донная мина (СМДМ)
246 Глава 3. Фугасные боеприпасы дистанции торпеда ложится на грунт в заданном районе на требуемой глубине и функционирует далее как обычная донная мина. Мина создана на базе серийных торпед калибра 533 и 650 мм. Она малоза- метна после постановки как для гидроакустических станций миноискателя под- водных лодок и надводных кораблей, так и для средств обнаружения, которыми оснащены подводные аппараты. Подрыв мины происходит после того, как цель подойдет на расстояние, при котором интенсивность создаваемых ею физи- ческих полей будет достаточна для активирования неконтактной аппаратуры. Опасная зона мины определяется чувствительностью неконтактной аппаратуры к воздействию физических полей корабля. Мина СМДМ имеет диаметр 533 или 650 мм, длину 7900 или 11 000 мм, массу 1980 или 5500 кг, максимальную глубину постановки 100... 120 м, а срок боевой службы на позиции - до одного года. Морская шельфовая мина (МШМ) (рис. 3.44) предназначена для борьбы как с подводными лодками, так и с надводными кораблями в прибрежных райо- нах Мирового океана. Она представляет собой комбинацию донной мины с под- водной самонаводящейся ракетой и устанавливается на грунт в вертикальном положении. Неконтактная акустическая аппаратура мины позволяет обнару- живать современные и перспективные подводные лодки и надводные корабли (транспорты, десантные и другие корабли ВМФ). Подводная ракета, стартующая из корпуса МШМ, оснащена неконтактным акустическим взрывателем, позволяющим ей высокоэффективно поражать цели. Небольшое время атаки на обнаруженную цель (не более 25 с) практически исклю- чает возможность использования средств противодействия и проведения маневра уклонения. На грунте МШМ малозаметна как для гидроакустических станций подво- дных лодок и надводных кораблей, так и для средств обнаружения, которыми оснащены противоминные подводные аппараты. Мины могут устанавливаться с надводных кораблей с рельсовыми путями и кормовыми скатами, подводных лодок с 533 мм торпедными аппаратами и с помощью авиации. Мина имеет диаметр 533 мм, длину 4000 мм, полную массу 820 кг и массу за- ряда ВВ 250 кг (в тротиловом эквиваленте). МШМ может устанавливаться на глу- бину от 60 до 300 м и нести боевую службу на позиции сроком до одного года. Рис. 3.44. Морская шельфовая мина (МШМ)
Список рекомендуемой литературы 247 Плавающие морские мины могут исполь- зоваться для борьбы как с надводными корабля- ми, так и с подводными лодками. Схема одной из противолодочных автоматически плавающих Mini (США) (рис. 3.45) имеет прибор плавания, основу которого составляет электродвигатель 5, вращающий в воде гребной винт 6, располо- женный в нижней части мины. Работой элек- тродвигателя управляет гидростат 4, который реагирует на внешнее давление воды и перио- дически подключает аккумуляторную батарею 3 к электродвигателю. Если мина опускается на глубину больше той, которая установлена на приборе плавания, то гидростат включает электродвигатель, кото- рый вращает гребной винт и заставляет мину всплывать до заданного заглубления. После этого гидростат выключает питание двигателя. Если же мина будет продолжать всплывать, то гидростат вновь включает электродвигатель, но в этом случае гребной винт будет вращаться в обратную сторону и заставит мину углубить- ся. Считается, что точность удержания такой мины на заданном углублении может быть до- стигнута ±1 м. Контактный ударный взрыватель 1 мины срабатывает при приложении некоторого усилия на чувствительные элементы, появляющегося в результате контакта с судном, вызывая после- дующий взрыв заряда ВВ 2 мины. Рис. 3.45. Автоматическая плавающая мина: 1 - взрыватель; 2 - заряд ВВ; 3 - аккумуляторная батарея; 4 - гидростат управления электро- двигателем; 5 - электродвига- тель; 6 - гребной винт прибора плавания Список рекомендуемой литературы Авиационные боеприпасы и их исследование / Ф. П. Миропольский, Р. С. Саркисян, О. Л. Вишняков, А.М. Попов. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996. Андреев С. Г., Овчинников А. Ф., Охитин В. Н Основы конструкции и действия бое- припасов. Ч. I: Теория и расчет. М.: Изд-во ЦНИИНТИ, 1989. Егоров С. Высокоточное бомбовое вооружение авиации // Военный парад. 1994. № 2. С. 76-78. Забегаев С. К., Савченко Н. Н. Средства устройства и преодоления минно-взрывных заграждений. М.: Изд-во ВИУ, 2002. Инженерные боеприпасы. М.: Изд-во МО, 1976. Коул Р. Подводные взрывы. М.: Изд-во ИЛ, 1950. Ляхов Г М. Основы динамики взрыва в грунтах и горных породах. М.: Недра, 1974. Морозов КВ. Минно-торпедное оружие. М.: Изд-во ДОСААФ, 1974.
248 Список рекомендуемой литературы Оружие России: каталог. Т. I: Вооружение сухопутных войск. М.: АОЗТ «Военный парад», 1995. Оружие России: каталог. Т. II: Авиационная техника и вооружение Военно-воз- душных сил. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: каталог. Т. Ш: Корабли и вооружение Военно-морского флота. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973. Садовский М.А. Геофизика и физика взрыва: Избранные труды. М.: Наука, 1999. Саламахин Т М. Физические основы механического действия взрыва и методы определения взрывных нагрузок. М.: Изд-во ВИА им. В. В. Куйбышева, 1974. Справочник по минно-взрывным средствам армий капиталистических государств. М.: Изд-во МО, 1996. Физика взрыва: в 2 т. / под ред. Л. П. Орленко. М.: Физматлит, 2002. Широкорад А. Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия 1817—2002/ под общ. ред. А.Е. Тараса. М.: ООО Изд-во «АСТ»; Минск: Харвест, 2003. Шунков В. Н. Ракетное оружие. Минск: ООО «Попурри», 2001.
Глава 4 Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия 4.1. Основные понятия и общие сведения Объемный взрыв - это процесс распространения реакции взрывчатого пре- вращения в той или иной форме в больших объемах топливовоздушных смесей (ТВС), сопровождающийся формированием в окружающем воздухе взрывных волн. К боеприпасам объемного взрыва (БОВ) относят фугасные БП, при функ- ционировании которых проявляются эффекты объемного взрыва, т. е. формиру- ется ТВС и в ней возбуждается реакция взрывчатого превращения. Основное преимущество БОВ заключается в том, что к поражаемому объекту можно до- ставлять одно лишь горючее, а в качестве окислителя в реакции взрывчатого пре- вращения использовать кислород окружающего воздуха. Если при этом учесть, что теплота сгорания типичных углеводородных горючих более чем на порядок превосходит удельную теплоту взрыва тротила, то можно ожидать соответству- ющего повышения фугасного поражающего действия. В связи с этим некоторые иностранные специалисты рассматривают БОВ как промежуточное звено между фугасными БП с обычным снаряжением и ядерными БП малой мощности. В отечественной литературе БОВ также называют боеприпасами объем- но-детонирующих систем. За рубежом они получили название FAE (Fuel Air Explosive). В последнее время у нас в стране такие БП стали иногда называть боеприпасами компрессионного действия (от англ, compression - сжатие, дав- ление), что не отражает сути явления. Дело в том, что фугасное действие УВ в любой среде связано с возникающей областью избыточного давления, а при взрыве в воздухе и с давлением торможения скоростного потока, при этом раз- рушение объектов в подавляющем большинстве случаев происходит не в резуль- тате всестороннего сжатия, а под воздействием суммарной силовой нагрузки, возникающей в процессе обтекания УВ и направленной в сторону распростра- нения фронта. Рассматривая принцип действия БОВ, можно провести аналогию со слу- чайными взрывами на предприятиях химической промышленности, складах легковоспламеняющихся летучих веществ, в жилых домах при утечке бытового газа. В подобных случаях взрыв имеет одинаковый характер - образование ТВС, которая затем воспламеняется от случайного источника. При определен- ных условиях в таких смесях могут развиваться высокоскоростные режимы распространения пламени, вплоть до детонационного, приводящие к большим разрушениям и человеческим жертвам. Поскольку ТВС способны проникать в негерметичные объемы и формиро- ваться по профилю рельефа местности, то при создании условий для детонации
250 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия от поражающего действия не защищают ни складки местности, ни полевые оборонительные сооружения. Кроме того, попадая в замкнутые объемы через вентиляционные входы фортификационных сооружений или открытые окна зда- ний, ТВС оказываются в более благоприятных условиях для развития детонации и разрушают несущие конструкции изнутри. Подобные свойства БОВ позволяют рассматривать их в качестве СП неукрытой и слабо защищенной живой силы, боевой техники на открытой местности, фортификационных и оборонитель- ных сооружений, проделывания проходов в минных заграждениях, расчистки и подготовки временных площадок для десантирования и посадки вертолетов, разрушения зданий и т. п. Топливовоздушные смеси по своей структуре могут быть гомогенными (газовыми) или гетерогенными. В первом случае они представляют собой смеси с воздухом горючих газов либо паров горючего, а во втором - аэровзвеси мелких жидких капель или твердых частиц горючих материалов. Известно, что газовые ТВС могут воспламеняться и устойчиво гореть при определенных условиях. В теории горения существуют понятия так называ- емых нижнего и верхнего концентрационных пределов воспламенения (НКПВ и ВКПВ соответственно). При концентрации горючего газа или паров в смеси с воздухом ниже НКПВ или выше ВКПВ реакции с последующим развити- ем горения не происходит. Таким образом, одно из условий возникновения химической реакции горючего - его перемешивание с воздухом в определенном соотношении. Другое условие возникновения горения ТВС — это наличие источника воспламенения в объеме реакционноспособной среды. Следует отметить, что энергии искры, возникающей на контактах электрического звонка, вы- ключателя освещения, реле времени холодильника и других электробытовых приборов в момент их включения или выключения, как правило, достаточно для воспламенения подготовленной газовой ТВС. Именно этим объясняется большое количество аварийных происшествий при взрывах бытового газа в помещениях. Воспламенение ТВС в локальной области приводит к развитию процесса го- рения, начальная скорость распространения которого не превышает 0,3.. .0,4 м/с, при этом температура в области фронта горения может принимать значения, близкие к 2000 °C. Сгорание относительно небольшого объема ТВС (до не- скольких кубических метров) в свободном воздушном пространстве способно оказать лишь некоторое термическое действие на объекты, расположенные в не- посредственной близости, а волны сжатия, возникающие при этом, сравнимы с порывами ветра. Другая картина возникает при воспламенении ТВС внутри замкнутого объема. Это связано с изменением физико-химических процессов, происходящих в ТВС при указанных условиях. В результате химического пре- вращения при горении объем нагретых продуктов реакции в несколько раз превышает объем исходной газовой смеси, что приводит к образованию волн сжатия, распространяющихся со скоростью звука. Волны сжатия отражаются от поверхностей, ограничивающих объем ТВС, что в свою очередь вызывает повышение давления всей газовой среды. Кинетика химических реакций такова,
4. L Основные понятия и общие сведения 251 что повышение давления приводит к интенсивному ускорению распространения фронта горения, скорость которого для углеводородных смесей может достигать десятков и даже сотен метров в секунду При этом вся реакционноспособная смесь срабатывает с эффектом взрыва независимо от объема ТВС и реализуется другая форма химического превращения - взрывное (дефлаграционное) горение с образованием сильных волн сжатия, а в некоторых случаях - УВ с избыточным давлением на фронте до нескольких атмосфер. Дефлаграционное горение может развиться и при воспламенении газовых ТВС в свободном (незамкнутом) объеме, однако при этом линейные размеры топливовоздушного облака должны составлять не менее нескольких десятков и даже сотен метров, а объем - от десятков до сотен тысяч кубических метров. Скорость распространения фронта пламени существенно возрастает при обтека- нии различных препятствий за счет турбулентного перемешивания несгоревшей ТВС с горячими продуктами сгорания. Другая форма взрывчатого превращения ТВС - детонация, которая явля- ется основной формой взрывчатого превращения при срабатывании БОВ. Главное отличительное условие возникновения этого процесса - наличие ис- точника, способного генерировать УВ с определенными параметрами в под- готовленной смеси. Такими источниками могут быть взрыв заряда конденси- рованного ВВ или мощный искровой разряд. При этом минимальная энергия источника возбуждения детонации во много раз превышает минимальную энергию, необходимую для возникновения горения. Если минимальное зна- чение энергии воспламенения газовых ТВС обычно порядка миллиджоуля, то значение минимальной массы заряда тротила, взрыв которого способен вызвать детонацию в ТВС, находится в диапазоне от десятков граммов до не- скольких килограммов. В больших объемах газовых ТВС детонационный режим взрыва может быть достигнут в результате постепенного возрастания скорости распростра- нения фронта горения (особенно при различных препятствиях). В свобод- ных объемах гетерогенных ТВС выйти на режим детонации таким образом не удается. Значения параметров на фронте детонационной волны в ТВС существенно превышают параметры на фронте горения. Так, скорость детонации в смесях на основе углеводородов составляет 1500.. .1800 м/с, давление - 1,5.. .2,0 МПа, а массовая скорость газового потока, направленного в сторону движения вол- ны, - 600.. .800 м/с. Детонационная волна с указанными параметрами приводит к последующему распространению ВУВ вне облака ТВС. Этим и обусловлено значительное поражающее фугасное действие таких взрывов не только внутри объема смеси, но и на существенных расстояниях за его пределами. Именно эти особенности стали причиной разработки и принятия на вооружение многими странами высокоэффективных БП на основе топливовоздушных детонирующих смесей. Как при воспламенении, так и при детонации существуют нижний и верх- ний концентрационные пределы (табл. 4.1), внутри которых смесь способна устойчиво детонировать.
252 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Таблица 4.1. Концентрационные пределы детонации и воспламенения ТВС, % об. Горючий компонент Детонация Воспламенение в неограниченном пространстве в замкнутом объеме Нижний Верхний Нижний Верхний Нижний Верхний Ацетон С3Н6О - — - - 2,2 13,0 Ацетилен С2Н2 - - 4,2 50,0 2,0 81,0 Бензин С7)7НМ0 - - ~5,6 ~9,4 0,79 5,16 Бутан С4Н10 2,5 5,2 1,98 6,18 1,9 9,1 Водород Н2 - - 18,3 58,9 4,0 75,0 Пропан С3Н8 3,0 7,0 2,57 7,37 2,1 9,5 Пропилен С3Н6 3,5 8,5 3,55 10,40 2,4 11,0 Этан СИ 2 о 4,0 9,2 2,87 12,20 2,9 15,0 Этилен СН 2 4 - - 3,32 14,70 2,7 36,0 Бензол CZHZ о о — — 1,6 5,55 1,3 7,9 Ксилол С,Н1П - - — - 1,1 6,4 Циклогексан С6Н12 - - - — 0,57 7,8 Метан СЕТ 4 - - - - 5,0 15,0 Аммиак NH3 - - — — 15,5 27,0 Оксид углерода СО - — — - 12,5 74,2 Сероводород H2S - - — - 4,3 45,5 Примечание. Концентрационные пределы детонации ТВС, как правило, уже, чем концен- трационные пределы воспламенения. Независимо от формы превращения наибольшая энергия химической реак- ции выделяется при таком соотношении горючего и окислителя, когда все атомы углерода и водорода способны полностью окислиться до СО2 и Н2О, при этом кислорода в смеси не остается. Такие ТВС называются стехиометрическими. Условная формула воздуха, представленного в виде смеси кислорода и азота в объемном соотношении 21:79 с молярной массой цв = 29, имеет вид O043N1 . Тогда химическую реакцию превращения стехиометрической смеси углеводо- родов с воздухом можно записать в виде СД + ^O0>43N1>58 =яСО2 +0,5Z)H2O + 0,7967N2, (4.1) где а и b - число атомов углерода и водорода в молекуле горючего (либо в ус- ловной химической формуле смеси углеводородов) соответственно; d - коэф- фициент, d- (2я + 0,5Z>)/0,43.
4.1. Основные понятия и общие сведения 253 (4.2) Согласно формуле (4.1) относительная массовая концентрация углеводород- ного горючего в стехиометрической газовой смеси с воздухом будет 3 =—------- Мг+^Нв’ где - молярная масса углеводородного горючего либо смеси углеводородов, Цг= 12tz + Ъ. Объемная концентрация горючего в ТВС связана с массовой соотношением А„=---------(4.3) Нв Расчетные значения Зст и Qr для некоторых горючих газов и паров пред- ставлены в табл. 4.2. Формулы (4.1)-(4.3) могут быть использованы для про- ведения расчетов любых углеводородных горючих или их смесей. Таблица 4.2. Значения параметров некоторых горючих и их смесей Горючее Молярная масса г/моль Относительная массовая стехиометрическая концентрация 8ст, % Удельная теплота сгорания 2/10-3, ккал/кг Метан СН 4 16 5,60 11,94 Этан С,НА 30 5,97 11,36 Пропан С3Н8 44 6,12 11,09 Бутан С4Н10 58 6,20 10,94 Ацетилен С2Н2 26 7,16 11,53 Бензин С717Н140 100 6,50 10,37 Ацетон С3Н6О 58 9,71 7,37 Если горючее представляет собой смесь нескольких газов, то необходимо в первую очередь определить его условную химическую формулу, т. е. рассчи- тать коэффициенты а иЬ, входящие в выражение (5.1) по соотношениям N N а = ^ ; Ъ = а А > (4-4) 7=1 7=1 где N- количество компонентов в смеси; а., Ь. - число атомов углерода и водо- рода в молекуле z-го компонента соответственно; а. - мольная концентрация z-го компонента в смеси горючего. Как правило, массовые концентрации отдельных компонентов в исходной горючей смеси известны. Определить мольные концентрации, необходимые для расчета коэффициентов аиЬ, можно по формуле
254 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия (4.5) 8. а‘ ” V V /=i Ни- где цг. и 8. - молярная масса и массовая концентрация f-ro горючего компонента соответственно. Следует отметить, что сумма мольных (так же, как и массовых) концентра- ций компонентов смеси всегда равна единице. После вычислений по зависимостям (4.4) и (4.5) можно рассчитать массо- вые и объемные стехиометрические соотношения смеси горючих с воздухом по формулам (4.1)-(4.3). Параметры взрыва ТВС в режиме детонации Параметры детонации ТВС. Параметры на фронте детонационной волны в ТВС полностью определяются удельной теплотой взрыва смеси 2см (Дж/кг), по- казателем адиабаты продуктов взрыва к , начальным давлениемpQ (Па) и плот- ностью смеси р (кг/м3): Ьр» = Р„-Р, =-Г~2(*пв (4-6) /СПВ D . _К D UD~ 7 . •> CD~ *-ПВ , . •> ЛгПв +1 £пв + 1 где D - скорость распространения фронта детонационной волны (скорость де- тонации), м/с; &pD~избыточное давление на фронте детонационной волны, Па; pD, uD, cD - давление (Па), массовая скорость (м/с) и скорость звука (м/с) в ПД непосредственно за фронтом детонационной волны. Формулы (4.6) получены для сильной детонационной волны и справедливы с погрешностью не более 5 % при давлении на фронте pD > 10 pQ. Плотность смеси связана с плотностью окружающего воздуха рв соотно- шением 1 Рем — Рв / \ • 1-8 1-Ь. I Mr ) Здесь 8 - относительная массовая концентрация горючего 8 = mj(mn + т), где тг- массы воздуха и горючего в смеси соответственно. Принимая для гетерогенных ТВС в формуле (4.7) цг <*>, получаем р =-^- Рсм 1-g
4.1. Основные понятия и общие сведения 255 Удельная теплота взрыва 2см зависит от состава смеси и может быть рас- считана по удельной теплоте взрыва на единицу массы горючего если верно предположение, что в обедненных ТВС реагирует вся масса топлива, а в обо- гащенных - лишь часть, соответствующая наличию кислорода в смеси. В этом случае нетрудно получить бсм 8<2Г при 5 < 8СТ; 8(9-^—— при 8>8СТ. I ri/sCT-i (4.8) Удельная теплота взрыва на единицу массы горючего определяется с по- мощью термодинамических расчетов. В первом приближении за величину Qr можно принять стандартную теплоту сгорания горючего (см. табл. 4.2). При известных теплоте взрыва и скорости детонации ТВС показатель ади- абаты ПВ рассчитывается по формуле, являющейся следствием первого соот- ношения из выражения для D (4.6), ^пв 1 + 0,5—. (4.9) Согласно анализу термодинамических расчетов, показатель адиабаты ПВ принимает минимальное значение при детонации ТВС стехиометрического состава и в первом приближении в области концентрационных пределов взры- ваемости смеси может быть описан линейной зависимостью 5СТ ^ст+(^г-^ст)7-^ 1-8. при 8<8СТ; при 8 > 8СТ, (4.Ю) где к* - показатель адиабаты воздуха, кз = 1,4; кг - расчетная константа. Для углеводородных газообразных и жидких топлив значения к^ и кг ме- няются незначительно (&ст =1,23...1,25, кг = 1,5...1,7) и могут быть приняты равными средним значениям, к^ = 1,24, кг = 1,6. Параметры детонационного взрыва внутри облака ТВС. Анализ результатов математического моделирования сферического взрыва газовых и гетерогенных ТВС показывает, что существуют две характерные области: внутри и вне смеси, параметры в которых зависят от соответствующих ха- рактеристик и изменяются различным образом. При этом особое значение приобретают параметры на границе облака, связывающие поле взрыва обе- их областей. Начальное избыточное давление ВУВ Арп может быть найдено из решения задачи о распаде произвольного разрыва. Учитывая относительно низкую ин- тенсивность детонационной волны в ТВС, нетрудно получить приближенное аналитическое решение:
256 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия \рп = 1,025 Д^з—Ц _Рв_. (4.1 1) V *41В + 1 Рем Для стехиометрических углеводородных ТВС (&пв = 1,24) значение рсм мало отличается от рв, поэтому соотношение (4.11) примет вид А рп = 0,78 A pD. Для удельного импульса избыточного давления на границе облака ТВС можно записать выражение z0 = J kpdt ~ тйрп, о где т0 - длительность фазы сжатия в волне, которая для сферической симметрии приблизительно равна 3,3 r0/D (г0 - радиус облака). По данным анализа численных результатов получено /0 = 0,1472тоДр = 0,486гп—(4.12) U z V X /7 z U \ / Для стехиометрических углеводородных ТВС формула (4.12) принимает вид z0 = О,38го Дрр/Z). Максимальное избыточное давление Ьрт внутри облака ТВС совпадает с из- быточным давлением на фронте детонационной волны Лрп и рассчитывается по соответствующему соотношению из формул (4.6). Учитывая автомодельность решения для сферической детонационной вол- ны, можно получить функциональную зависимость от радиуса г для удельного импульса избыточного давления в окрестности места инициирования: где а,Ъ - константы, которые по результатам численных расчетов равны 0,96 и 0,47 соответственно. Следовательно, z+ = 0,96-0,47-1 (4.13) D I roJ В окрестности границы облака за счет быстрого прихода волны разрежения удельный импульс фазы сжатия может заметно отклоняться от значения, полу- ченного по (4.13). Обобщая эту формулу для всей области внутри ТВС, с учетом численных результатов можно записать где /+(г) и /+(г0) - значения импульса, вычисленные по формуле (4.13) для рас- сматриваемой точки и границы облака г
4. L Основные понятия и общие сведения 257 С помощью выражений (4.12) и (4.13) последнее соотношение приводится к виду z+ = | 0,96-0,47— | + | 0,486— 7) rn 1 I (4-14) D ’ D В случае применения стехиометрических углеводородных ТВС формула (4.14) упрощается и записывается в виде г^Рр 0,96-0,47—-0,11 Параметры ВУВ при детонации ТВС. В качестве основных параметров, определяющих распространение ВУВ, как правило, принимают энергию взры- ва Е, а также давление pQ и плотность рв окружающего воздуха. Однако физи- чески более обоснован выбор не энергии взрыва, а энергии ударной волны Еуз (эта энергия равна работе расширяющихся ПВ над окружающим воздухом). При взрыве зарядов конденсированных ВВ энергия УВ достигает величины порядка 0,9Е и слабо изменяется при переходе от одного ВВ к другому. При детонации ТВС работа расширяющихся ПВ над окружающим воздухом составляет примерно половину от выделившейся энергии Е и может заметно изменяться в зависимости от состава смеси и параметров воздуха. Поэтому в ка- честве основного определяющего параметра УВ при детонации ТВС выбрана энергия ударной волны которую рассчитывают по формуле ^ув — (4.15) где Т| - КПД взрыва (отношение энергии УВ к энергии взрыва); g — коэффициент полноты реакции горючего; EQ - полная энергия, которая выделяется при реа- гировании всей массы горючего тг, EQ = mvQr. В случае идеальной детонации, т. е. при выделении всей энергии во фронте волны, в соответствии с формулой (4.8) коэффициент полноты реакции горючего для ТВС с постоянной по объему концентрацией равен 1 при 3< Зст; g = 1/8 - 1 _ (4-16) Для типичных углеводородных ТВС на верхнем концентрационном преде- ле взрываемости коэффициент полноты реакции горючего составляет пример- но 0,25; в плохо перемешанных смесях с областями концентрации горючего, выходящей за пределы взрываемости, - 0,02.. .0,10. Коэффициент полезного действия детонационного взрыва ТВС достаточно точно можно рассчитать по формуле л = 1- А> чЙтв-ОАпв \Pd ) (4-17)
258 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия которая получена из модели равновесного расширения ПВ от детонационного давления до давления окружающего воздуха. Для стехиометрических углеводородных ТВС с давлением на фронте дето- национной волныpD = (15.. .20)ро значение КПД взрыва изменяется в диапазоне Т] = 0,41... 0,44. Максимальное избыточное давление в точке, удаленной на расстояние г от центра детонационного взрыва сферического облака ТВС, соответствует давлению на фронте УВ в воздухе и может быть определено по аппроксимаци- онной зависимости I 2 Ьрт = рй Ъ, 249 f h + 0,39з()/^М +Лехр(--^ЦГ, । г г Л X г X ( 0,15ткЛ (4.18) где А - константа, определяемая из выражения (4.18) по известному начальному давлению УВ (4.11) при условии, что г = г0. Третье слагаемое в квадратной скобке формулы (4.18) описывает резкий спад давления на фронте ВУВ вблизи облака ТВС и заметно влияет на ре- зультаты расчетов лишь при г < 1,5г0. На больших расстояниях им можно пренебречь. Удельный импульс избыточного давления i+ фазы сжатия УВ на удалении г от центра взрыва находят по формуле = 0,058^; Ж N Ро г Пас. (4-19) Выражение в квадратной скобке формулы (4.19) описывает немонотонное изменение величины i в окрестности облака ТВС и при г > 5rQ становится практически равным единице. Константу В вычисляют по известному значению удельного импульса на границе облака ТВС (4.12) из выражения (4.19) при г = = г0. Для углеводородных ТВС на любых расстояниях (г > г0) значение выраже- ния в квадратных скобках отличается от единицы не более чем на 10%. Поэ- тому с указанной погрешностью для оценки удельного импульса ВУВ можно пользоваться зависимостью i+ « 0,058VKA , Па-с. (4.20) V Ро г Запись выражений для определения максимального избыточного давле- ния и удельного импульса (4.18)-(4.20) с использованием pQ позволяет учесть влияние давления окружающего воздуха (при взрывах на различной высоте над уровнем моря), а введение рв в формулы для расчета удельного импульса - температуру и влажность воздуха. В случае формирования облака ТВС непосредственно у поверхности земли в первом приближении его можно представить в виде полусферического объема. При этом в зависимостях (4.18)-(4.20) следует подставлять удвоенную энер- гию УВ, рассчитанную по соотношению (4.15), а радиус облака г0 вычислять, как для полусферы.
4. L Основные понятия и общие сведения 259 Параметры взрыва ТВС в режиме дефлаграции При дефлаграционном взрыве ТВС доля энергии, уходящая в ВУВ, зависит не только от состава смеси, но и от скорости распространения фронта горе- ния U, изменяется в очень широком диапазоне (от нуля до предельного значе- ния) и, как правило, не может быть рассчитана заранее. Поэтому параметры ВУВ связывают с эффективным энергозапасом горючей смеси Е, определяемым по соотношению mTQT при 5<5СТ; 3 mrQr^ ПРИ 5>5ст> I о (4-21) где Qr - стандартная теплота сгорания горючего. При расчете параметров взрыва облака ТВС, лежащего на поверхности земли, величина Е удваивается. При видимой скорости распространения фронта горения, U> 500.. .600 м/с, параметры дефлаграционного взрыва как внутри облака ТВС, так и в воздухе близки к детонационному режиму и, в первом приближении, могут быть оце- нены по соответствующим зависимостям (4.6)-(4.20). При меньшей скорости распространения фронта горения на параметры ВУВ кроме эффективного энергозапаса смеси (4.21) также оказывает влияние степень расширения а продуктов сгорания. Для газовых смесей типичных углеродов а = 7, а для гетерогенных а = 4. При этом смесь считается гетерогенной, если более 50% горючего содержится в облаке в виде капель. Максимальное избыточное давление &рт и удельный импульс фазы сжатия z’+ в волне на расстоянии г от центра облака ТВС рассчитывают по зависимостям: ^Рт=Ро \2 U_ j о-1 1 а 0,83 -0,14 Уш (4.22) X 0,06 +0,01 УШо -0,0025 УШо (4-23) ш ш °~lU где с - скорость звука в воздухе; W - расчетный параметр, W =- о с0 Формулы (4.22) и (4.23) справедливы для значений г/^Е / pQ > 0,34. При выходе за указанный диапазон Арт и z’+ принимают значения, соответствующие аргументу г/%]Е/ pQ = 0,34. Так же, как и формулами (4.18) и (4.20), зависимо- стями (4.22) и (4.23) можно пользоваться при определении параметров дефла- грационного взрыва, произошедшего на любой высоте над уровнем моря, при разных значениях температуры и влажности воздуха.
260 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия 4.2. Двухтактные боеприпасы объемного взрыва Принцип действия двухтактных БОВ сводится к распылению в воздухе жид- кого горючего снаряжения с образованием облака ТВС, которое через некоторое время подрывается одним или несколькими вторичными инициаторами. Назва- ние таких БОВ связано с двухэтапностью схемы их функционирования: первый этап включает в себя взрыв диспергирующего заряда в контейнере с горючим снаряжением и формирование взрывоспособного облака ТВС, а второй - сраба- тывание вторичных инициаторов, возбуждение в ТВС самоподдерживающейся реакции взрывчатого превращения и формирование в окружающем воздухе УВ. Часто их называют боеприпасами объемного взрыва. Первый подрыв макета БОВ был осуществлен военно-морскими силами США в 1960 г. и показал перспективность разработки таких БП. Работы по соз- данию БОВ в США начались в 1966 г., а впервые их использовали в 1967 г. во Вьетнаме для проделывания проходов в минных полях и расчистки взлетно- посадочных площадок для вертолетов. В 1969-1970 гг. проводились боевые испытания (Вьетнам) первой кассетной бомбы CBU-55/B, принятой на воору- жение ВВС США в 1971 г. К настоящему времени в США разработано уже не- сколько поколений БОВ, различия между которыми сводятся в основном к ис- пользованию более скоростных носителей, поиску новых горючих энергоемких составов и совершенствованию техники формирования аэрозоля, что влечет за собой конструктивные изменения и повышение боевой эффективности БП. Рис. 4.1. Кассета CBU-55/B, подвешенная на держателе вертолета UH-1, подготавливаемого к вылету на боевое задание
4.2. Двухтактные боеприпасы объемного взрыва 261 Рис. 4.2. Схема БОВ BLU-73: 1 - взрыватель; 2 - цилиндри- ческий корпус (канистра); 3 - центральный разрывной заряд; 4 - жидкое горючее; 5 - устрой- ство инициирования ТВС; б - тормозной парашют Авиационная бомбовая кассета CBU-55/B (рис. 4.1) калибра 500 фунтов - типичный образец первых БОВ (в западной прессе ее относят к БП первого поколения), которая применялась с легких дозвуковых самолетов А-37 и OV-10 и вертолетов UH-1 при высоте полета около 600 м и скорости 120 км/ч. Кас- сета содержит три бомбы BLU-73 общей массой - 235 кг, массой снаряжения (жидкого оксида этилена) в каждой бомбе - 32,6 кг; масса одной бомбы - 45 кг, длина кассеты - 2285 мм, диаметр корпуса - 356 мм, размах хвостового стаби- лизатора - 712 мм, база подвески - 356 мм. Вдоль борта корпуса кассеты от очка головного взрывателя до донной крышки проложен детонирующий шнур, который при подрыве обеспечивает раскрытие кассеты в воздухе. Каждая из трех бомб представляет собой цилинд- рическую канистру 2 (рис. 4.2) длиной 530 мм и диаметром 345 мм, снабженную индивидуальным парашютом 6 и взрывателем ударного действия 1 с выдвиж- ным щупом. На цилиндрической стенке бомбы, выполненной из тонкой листо- вой стали, через каждые 15° нанесены продольные насечки (концентраторы напряжений), обеспечивающие регулярность дробления корпуса. Вдоль оси цилиндрического корпуса размещен разрывной (диспергирующий) заряд 5, масса которого составляет примерно 2 % массы снаряжения. После сбрасывания кассеты с самолета или вертолета через некоторое время происходит ее раскрытие и разделение бомб. Затем выдвига- ются щупы взрывателей и раскрываются инди- видуальные парашюты каждой из бомб, которые уменьшают скорость снижения у земной поверх- ности до 33 м/с. При касании щупом поверхности земли (рис. 4.3) срабатывает ударный взрыватель, подрывающий центральный разрывной заряд, который разрушает корпус и разбрасывает сна- ряжение в окружающую атмосферу. В результате образуется топливовоздушное облако диаметром 15...17 м и высотой 2,5...3,0 м. Подрыв облака ТВС производится детонаторами (вторичными инициаторами), выбрасываемыми в облако при взрыве центрального разрывного заряда, спустя 125 мс на высоте примерно 1 м. Избыточное давление на фронте детонацион- ной волны, формирующейся в ТВС, составляет порядка 2 МПа и может возрасти до 5 МПа при отражении от поверхности земли и различных объектов. После выхода волны из ТВС параме- тры ее быстро уменьшаются и на расстоянии трех-четырех радиусов облака избыточное дав- ление на фронте ВУВ становится менее 0,1 МПа.
262 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.3. Схема действия БОВ: 1 - тормозной парашют; 2 - облако ТВС; 3 - детонатор; 4 - выдвижной щуп Однако даже при таком давлении наносятся значительные повреждения раз- личным объектам. Например, самолеты становятся полностью непригодными к использованию после воздействия на них ВУВ с избыточным давлением 0,028.. .0,042 МПа. Диапазон давлений 0,07.. .0,09 МПа считается критическим для надводных кораблей всех типов, так как при этих значениях они получают тяжелые повреждения либо теряют плавучесть. Избыточное давление 0,042 МПа приводит к повреждениям средней тяжести, под которыми понимается полный вывод из строя навигационного оборудования и большинства механизмов, вле- кущий за собой необходимость восстановления трубопроводов и устройств для крепления оборудования, расположенного как снаружи, так и внутри кораб- ля. Специалисты полагают, что при выводе из строя только одного электрон- ного оборудования современный корабль практически полностью лишается боеспособности. Согласно приводимым в зарубежной печати данным, при нормальной ор- ганизации детонационного процесса каждая из бомб кассеты CBU-55/B полно- стью уничтожает даже густую растительность на площади диаметром 30 м. При этом на поверхности земли воронка не образуется, что позволяет использовать площадку для посадки вертолетов. В 1971 г. была создана модификация этой кассеты, получившая обозна- чение CBU-72. Ее можно применять со скоростных самолетов А-4 Skyhawk, А-7 Corsair и F-4 Phantom. Кассета оснащена дополнительным тормозным па- рашютом, замедляющим ее снижение до скорости, при которой возможно рас- крытие и дальнейшее самостоятельное падение бомб BLU-73. В конце 1960-х гг. предприняли попытку создать АБ объемного взрыва большого калибра (2500 фунтов). Однако испытания, проведенные в США, показали, что ее конструкция не обеспечивает расчетной эффективности даже при нормальных погодных условиях. В связи с этим специалисты ВВС США
4.2. Двухтактные боеприпасы объемного взрыва 263 временно отказались от идеи крупнокалиберных БП и разработали малокали- берные бомбы объемного взрыва BLU-72 и BLU-76, снаряжаемые в кассеты и предназначенные для использования с дозвуковых и сверхзвуковых самолетов соответственно. Боевым снаряжением в них является оксид этилена (33,5 кг), время задержки подрыва после распыления горючего и образования единого топливовоздушного облака может достигать более 4 с. Для авиации морской пехоты создана система MADFAE (до 12 бомб объ- емного взрыва, подвешиваемых на вертолетах CH-46, СН-53 и UH-1), которая предназначена для проделывания проходов в минных заграждениях. Каждая бомба снаряжается 62 кг оксида этилена или пропилена. Сброс бомб может производиться одновременно, одиночно или поочередно. Максимальная длина прохода в минном заграждении составляет около 300 м. В качестве горючего для бомб объемного взрыва первого поколения были испытаны и признаны пригодными для использования углеводородные топлива, находящиеся при нормальном или повышенном давлении в жидком состоянии, в том числе оксиды этилена или пропилена, метан, пропилнитрат, МАРР (смесь метила - ацетилена, пропадиена и пропана). Опыт боевого применения и результаты многочисленных испытаний позво- лили оценить эффективность бомб объемного взрыва первого поколения и вы- явить их недостатки. В частности, одним из наиболее серьезных недостатков специалисты из США считают существенную зависимость эффективности АБ от соблюдения методики бомбометания и метеорологических условий, которые непосредственно влияют на образование топливовоздушного облака. В бомбах BLU-73 выявили конструктивный недостаток, ограничивающий их применение в условиях отрицательных температур: при температуре ниже —7 °C за счет объемного сжатия оксида этилена происходят образование пустот внутри кон- тейнера и оголение диспергирующего заряда. В результате формируется облако с неоптимальной концентрацией и возможно воспламенение ТВС до момента срабатывания вторичных инициаторов. Учитывая накопленный опыт, в США в первой половине 1970-х гг. был развернут широкий фронт работ по теоретическим исследованиям и проек- тированию БОВ второго поколения. Эти работы велись по двум основным направлениям: создание теоретических основ процесса оптимального форми- рования топливовоздушного облака и механизма его подрыва с уменьшением зависимости от метеорологических факторов и обеспечением максимальной боевой эффективности; поиск новых, более энергоемких топлив и проекти- рование мощных БОВ, способных развивать повышенное избыточное давле- ние во фронте ВУВ (до 10 МПа). В результате проведения исследовательских и конструкторских работ в США были созданы АБ объемного взрыва второго поколения BLU-95 (калибр 500 фунтов) и BLU-96 (калибр 2000 фунтов), пред- назначенные для применения со скоростных самолетов и снаряжаемые оксидом пропилена (136 и 635 кг соответственно). Один из вариантов BLU-96 разраба- тывался для использования в качестве БЧ в управляемых авиационных бомбах GBU-15. Второе поколение БОВ с метановым снаряжением калибра 1000 кг,
264 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия по расчетам иностранных специалистов, позволяет получать избыточное дав- ление на фронте ВУВ 0,09 МПа на удалении 65 м от границы зоны детонации, а 0,042 МПа - на 120 м. Одним из перспективных углеводородных топлив для БОВ второго поколе- ния считается жидкий гептан (С7Н16), химическая активность которого увеличи- вается при введении в него дополнительно до 20 % пропилнитрата или бутил- нитрата, что повышает его детонационные характеристики. Экспериментально замеренная средняя скорость детонации гептано-воздушного облака диаметром 7 м (с добавлением 20% пропилнитрата) достигает 1600 м/с. По сравнению с оксидом пропилена в таком объеме расходуется на 27 % больше атмосферного кислорода, что увеличивает параметры детонации, а следовательно, и боевую эффективность БОВ. Отмечается также, что при уменьшении диаметра капель гептана в ТВС детонационный процесс значительно усиливается. К БОВ второго поколения специалисты из США относят и наземную систему разминирования SLU-FAE (Surface Launched Unit FAE). Система SLU-FAE (рис. 4.4) представляет собой 30-ствольную реактивную установку залпового огня для стрельбы 127-мм неуправляемыми реактивны- ми снарядами Zuni класса воздух-воздух, смонтированную на базе 5-тонного гусеничного артиллерийского тягача М548. Снаряд массой 87 кг состоит из над- калиберной БЧ диаметром 346 мм, порохового двигателя, заключенного в трубу, кольцевого стабилизатора и крестообразного тормозного парашюта. Сама БЧ снаряжена 38 кг оксида пропилена и содержит центральный разрывной заряд, два вторичных детонатора, электронный и механический взрыватели. Дальность стрельбы ПУ от 300 до 1000 м. Рис. 4.4. Схематическое изображение пуска снарядов из системы разминирования SLU-FAE (США)
4.2. Двухтактные боеприпасы объемного взрыва 265 Электронный взрыватель оснащен устройством, предохраняющим БЧ от преждевременного срабатывания при встрече с посторонними местными предметами, например, листвой деревьев, а также имеет выдвигающийся в по- лете штырь датчика взрывного механизма длиной 1,8 м. В состав механического взрывателя входит временной механизм управления тормозным парашютом. У всех снарядов он работаете течение 12 с, однако за счет использования интер- валометра, регулирующего длительность задержки снарядов в направляющих, полетное время их различно. Так, пуск снаряда на максимальную дальность 1000 м задерживается на 2,8 с, а его полетное время (до раскрытия парашюта) составляет 9,2 с; для снаряда, выстреливаемого на дальность 300 м, это время равно 11 и 1 с соответственно. Таким образом, достигается равномерное рас- пределение снарядов по дальности. При ударе датчика взрывателя о поверхность земли срабатывает центральный разрывной заряд и образуется облако ТВС диаметром 14 м и высотой 4 м, которое подрывается вторичными детонаторами с задержкой до 4 с. Образующееся при взрыве давление вызывает срабатывание мин, находящихся на поверхности земли и в грунте. Общее время на проделы- вание прохода в минном поле составляет 3.. .5 мин (один залп). На вооружении Российской армии имеется ряд БОВ. На международ- ной выставке вооружения, военной техники и боеприпасов Russian Expo Arms 2002 были представлены два новых образца БОВ: авиационная бомба ОДАБ-500ПМ и 300-мм реактивный снаряд 9М55С для РСЗО «Смерч». Авиационная бомба ОДАБ-500ПМ (рис. 4.5) кали- бра 500 кг предназначена для поражения легкоуязвимой техники, живой силы, разминирования противопехот- ных и противотанковых минных полей. Бомба имеет диаметр 500 мм, длину 2380 мм, размах стабилизатора 685 мм, массу 525 кг и снаряжена жидкой горючей ре- цептурой ЖВВ-14 (193 кг). Применяется с самолетов с высоты 200... 1000 м при скорости 500... 1100 км/ч и вертолетов с высоты не менее 1200 м при скорости более 50 км/ч. После отделения от носителя на высоте 30.. .50 м раскрывается тормозной парашют, располо- женный в хвостовой части бомбы, и включается в ра- боту радиовысотомер. На высоте 7...9 м происходит взрыв центрального диспергирующего заряда из обыч- ного ВВ, что приводит к разрушению тонкостенного корпуса бомбы и разбрасыванию жидкого горючего. Через 100... 140 мс взрывается вторичный инициатор, находящийся в капсуле, которая прикреплена к пара- шюту, и происходит взрыв облака ТВС. Реактивный снаряд 9М55С для РСЗО «Смерч» калибром 300 мм имеет полную длину 7600 мм и мас- су 800 кг, массу БЧ 280 кг, минимальную дальность стрельбы 20 км, максимальную - 70 км. Конструктивно Рис. 4.5. Объемно-дето- нирующая авиационная бомба ОДАБ-500ПМ
266 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия снаряд состоит из головной части с системой управления полетом, БЧ и дви- гательной установки с твердотопливным ракетным двигателем. Хотя РСЗО «Смерч» позволяет выпустить весь боекомплект (12 снарядов) за 20 с, стрельба снарядами с БЧ объемного взрыва производится одиночными выстрелами или через интервалы времени, обеспечивающие взрыв предыдущего снаряда до того, как к зоне взрыва приближается следующий снаряд. При подлете к цели на нисходящей части траектории происходит разделение снаряда на три части - головную часть, боевую часть и двигательную установку. На высоте 60...70 м раскрывается тормозной парашют, уложенный в хвостовой части БЧ снаряда (рис. 4.6), и включается в работу радиовысотомер. Далее все происходит так же, как и у бомбы ОДАБ-500ПМ. Неоднократно БОВ применяли в различных военных конфликтах 1980- 1990-х гг. Например, ВВС Израиля в войне против Ливана использовали бом- бы объемного взрыва BLU-95 и BLU-96 (США). 6 августа 1982 г. израильский самолет сбросил бомбу BLU-96 на восьмиэтажный жилой дом в Бейруте. В результате взрыва, произошедшего в непосредственной близости от здания на уровне 1-2-го этажа, погибли около 300 человек (в основном не в здании, а находящихся поблизости от места взрыва). Панельное здание было полностью разрушено, сложилось как карточный домик, и создалось впечатление, что оно Рис. 4.6. Хвостовая часть БЧ 300-мм реактивного снаряда 9М55С было «засосано» внутрь вакуумной полости под действием отрицательного перепада давления. По- сле этого в прессе появилось название «вакуумная бомба», которое достаточно часто используется журналистами. На самом деле при взрыве БОВ вакуум не образуется, хотя, как и при взрыве обыч- ных ВВ, в ударной волне формируется достаточ- но продолжительная фаза разрежения. Характер же разрушения здания связан с особенностями действия объемных зарядов, не обладающих бри- зантностью, но приводящих к возникновению относительно невысокого избыточного давления на очень больших площадях, что вызывает смеще- ние несущих элементов конструкции и обрушение здания в целом. В августе 1999 г. на дагестанский аул Тан- до, где скопилось значительное число чеченских боевиков, со штурмовика Су-25 была сброшена крупнокалиберная бомба объемного взрыва типа ОДАБ-500. Захватчики понесли огромные потери. В последующие дни одно только появление оди- ночного (именно одиночного) штурмовика Су-25 над каким-либо населенным пунктом заставляло боевиков спешно его покидать. Современные БОВ двухтактной схемы функци- онирования по параметрам ВУВ имеют тротиловый
4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва 267 эквивалент порядка 5...7, что существенно повышает эффективность фугасного действия по сравнению с БП, снаряженными обычными ВВ. Однако БОВ не могут обеспечить поражение сильно укрепленных целей, таких как танки, подземные сооружения, пусковые шахты баллистических ракет и т. п. 4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва Двухтактные БОВ явились качественным шагом в развитии фугасных БП, однако схема их функционирования достаточно сложна, что приводит к сниже- нию надежности применения - нередки случаи отказов или нештатных режимов (например, выгорание облака ТВС вместо детонации). На работу БОВ большое влияние оказывают погодные условия - при сильном ветре, проливном дожде топливовоздушное облако или не формируется, или же сильно рассеивается. Невозможно или нецелесообразно создание двухтактных БОВ малых калибров (бомбы менее 50 кг и снаряды менее 220 мм). Кроме того, двухтактные БОВ имеют ограничения по скорости подлета и ориентации к поверхности земли, что требует использования различных тормозных систем. Существуют еще не- которые недостатки, которые не свойственны обычным фугасным БП. Все это привело к созданию БОВ однотактной схемы функционирования (в США их относят к БОВ третьего поколения), принципиальным отличием которых является существование единого процесса образования ТВС, возбуж- дения и протекания в ней реакции взрывчатого превращения, т. е. применение только одного диспергирующе-инициирующего заряда ВВ и исключение не- обходимости использования вторичных детонаторов. Анализ всех известных конструктивных схем однотактных БОВ позволяет выделить четыре основных режима их функционирования. Режимы функционирования однотактных БОВ 1. Режим сгорания твердых частиц за фронтом ВУВ. Суть режима состоит в том, что ВУВ создается высокоскоростным потоком твердых частиц, которые воспламеняются и горят за фронтом ВУВ, «подпитывая» его параметры выде- ляющейся в результате протекания реакции энергией. Этот режим реализуется в схеме заряда с активной оболочкой (рис. 4.7), которая включает в себя цилин- дрический заряд мощного БВВ 7, активную оболочку 2 на боковой поверхности заряда и КД 5. Активная оболочка выполнена из спрессованного мелкодисперс- ного порошка горючего металла (алюминия, магния, бора и т. п.), пропитанного горючим связующим (каучуком, парафином, целлулоидом и т.п.). При взрыве заряда БВВ активная оболочка разрушается на отдельные частицы металла и метается, формируя перед собой ВУВ. Металлические частицы, попадая в разогретый ВУВ до высокой температуры воздух (104К и более), быстро прогреваются и воспламеняются, продолжая лететь эше- лоном за фронтом ВУВ. Энергия от сгорания частиц выделяется в области, непосредственно прилегающей к фронту, создавая оптимальные условия для «подпитки» его параметров.
268 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.7. Схема заряда с активной оболочкой: 1 - заряд ВВ; 2 - активная оболочка; 3 - КД Заряды с активными оболочками были известны еще до появления двух- тактных БОВ, однако анализ процессов, протекающих при их срабатывании, позволяет отнести их к классу однотактных БОВ. 2. Режим дефлаграционного горения заключается в том, что реакция взрыв- чатого превращения распространяется по облаку ТВС в виде фронта горения (узкой зоны, в которой исходная смесь превращается в продукты сгорания) со скоростью, меньшей скорости звука в продуктах сгорания. Предельный слу- чай дефлаграционного горения - детонация, когда скорость распространения фронта горения становится равной скорости звука в продуктах сгорания. Режим дефлаграционного горения характерен для БОВ имплозивной схемы (рис. 4.8), содержащей контейнер с жидким горючим снаряжением 7, заряд БВВ 2, выпол- ненный в виде тонкого слоя и размещенный на боковой поверхности контейнера, Рис. 4.8. БОВ имплозивной схемы: 1 - жидкое горючее снаряжение; 2 - заряд ВВ; 3 - пиротехнический состав; 4 - КД; ПС - продукты сгорания; ТВС - топливо-воздушная смесь; U - скорость распространения фронта горения; D - скорость фронта ВУВ
4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва 269 малопрочный цилиндрический пенал, который заполнен пиротехническим со- ставом 3 и установлен на оси симметрии контейнера, и КД 4. При детонации заряда БВВ в жидком горючем снаряжении формируется сходящаяся цилиндрическая ВУВ, значения параметров которой при схлопы- вании на оси симметрии сильно возрастают, при этом температура достаточная для воспламенения пиротехнического состава. После отражения от оси сим- метрии ВУВ возвращается к боковой поверхности контейнера, распадается, и в жидкость уходит волна разрежения, в которой горючее снаряжение дробится на мелкие капли и разбрасывается в окружающий воздух, образуя облако ТВС. При отражении волны разрежения от оси симметрии происходят разрушение малопрочного пенала и метание горящих частиц пиросостава вслед за каплями горючего снаряжения. Обладая более высокой плотностью и меньшим коэффи- циентом сопротивления, горящие частицы пиросостава внедряются в образовав- шуюся ТВС и вызывают ее воспламенение. В результате по облаку со скоростью разлета пирочастиц начинает распространяться фронт горения, перед которым формируется область сжатой, но непрореагировавшей ТВС, ограниченная фронтом ВУВ, распространяющимся со скоростью D, превосходящей скорость распространения фронта горения J7, а за ним - продукты сгорания. Скорость распространения фронта горения U в имплозивной схеме одно- тактных БОВ может достигать нескольких сотен метров в секунду, при этом из- быточное давление внутри облака ТВС остается ниже детонационного, однако при достижении нескольких радиусов объемного заряда параметры ВУВ будут совпадать с параметрами взрыва в режиме детонации. 3. Режим выгорания ТВС по объему облака заключается в возбуждении реакции взрывчатого превращения в форме горения в большом количестве то- чек, рассредоточенных по объему облака ТВС. При очень большом числе точек возбуждения реакции, равномерно распределенных по объему ТВС, этот режим приближается к предельному случаю мгновенной детонации объемного заряда. Указанный режим может быть реализован в БОВ с химическим иницииро- ванием (рис. 4.9). В одном из вариантов такого БОВ заряд БВВ 2 выполняется Рис. 4.9. Цилиндрический макет БОВ с химическим инициированием (в разрезе): 1 - корпус; 2 - заряд БВВ; 3 - химический инициатор; 4 - жидкое горючее
270 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия в виде звезды в сечении и устанавливается вдоль оси симметрии цилиндриче- ского корпуса 7. В желобообразных выемках диспергирующего заряда разме- щены капсулы с химическим инициатором 3, в качестве которого предлагается использовать неустойчивые межгаллоидные соединения (C1F3, BrF3). Свободный объем корпуса заполнен жидким горючим снаряжением 4 (гептаном), при этом участки корпуса в направлении выемок диспергирующего заряда выполнены ослабленными (уменьшенной толщины). При взрыве диспергирующего заряда ослабленные участки корпуса раз- рушаются и из желобообразных выемок выбрасывается горючее снаряжение с химическим инициатором, которые перемешиваются, дробятся и, вовлекая воздух из межструйного пространства, образуют облако ТВС. При достижении определенной концентрации облако ТВС воспламеняется в большом количестве точек практически одновременно. 4. Режим турбулентного догорания связан с окислением кислородом окружа- ющего воздуха горючих компонентов, не прореагировавших в процессе первона- чального взрыва снаряжения БОВ. Этот режим характерен для так называемых термобарических БП, принципиальная конструктивная схема которых предельно проста (рис. 4.10). Она включает в себя контейнер с термобарической смесью (ТБС) 7, промежуточный детонатор 2 и КД 3. Появление термобарических БП связано с разработкой специальных со- ставов - термобарических смесей. Как правило, ТБС представляют собой пастообразные смеси, созданные на основе жидкого топлива с большим от- рицательным кислородным балансом (например, изопропилнитрата C3H7NO3), в которое вводят порошок высокобризантного ВВ (например, гексогена) и мел- кодисперсную пудру горючего металла (например, алюминия). Такие смеси обладают детонационной способностью, т. е. в них можно возбудить самопод- держивающийся детонационный режим распространения реакции взрывчатого превращения, однако для этого требуется достаточно мощный промежуточный детонатор, а сами параметры детонации относительно невелики (скорость де- тонации порядка 5000...6000 м/с). В результате протекания реакции взрывча- того превращения за фронтом детонационной волны образуются газообразные Рис. 4.10. Принципиальная схема термобарических БОВ: 7 - ТБС; 2 - промежуточный детонатор; 3 - КД; ТД - турбулентная диффузия
4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва 271 продукты, содержащие непрореагировавшие горючие компоненты, а частицы металла прогреваются и начинают вступать в реакцию с окислительными ком- понентами ПД (СО2, Н2О). После выхода детонации на поверхность ТБС и разрушения корпуса кон- тейнера газообразные продукты начинают расширяться в воздух, при этом ин- тенсивно затормаживаясь. Горящие металлические частицы, обладая большей инерцией, обгоняют газообразные продукты и попадают в воздух, где интенсив- ность их сгорания существенно возрастает. Выделяющаяся при этом энергия идет на «подпитку» параметров фронта ВУВ и формирование протяженной высокотемпературной области, обладающей повышенным термическим воздей- ствием (см. рис. 4.10). На более поздней стадии за счет развития турбулентной диффузии происходит перемешивание ПД с воздухом и догорание непрореаги- ровавших горючих компонентов. В этом случае энергия выделяется в «хвосте» фазы сжатия ВУВ и приводит к увеличению ее длительности. Название однотактных БОВ, функционирующих в режиме турбулентного догорания, связано с повышением параметров термического воздействия и по- ложительной фазы избыточного давления в ВУВ по сравнению с фугасными БП, снаряженными обычными ВВ. Так как ТБС, по существу, являются конденсированными ВВ, то они об- ладают достаточно высоким бризантным и метательным действием, поэтому термобарические БП с взрывателями контактного действия применяют и для по- ражения легкобронированных целей (БМП, БТР и т. п.), а при их срабатывании из корпуса формируется высокоскоростное осколочное поле, которое можно использовать в качестве дополнительного поражающего фактора. Рис. 4.11. Корректируемая авиационная бомба КАБ-500Кр-ОД
272 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Наибольшее развитие среди однотактных БОВ у нас в стране и за рубежом получили термобарические БП. Корректируемая авиационная бомба КАБ-500Кр-ОД (рис. 4.11), состоящая на вооружении Российской армии, предназначена для поражения живой силы и наземных целей типа огневых точек, укрытых в складках горной местности. Боевая часть бомбы снаряжена ТБС. Бомба применяется в составе комплекса вооружений самолетов фронтовой авиации с высот 500... 5 000 м при скорости 550.. .1100 км/ч. Она имеет массу 370 кг (масса БЧ 250 кг), длину 3 050 мм, диа- метр корпуса 350 мм, размах стабилизатора 750 мм. Бомба снабжена телевизи- онной корреляционной головкой самонаведения, которая обеспечивает точность наведения на цель до 4 м. Реактивная 30-ствольная огнеметная установка залпового огня, смонти- рованная на шасси танка Т-72 (рис. 4.12), также состоит на вооружении Рос- сийской армии. Такой комплекс, включающий боевую машину - ПУ, неуправ- ляемые реактивные снаряды (НУРС) и транспортно-заряжающую машину, получил название ТОС-1 «Буратино» (тяжелая огнеметная система). ТОС-1 предназначена для поражения вооружения и военной техники, оборонитель- ных объектов и живой силы противника (в том числе находящейся в защитных сооружениях), а также для создания очагов пожаров на местности. Пораже- ние противнику наносится за счет комплексного воздействия избыточного давления и высоких температур при взрыве ТБС, доставляемой НУРС к цели. Неуправляемые PC калибром 220 мм состоят из головной части с напол- нителем, взрывателя и твердотопливного двигателя. Максимальная дальность стрельбы достигает 3500 м, а минимальная - 400...600 м. Пусковая установка оснащена поворотной платформой с качающейся частью - пакетом из 30 труб- чатых направляющих, а также силовыми следящими приводами наведения ракет Рис. 4.12. Реактивная огнеметная установка ТОС-1 «Буратино»
4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва ТП Рис. 4.13. Огнемет одноразового использования РПО-А «Шмель»: а - огнеметный выстрел; б - основные части выстрела в вертикальной и горизонтальной плоскостях и системой управления огнем. В связи с тем что ТОС-1 предназначена для использования в боевых порядках войск, направляющие снабжены броневой защитой, а все операции по наведе- нию ПУ на цель расчет проводят, находясь внутри боевой машины, обладающей мощной броней. Боевая машина имеет совершенную систему управления огнем, в состав ко- торой входят оптический прицел, лазерный дальномер с точностью определения расстояния до цели 10 м, электронный баллистический вычислитель и датчик крена. Стрельба может вестись как с открытых, так и закрытых огневых позиций. Несмотря на относительно большую массу боевой машины ТОС-1 (42 т), она обладает высокой маневренностью и хорошей проходимостью на пересеченной местности. Реактивная система ТОС-1 показала высокую боевую эффективность в боевых действиях в Афганистане и Чечне. Огнемет одноразового использования РПО-А «Шмель» (рис. 4.13) - реактивное пехотное оружие одноразового применения с термобарической БЧ. Функцию ПУ выполняет транспортно-пусковой контейнер, на котором смонтированы ударно-пусковой механизм с пистолетной рукояткой, допол- нительно откидывающаяся рукоятка и прицельные приспособления. РПО-А «Шмель» в заводских условиях снаряжен огнеметным выстрелом, состо- ящим из капсулы с ТБС и твердотопливного реактивного двигателя. Для стабилизации огнеметного выстрела в полете используется так называемый репер, который снабжен раскрывающимися лопастями, расположенными под некоторым углом к продольной оси выстрела и вызывающими вращение относительно этой оси. После выстрела транспортно-пусковой контейнер выбрасывается. РПО-А «Шмель» предназначен для борьбы с живой силой противника в условиях городской застройки и в горах, выводит из строя фортификационные сооружения, транспортные средства, легкоброниро- ванную технику. Длина огнемета - 920 мм, калибр - 93 мм, масса в боевом
274 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.14. Общий вид и разрез выстрела ТБГ-7В положении - 11 кг, масса капсулы с ТБС - 2,1 кг, прицельная дальность - 600 м, максимальная дальность стрельбы - 1000 м. Выстрел ТБГ-7В к гранатомету РПГ-7В1 (рис. 4.14) с термобарической БЧ калибра 105 мм имеет полностью заимствованную от выстрела ПГ-7ВР сборку реактивного двигателя с метательным зарядом. Масса выстрела ТБГ-7В - 4,5 кг, прицельная дальность стрельбы - 200 м. При встрече с преградой срабатывает донный инерционный взрыватель, подрывающий сначала воспламенительно-разрывной, а затем и основной за- ряд ТБС. Граната ТБГ-7В предназначена для поражения живой силы в окопах, бункерах, укрытиях полевого типа, других помещениях при попадании внутрь и при разрыве БЧ на расстоянии до 2 м от окна или амбразуры. По могуществу действия эта граната сравнима с артиллерийским снарядом или миной калибра 120 мм. Кроме живой силы выстрел ТБГ-7В может также поражать неброниро- ванную или легкобронированную технику. Термобарические смеси, по существу, не имеют ограничения по массе средств поражения, что позволяет создавать малокалиберные БОВ (например, гранаты к подствольным гранатометам ГП-25, ГП-30), в которых масса снаря- жения составляет всего несколько десятков граммов. Среди зарубежных аналогов однотакгных БОВ, функционирующих в режи- ме турбулентного догорания, можно выделить бомбу BLU-82/B (США) массой 6810 кг. Бомба снаряжена смесью нитрата аммония, алюминиевого порошка и полистирольного связующего геля общей массой 5715 кг. В ходе операции «Бу- ря в пустыне» ВВС США использовали 11 бомб BLU-82/B. Основной целью при- менения было создание проходов в развитой системе минных полей. По оценкам экспертов Пентагона, круговое вероятное отклонение бомбы составило 30 м. Такой высокий результат был достигнут за счет весьма совершенной навигаци- онной и прицельной аппаратуры самолета специального назначения МС-130. В некоторых случаях прицеливание и сбрасывание бомб осуществлялись с по- мощью наземных РЛС. Эксперты отмечают, что использование BLU-82/B ока- зывало высокий деморализующий эффект на личный состав иракской армии. ВВС США применяли BLU-82/B в антиталибской операции в Афганистане. Бомба BLU-82/B оказалась весьма эффективной для уничтожения живой силы
4.3. Однотактные боеприпасы объемного взрыва 275 противника в горных ущельях и пещерах, где поражающее действие осколоч- но-фугасных БП невелико из-за экранирования УВ и потока осколков местными преградами. Конструкция BLU-82/B достаточно проста: стальной тонкостенный цилиндр с коническим обтекателем. На траектории полета бомба стабилизируется пара- шютом и лишена управляющих аэродинамических поверхностей. Срабатывает бомба от контактного взрывателя (штанга в носовой части длиной 1,24 м), что позволяет производить подрыв до того момента, как бомба проникает в грунт. По оценкам западных специалистов, BLU-82/B уничтожает все живое на от- крытой местности в радиусе 100 м. 11 марта 2003 г. ВВС США провели первое испытание новой авиационной бомбы, которая стала самым мощным неядерным БП из всех, состоящих ныне на вооружении. Она была представлена под названием МОАВ (Massive Ordnance Air Blast). Достаточно точно ему соответствует перевод «тяжелый боеприпас объемного взрыва». Журналистами аббревиатура МОАВ была интерпретирована по-своему: Mother of All Bombs (мать всех бомб). В ходе первого испытания бомба была сброшена с самолета сил спе- циальных операций США МС-130 (модификация военно-транспортного Herkules). Бомба размещалась в грузовом отсеке на специальной тележке, которую при сбросе вытягивал из самолета парашют. Затем МОАВ отделя- лась от тележки и, совершая относительно небольшие маневры в воздухе, начинала свой полет к цели. По данным Пентагона, масса бомбы составля- ет 21 500 фунтов (9761 кг). Размеры МОАВ не сообщаются, однако для нее характерны довольно большое удлинение, обтекаемая аэродинамическая форма (рис. 4.15) и крыло небольшого размаха, позволяющее маневрировать по дальности. В хвостовой части установлен блок из четырех складываемых решетчатых стабилизаторов и рулей, что подтверждает сообщение о снабже- нии бомбы системой наведения, использующей сигналы космической радио- навигационной системы NAVSTAR. Масса ТБС (желеобразной смеси GSX на основе селитры, алюминиевой пудры и синтетического мыла) составляет 18 000 фунтов. Анализ доступной информации позволяет сделать вывод, что в США сделан существенный шаг вперед по сравнению с аналогичными БП предыдущего поколения. Однотактные БОВ по простоте конструкции и надежности функциониро- вания имеют неоспоримые преимущества по сравнению с двухтактными БОВ, Рис. 4.15. Авиационная бомба МОАВ (США)
276 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия однако, поскольку в однотактных БОВ процессы формирования, инициирования и взрыва ТВС происходят автоматически, не удается реализовать все энергети- ческие возможности снаряжения. Кроме того, все однотактные БОВ содержат окислительные элементы, поэтому по параметрам ВУВ они примерно в 2 раза уступают двухтактным БОВ, т. е. относительный тротиловый эквивалент при их срабатывании не превосходит 2,5-3,5 единиц. 4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва Критерии поражающего действия ударных волн Результаты воздействия взрывных волн на различные объекты опреде- ляются в основном максимальным избыточным давлением &рт и удельным импульсом фазы сжатия избыточного давления i в волне. В случае УВ, длина зоны сжатия которой намного больше характерных размеров объекта пораже- ния, нагружение носит «квазистатический» характер (мгновенное приложение постоянного давления), а деформация и смещение объектов определяются максимальным избыточным давлением. При очень короткой волне реакция объектов на нагружение определяется удельным импульсом фазы сжатия (им- пульсное нагружение). Выбор характера нагружения при оценке поражающего действия взрывных волн связан с соотношением длительности фазы сжатия в волне т+ и периода собственных колебаний объекта Т. Если длительность фазы сжатия т+ < 0,25Т, то нагрузку можно считать импульсной, а условие разрушения объекта можно записать в виде критерия по удельному импульсу: /+>С (4.24) При т+ > 107 нагружение становится квазистатическим, а критерий разрушения выражают через избыточное давление Ари>АК. (4.25) Соотношения (4.24) и (4.25) называют частными критериями поражения в результате фугасного действия взрывных волн, а /*, Ар*т - критическими значениями удельного импульса и максимального избыточного давления в волне. В области 0,257< т+ < 107на поведение объекта оказывают влияние как мак- симальное избыточное давление, так и удельный импульс в волне. При этом, как показывают эксперименты и теоретические решения модельных задач, их совместное воздействие может быть учтено с помощью обобщенного критерия поражения: (&Рт -&p’m)(i+ ~С) = К, (4.26) где К - некоторая константа. Функция (4.26) в плоскости &рт~ /+ имеет форму гиперболы с двумя асимптотами, которые соответствуют критическим значениям максималь- ного избыточного давления и удельного импульса фазы сжатия в волне,
4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва 277 обеспечивающими нанесение объекту опре- деленного вида поражения (рис. 4.16). Если параметры взрывной волны \рт и i+ соответ- ствуют точке, лежащей выше кривой обоб- щенного критерия (4.26), то объекту будет нанесен заданный вид поражения. Из обобщенного критерия нетрудно полу- чить частные критерии фугасного действия взрывных волн. Так, при A/>w —> ©© из формулы (4.26) следует критерий по удельному импуль- су (4.24), а при i ©© - по максимальному избыточному давлению (4.25). Критические параметры и константа К в формуле (4.26), Рис. 4.16. Геометрическое пред- ставление критерия разрушения цели фугасным действием УВ в фазовой плоскости Арт - i+ как правило, определяются экспериментально для каждого объекта и вида его поражения. Характеристики уязвимости целей к фугасному действию Параметры разрушения зданий и других объектов. В зданиях при наи- меньших взрывных нагрузках разрушаются окна. Стекло представляет собой хрупкий материал, который рассыпается, как только напряжение в нем достигает предела упругости. Окна обычно имеют небольшие горизонтальные размеры между опорами и поэтому первыми подвергаются взрывным нагрузкам, а сле- довательно, при воздействии взрывных волн чаще всего разрушаются в режиме квазистатического нагружения. Для таких случаев вполне оправдано применение частного критерия по максимальному избыточному давлению. Критическое избыточное давление, при котором начинает разрушаться остекление зданий, связано с площадью поверхности оконного стекла S (м2), его толщиной h (мм) и отношением максимального и минимального размеров L/В следующей зависимостью: Д£ = l/^-lO0’175"40’0634^-0’1939, кПа. (4.27) При скольжении УВ вдоль поверхности стекла значение, вычислен- ное по формуле (4.27), сравнивается с избыточным давлением &рт, а при нормальном падении волны - с избыточным давлением нормального от- ражения А рот. Для зданий и других сооружений различают три степени разрушения: силь- ное, среднее и слабое. При полном разрушении обрушивается булыпая часть стен, колонн и перекрытий. Сильное разрушение характеризуется частичным повреждением стен, колонн и перекрытий; легкие элементы (двери, перегород- ки, крыши) разрушаются полностью или частично. При среднем разрушении деформируются (прогибаются) основные ограждающие и несущие конструкции, а разрушаются в основном второстепенные конструкции. Слабое разрушение характеризуется повреждением или серьезными деформациями отдельных лег- ких элементов ограждения (окна, двери, крыши).
278 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Проведение расчетов на прочность и оценка уровня поражения цели определяются такой важнейшей характеристикой, как период собственных колебаний Т цели. В литературе имеются обширные данные об испытаниях сооружений на воздействие вынужденных или свободных колебаний с малы- ми амплитудами, целью которых является определение первых нескольких форм собственных колебаний и соответствующих коэффициентов затухания. Периоды собственных колебаний Т зданий с жесткой конструктивной схемой, как правило, находятся в диапазоне 0,1... 1,0 с и могут быть оценены по эм- пирическим формулам: Т = аи; 7 = 0,017#; Т = 0,0905--^=; T = Q,3Hy[Bg, где а - коэффициент, зависящий от конструкции здания и вида основания (для грунта средней плотности а = 0,04.. .0,09); п - число этажей; Н- высота здания, м; В - ширина или длина здания, м; g - ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2. Значения Т для различных типов сооружений получены опытным путем (табл. 4.3). Таблица 4.3. Периоды собственных колебаний зданий и сооружений Здание Число этажей Период колебаний Т, с поперечных продольных Жилое: с несущими каменными стенами 3 0,15 0,16 5 0,26 0,22 6 0,37-0,39 — крупнопанельное 4 0,16 0,15 5 0,30 0,22 6 0,36 — сборное каркасно-панельное 14 0,86 0,76 16 1,20 0,76 с нижним каркасным и верхними крупнопанель- 4 0,28 0,30 ными этажами 10 0,64 0,44 Школьное с несущими кирпичными стенами 3 0,22 0,21 4 0,30 0,27 Административное каркасное с кирпичным заполнением: с железобетонным каркасом 12 0,69-0,96 0,62-0,89 каркасное 22 1,10 1,16 При длительности взрывной волны т+ > 1077, т. е. при взрыве крупномас- штабных облаков ТВС, степень разрушения объектов можно оценить по кри- тическому избыточному давлению (табл. 4.4).
4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва 279 Таблица 4.4. Значения избыточного давления УВ (Др , кПа), характеризующие степени разрушения при наземном взрыве зданий, сооружений, техники и оборудования Категория объекта Разрушение сильное среднее слабое Промышленные здания: с тяжелым металлическим или железобетон- ным каркасом 40-50 зо-ло 20-30 с легким металлическим каркасом и бескар- касной конструкции 35—45 25-35 10-20 многоэтажные железобетонные с большой площадью остекления 40-90 20-40 8-20 атомные и гидроэлектростанции 200-300 150-200 25-35 Промышленные сооружения и оборудование: технологические трубопроводы и вспомогатель- ные сооружения на промышленных объектах 60-70 40-60 30-40 железобетонные эстакады с пролетом до 20 м 120-150 110-120 100-110 силовые трансформаторы, открыто располо- 50-60 30-50 10-30 женные вышки на нефтяных промыслах Трубопроводы сетей коммунального хозяйства: — 60-100 40-60 подземные стальные на сварке диаметром до 350 мм 1500-2000 1000-1500 600-1000 подземные чугунные и керамические на рас- трубах, асбоцементные на муфтах 1000-2000 600-1000 200-600 стальные, заглубленные на 20 см Линии электрических сетей: — 250-350 — кабельные подземные 1000-1500 700-1000 500-700 воздушные высокого напряжения 80-120 50-70 30-50 воздушные низкого напряжения на деревян- ных опорах 60-100 40-60 20-40 Средства связи: автомобильные радиостанции 45-55 20-30 15-20 телефонно-телеграфная аппаратура - 60-90 - радиорелейные линии связи Металлические мосты с длиной пролета, м: — 50-70 — 30—45 200-300 100-200 50-100 45-100 150-200 80-120 40-80 более 100 100-200 60-100 40-60
280 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Окончание табл, 4,4 Категория объекта Разрушение сильное среднее слабое Железобетонные мосты и путепроводы с проле- тами длиной 20 м 130-200 110-130 50-80 Наземные сооружения аэропортов 35-45 25-35 15-25 Взлетно-посадочные полосы с бетонным покрытием 1500-2000 400-1500 300-400 Железнодорожное полотно Средства транспорта, инженерные машины: 400-700 150-400 100-150 подвижной железнодорожный состав 70-90 40-70 20-40 тепловозы и электровозы 100-150 70-100 50-70 грузовые автомобили и автоцистерны 50-60 40-50 20-40 легковые автомобили и автобусы 30-50 20-30 15-20 гусеничные тягачи, тракторы, бронетранспортеры 70-80 50-70 30-40 транспортные суда Защитные сооружения: 80-100 60-80 30-60 подвалы в одноэтажных деревянных домах 70-100 40-70 20-40 в промышленных зданиях 80-110 60-80 35-60 подземные сооружения типа метрополитена мелкого заложения — 400 — Для оценки совместного воздействия избыточного давления и удельного импульса взрывной волны на типовые здания и промышленные сооружения можно воспользоваться данными о разрушении от бомбардировок во Второй мировой войне, полученными в Великобритании, которые для кирпичных зда- ний аппроксимируются уравнением Ы’33 / \2 1 I 3180 ] 1+ ---- I J 0,167 ’ (4.28) где г - расстояние от места взрыва, м; — масса эквивалентного тротилового заряда ВВ, кг; Kt - коэффициент (3,8 - полное разрушение зданий; 5,6 - здания разрушены наполовину; 9,6 - здания непригодны для обитания; 28,0 - умерен- ные разрушения, повреждения внутренних малопрочных перегородок; 56,0 - зданиям нанесен небольшой ущерб, разбито -10% стекол). С помощью формулы (4.28) для каждого вида разрушений можно построить предельные диаграммы в плоскости Арт - i+ с характерным гиперболическим видом и двумя асимптотами Др* и Г+, значения которых вместе с константой К
4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва 281 в обобщенном критерии (4.26) для зданий и промышленных сооружений при- ведены ниже: Kt 3,8 5,6 9,6 28,0 56,0 tSp*9 кПа 77,5 38,1 16,4 4,21 1,96 f+, Па-с 743 504 294 101 50,4 К, кПа-Па-с 921 346 106 11,5 3 Характеристики уязвимости элементарных наземных целей при действии ВУВ даны в табл. 4.5. Таблица 4.5. Характеристики уязвимости элементарных наземных целей при действии ВУВ Цель До*, МПа z*, Пас К, МПа-Па-с ПУ с ракетами: РК Lans 0,06 280 35 ЗРК Patriot и Hawk 0,07 500 42 РЛС: AN/MPQ-33 hAN/MPQ-39 0,05 450 23 AN/MPQ-3 0,04 340 21 Самолет А-10А 0,06 350 40 Вертолет АН-1G 0,02 250 20 Спецмашина фургонного типа 0,04 340 21 БТРМ113А1 0,17 1200 220 Параметры поражения человека. Поражение человека связано с травми- рованием различных частей тела. При этом отдельные органы могут по-разному реагировать на воздействие УВ. Например, барабанные перепонки имеют очень маленький период собственных колебаний, поэтому при любых размерах взры- вающегося облака ТВС их реакцию на воздействие УВ можно оценивать по кри- терию максимального избыточного давления в волне. Связь между максимальным избыточным давлением в волне \рт и ве- роятностью повреждения барабанных перепонок человека Q описывается зависимостью Q = 0,881g -1,323. (4.29) Умножив вероятность (4.29) на 100, получим процент повреждения барабан- ных перепонок в группе людей, одинаково удаленных от места взрыва. Граница временной потери слуха соответствует давлению ^Рт- 1,5...2,0 кПа, нижний порог повреждения барабанных перепонок - 34...35 кПа, а 50 % вероятности разрыва перепонок - примерно 100 кПа. При взрывах крупномасштабных облаков ТВС человека можно рассма- тривать как единый объект и в качестве критерия поражения использовать
282 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия критическое давление в УВ Др*, значения которого в зависимости от вероят- ности летального исхода приведены ниже: Вероятность летального исхода. 0,99 0,75 0,50 0,25 0,10 Др*, кПа...................... 500 370 320 280 250 Наиболее чувствительны к поражающему действию УВ органы человека с большим различием в плотностях соседних тканей, в первую очередь - это легкие. При этом существенное влияние оказывает ориентация человека отно- сительно падающей волны и окружающих объектов. Наибольшие повреждения при минимальных значениях давления и импульса приходящей УВ получает человек, который стоит или лежит вблизи плоской отражающей поверхности, по нормали к которой набегает взрывная волна. Однако учет формы и типа отражающей поверхности, расстояния от нее человека, а также угла подхода взрывной волны представляет значительные трудности. В США получены предельные диаграммы (Apw - z+) для различных степе- ней поражения органов дыхания человека в положении «стоя» с расположением тела вдоль фронта подходящей УВ. Проведенные исследования показали, что результаты воздействия УВ зависят от начального окружающего давления р& а при импульсном нагружении - и от массы человека М. При этом критические параметры УВ, входящие в обобщенный критерий (4.26), могут быть найдены из соотношений = С=р‘гм‘”Т. Значения приведенных критических параметров А/Г, z * для различных степеней поражения органов дыхания следующие: Вероятность летального исхода ... .. 0,01 0,10 0,50 0,90 0,99 Ар* .. 1,78 2,01 2,42 2,83 3,40 z *, Па0’5-с /кг033 .. 0,251 0,306 0,373 0,472 0,575 Константа К в обобщенном критерии (4.26) вычисляется по соотношению К = 1,2р\>5М^Лр*Т, Па2-с. При воздействии взрывной волны на человека, находящегося в положении «стоя», происходит перенос тела как целого с последующим тормозящим ударом при падении. При этом возникают травмы, степень тяжести которых зависит от таких факторов, как скорость при ударе, время торможения, тип поверхности, площадь соударения и т. д. При тормозящем ударе голова наиболее уязвима для механических повреждений. Категории поражения человека при ударе головой о твердую поверхность в зависимости от относительной скорости удара при- ведены ниже: Практически безопасно.................................... 3,05 Нижняя граница, или порог допустимого повреждения........ 3,96 50%-ная вероятность летального исхода.................... 5,49 Удар другими частями тела более безопасен для человека, однако и он мо- жет привести к различным травмам. Категории поражения человека при ударе
4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва 283 различными частями тела в зависимости от относительной скорости удара представлены ниже: Практически безопасно..................................... 3,05 Нижняя граница, или порог допустимого повреждения......... 6,40 50%-ная вероятность летального исхода..................... 16,46 Интересно, что уровни практически безопасной скорости удара как головой, так и иными частями тела совпадают. Используя указанные данные, У. Бейкер (США) рассчитал избыточное давление &рт и удельный импульс г+ приходящей УВ, которые обеспечивают перенос тела человека с критическими скоростями. Полученные результаты можно представить в виде приближенных зависимостей: при ударе головой = (4-30) при ударе другими частями тела (4-31) где М- масса тела человека, кг; значения параметров удара человека о жесткую поверхность А и В в зависимости от приобретаемой скорости приведены ниже: Скорость удара, м/с........... 3,05 3,96 5,49 6,40 7,01 16,46 42,06 А • 10-5, Па2-с/кг0>33 ......... 400 546 748 964 В- 10~5,Па2-с/кг0’33 ........... 392 - - 801 - 2043 5383 По значению максимального избыточного давления Арт и удельного импульса i в УВ в месте нахождения стоящего человека, а также по его мас- се М вычисляются значения параметров А (4.30) и В (4.31), по которым с уче- том критериев поражения человека при ударе определяются скорость метания и степень поражения. Показатели боевой эффективности БОВ Задача стрельбы (применения) БОВ состоит в общем случае в нанесении противнику ущерба, снижающего его боевые возможности. Эффективность стрельбы есть мера соответствия результата стрельбы поставленной боевой за- даче. Оценивают ее определенными количественными показателями, численное значение которых должно характеризовать ущерб, нанесенный противнику. Тротиловый эквивалент часто используется в качестве показателя эффек- тивности фугасных БП. Под тротиловым эквивалентом понимается масса заряда тротила, обеспечивающего на заданном расстоянии такие же параметры УВ, что и при взрыве самого СП. С точки зрения поражения целей под тротиловым экви- валентом следует понимать массу заряда тротила, обеспечивающего поражение цели на том же удалении от места взрыва, что и при срабатывании самого устрой- ства. Используется также относительный тротиловый эквивалент, который равен отношению массы тротилового эквивалента к массе снаряжения фугасного БП.
284 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Для традиционных фугасных БП, снаряженных обычными конденсирован- ными ВВ, справедлив энергетический закон подобия, в соответствии с кото- рым, начиная с некоторого расстояния, все параметры УВ определяются лишь энергией, выделяющейся при взрыве. В этом случае формулы Садовского для произвольного ВВ можно переписать в виде Ьрт=л (4.32) (4-33) где Л, B,C,D- некоторые числовые коэффициенты; Q - удельная теплота взрыва рассматриваемого ВВ. Из зависимостей (4.32) и (4.33) следует, что при равенстве произведения тивв2 для тротилового заряда и заряда произвольного ВВ все параметры, определяющие поражающее действие ВУВ, на любом расстоянии будут совпадать, т. е. радиус пора- жения рассматриваемой цели в обоих случаях будет один и тот же. Отсюда следует, что тротиловый эквивалент фугасного БП может быть рассчитан по зависимости тэ = тъъ-^—, Утнт где бтнт - удельная теплота взрыва тротила. В случае применения БОВ, даже если параметры ВУВ на отдельных участ- ках можно описать функциональными зависимостями (4.32) и (4.33), численные значения коэффициентов А. В, С, D будут отличаться от значений, полученных из формул Садовского. Поэтому тротиловый эквивалент БОВ будет изменяться с расстоянием и иметь различное значение при определении по избыточному дав- лению &рт и импульсу фазы сжатия /+, т. е. терять свою универсальность. В этом случае в качестве показателя эффективности фугасного действия БП по типовым элементарным целям удобно принять приведенную площадь поражения. Приведенная площадь поражения 5пр определяется по зависимости 00 со 5пр=/фр(х,у)<&, (4.34) О о где х, у - координаты в плоскости размещения цели; G(x, у) - координатный закон поражения цели (вероятность поражения цели, размещенной в точке (х, у) при взрыве фугасного БП в центре системы координат х = 0, у - 0. По сути, формула (4.34) определяет ожидаемую площадь безусловного поражения определенной цели рассматриваемым устройством. Для фугасных БП без явно выраженной направленности действия соотно- шение (4.34) можно переписать в полярной системе координат: 00 5np = 27tfG(r)r^, (4.35) О где г - удаление рассматриваемой точки от центра взрыва.
4.4. Оценка эффективности боеприпасов объемного взрыва 285 G(r) = Рис. 4.17. Диаграмма \рт - i+ для определения радиуса поражения Для фугасного действия БОВ характерно, что область недостоверных по- ражений, как правило, мала по сравнению с областью достоверных поражений и ею можно пренебречь. В этом случае КЗП принимает ступенчатый вид: Г1 при г < Rn; О при г <R„, где Rn - радиус поражения цели. Тогда формула (4.35) для приведенной площади поражения становится предельно простой: £ПР=^Р. Для определения радиуса поражения Rn находят точку пересечения кривой функции Apm(i+) поля взрыва рассматриваемого БП с предельной диаграммой &рт- /+ обобщенного критерия поражения фугасного действия выбранной це- ли. Для этого (рис. 4.17) во втором и третьем квадрантах декартовой системы координат строят зависимости от расстояния г максимального избыточного давления &р и импульса фазы сжатия i в волне, образованной при срабаты- вании БП, и по ним в первом квадранте воспроизводят кривую \pm(i^). В этом же квадранте строится предельная диаграмма \рт - i+ обобщенного критерия поражения рассматриваемой цели. Точка пересечения этих кривых определяет значение параметров УВ (Арт и z+), обеспечивающих поражение цели, а по ним (например, по Арт) и радиус поражения Rn. Если параметры ВУВ, формирующейся при срабатывании фугасного БП, могут быть описаны функциональными зависимостями типа (4.32) и (4.33), то
286 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.18. Диаграмма \рт - i+ для построения КЗП (7(г): 1 - G = 0,2; 2-G = 0,5; 3-(7 = 0,8; 4-G = 0,9 графические построения можно не проводить, так как, выражая аргумент г/из формулы (4.33) и подставляя его в выражение (4.32), сразу получаем функцию ApJQ: &рт = А— г+5 D^Q i+ i Если известны предельные диаграммы - i обобщенного критерия по- ражения цели с заданной вероятностью (например, органов дыхания человека), то не представляет труда построить КЗП G(r) (рис. 4.18). При этом приведенная площадь поражения цели вычисляется с помощью формулы (4.35). 4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия* В последнее время в США активно ведутся разработки нового поколения боеприпасов локализованного действия, основной особенностью которых является снижение их побочного действия (например, в районах городской застройки или вблизи войск союзников). В частности, фирма Boeing для решения указанной задачи адаптирует управляемую авиационную бомбу малого диаметра GBU-39. Ее масса составляет 113 кг, что вдвое меньше, * Подраздел 4.5 написан совместно с И. А. Переваловым.
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 287 чем у любой из штатных АБ, имевшихся до этого на вооружении ВВС США. Чтобы снизить нежелательный ущерб, бомба комплектуется БЧ локализо- ванного или фокусированного летального действия - FLM (Focused Lethality Munition). Корпус БЧ FLM выполнен из углеродного волокна и разрушается без об- разования опасных металлических осколков. В качестве ВВ используется со- став DIME (Dense Inert Metal Explosive) — ВВ с добавкой порошков вольфрама (до 75 % по массе). Частицы вольфрама действуют как микроосколки (микро- шрапнель), которые разлетаются с высокой начальной скоростью, но имеют незначительную дальность разлета. Микрошрапнель вызывает сильнейшие ожоги кожных тканей человека (так как в тело попадают очень мелкие частицы разогретого металла) и многочисленные внутренние кровотечения жизненно важных органов с достаточно высокой вероятностью летального исхода. Этому способствует и сильный канцерогенный эффект, создаваемый при попадании в организм микроскопических частиц вольфрама, вызывающих быстрое раз- витие тяжелых форм онкологических заболеваний. В ближней зоне взрыва УВ в сочетании с частицами вольфрама создает значительно более высокий импульс, чем обычное ВВ, а на больших удалениях - значительно меньший. По данным научно-исследовательской лаборатории ВВС США, эффективный радиус дей- ствия DIME составляет порядка 40 диаметров БЧ. Таким образом, УАБ малого диаметра может быть легальна на расстоянии до 7,5 м, вызывая малые разру- шения за пределами этой зоны. Новая УАБ FLM прошла испытания в 2006-2008 гг. и активно применялась ВВС США в Ираке и Афганистане, ВВС Израиля - в Секторе Газа (операция «Литой свинец»). Высокоплотные смеси DIME предполагается использовать также в БЧ перспективных управляемых ракет NCADE и AIM-188 JDRAM класса воз- дух-воздух, которые смогут уничтожать баллистические цели в стратосфере. Целесообразность применения DIME в данном случае объясняется увеличе- нием в несколько раз радиуса и эффективности воздействия разлетающихся металлических частиц, практически не испытывающих потерь кинетической энергии в разреженной среде, в то время как фугасное действие в таких усло- виях малоэффективно. При вычислении параметров детонации ВВ, содержащих инертные при- меси, как правило, используют принцип аддитивного приближения, в соответ- ствии с которым детонационные адиабаты смеси рассчитывают путем сложения удельных объемов ПД и ударно сжатой примеси в предположении равенства давлений в них, а параметры детонации определяются из условия касания волнового луча аддитивной адиабаты. Если в качестве примеси использовать частицы малосжимаемого металла, то такой аддитивный расчет предсказывает любопытный результат: добавка в ВВ инертного вещества, естественно, умень- шает скорость детонации, однако давление детонации независимо от количества примеси должно оставаться таким же, как и в чистом ВВ.
288 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Эксперименты со смесевыми зарядами, содержащими в качестве примеси поро- шок вольфрама, дали резкое расхождение с расчетом по аддитивному приближению. В опытах использовались высокоплотные заряды из смеси мощного ВВ (плотность рх = 1820 кг/м3, скорость детонации D = 8900 м/с, показатель адиабаты ПД к = 2,65) с порошком вольфрама (плотность pd = 19170 кг/м3) с размером частиц d = 5... 10 мкм. Скорости детонации, измеренные электроконтактными датчи- ками и фотохронографом, оказались несколько выше, а давления, найденные методом откола на алюминиевых пластинах, и массовые скорости - существенно ниже расчетных. Комментируя неожиданные экспериментальные результаты, авторы пола- гали, что в исследованных смесях осуществляются предсказанные Я. Б. Зель- довичем режимы принудительной детонации, скорость которой превышает значение, удовлетворяющее условию Чепмена - Жуге. Завышенные скорости детонационной волны объяснялись опережающим распространением детонации по зернам ВВ между частицами металла. Из-за большой крутизны детонаци- онной адиабаты даже незначительное повышение скорости приводит к резкому снижению давления. По своей физической сущности составы типа DIME аналогичны ТБС. Отличие состоит в том, что в ТБС в ВВ вводятся частицы активного металла (например, А1) для повышения параметров воздушной УВ, а в DIME - части- цы инертного металла (например, W), но уже для снижения параметров ВУВ на больших удалениях. Численный расчет параметров детонации взрывчатых веществ, содержащих тяжелые инертные частицы Известен ряд работ, посвященных оценке параметров детонации ВВ, со- держащих инертные примеси, с учетом тепловой и скоростной релаксации ча- стиц, однако при этом возникают трудности с записью условий отбора скорости стационарной детонации. Наиболее полную информацию о параметрах и структуре детонационной волны в смесевых составах типа DIME и влиянии на них релаксационных про- цессов можно получить с помощью численного решения задачи о распростра- нении волны в рамках механики сплошных гетерогенных многоскоростных и многотемпературных сред с общим давлением фаз, при этом отпадает необ- ходимость в использовании какого-либо условия отбора скорости самоподдер- живающейся детонации типа Чепмена - Жуге. Далее рассмотрим результаты численного моделирования плоской дето- национной волны. Используемые в расчетах параметры соответствуют ус- ловиям проведения экспериментов. Система дифференциальных уравнений, описывающих плоское нестационарное течение двухфазной среды (продуктов детонации и частиц примеси), включает в себя уравнения сохранения массы и импульса каждой фазы, закон сохранения тепловой составляющей внутрен- ней энергии плотной добавки и закон сохранения полной энергии гетероген- ной смеси.
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 289 Ввиду ограниченного диапазона изменения параметров ПД в рассматри- ваемом процессе допустимо использовать для них уравнения состояния совер- шенного газа. Для исходного конденсированного ВВ, ПД и среды переменного состава в зоне химической релаксации за ударным скачком приняты следующие уравнения состояния: В (4.36) es = cvTg + $x-^xQ, Pg ГГ! О где е^ ранр- температура, удельная внутренняя энергия, истинная плотность и давление (общее) несущей газовой среды; - доля непрореагировавшего ис- ходного ВВ, изменяющаяся от единицы перед детонационным фронтом до нуля после завершения разложения, для которой можно записать уравнение dt s дг Здесь t и г - временная и линейная координаты; иг - массовая скорость газовой фазы; (о - скорость разложения ВВ, которая принималась постоянной и отлич- ной от нуля, если давление превышает некоторую критическую величину с: со Ж; < °; р<ъ. Время завершения реакции тх принималось равным 40 нс. При Рх = 0 соот- ношения (4.36) переходят в термическое и калорическое уравнения состояния совершенного газа. Константы 5, су, и Q в (4.36) подбираются по экспериментальным данным параметров детонации чистого ВВ. Для дисперсной фазы в первом приближении используется линейная зависимость давления от удельного объема инертных включений 1/р£ (закон Гука): (4.37) где 0 = 5,2165 - 10-5м3/кг - удельный объем при нулевом давлении; Q = 8,544 х х 107 Па - с/м - импеданс, величина которого подбирается так, чтобы выраже- ние (4.37) наилучшем образом отвечало ударной сжимаемости инертных вклю- чений при характерном для детонации давлении. Удельная внутренняя энергия конденсированных инертных частиц складывается из упругой е\ и тепловой е\ составляющих: ек ек+ ек’ о.2 С 1 ев=_ а__L к 2 п ек — с?к (4.38) 1 2(qJ где с = 134 Дж-кг_1-К-1 - удельная теплоемкость дисперсной фазы.
290 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия При описании межфазного взаимодействия считается, что инертные ча- стицы имеют сферическую форму. В этом случае масса частицы определяется выражением Лб/ о В структуре силы межфазного взаимодействия учитываются: составляющая, обусловленная расширением трубки тока фазы и равная pdujdr (а.-объемное содержание z-й фазы), а также составляющие силы трения^ и присоединенных массу^, связанные со скоростной неравновесностью между дисперсной и не- сущей фазами: det + (4-39) Интенсивность теплопередачи между несущей фазой и инертными вклю- чениями в единице объема смеси определяется соотношением 9,=6^-NuX(z;-7-,), (4.40) где Nu - число Нуссельта; X - теплопроводность несущей среды. Динамическая вязкость и теплопроводность полагаются пропорциональ- ными температуре. Начальные условия при решении задачи соответствуют мгновенному разло- жению конденсированного ВВ в малой окрестности жесткой стенки в начальный момент времени, нулю скорости инертных частиц и совпадению до взрывно- го превращения давления и температуры заряда с давлением и температурой окружающей среды. Плотность взрывчатой смеси связана с массовой долей инертных частиц (3^ выражением 1 р-~р. ,1-р/ Pd рх Система дифференциальных уравнений, описывающих нестационарное течение двухфазной среды, с учетом выбранных уравнений состояния (4.36), (4.38), силовым (4.39) и тепловым (4.40) межфазным взаимодействиями реша- лась численно с использованием модифицированного метода крупных частиц с искусственной вязкостью первого порядка. На рис. 4.19 приведена структура детонационной волны для чистого ВВ (Р^ = 0). Из рисунка видно, что за ударным фронтом, сжимающим исходное вещество, следует узкая зона взрывчатого превращения за которой следует тей- лоровская волна разрежения. Параметры в плоскости Чепмена - Жуге (точке окончания химической реакции) совпадают с экспериментальными, а в химпике (точке Неймана) превышают последние по давлению и массовой скорости со- ответственно в 1,76 и 1,93 раза. После инициирования указанным выше спосо- бом ввиду малого времени энерговыделения уже к одному сантиметру пробега волны ее скорость практически перестает изменяться, оставаясь равной 8900 м/с, что говорит о выходе детонации на стационарный режим. Сравнение
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 291 Рис. 4.19. Распределения давленияр (а), массовой скорости и (б) и температуры Т (в) в области течения в различные моменты времени при детонации заряда без при- меси вольфрама = 0)
292 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.20. Распределения давленияр (а), массовой скорости и (б) и температуры Т (в) в области течения в различные моменты времени при детонации заряда с при- месью вольфрама = 40 %: сплошные линии относятся к несущей среде, штрихо- вые - к частицам вольфрама
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 293 с классическим аналитическим решением задачи свидетельствует о хорошей точности алгоритма. Численные расчеты были проведены для смесей ВВ с вольфрамовыми ча- стицами размером 7,5 мкм (средняя величина в экспериментах) и массовыми со- держаниями (3^=20,40 и 60 %. На рис. 4.20 в качестве примера приведено распре- деление параметров в области течения в различные моменты времени для случая Р^=40 %. Кружками отмечены параметры в момент окончания энерговыделения. Рисунок показывает, что введение вольфрама в заряд приводит к существенному изменению картины детонационного течения по сравнению с чистым ВВ. На фоне относительно малого снижения скорости детонации происходит за- метное уменьшение давления и массовой скорости за фронтом волны с образова- нием растущего со временем плато указанных параметров. Последнее обстоятель- ство указывает на реализацию режима «недосжатой» детонации, когда за зоной интенсивного экзотермического разложения взрывчатого компонента смеси сле- дует область скоростной и тепловой релаксации фаз с поглощением энергии ПД. Из рис. 4.20 видно, что вольфрамовые частицы набирают значительную скорость еще в зоне реакции, где велики массовые скорости несущей среды и ее плотность, в отличие от температуры, которая к моменту окончания энерговы- деления возрастает только до 690 К. При этом на фоне конкурирующих про- цессов высвобождения химической энергии взрывчатого компонента и затрат энергии газа на разгон и прогрев частиц примеси происходит отбор скорости стационарной детонации. За зоной взрывчатого превращения на некотором расстоянии скорость ча- стиц вольфрама становится выше скорости газа и плотная добавка начинает тормозиться газом, отдавая ему свою кинетическую энергию. То же самое про- исходит и с температурой, однако термическая релаксация происходит суще- ственно медленнее, чем скоростная. Аналогичная картина наблюдается в случаях детонации заряда с содер- жанием вольфрама = 20 и 60 %. Изменение детонационных параметров при введении частиц вольфрама в ВВ можно проследить по табл. 4.6, где приведе- ны также экспериментальные данные. За давление pd и массовую скорость ud детонации принимаются параметры в точке выравнивания скоростей фаз (эта точка приблизительно соответствует излому между зоной плато за фрон- том и началу волны разгрузки). Указанные параметры детонации снимались после выхода детонационной волны на стационарный режим. Таблица 4.6. Расчетные и экспериментальные параметры детонации взрывчатых составов D, км/с D , км/с эк’ Яг ГПа р ,ГПа и„ км/с и , км/с эк’ 0 8,90 8,90 39,5 39,5 2,44 2,44 20 8,44 8,47 29,7 29,1 1,58 1,55 40 7,87 7,78 26,9 26,8 1,21 1,21 60 6,74 6,65 24,6 24,1 0,92 0,91
294 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Анализ данных табл. 4.6 показывает, что полученные в расчетах параметры детонации смесевых составов отличаются от экспериментальных максимум на 1...2%. Представляет интерес оценка степени влияния размера частиц на параметры детонационной волны. В табл. 4.7 приведены результаты моделирования детона- ции взрывчатого состава, содержащего 40 % вольфрама по массе, при размерах частиц d = 5; 7,5 и 10 мкм. Из табл. 4.7 видно, что возрастание размеров частиц с 5 до 10 мкм, т. е. в два раза, приводит к увеличению скорости детонации примерно на 5 % и уменьшению давления и массовой скорости на 7 и 11 % соответственно, т. е. заметно, но незначительно. Таблица 4.7, Расчетные параметры детонации взрывчатого состава с массовым содержанием вольфрама 40 % для различных размеров частиц и при отсутствии теплообмена d, мкм D, км/с Pd> ГПа и,, км/с СТ 10 8,08 26,7 1,17 7,5 7,87 26,9 1,21 5 7,63 28,6 1,31 7,5 (^ = 0) 7,89 27,8 1,24 Для оценки влияния теплообмена на детонационный процесс был прове- ден расчет детонации взрывчатой смеси с массовым содержанием вольфрама 40 % и размером частиц 7,5 мкм при нулевой теплопроводности несущей среды (qk = 0 и тепловая составляющая внутренней энергии частиц при этом остается неизменной). Структура течения при отсутствии межфазного теплообмена не пре- терпевает заметных изменений так же, как и сами параметры. Скорость детонации возрастает менее чем на 0,5 %, давление и массовая скорость на 3,3 и 2,5 % соот- ветственно. Столь малая степень влияния теплообмена между фазами очевидно связана как с малой скоростью тепловой релаксации, так и с относительно малой теплоемкостью металла. Приведенная постановка одномерной задачи в рамках механики сплошных гетерогенных многоскоростных и многотемпературных сред с общим давлени- ем в фазах для численного определения параметров детонации во взрывчатых составах типа DIME дает хорошее совпадение с результатами экспериментов, при этом отбор скорости стационарной детонации происходит автоматически и подтверждается предположение о ее «недосжатом» режиме. Кроме того, про- веденные расчеты показывают, что ответственным за возникновение режима «недосжатой» детонации является процесс скоростной релаксации фаз, а неучет температурной релаксации практически не сказывается на величине параметров на фронте волны (в области плато).
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 295 Параметры взрыва зарядов ВВ с инертными частицами После выхода детонационной волны на поверхность заряда в окружающей атмосфере формируется воздушная УВ. Возникающее течение в рамках меха- ники сплошной многоскоростной и многотемпературной гетерогенной среды описывается той же системой уравнений, что и для детонационной волны, в которой уравнение состояния ПД записано для всего диапазона давления, с добавлением калорического и термического уравнений состояния воздуха, учитывающих изменения показателя адиабаты и молярной массы в результате ионизации и диссоциации компонентов. Для учета полидисперсности инерт- ных включений дисперсная фаза разбивается на конечное число N фракций (монодисперсных), каждая из которых в процессе движения обменивается им- пульсом и энергией с несущей фазой и характеризуется своими параметрами движения и состояния. Общую картину развития воздушного взрыва смеси конденсированного ВВ с инертными частицами можно рассмотреть на примере сферического заряда, содержащего 1 кг гексогена и 1,08 кг дисперсного вольфрама = 0,52, радиус заряда г0 = 5,41 см) с тремя равными по объему фракциями монодисперсных частиц (N = 3). Размер частиц различается на порядок: d{ = 2,5 мкм, d2 = 25 мкм и d3 = 250 мкм. Как показали расчеты, ударноволновая структура воздушного взрыва не пре- терпевает качественных изменений при введении в заряд инертных частиц. На рис. 4.21 приведены расчетные пространственно-временное поле давления, траектории поверхности контакта ПД-воздух и границы разлета частиц. После выхода детонационной волны (ДВ) на границу заряда с инертными частицами начинается расширение сильно сжатой и разогретой неравновесной газовзвеси продуктов взрыва в воздушную среду, образуется взрывная волна. Массовая скорость несущей среды в волне разрежения, уходящей от границы заряда внутрь ПД, резко возрастает, достигая величины 7,2 км/с (у границы заряда сразу после распада разрыва). Скорость частиц вольфрама, увлекаемых высокоскоростным и высокотемпературным потоком ПД, тоже существенно увеличивается в волне разрежения, причем она тем больше, чем меньше раз- меры частиц. Величины и. частиц мелкой (d{ = 2,5 мкм), средней (d2 = 25 мкм) и крупной (d3 = 250 мкм) фракций вольфрама у границы их разлета достигают значений 5,4 км/с, 4,14 км/с и 2,01 км/с соответственно. Инертные частицы, вначале отстающие от границы ПД, опережают их и вы- ходят в воздушную среду. Чем крупнее частицы, тем позже осуществляется их выход в воздух. Об- ладая значительной скоростью, лидирующие частицы всех фракций вольфрама обгоняют и фронт воздушной взрывной волны. Однако мелкие частицы быстро замедляются в неподвижном воздухе и вновь оказываются позади основного ударного скачка. В дальнейшем скорость частиц размером 2,5 мкм оказывается близкой к массовой скорости несущей среды, и они повторяют движения ПД и воздуха.
296 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.21. Пространственно-временное поле давления, траектории поверхности контакта ПД-воздух и границы разлета частиц различного размера: ------=2,5 мкм; —™ - d=25 мкм;-----d=250 мкм;--------контактный разрыв между ПД и воздухом Частицы среднего размера, обогнав фронт взрывной волны, также интенсив- но подтормаживаются и возвращаются в ударно сжатый воздух, но этот процесс занимает существенный промежуток времени. Граница разлета частиц разме- ром 25 мкм перемешается перед фронтом взрывной волны примерно до 2 мс. Крупные частицы размером 250 мкм опережают фронт воздушной взрывной волны позже остальных, но граница их разлета уходит далеко вперед от удар- ного фронта. После разгона в волне разрежения частицы указанного размера длительное время сохраняют высокую скорость движения, а заметное падение скорости крупных частиц наблюдается при их сверхзвуковом полете в непод- вижном воздухе перед ударным скачком. Проведенный расчет показал, что в процессе взрыва в воздушную среду уходит до 72 % частиц размером 2,5 мкм. Средние и крупные частицы выходят в воздух почти целиком (в облаке ПД остается менее 0,3 и 0,1 % соответствен- но). Чем меньше частицы, тем раньше завершается их выход в воздушную среду
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 297 (99 % средних и крупных частиц выходит в воздух к моментам времени соот- ветственно 2,42 и 4,61 мс). При расширении ПД их температура существенно снижается, а ударное сжатие воздуха во взрывной волне, наоборот, приводит к значительному ро- сту его температуры (в начале распространения взрывной волны температура воздуха в ней превышает 10 кК). Мелкие частицы вольфрама, попав в воздух, быстро прогреваются, и в дальнейшем значения температуры этой фракции и несущей воздушной среды практически совпадают. В облаке ПД температуры мелких частиц и газа оказываются очень близкими после пробега вторичной УВ к центру симметрии (до этого мелкие частицы нагревают ПД). Температура средних по размеру частиц вольфрама существенно отличается от температуры несущей среды во всей области взрывного движения. Максимальная темпера- тура, которую частицы диаметром 25 мкм приобретают в воздухе, составляет 1490 К. Крупные частицы в процессе разлета мало меняют свою температуру, она не превышает 470 К. Следует отметить, что относительное движение не- сущей и дисперсной фаз существенным образом сказывается на интенсивности межфазного теплообмена в процессе взрыва. При детонации взрывчатой смеси с инертными частицами и расширении ее продуктов в воздушную среду дисперсная фаза сначала разгоняется и на- капливает кинетическую энергию, а затем тормозится и отдает ее несущей фазе (рис. 4.22). На рисунке приведены расчетные зависимости от времени кинетической энергии К. трех фракций вольфрама, отнесенной к полной энергии заряда. В момент завершения детонации заряда суммарная кинетическая энергия н всей дисперсной фазы составляет лишь 2,5 % от заключенной в заряде z=i энергии. В волне разрежения, распространяющейся вглубь ПД, суммарная ки- нетическая энергия частиц вольфрама быстро увеличивается, достигая 25,4 % энергии заряда. Из рис. 4.22 видно, что чем меньше размер частиц фракции дисперсного вольфрама, тем большую кинетическую энергию она приобретает и тем раньше ее величина К. достигает максимума. Наибольшую часть кинетической энергии, свыше 94 % от максимума, каждая из трех фракций набирает к моменту времени, равному 45 мкс. Отбор кинетической энергии у разных дисперсных фракций, напротив, протекает в течение резко различающихся промежутков времени. Так, средняя фракция с размером частиц d2 = 25 мкм отдает свою кинетическую энергию несущей фазе фактически на порядок дольше, чем мелкая фракция с размером dx = = 2,5 мкм. Продолжительность торможения крупной фракции с d3 = 250 мкм (происходящего преимущественно в воздухе) многократно превосходит вре- мя расширения ПД. Как показал расчет, роль межфазного теплообмена при воздушном взрыве заряда с дисперсным вольфрамом незначительна. При выходе ДВ на границу заряда на тепловую составляющую внутренней энергии всей
298 Глава 4. Боеприпасы объемного взрыва и пониженного побочного действия Рис. 4.22. Изменение в ходе воздушного взрыва кинетической энергии отдельных фракций дисперсного вольфрама, отнесенной ко всей заключенной в заряде энергии: ----------------d} = 2,5 мкм;-d2 = 15 мкм;----- dy = 250 мкм дисперсной фазы приходится только 3,2 % энергии, содержащейся в заряде. Последующий разлет дисперсной смеси продуктов взрыва в воздух сопро- вождается общим снижением тепловой энергии дисперсного вольфрама. В частности, к моменту времени 1 мс тепловая энергия всей дисперсной фазы падает до 2 % от энергии заряда из-за охлаждения частиц мелкой и средней фракций в расширяющихся ПД. Добавление в заряд инертных частиц существенным образом сказывается на пространственном распределении уцарноволновых параметров воздушного взрыва. На рис. 4.23 приведены зависимости от расстояния максимального из- быточного давления Ар^, удельного импульса положительной фазы избыточного давления 7,, удельного импульса положительной фазы скоростного напора ПД и воздуха I и суммарного удельного импульса положительной фазы скорост- ного напора всей газовзвеси Для сравнения на рис. 4.23 показаны также зависимости от расстояния величин Ар^, I иI , найденные при расчете взрыва заряда без дисперсного вольфрама и с той же массой гексогена. Как видно из рис. 4.23, введение в заряд инертных частиц приводит к значи- тельному снижению амплитуды воздушного взрыва вблизи заряда (падение &рт до 26,4 %). Однако взрывная волна от заряда с инертными частицами затухает с расстоянием медленнее, чем от заряда без них, и, в конце концов, амплитуда взрыва гетерогенного заряда оказывается выше амплитуды взрыва гомогенно- го заряда. Это превышение наблюдается на расстояниях до центра симметрии, больших 2,12 м. На расстоянии 6 м максимальное избыточное давление при взрыве смеси гексогена с дисперсным вольфрамом больше значения величи- ны при взрыве чистого гексогена на 2,1 %. Снижение амплитуды воздушной взрывной волны вблизи заряда при добавлении в него вольфрамовых частиц обусловлено тем, что они отбирают энергию у расширяющихся ПД. Возвращение накопленной частицами энергии ПД и воздуху в дальнейшем приводит к замедлению падения давления на фронте взрывной волны. Вместе
4.5. Боеприпасы пониженного побочного действия 299 Рис. 4.23. Зависимости максимального избыточного давления, а также удельного импульса положительной фазы избыточного давления (а) и удельного импульса положительной фазы скоростного напора несущей фазы и всей гетерогенной среды (б) от расстояния до центра взрыва сферических зарядов чистого гексогена и смеси гексогена с тремя фракциями вольфрама: ------------------------и--------р = 0,52;----р =0 со снижением амплитуды взрыва вблизи заряда уменьшаются и необратимые потери в ударном фронте взрывной волны. Именно этим объясняется повышение максимального избыточного давления на больших расстояниях при введении в заряд инертных частиц. Удельный импульс положительной фазы избыточного давления при взрыве заряда, содержащего инертные частицы, превосходит величину 1 при взрыве заряда без частиц на расстояниях до 0,33 м и свыше 1,08 м от центра взрыва. На расстоянии 6 м превосходство гетерогенного заряда над гомогенным по вели- чине I достигает 3,6 %. Повышение удельного импульса избыточного давления в области 0 < г < 0,33 м при введении в заряд вольфрамовых частиц объясняется тем, что последние несколько замедляют расширение ПД и сдерживают падение давления в них. На больших удалениях от заряда рост величины I при введении
300 Список рекомендуемой литературы в заряд инертных частиц связан с теми же причинами, что и увеличение макси- мального избыточного давления. Удельный импульс положительной фазы скоростного напора ПД и воздуха при добавлении в заряд инертных частиц ведет себя так же, как и максимальное избыточное давление. Вблизи заряда величина 1ис при введении в заряд частиц снижается, а на больших расстояниях, наоборот, увеличивается. Суммарный удельный импульс положительной фазы скоростного напора всей гетерогенной смеси превышает значения величины 1ис для обоих рассматриваемых слу- чаев взрыва на всех удалениях от заряда. В области расширения ПД превышение У*/„ над 1ис весьма значительно (более чем в 1,2 раза). Строго говоря, взрыв заряда с инертными частицами не подчиняется закону геометрического подобия, так как при сохранении величины отношения dlrQ безразмерные комплексы, характеризующие молекулярный перенос при меж- фазном обмене, изменяются, т. е. на его параметры должен влиять масштабный фактор. Однако численные расчеты, проведенные для значений отношения dl г изменяющегося на порядок (масса заряда при одном размере частиц меняется на три порядка), показали, что параметры ВУВ в сходственных точках изменя- ются мало (в пределах нескольких процентов). Поэтому при моделировании взрывного процесса и переносе результатов на случай взрыва заряда другого размера в первом приближении можно воспользоваться критериями простого геометрического подобия. Список рекомендуемой литературы Ардашев А. Н. Огнеметно-зажигательное оружие: иллюстрированный справочник. М.: Изд-во ACT, 2001. Бейкер У., КоксП., УэстайнП. Взрывные явления и последствия. В 2 кн. М.: Мир, 1986. Дмитриев В. Боеприпасы объемного взрыва И Зарубежное военное обозрение. 1983. №9. Дремов А. Разработка в США специализированных взрывчатых смесей для авиа- ционных средств поражения И Зарубежное военное обозрение. 2010. № 10. Зарубин В.Н., Мартынов В. В., Охитин В.Н, Методика определения параметров взрывного устройства по разрушениям окружающей обстановки, типовых строитель- ных конструкций и повреждениям биообъектов на месте происшествия. М.: Изд-во МВД РФ, 2002. Ильин Б. Боеприпасы объемного взрыва // Техника и вооружение. 1986. № 8. Кокшаров В. В., Колегов Л. Е,, Лашков В. Н. Параметры взрыва в замкнутом объеме зарядов ВВ с оболочкой из ультрадисперсного алюминия // Экстремальные состояния вещества. Детонация. Ударные волны: Тезисы докладов III Харитоновских тематических научных чтений. Саров, 2001. Котляковский А. В., Виноградов А. В., Еремин С. В. Аварии и катастрофы. Пред- упреждение и ликвидация последствий. В 2 кн. М.: Изд-во АСВ, 1996. Лебедев Ф. Американская система разминирования // Зарубежное военное обо- зрение. 1979. № 2.
Список рекомендуемой литературы 301 Оружие России: Каталог. Т. II: Авиационная техника и вооружение Военно-воз- душных сил. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: Каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Пехотное оружие России. М.: ФГУП «ГН1Ш «Базальт», 2001. Робинсон К, Разработка в США боеприпасов объемного взрыва // Зарубежное во- енное обозрение. 1973. № 12. Сборник методик №1. Госгортехнадзор России. М.: НТЦ «Промышленная без- опасность», 1999. Физика взрыва. В 2 т. / под ред. Л.П. Орленко. М.: Физматлит, 2002. Шунков В. Н, Ракетное оружие. Минск: ООО «Попурри», 2001.
Глава 5 Кумулятивные боеприпасы 5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов Боеприпасы кумулятивного действия используют прежде всего для по- ражения бронированных и легкобронированных целей, таких как танки, са- моходные артиллерийские установки (САУ), боевые машины пехоты (БМП) и бронетранспортеры (БТР), самолеты и вертолеты, подводные лодки и надво- дные корабли, долговременные железобетонные сооружения, а также для раз- рушения грунтовых, ледяных, кирпичных и других типов комбинированных преград значительной толщины. Действие кумулятивных БП по таким преградам основано на использова- нии явления кумуляции. Термин «кумуляция» (от лат. cumulatio - скопление или cumulo - накапливаю) дословно означает увеличение или усиление какого-либо эффекта за счет сложения или накопления нескольких однородных с ним эф- фектов. Применительно к кумулятивным БП явление кумуляции заключается в сосредоточении энергии взрыва в заданном направлении, что приводит к ло- кальному увеличению разрушительного действия. Поражение цели осущест- вляется кумулятивной струей, которая формируется при обжатии кумулятивной облицовки (КО) продуктами взрыва заряда ВВ. При детонации заряда ВВ без кумулятивной выемки наблюдается неглу- бокая вмятина в материале преграды (рис. 5.1, я), а при незначительном уда- лении заряда от преграды эффект воздействия на преграду резко снижается (рис. 5.1,6). Наличие кумулятивной выемки в заряде приводит к концентрации плотности энергии, что проявляется в увеличении глубины вмятины в матери- але преграды (рис. 5.1, в). С удалением рассматриваемого КЗ от преграды эф- фект взрывного воздействия также резко снижается (рис. 5.1, г). Применение Рис. 5.1. Схематичное изображение результатов взрывного воздействия обыч- ных (а, б) и кумулятивных (в-е) зарядов на преграду из мягкой стали
5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов 303 металлической облицовки в КЗ способствует сильному увеличению пробивного действия, при этом глубина проникания КС существенно зависит и от расстоя- ния КЗ от преграды (рис. 5.1, д, е). Структурная характеристика КЗ обусловлена особенностями их конструк- тивного оформления и функциональным назначением. Различают сосредото- ченные (осесимметричные) и удлиненные (плоские) КЗ (рис. 5.2). Рис. 5.2. Сосредоточенный (а) и удлиненный (б) КЗ: 1 - заряд ВВ с кумулятивной выемкой; 2 - облицовка кумулятивной выемки; 3 - корпус КЗ; 4 - средство инициирования Наибольшее значение для практики имеет направленная осевая кумуля- ция, которая может быть реализована при подрыве осесимметричных зарядов (см. рис. 5.2, а) с выемкой конической или полусферической формы. Такие КЗ на оптимальном расстоянии Fm = (1,5...6,0)б/з способны пробивать насквозь стальные преграды или создавать в них каверны глубиной L = (5... 6)d3 и более, со средним диаметром отверстия d^ = (0,1.. .0,3)б/, где d3 - диаметр заряда ВВ (см. рис. 5.1, е). Удлиненные КЗ с плоской симметрией (см. рис. 5.2, б) имеют кумулятивную выемку, поперечное сечение которой может быть в форме угла (клиновидные облицовки) или полуокружности (полуцилиндрические облицовки). При взрыве они формируют кумулятивный «нож», который и разрезает преграду. При функ- ционировании удлиненных КЗ глубина реза стальных преград на оптимальном фокусном расстоянии Fm = (0,5... 1,0)d составляет L = (0,8... 1,0)б7э где d- внешний диаметр корпуса (трубки с полуцилиндрической медной облицовкой). Наиболее подробно механизм формирования КС изучен на осесимметрич- ных зарядах с конической и полусферической облицовками выемок. В ходе этих исследований установлено, что металлическая облицовка под воздействием ПД обжимается, в результате чего ее элементы последовательно захлопываются с образованием компактной монолитной массы (песта) и формированием тон- кой металлической струи, скорость которой может в несколько раз превышать скорость обжатия металлической облицовки. Общая картина процесса дефор- мирования металлической облицовки и образования КС показана на двух сериях рентгеновских снимков для конической и полусферической облицовок (рис. 5.3). Снимки фиксируют начальный момент процесса обжатия облицовки и движения струи во времени. При этом давление ПД на облицовку составляет 20.. .40 ГПа (в зависимости от материала облицовки, угла подхода фронта детонационной
304 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.3. Рентгенограммы начальной стадии формирования КС зарядами с кониче- ской (а) и полусферической (б) облицовками Рис. 5.4. Формирование КС при обжатии металлической конической облицовки осесимметричного КЗ: 1 - средство инициирования; 2 - ВВ; 3 - КО; 4 - фронт детонационной волны; 5 - пест; б-КС Рис. 5.5. Зоны КО и образуемых из ее частей КС и песта: 1 - верхняя внутренняя часть; 2 - нижняя внутренняя часть; 3 - нижняя внешняя часть; 4 - верхняя внешняя часть
5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов 305 волны к поверхности облицовки и характеристик ВВ), а скорость метаемой тонкой металлической облицовки составляет 1.. .3 км/с. Картина формирования КС при обжатии металлической конической об- лицовки осесимметричного КЗ схематично показана на рис. 5.4. На рис. 5.5 условно сопоставлены зоны КО и зоны образуемых из ее частей КС и песта. Результаты обработки рентгенограмм (см. рис. 5.3) показывают, что в случае использования конических медных облицовок в струю может переходить от 20 % (для головных участков) до 50 % (для хвостовых участков) массы облицовки, при этом скорость головных участков струи составляет 9... 10 км/с, а хвостовых - 2,0...2,5 км/с. Скорость струи от полусферической облицовки приблизительно в 2 раза меньше, но масса ее существенно больше, так что общая энергия струи от полусферической облицовки сравнима с энергией струи от конуса такой же массы. Из рентгенограмм ясно, что в течение некоторого времени пест и струя образуют единое целое, однако их движение осуществляется с различными скоростями (рис. 5.6, а). Пест движется сравнительно медленно (со скоростью 0,5... 1,0 км/с), а струя, наоборот, обладает весьма большой скоростью поступа- тельного движения. В свою очередь головная часть струи имеет наибольшую скорость, а скорость хвостовой части близка к скорости песта. Различие в ско- ростях движения элементов струи может достигать 5...6 км/с и более, значе- ния начальных градиентов скорости - 104... 105 с-1, что приводит к удлинению (растяжению) (рис. 5.6, б) струи при ее движении в свободном пространстве, а затем и к ее распаду на конечное чис- ло отдельных фрагментов (рис. 5.6, в), в дальнейшем не изменяющих своей длины. При этом элементы фрагмен- тированной КС в процессе движения под воздействием внешних возмуще- ний и с учетом факторов так называе- мой технологической «наследственно- сти» могут отклоняться от оси в пре- делах некоторого телесного угла раз- лета, изменяющегося в зависимости от точности изготовления КЗ в пределах 0,5.. .1,5°. Картина фрагментированной КС (рис. 5.7, а) при функционировании модельного КЗ с конической облицов- кой из меди представлена на ортого- нальном синхробаллистическом снимке. Результат обработки этого снимка позво- лил получить увеличенные теневые изо- бражения типичных фрагментов КС (см. рис. 5.7, б), образуемых после разрыва. в Рис. 5.6. Основные стадии формиро- вания и движения КС: а - образование струи при обжатии обли- цовки; б - растяжение струи вследствие наличия градиента скорости; в - фраг- ментация (разрыв) струи на отдельные элементы в свободном полете
306 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы 2 б Рис. 5.7. Фотохронограмма движения фрагментированной КС (а) и теневые изо- бражения типичных фрагментов КС (б): 1 - фрагмент № 4 (якс = 2,13 км/с, /кс/dKC = 5,6); 2 - фрагмент № 17 (якс = 3,1 км/с, ZKC/rfKC =6,12); 3 - фрагмент № 29 (якс = 4,03 км/с, lKC/dKC = 5 ,9), где якс, /кс, dKC - осе- вая скорость, длина и диаметр фрагмента КС соответственно (данные О. В. Свирского) Условия формирования КС определяются микроструктурой металла обли- цовки и способностью его структурных составляющих к пластической дефор- мации. Тяжелые пластичные металлы, в частности с кубической гранецентриро- ванной решеткой группы меди и некоторые сплавы, образуют сплошные струи, плотность которых не более чем на 10 % ниже плотности материала облицовки и которые при большом удлинении (примерно в 10 раз по сравнению с исход- ной длиной образующей облицовки) не разрываются и сохраняют высокую плотность. Другие металлы, такие, например, как железо и цинк, на начальных стадиях формируют сплошные струи, которые, в отличие от описанных выше, при растяжении разрываются значительно раньше. Хрупкие металлы, такие как вольфрам, титан, а также металлы с высокой пористостью, получаемые спеканием, не образуют сплошных струй, а формируют дискретные потоки, со- стоящие из отдельных твердых частиц. Поражающая способность таких струй по сравнению со сплошными значительно ниже.
5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов 307 Нормальный процесс струеобразования приводит к формированию класси- ческой сплошной монолитной высокоградиентной КС, обладающей наибольшей пробивной способностью. Однако существуют условия, при которых струя ли- бо вообще не образуется, либо формируется в виде диспергированного потока частиц или компактного ПЭ (ударного ядра). На практике различные режимы кумуляции связаны с изменением угла конической или усечением полусферической облицовок. В зарядах с высо- кими конусами (углы раствора 20...90°) реализуется режим классической кумуляции (см. рис. 5.4), приводящий к образованию высокоскоростной и высокоградиентной КС (выход металла в струю - до 50%, скорости голов- ных элементов - 9... 10 км/с, хвостовых - 2,0...2,5 км/с, пробитие стальной преграды - до (8... 10)б/з). В зарядах с пологими конусами с углом раство- ра порядка 150... 160° и сегментными облицовками высотой до (0,1...0,2)б7з реализуется режим обратной кумуляции, который формирует компактный ПЭ с практически полным выходом материала облицовки в ударное ядро, скоростью порядка 2,2...2,8 км/с и пробитием стальной преграды толщиной (0,5...0,8)б/ (подробнее рассмотрено в гл. 6). Возможен также комбинирован- ный (промежуточный) режим кумуляции, характерный для конических облицо- вок с углами раствора 100... 140° и полусферических облицовок и приводящий к образованию массивной малоградиентной струи (выход металла облицовки в струю - до 70 %, скорости головных элементов - 4,5... 5 км/с, хвостовых - по- рядка 1,5.. .2,0 км/с, пробитие стальной преграды - до (4...5)б/з). Приведенные выше количественные данные зависят также от толщины КО, характеристик заряда ВВ и относятся к медным КС и ударным ядрам. При попадании классической сплошной КС в преграду в результате возника- ющего очень высокого давления на границе между материалом струи и преграды струя тормозится, разворачивается и «срабатывается», ее материал растекается в направлении, обратном скорости ее движения, а материал преграды за счет пластического деформирования перемещается в радиальном направлении. Таким образом образуется кратер, диаметр которого существенно превышает диаметр КС. При этом глубина полученного кратера зависит от размеров и формы КЗ; формы, геометрии и материала КО; качества, энергосодержания, плотности и скорости детонации ВВ; расстояния F от заряда до преграды; степени враще- ния КЗ; точности изготовления различных деталей КЗ и точности их сборки; плотности и прочности материала преграды. Согласно гидродинамической теории кумуляции, глубина проникания (внедрения) КС в полу бесконечную гомогенную преграду может быть опре- делена как где /кс - длина КС; акс - скорость КС; - скорость проникания КС в прегра- ду. Для случая, когда материалы КС и преграды в процессе их взаимодействия
308 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы проявляют себя как идеальные несжимаемые жидкости (данное условие харак- терно для относительно больших скоростей струи ^кс > 4 км/с), приведенное выражение преобразуется в известную формулу Лаврентьева - Тейлора: где ркс - плотность материала КС; рп - плотность материала преграды. По этой формуле глубина проникания зависит только от длины КС, плотности КС и пре- грады и не зависит от скорости струи, сжимаемости материалов струи и пре- грады, их прочности и ряда других факторов. При необходимости все это может быть учтено в соответствующих методиках расчета (подробнее в подразд. 5.10). Диаметр кратера d^B. в полубесконечной преграде на заданной глубине проникания L. (для z-й части КС) может быть определен по приближенной зависимости: ^отв/ А где А - коэффициент удельной работы вытеснения единицы объема материала преграды, определяемый экспериментально; Екс. - кинетическая энергия соот- ветствующей части КС (отдельного z-ro фрагмента КС). По данной зависимости может быть построен профиль образуемого в преграде кратера (пробоины). Для не слишком малых зарядов справедлив закон подобия: размеры кра- тера увеличиваются в той же степени, что и размеры заряда. Таким образом, Рис. 5.8. Зависимость относительной глубины проникания КС от относительного рас- стояния КЗ с медной конической облицовкой до прочной стальной преграды (320 НВ): 7 - КЗ пониженной точности изготовления; 2 - КЗ повышенной точности изготовления (прецизионный); 3 - идеально точно изготовленный КЗ; 4 - идеально точно изготовленный КЗ с учетом торможения КС в воздухе. (Источник: Walters W R, Zukas J. A. Fundamentals of shaped charge. N.Y.: John Wiley and Sons, 1989)
5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов 309 поражающая способность зарядов данного типа определяется отношением глубины проникания КС к диаметру заряда d3. Большое значение для образования кратера (пробоины) в преграде имеет так называемое фокусное расстояние, ассоциируемое с минимальным расстоя- нием заряда от преграды, при котором КС обладает максимальной пробивной способностью. На рис. 5.8 показана зависимость относительной пробивной способности L/d3 стандартного КЗ с конической медной облицовкой (угол раст- вора конуса 42°, d3 = 84 мм, толщина облицовки 2 мм, снаряжение - октол) от относительного расстояния F/d3 между зарядом и достаточно прочной (твердость 320 НВ) стальной преградой. Из рис. 5.8. видно, что по мере увеличения рассто- яния между зарядом и преградой глубина проникания вначале возрастает, а за- тем убывает, достигая максимального значения при подрыве КЗ на оптимальном (фокусном) расстоянии Fm от преграды. При этом фокусное расстояние зависит от конструкции кумулятивного узла и заряда в целом, материала КО, типа ВВ, точности изготовления КЗ и характеристик пробиваемой преграды. Экспериментально полученные значения относительной глубины проника- ния КС в преграды из материалов различной плотности и прочности примени- тельно к взрыву стандартного заряда приведены в табл. 5.1, где глубина каверны в мягкой стали Ls принята за единицу. Таблица 5.1. Значения относительной глубины проникания КС в преграды разной плотности Материал преграды р -10~3, кг/м3 LILS Сталь: мягкая (эталон) 7,8 1,0 броневая средней 7,8 0,8 твердости (БСТ) Свинец и,з 1,3 Бетон 2,3 3,5 Плексиглас 1,2 2,8 Полиэтилен 0,92 5,0 Парафин 0,9 7,2 Резина 1,1 6,4 Значения глубины проникания КС в преграды разной твердости приведены ниже: НВ L, мм Сталь.......................... 100/350 111/80 Алюминиевый сплав.............. 50/200 327/256 Влияние разной прочности (твердости) на глубину проникания КС кон- кретных КЗ в преграду с одинаковой начальной плотностью объясняется более
310 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы быстрым «срабатыванием» КС в прочной преграде. При этом чем прочнее пре- града, тем хуже происходит пластическое течение материала преграды и меньше глубина проникания. В целом объем кратера можно считать зависящим от энергии КС и проч- ности материала преграды. Существенным образом на форму кратера влияет геометрия преграды. Это ясно из того, что расширение кратера в значительной степени происходит благодаря вытеснению материала преграды в радиальном направлении. Поэтому чем меньше энергии требуется для пластического тече- ния материала преграды, тем больше диаметр кратера. Известно, что пробивное действие вращающихся КЗ существенно меньше, чем невращающихся. С повышением угловой скорости КЗ отрицательное влия- ние вращательного движения усиливается. С увеличением диаметра заряда отри- цательное влияние вращения также усиливается, причем в большей степени для зарядов с глубокой конической выемкой. Этим объясняется более эффективное действие вращающихся КЗ с низкими (пологими) коническими и полусфериче- скими облицовками, причем чем больше толщина облицовок, тем более устой- чивой (менее искривленной) будет кумулятивная струя. На рис. 5.9 показано влияние скорости вращения на пробивное действие одного из стандартных КЗ в зависимости от материала кумулятивной облицовки (L - глубина пробития без вращения, - глубина пробития в условиях вращения). Из рисунка видно, что более пластичный материал КО способствует уменьшению отрицательного влияния вращения на кумулятивный эффект. В процессе исследований выявлено также влияние вращения на глубину пробития в зависимости от расстояния между зарядом и преградой. В условиях отсутствия вращения (стационарный подрыв) расстройство КС и, как следствие, Рис. 5.9. Зависимость снижения глубины пробития КЗ от скорости его вращения для различных материалов кумулятивной облицовки (данные М. А. Дубовского): 1 - алюминевый сплав В-95; 2 - дюралюминевый Д16; 3 - алюминий А2; 4- сталь ХЗНМ; 5 - высокопластичная сталь П-11
5.1. Кумулятивный эффект взрыва и действие кумулятивных зарядов 311 снижение глубины пробития КЗ проявляется лишь на сравнительно больших расстояниях от места взрыва. Однако при быстром вращении струя под дей- ствием центробежных сил сразу претерпевает более глубокие расстройства, связанные с увеличением степени искривления струи и радиальным разлетом ее дискретных элементов. Указанные явления на относительно близких рассто- яниях от заряда приводят к увеличению диаметра пробоины, расслоению струи при одновременном уменьшении глубины пробития, а на больших расстояни- ях - к почти полному уничтожению пробивного эффекта. Существенное влияние на пробивное действие КЗ оказывает технология его изготовления. Из практики применения КЗ военного и гражданского назначения известно, что современный достигаемый уровень пробития прочных стальных преград такими зарядами, изготовленными в серийном производстве по обыч- ным традиционным технологиям и с использованием традиционных материалов КО и ВВ, не превышает 5...6 диаметров заряда. Вместе с тем при повышении точности изготовления КЗ, выполнения всех требований по качеству материала КО и заряда ВВ, использовании перспективных ВВ и методов снаряжения КЗ, отработке узлов инициирования и управления детонационным фронтом вполне достижим уровень пробивного действия в 8... 10 диаметров заряда. Зависимость глубины пробития от точности изготовления отдельных деталей и сборки конструкции обусловлена тем, что технологические погрешности, по- явление которых неизбежно в условиях производства, непосредственно влияют на симметрию процесса обжатия КО при взрыве заряда ВВ и, соответственно, на симметрию формирования и движения КС. Анализ закономерностей влияния технологических возмущений на пробивное действие КЗ позволяет выделить два основных механизма влияния технологической наследственности на поведение КС: искривление ее оси и раннее разрушение в осевом направлении. Искривленная КС обладает пониженной пробивной способностью, поскольку значительная часть ее кинетической энергии непродуктивно расходуется на расширение формируемой ка- верны за счет эффекта «намазывания» элементов струи на боковые стенки каверны или даже непопадания в нее в процессе последовательного движения элементов. Раннее разрушение КС при осевом растяжении также приводит к снижению про- бивной способности КЗ за счет уменьшения общей длины кумулятивной струи. Отвлекаясь от факторов, связанных с проявлением газодинамических воз- действий на элементы КС в процессе их формирования и движения, можно выделить основные технологические факторы, определяющие поведение КС и влияющие на ее пробивную способность: - разностенность (разнотолщинность) КО и корпуса КЗ; - разностенность и разноплотность заряда ВВ; - величина зерна материала КО; - несоосность КО с разрывным зарядом ВВ; - зазоры и перекосы между отдельными деталями (составными элемента- ми) кумулятивного узла, возникающие при снаряжении и сборке кумулятивного заряда. При пробитии КС преграды конечной толщины в запреградное простран- ство проникают помимо оставшейся части самой струи вторичные осколки,
312 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы образующиеся в результате взаимодействия струи с тыльной частью преграды, продукты детонации и возникают баллистические УВ (рис. 5.10). В результате взрыва КЗ 2, инициируемого детонатором 7, образуется КС 72, ПД 3 и падающая на преграду взрывная УВ 5. После пробития такой преграды 6 в запреградное пространство проникают элементы КС 8 и поток осколков 7 от преграды, впере- ди которых распространяется ударная волна (проходящая взрывная 77 и балли- стические 9,10 от потока осколков и элементов КС). С наружной поверхности преграды распространяется отраженная взрывная УВ 4. Указанное явление необходимо учитывать при оценке эффективности действия КЗ по преградам конечной толщины, особенно в случае защиты ими объектов с замкнутым воз- душным пространством. Приведенные выше особенности действия КС по преградам относятся в основном к металлическим гомогенным преградам. При переходе на такие нетрадиционные материалы преград, как скальные породы, бетон, лед, мерзлый грунт, вода, стеклопластик, керамика, пористые материалы и т. п., к которым в последнее время проявляют определенный интерес в связи с возможностью расширения области использования КЗ, появляются принципиально новые факторы, которые необходимо учитывать при оценке пробивной способности КЗ. Как правило, такие материалы имеют небольшую плотность по отношению к стали (при этом они могут быть существенно прочнее), некоторые из них характеризуются инерционным движением среды и хрупким разрушением; помимо срабатывающихся элементов КС, существенный вклад в глубину их пробития может вносить пест, проникающий как жесткое тело. Рассмотрение Рис. 5.10. Рентгенограмма (а) и схема пробития (б) КС стальной преграды конечной толщины: 1 - средство инициирования; 2 - КЗ; 3 - ПД; 4 - отраженная взрывная УВ; 5 - падающая взрывная УВ; 6 - преграда; 7 - запреградный поток осколков; 8 - запреградный элемент КС; 9,10- фронт баллистической УВ от потока осколков и элементов КС; 11 - проходящая взрывнаяУВ; 72-КС
5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов 313 процесса проникания КС еще более усложняется при ее действии по комбини- рованной преграде, состоящей из набора гомогенных преград из самых разных, в том числе и активных, материалов (ячеистые преграды, ДЗ и т. п.). Область использования кумулятивного эффекта определяется конструктив- ными особенностями и функциональным назначением КЗ. Сосредоточенные осесимметричные КЗ используются в военной технике для пробития сильноза- щищенных и бронированных целей; в кумулятивных перфораторах - для про- бивания обсадных труб нефтяных, газовых, нагнетательных и водозаборных скважин; образования шпуров под заряды ВВ в массивах материалов, негаба- ритах горных пород и металлических скрапах; прошивки отверстий в плитах из различных материалов и т. п. Удлиненные КЗ применяются в зарядах разру- шения для перерубания рельсов, балок, свай, кабелей, тросов, взрывной резки материалов и конструкций, разделения ступеней ракет. 5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов Кумулятивный эффект был открыт еще в конце ХУШ в., впервые реально ис- пользован при строительстве фортификационных сооружений в скальных породах и прочных грунтах во второй половине XIX в., однако непосредственно кумуля- тивные боеприпасы нашли широкое применение лишь во время Второй мировой войны. Приоритет открытия кумулятивного эффекта принадлежит минному ин- женеру и естествоиспытателю Ф. Баадеру и относится к 1792 г., когда им впервые была сфокусирована энергия горения порохового заряда за счет создания в послед- нем полости конической или грибообразной формы. Согласно другим сведениям, у истоков открытия кумулятивного эффекта стояли такие известные зарубежные исследователи, какМ. Форстер (1883), Ш. Монро (1888), Е. Нейман (1914). В Рос- сии открытие кумулятивного эффекта связывают с именами военного инженера генерала М. М. Борескова, применившего в 1864 г. направленное действие взрыва в зарядах при разрушении твердых пород, и капитана Д.М. Андриевского, кото- рый в 1865 г. усовершенствовал КД за счет использования кумулятивной выемки конической формы в торцевой части, примыкающей к заряду. Появление первых КЗ с металлическими облицовками выемок связывают с именами Ф. Томанека (Германия) и X. Мокаупта (США), которые в период 1935-1939 гг. разработали реальные кумулятивные БП, принятые затем на вооружение. В России кумулятивные БП стали поступать в войска сразу после начала Ве- ликой Отечественной войны. Первым кумулятивным БП, принятым на вооруже- ние Красной армии в 1941 г., стала противотанковая ружейная граната ВПГС-41 (винтовочная противотанковая граната Сердюка). В том же году в НИИ-6 ин- женером М.В. Васильевым совместно с З.В. Владимировой и Н. С. Жидких был разработан первый кумулятивный артиллерийский снаряд с конической стальной облицовкой калибром 76 мм (принят на вооружение в начале 1942 г.). Примерно в это же время появились инженерные кумулятивные БП для разру- шения железобетонных преград и противотанковая летающая мина ЛМГ раз- работки генерал-майора И. П. Галицкого. Массовое применение кумулятивных
314 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы БП различного назначения, в том числе ручных противотанковых гранат РПГ-43 и противотанковых авиационных «бомб Ларионова», началось в 1943 г. За про- шедшие годы конструкции КЗ претерпели значительные изменения. В насто- ящее время на вооружении всех армий имеются кумулятивные БП, обладающие высокой эффективностью действия, способные пробивать гомогенную броню толщиной свыше 1000 мм. По типу оружия различают следующие кумулятивные БП: - артиллерийские снаряды и мины; - гранаты (ручные, реактивные, винтовочные); - боевые части ПТУР; - инженерные мины и заряды разрушения; - противотанковые авиационные бомбы (ПТАБ) и кумулятивно-осколочные боевые элементы (КОБЭ) кассетного оружия; - кумулятивно-осколочные БЧ неуправляемых авиационных ракет; - кумулятивно-фугасные БЧ управляемых авиационных ракет и управля- емых авиационных бомб (УАБ); - кумулятивно-фугасные боевые зарядные отделения (БЗО) торпед, мин и БЧ ракетно-бомбовых противолодочных комплексов. В перечисленных типах БП первичным и основным действием, как правило, является кумулятивное действие (пробитие преграды КС). Часто основному ку- мулятивному действию сопутствуют дополнительные осколочный или фугасный типы действия, реализуемые за счет конструкции корпуса БП или достаточно большой массы заряда ВВ. Это отражено в приведенной выше классификации. Кроме того, известны БП, осуществляющие одновременно кумулятивный, ударно-проникающий (кинетический) и фугасный типы действия. В качестве примера можно привести БЧ проникающего типа MEPHISTO (Германия) для управляемых авиационных ракет (УАР) класса воздух-земля или УАБ с лазер- ным наведением, состоящую из КЗ, расположенного перед основной боевой частью. Подрыв КЗ осуществляется на оптимальном расстоянии от цели по сиг- налам от электрооптического неконтактного ВУ В образовавшееся в результате взаимодействия КС и материала преграды свободное пространство со скоростью до 250 м/с входит основная БЧ, которая после поражения оставшейся части пре- грады взрывается внутри объекта. Аналогичным образом построена и схема известного отечественного окопного заряда 03-1 (см. подразд. 5.6). Малокалиберная бетонобойная бомба STABO (Германия) комбинирован- ного действия (рис. 5.11) имеет в передней части корпуса 1 КЗ 3 и взрыва- тель 4, а в задней части корпуса - снаряд 2 проникающего типа с зарядом ВВ и взрывателем, снабженным замедлителем. При встрече с бетонной преградой КЗ пробивает в ней пробоину, через которую проходит проникающий снаряд. По точности стрельбы кумулятивные БП бывают обычные и высокоточ- ные. Такое разделение характерно прежде всего для артиллерийских снарядов и мин, а также БЭ кассетного оружия. Среди высокоточных артиллерийских снарядов следует отметить 155-мм управляемые кумулятивные снаряды М712 Copperhead (США) с лазерной головкой самонаведения (ГСП), ADC (Франция) и BOSS (Швеция) с радиолокационной (РЛ) ГСН миллиметрового диапазона, которые обеспечивают пробитие 500...600 мм брони. Среди высокоточных
5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов 315 Рис. 5.11. Малокалиберная бетонобойная бомба STABO комбинированного действия: 1 - корпус; 2 - подкалиберный проникающий фугасный снаряд (проникатель); 3 - кумулятивный предзаряд; 4 - взрыватель артиллерийских мин следует отметить 81-мм противотанковую мину Merlin (Великобритания) с РЛ ГСН миллиметрового диапазона, а также 120-мм управляемые кумулятивные мины Strix (Швеция) с пассивной двухдиапазон- ной инфракрасной (ИК) ГСН и Griffin (Великобритания, Италия, Швейцария) с РЛ ГСН миллиметрового диапазона, которые пробивают от 500 мм (в обычном варианте) до 700 мм (в тандемном варианте) брони. Помимо КОБЭ кассетного оружия свободного (естественного) рассеивания, в последнее время широкое применение находят самонаводящиеся и самоприцеливающиеся БЭ, также от- носящиеся к классу ВТО. Из выделенных выше типов высокоточным оружием уже по своему определению являются ПТУР, УАР, УАБ и торпеды. При этом основная часть артиллерийских снарядов и мин, кумулятивные гранаты, широ- кая номенклатура инженерных БП, НАР относятся к классу обычного оружия. По типу попадания в цель (способу атаки) кумулятивные БП могут быть классифицированы следующим образом: в горизонтальной плоскости - во фрон- тальную (лобовую) и боковые поверхности; в вертикальной плоскости - в ниж- нюю и верхнюю поверхности; при пролете над целью и с пикирующей траек- тории (рис. 5.12). Как известно, бронетанковая техника максимально защищена со стороны фронтальной поверхности от большинства артиллерийских снарядов, действу- ющих на дальности прямого выстрела, ПТУР, реактивных гранат. Толщина лобовой брони корпуса и башни современных танков по ходу КС достигает 700.. .1000 мм, к тому же она может быть многослойной и дополнительно укреп- лена ДЗ (по классификации НАТО - реактивная броня ERA). В этом случае со- ответствующие кумулятивные БП должны обладать максимальной пробивной способностью не менее (6...8)б/ в калибрах 120... 150 мм и не менее (8... 10)<7 в калибрах 100... 120 мм, где <7 - диаметр заряда ВВ. Реально такое бронепро- битие обеспечивают лишь самые современные тандемные кумулятивные ПТУР и реактивные кумулятивные гранаты относительно больших калибров. При попадании кумулятивных БП в бортовую поверхность бронецели тре- бования по пробивной способности существенно снижаются. Одновременно расширяется номенклатура кумулятивных БП, обеспечивающих бронепробитие с данного направления. В этом случае помимо ПТУР и реактивных кумулятив- ных гранат надежно поразить цель в горизонтальной плоскости можно артил- лерийскими снарядами и противобортовыми инженерными минами.
316 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.12. Типовые схемы взаимодействия кумулятивных БП с бронецелью (танком): а - попадание во фронтальную поверхность; б - взаимодействие при пролете над целью; в - действие снизу; г - действие сверху; 1 - лобовая атака; 2 - атака при пикировании на конечном участке траектории; 3 - действие БЧ с поперечным расположением КЗ; 4 - действие БЧ с угловым расположением КЗ
5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов 317 Менее защищенными являются также верхняя и нижняя поверхности броне- цели, для поражения которых используют кумулятивные БЭ и ПТАБ кассетного оружия, близкие к ним по типу действия НАР, противокрышевые и противодни- щевые противотанковые инженерные мины. С навесной траектории поражают цель артиллерийские (ствольные) мины. В этих случаях при пробитии преград относительно небольшой толщины весьма вероятно дополнительное поража- ющее действие КЗ за счет запреградного эффекта (см. рис. 5.10). Использование ВТО позволяет не только существенно повысить вероят- ность попадания кумулятивных БП в цель, но и увеличить эффективность их действия за счет выбора оптимального места попадания и угла взаимодействия с преградой. В этом плане весьма перспективны варианты поражения цели при пролете над ней (ПТУР Bill (Швеция), ПТУР Predator и Tow-2B (США), высоко- точный танковый 120-мм снаряд ХМ943 STAFF (США)) или при пикировании на конечном участке траектории (ПТУР ATGW-3/LR Trigat (Германия, Франция, Великобритания), ПТУР Javelin (США)). При этом важное значение имеет со- четание указанных способов поражения цели с соответствующими компоно- вочными схемами кумулятивных БП. По конструктивному исполнению кумулятивные БП можно подразделить на: - моноблоки осевой направленности действия; - моноблоки с поперечным или угловым относительно оси БП расположе- нием КЗ (БЧ бокового боя); - тандемные кумулятивные БП осевой направленности действия с непод- вижным, выдвижным или отстреливаемым (выбрасываемым) предзарядом. Основная конструктивная особенность классической схемы моноблочного кумулятивного БП с одним КЗ осевого действия (рис. 5.13, а) - обеспечение необходимого свободного воздушного пространства перед КО для нормаль- ного формирования КС и оптимального (фокусного) расстояния от торца КЗ до пробиваемой преграды. Если при этом перед КЗ не располагаются элементы бортовой аппаратуры, маршевый двигатель или другие составные части БП, то необходимое фокусное расстояние обеспечивается длиной обтекателя головной Рис. 5.13. ПТУР с одним КЗ осевого действия (я) и БЧ с поперечным расположением КЗ (б)
318 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.14. ПТУР Bill с БЧ бокового боя: 1 - взрыватель; 2 - маршевый двигатель; 3 - кумулятивная БЧ; 4 - батарея; 5 - гироскоп; 6 - стабилизатор; 7 - катушка с проводом; 8 - руль части или специальным выдвинутым штырем (иглой) в случае контактного под- рыва, или моментом срабатывания неконтактного ВУ в случае предконтактного подрыва. При другом варианте в блоке аппаратуры или маршевом двигателе не- обходимо предусматривать цилиндрический канал (трубку) для прохождения КС, а непосредственно перед КО - свободный объем в форме обратного конуса для обеспечения нормального схлопывания нижней части КО. Схема с поперечным относительно оси БП расположением кумулятив- ных зарядов (рис. 5.13, б) использована в ПТУР Tow-2B (США). Такая двух- элементная БЧ срабатывает при пролете над целью, образуя в результате под- рыва два бронебойных самоформирующихся элемента, каждый из которых направлен в крышу танка - наиболее уязвимую часть его корпуса с более тонкой броней. Помимо поперечного расположения, КЗ могут находиться под некоторым углом относительно оси БП, например, в конструкции ПТУР Bill (Швеция) за- ряд повернут под углом 30° относительно продольной оси. В устройстве такой ПТУР (рис. 5.14) используют так называемую БЧ бокового боя. В конструкции усовершенствованной ПТУР Bill-2 применяют два КЗ, один из которых распо- ложен поперечно, а другой - под некоторым углом относительно оси. Наибольшее распространение получила классическая схема компоновки тандемного кумулятивного БП осевой направленности действия. Рассмотрим ее на примере ПТУР большой дальности ATGW-3/LR (другое наименование- PARS) (рис. 5.15). В ней перед основным КЗ 2 располагается лидирующий КЗ 1 (предзаряд), который должен сработать первым, обеспечивая пробитие элементов бортовой аппаратуры (главным образом ГСН 5) и взведение ДЗ (ре- активной брони ERA), дополнительно защищающей основную броню танка. При этом основной КЗ должен быть защищен от действия взрыва предзаряда и иметь определенную задержку в инициировании по отношению к моменту подрыва предзаряда.
5.2. Классификация кумулятивных боеприпасов 319 Рис. 5.15. Схема компоновки ПТУР ATGW-3/LR с тандемной БЧ: 1 - лидирующий КЗ; 2 - основной КЗ; 3 - привод управления; 4 - двухрежимный стартомаршевый двигатель; 5 - ИК ГСН Рис. 5.16. Взаимодействие ПТУР Hellfire с динамической защитой танка: 1 - основная броня; 2 - пластичное ВВ; 3 - воздушный зазор; 4 - метаемый экран; 5 - ГСН; 6 - канал для прохождения КС предзаряда; 7 - предзаряд; 8 - основной КЗ Подобная схема взаимодействия классического тандемного БП с динами- ческой защитой основного броневого корпуса танка показана на примере ПТУР Hellfire (США) (рис. 5.16). Кумулятивная струя предзаряда 7 проходит в кана- ле 6, пробивает ГСН 5 и инициирует ВВ 2 в элементе ДЗ. За счет временной задержки подрыва основного КЗ 8 его КС должна подойти к основной броне 1 танка в момент, когда метаемый слоем ВВ 2 через воздушный зазор 3 со скоро- стью амэ металлический экран 4 уже не будет находиться на пути ее движения. В вертолетном варианте ПТУР ATGW-3/LR (PARS) мощный предзаряд, ини- циируемый в результате предконтактного подрыва от датчика цели, формирует ПЭ типа «ударное ядро», который обеспечивает в устройстве универсальной ДЗ пробоину большого (до 100 мм) диаметра без ее взведения. Такой тандемный БП обеспечит суммированное действие обеих ступеней и при поражении целей, не имеющих ДЗ. Другая схема компоновки тандемного кумулятивного БП осевой направлен- ности действия реализована в ПТУР ближнего боя Егух (Франция) (рис. 5.17). В ней основной КЗ 4 отделен от лидирующего КЗ 1 (предзаряда) маршевым дви- гателем 2, в котором предусмотрен специальный цилиндрический канал для про- хождения КС основного заряда и который обеспечивает защиту основного заряда от действия взрыва предзаряда и оптимальное фокусное расстояние до преграды.
320 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.17. ПТУР Егух: 1 - лидирующий КЗ; 2 - маршевый двигатель; 3 - сопло; 4 - основной КЗ; 5 - корпус контейнера; 6 - плечевой упор; 7 - узел фиксирования; 8 - электрическое соединение; 9 - батарея Рис. 5.18. Кумулятивная БЧ ПТУР Tow-2A с выдвижным предзарядом: 1 - выдвигающаяся телескопическая игла с лидирующим КЗ; 2 - корпус основного КЗ; 3 - кумулятивная воронка основного КЗ; 4 - заряд ВВ; 5 - линза; 6 - ВУ Схема кумулятивной БЧ тандемного типа с выдвижным предзарядом ис- пользована в ПТУР Tow-2A (рис. 5.18). В этой схеме лидирующий КЗ диаметром 38 мм, предназначенный для предварительного инициирования ДЗ, устанавлива- ется в специальной телескопической игле (выдвижном штыре) 7, передняя часть которой имеет диаметр примерно 50 мм. Для инициирования ВУ 6 основного и дополнительного КЗ используется механически сминаемый замыкатель, а перед детонацией основного заряда 4 реализуется небольшая задержка. При этом «ли- дер» добавляет к массе ракеты Tow-2 моноблочного варианта с выдвигающейся иглой всего 300.. .400 г, что не оказывает значительного влияния на ее дальность и продолжительность полета. В схеме ПТУР Hot-З (Франция, Германия) (рис. 5.19, а) обнаружение цели производится оптическим неконтактным датчиком цели, который в заданном диапазоне расстояний перед ракетой выдает сигнал на срабатывание управля- ющего устройства (рис. 5.19, б). Пороховой заряд массой несколько десятков граммов осуществляет плавное разделение головного отсека с КЗ-лидером от ос- новного корпуса ракеты (рис. 5.19, в). Такая конструкция позволяет установить оптимальную временную задержку между подрывами КЗ-лидера и основного заряда, обеспечивающую уход с траектории КС основного заряда метаемого ме- таллического экрана ДЗ (рис. 5.19, г) и подлет основного заряда к «оголенной» броне танка (рис. 5.19, б). Подобная компоновочная схема дает возможность
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 321 Рис. 5.19. ПТУР Hot-З с отстреливаемым предзарядом: а - компоновочная схема; б - обнаружение цели датчи- ком; в - отделение КЗ-лидера от ракеты; г - срабаты- вание КЗ-лидера по ДЗ; д - срабатывание с задержкой по времени основного КЗ по броне в случае изменения параметров ДЗ сравнительно легко модернизировать кон- струкцию БЧ посредством корректировки расстояния (на котором осуществля- ется отстрел предзаряда) и временной задержки срабатывания основного заряда. В случае наличия на танке помимо динамической еще и активной защиты ПТУР с отстреливаемым предзарядом можно решить проблему одновременного пре- одоления двух этих защит. 5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины Кумулятивный снаряд - это составная часть артиллерийского выстрела, в ко- торый входит также гильза с пороховым зарядом. В качестве примера приведем отечественный 115-мм выстрел с кумулятивным снарядом ЗБК4М (рис. 5.20), в котором крепление гильзы из стали 11ЮА (применяется также латунь) осу- ществляется обжатием ее дульца к запоясковой части снаряда. Аналогичный выстрел с кумулятивным снарядом ЗБК8М имеет гильзу со сгорающим корпу- сом, который запрессовывается в поддон на клее БФ-4. Далее рассматриваются
322 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис, 5.20.115-мм выстрел с кумулятивным снаря- дом ЗБК4М: 1 - кумулятивный сна- ряд; 2 - гильза; 3 - по- роховой заряд только кумулятивные снаряды, основные элементы которых и особенности конструкции будут отмечены на приведенных ниже схемах. Артиллерийские кумулятивные снаряды могут выстреливаться из орудий с нарезными стволами и гладкоствольных орудий, а мины - из безоткатных орудий и минометов. По способу стабилизации на траектории снаряды подразделяют на вращающиеся и оперенные, при этом последние могут иметь как калиберное оперение (жесткий стабилизатор), харак- терное для артиллерийских мин, так и раскрываю- щееся в полете надкалиберное оперение (оперенный стабилизатор). Как правило, в кумулятивных снарядах приме- няют головные взрыватели мгновенного действия с изоляцией КД от детонатора, с дальним взведением типа ГПВ-2, ГПВ-3 или головодонные пьезоэлектри- ческие взрыватели типа В-15 (для отечественных выстрелов). При встрече кумулятивного снаряда с целью срабатывает ВУ, импульс от взрыва детона- тора которого передается КД снаряда, расположен- ному в нижней части разрывного заряда у вершины КО. Взрыв КД вызывает детонацию промежуточного детонатора и разрывного заряда. Детонационный фронт движется в направлении КО и образующие- ся в результате взрыва ПД под большим давлением обжимают КО к оси симметрии заряда, образуя КС (см. подразд. 5.1). Кумулятивные вращающиеся снаряды к нарезным орудиям Впервые кумулятивные снаряды были применены немецкими войсками во время войны в Испании 1936-1939 гг., но наиболее широкое распростра- нение они получили во время Второй мировой войны на советско-герман- ском фронте военных действий в 1941-1942 гг. Такие снаряды выстрелива- лись из нарезных орудий и стабилизировались в полете вращением, были снабжены высокочувствительными головными взрывателями ударного дей- ствия, имели медные или железокерамические ведущие пояски и трассеры, а также привинтную головку оживальной или конической формы. Корпуса первых отечественных снарядов изготовлялись из снарядной стали С60 или сталистого чугуна и имели толщину, примерно равную 0,1 клб снаряда. Длина снарядов составляла 3.. .4 клб, а максимальные скорости вращения — 8000... 15 000 об/мин. Форма КО выбиралась полусферической, конической или рупорообразной, а сама облицовка изготовлялась преимущественно из стали 10 штамповкой. Для передачи инициирующего импульса от КД
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 323 взрывателя к нижнему КД в КЗ предусматривалась центральная полая трубка. Первые отечественные снаряды наполнялись сплавом ТГ в разных пропорциях, однако постепенно перешли на более мощное ВВ - A-IX-1. Один из первых таких снарядов - вращающийся кумулятивно-трассирую- щий снаряд (Германия) к 149-мм тяжелому пехотному орудию (рис. 5.21, а), один из первых отечественных - вращающийся 76-мм кумулятивный снаряд БП-353А (рис. 5.21, б), а из последних (хронологически) - отечественный 152-мм кумулятивный снаряд БП-540 (рис. 5.21, в) (табл. 5.2). Конструктивные характеристики кумулятивных вращающихся снарядов приведены в табл. 5.2. Основные недостатки таких снарядов - малые бронепробиваемость (не превышает 1,0... 1,5 клб) и начальная скорость снаряда (300...500 м/с). При этом главный фактор, снижающий бронепробиваемость, - наличие вращения, при котором возникающие центробежные силы приводят к расстройству КС, вследствие чего уменьшается глубина пробития. К моменту появления таких снарядов не был накоплен достаточный опыт по конструированию кумуля- тивных снарядов, оптимизации формы и толщины КО, в силу объективных причин сдерживалось использование в качестве материала КО дорогостоя- щей и дефицитной меди, а в качестве ВВ - мощных гексогеносодержащих составов. В дальнейшем усилия научной и конструкторской мысли были направлены на создание снарядов, обладающих более высокой бронепробиваемостью. Рис. 5.21. Кумулятивно-трассирующий снаряд (Германия) (а), 76-мм вращающийся снаряд БП-353А (Россия) (б), 152-мм вращающийся снаряд БП-540 (Россия) (в): 1 - взрыватель; 2 - привинтная головка; 3 - корпус; 4 - КО; 5 - заряд ВВ; 6 - ведущий поясок; 7 - центральная трубка; 8 - детонатор; 9 - трассер
324 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Таблица 5.2. Конструктивные характеристики кумулятивных вращающихся снарядов Снаряд Тол- щина корпу- са, клб Кумулятивная облицовка Тип ВВ Скорость вращения, об/мин Индекс Калибр, мм Длина, клб d, мм о’ 8/< h Id о о Форма БП-460А 122 3,03 0,12 95 0,026 1,10 Конус ТГ50 8400 БП-463 122 3,70 0,07 86,8 0,043 1,73 Рупор A-IX-1 14200 БП-1 122 3,60 0,10 82 0,067 0,71 Конус A-IX-1 14600 БП-540 152 3,64 0,08 100 0,063 0,71 » Тротил, A-IX-1 10800 Примечание, d - внутренний диаметр КО; ho - высота КО; 8о - толщина КО. Наиболее радикальным техническим решением по совершенствованию кумулятивных вращающихся снарядов к нарезным орудиям является уменьше- ние угловой скорости вращения кумулятивного узла, главным образом КО, как при движении снаряда в канале ствола (за счет специальных конструктивных устройств), так и в полете (за счет применения оперения для стабилизации движения). Это может быть реализовано на снарядах наземной и корабельной артиллерии средних и крупных калибров. Вместе с тем существенной обла- стью массового применения вращающихся кумулятивных снарядов являются снаряды для авиационных автоматических пушек малого калибра, которые вращаются со скоростями до 60 000.. .70 000 об/мин и в которых практически нельзя технически применить оперение. В этом случае пути совершенство- вания кумулятивных вращающихся снарядов к нарезным орудиям, помимо использования низких (пологих) конических и полусферических облицовок увеличенной толщины и из максимально возможного пластичного материала (см. подразд. 5.1), могут лежать в области концепции так называемой спин- компенсации - противодействия негативному влиянию на пробивное действие кумулятивных БП их собственного траекторного вращения за счет создания условий для проявления вращательных эффектов противоположной (компен- сирующей) направленности. Существуют два основных способа спин-компенсации. Первый - это так на- зываемая самозакрутка схлопывающейся КО и формируемой КС противополож- но собственному вращению боеприпаса. Достигается это с помощью раскатной КО за счет приобретаемой ею в процессе ротационной вытяжки анизотропии свойств. Впервые в открытой печати об этом было заявлено американскими уче- ными П. Чоу и С. Сеглетисом в 1989 г. в теоретическом плане и подтверждено немецким ученым М. Хельдом в 1990 г. в практическом плане. С помощью из- менений в кристаллографической текстуре материала в процессе схлопывания КО прецизионных КЗ удалось улучшить пробивное действие вращающихся БП на 15 % на коротких фокусных расстояниях и на 30 % на больших фокусных
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 325 расстояниях при угловой скорости вращения БП до 1200 об/мин. Понятно, что данный способ более подходит для БП с относительно невысокими скоростями вращения - порядка нескольких десятков оборотов в секунду (например, ПТУР и реактивные гранаты, см. подразд. 5.4, 5.5). В настоящее время опубликованы результаты отечественных ученых, со- гласно которым еще в 1970-х гг. подобное явление спин-компенсации было успешно реализовано при внедрении в производство раскатных облицовок вместо штампованных применительно к реактивным гранатам РПГ, что по- зволило более чем в 2 раза повысить их пробивное действие. При этом была показана уникальность процесса ротационной вытяжки, дающая возможность осуществлять программируемую деформацию кручения и сдвига наружных и внутренних слоев КО относительно друг друга, а также способность к измель- чению структуры материала вплоть до ультрамелких фракций. Второй из известных способов спин-компенсации также связан с закруткой облицовки и струи противоположно собственному вращению боеприпаса. Од- нако в этом случае эффект вращательного противодействия достигается за счет использования КО особой формы - так называемых fluted liners - рифленых, или ребристых, облицовок. Впервые идею таких КО высказал американский ученый Р. Эйчельбергер с коллегами в 1950 г. С учетом оптимизации количества рифов при использовании медных конических КО при скорости вращения около 1800 об/мин удалось повысить пробивное действие вращающихся 40-мм сна- рядов до 4 клб, однако при скорости вращения около 12000 об/мин пробивное действие не превышало 2 клб. В последствии такая рифленая КО была использована при разработке аме- риканского кумулятивного боеприпаса М789 к пушке М230 калибром 30 мм для вертолета «Апач» (рис. 5.22). В процессе испытаний оказалось, что эффективность Рис. 5.22. Пример технического решения БП с компенсацией эффекта вращения: а - внешний вид рифленых облицовок; б - кумулятивный снаряд М789, стабилизиру- емый вращением
326 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы таких БП существенно зависит от дальности стрельбы. Такой снаряд с конической медной КО с углом раствора конуса 50° обеспечивал пробитие до 50 мм гомоген- ной брони на дальности 2,5 км при нулевых углах подхода от нормали к преграде и не менее 25 мм на дальности 0,5 км при углах подхода от нормали 50°. В 1970-х гг. российский ученый В. Ф. Минин выдвинул и проверил экс- периментально ряд идей, направленных на повышение пробивного действия вращающихся боеприпасов. К ним относятся: применение фокусирующего сопла; стабилизация кумулятивных струй магнитным полем; выбор материала кумулятивной облицовки; полилайнерные кумулятивные системы; эффект ста- билизации кумулятивных струй в трубках. В результате апробации этих идей применительно к вращающимся кумулятивным БП калибров 30... 120 мм уда- лось превысить «потолок» пробивного действия в 2 клб и получить величину бронепробиваемости для такого класса БП до 4 клб при угловых скоростях вра- щения 70 000 об/мин - для снаряда калибра 30 мм, 40 000 об/мин для снаряда калибра 60 мм, 15 000 об/мин - для снаряда калибра 120 мм. Такое пробивное действие, по существу, находится на уровне пробивного действия невращающих- ся (оперенных) кумулятивных артиллерийских снарядов к нарезным орудиям. Кумулятивные оперенные снаряды с проворачивающимся пояском к нарезным орудиям Одним из решений по повышению пробивного действия кумулятивных вра- щающихся снарядов к нарезным орудиям было создание снарядов, вращающихся с небольшой угловой скоростью. Некоторое вращение снарядам (до 1500 об/мин) сообщается для осреднения эксцентриситетов центра масс. Такие снаряды полу- чили название кумулятивных оперенных снарядов к орудиям с нарезными ство- лами. Снаряды отличаются от полностью вращающихся устройством ведущей части и наличием раскрывающегося надкалиберного стабилизатора. Несмотря на конструктивные и эксплутационные преимущества, калиберный стабилизатор не получил практического применения вследствие неудовлетворительного действия при сверхзвуковых скоростях снаряда. В качестве стабилизирующего устройства было выбрано раскрывающееся после вылета снаряда из ствола надкалиберное оперение с четырьмя-шестью перьями (лопастями), закрепленными в корпусе стабилизатора (рис. 5.23). Ста- билизатор с помощью имеющейся в верхней части его корпуса резьбы ввинчи- вается в резьбовое очко дна 1 снаряда. Перья 4 стабилизатора, установленные в его пазах, закрепляются с помощью осей 3, проходящих через отверстия в пе- рьях. Раскрытие лопастей может осуществляться с помощью расположенных в корпусе стабилизатора газовой камеры и плунжера или под действием газов, находящихся под лопастями, центробежных сил и силы сопротивления воздуха. Длина и количество лопастей определяются исходя из условий обеспечения ста- билизации снаряда в полете. Необходимое вращение обеспечивается наличием на лопастях специальных скосов, воздействуя на которые воздушный поток во- влекает снаряд во вращение.
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 327 Рис. 5.23. Стабилизатор с перьями, открывающимися с помощью газовой камеры и плунжера: 1 - донная часть снаряда; 2 - обтюрирующий поясок на проворачивающемся кольце; 3 - ось пера (лопасти); 4 - перо (лопасть) Для фиксации положения снаряда при заряжании и обтюрации пороховых газов снаряд снабжен обтюрирующим пояском 2. Для того чтобы при вреза- нии обтюрирующего пояска в поле нарезов снаряд не получал вращения, его размещают на стальном проворачивающемся («плавающем») кольце, назван- ном так за возможность свободного проворота относительно корпуса снаряда. Во время выстрела поясок, двигаясь по нарезам, поворачивается на снаряде вместе с кольцом. Для обеспечения более свободного вращения между трущи- мися поверхностями кольца и снаряда наносится графитовая смазка. Кольцо фиксируется на хвостовике корпуса кольцевым утолщением корпуса стабилиза- тора или муфтой. На наружной поверхности кольца есть проточка в форме «ла- сточкиного хвоста», в которую запрессовывается железокерамический, медный или медно-никелевый обтюрирующий поясок. Кольцо с пояском на хвостовике вращается свободно и благодаря этому снаряд при движении в канале орудия получает лишь небольшую скорость вращения вокруг своей продольной оси (до 10% от угловой скорости вращения проворачивающегося кольца). До вы- стрела кольцо закреплено от проворота на корпусе фиксатором. Небольшая скорость вращения способствует раскрытию оперения после вылета снаряда из канала ствола и не влияет на могущество действия снаряда по броне. Отечественный 122-мм оперенный кумулятивный снаряд ЗБК9 со ступен- чатой формой головной части (рис. 5.24) стабилизируется в полете раскрываю- щимся надкалиберным оперением и имеет проворачивающееся кольцо с обтю- рирующим пояском. Снаряды данного типа имеют длину 5.. .7 клб, большую, чем вращающиеся снаряды, и улучшенные аэродинамические качества формы головной части. Такая длина необходима для увеличения расстояния между
328 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.24. 122-мм кумулятивный оперенный снаряд ЗБК9 с проворачивающимся пояском к нарезному орудию: 1 - пьезогенератор ВУ; 2 - гайка; 3 - контакт; 4 - головка; 5 - контактный конус; 6 - переходное кольцо; 7 - вкладыш; 8 - манжета; 9 - корпус снаряда; 10 - шашка ВВ; 11 - кумуля- тивная воронка; 12 - контакт; 13 - линза; 14 - шашка ВВ; 15- вкладыш; 16- проворачивающееся кольцо с обтюрирующим пояском; 17 - пред охранительно-детонирующий механизм ВУ; 18 - прокладка; 19 - лопасть стабилизатора; 20 - трассер; 21 - ось; 22 — гайка трассера центром масс и центром давления воздуха, а ступен- чатая форма головной части оказывает положительное влияние на устойчивость оперенного снаряда на тра- ектории. Усовершенствованный кумулятивный узел включает в себя высокую коническую облицовку (угол раствора конуса составляет 20...30°) толщиной 8о = = (0,025... 0,035)б/о, где do - внутренний диаметр КО, изготовляемую из стали 10 или меди марок Ml, М2 (в этом случае отечественные снаряды имеют индекс ЗБК6М, ЗБК9М и т. д.). В качестве ВВ наиболее часто применяются гексогеносодержащие составы (для от- ечественных снарядов составы A-IX-1, A-IX-10 и т. п.), спрессованные в шашки или запрессованные в корпус на облицовку. Конструктивные характеристики кумуля- тивных оперенных снарядов с конической КО приведе- ны в табл. 5.3. Корпус снаряда, корпус стабилизатора и его лопасти, проворачивающееся кольцо и другие элементы производят из специальных сталей (напри- мер, в снаряде ЗБК9 используют стали 45X1, 50ХГ, 50Л, С60,11ЮА). Во многих снарядах в КЗ применяется «линза» - узел управления детонационным фронтом, выполненный из различных инертных материалов (например, пресс-материала К-214). Таблица 5.3. Конструктивные характеристики кумулятивных оперенных снарядов с конической кумулятивной облицовкой Снаряд Толщина корпуса, клб Кумулятивная облицовка Тип ВВ dJd, Индекс Калибр, мм Длина, клб d, мм О7 h/da О О Снаряды к орудиям с нарезными стволами ЗБК5М 100 6,37 0,08 76 0,035 1,91 А-К-1 0,50 ЗБК6М 122 5,83 0,10 89 0,033 1,88 А-ГХ-1 —
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 329 Окончание табл. 5.3 Снаряд Толщина корпуса, клб Кумулятивная облицовка Тип ВВ dK Индекс Калибр, мм Длина, клб d, мм о’ 8/< hid О О ЗБК9М 122 5,26 0,08 91,5 0,034 1,75 A-IX-1 0,37 Снаряды к гладкоствольным орудиям ЗБКЗМ 100 6,40 0,07 76 0,035 1,91 A-IX-1 0,50 ЗБК4М 115 5,55 0,05/0,08 88 0,033 1,77 А-ГХ-1 0,39 ЗБКЗМ 115 5,54 0,05/0,07 88 0,034 1,78 A-IX-1 0,40 ЗБК14М 125 5,40 0,10 93,5 0,037 1,70 Окфол 0,65 Примечание.d - - внутренний диаметр КО; 5 - толщина КО; h - высота КО; d - диаметр линзы; d ’ 3 - диаметр заряда ВВ. В результате рассмотренных технических решений удалось повысить броне- пробиваемость почти в 3 раза и достичь 3.. .4 клб, при этом начальная скорость снарядов возросла до 1000 м/с. Однако при достаточно высокой бронепробива- емости и хорошей кучности боя на дальностях прямого выстрела недостатками таких снарядов стали усложнение устройства ведения снаряда по каналу ствола и некоторое ухудшение внешнебаллистических характеристик за счет большой парусности и увеличения общей длины снаряда. Кумулятивные снаряды с проворачивающимся снаряжением к нарезным орудиям В данном техническом решении высокая бронепробиваемость в принципе вращающихся снарядов достигается тем, что снаряжение (заряд ВВ) не во- влекается во вращение. При этом предотвращение вращения КЗ может быть достигнуто проворачиванием корпуса относительно снаряжения снаряда. В этом случае стабилизация в полете кумулятивного снаряда осуществляется с помощью вращения, а имеющее возможность свободного проворота в своем корпусе снаряжение, стремясь сохранить в силу своей инерции состояние покоя, не будет вовлекаться во вращение. Положительные свойства таких снарядов следующие: простота устройства стабилизации в полете; меньшая общая длина, чем у невращающихся снарядов; лучшие внешнебаллистические характери- стики; меньшая парусность. Вместе с тем такие снаряды сложны в устройстве и вмещают в себя меньшее количество снаряжения (массы ВВ). Конструктивная схема 105-мм кумулятивного снаряда ОССЮ5 F-1 (Франция) (рис. 5.25) снабжена невращающимся КЗ, проворачивающимся на подшипниках относительно корпуса снаряда. Кумулятивный заряд в корпусе 5 размещается вну- три корпуса снаряда 4 на двух подшипниках (верхнем 3 и нижнем 10) ддя предот- вращения передачи момента от корпуса снаряда на заряд ВВ 6 с кумулятивной
330 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.25. 105-мм кумулятивный вращающийся снаряд ОСС 105 F-1 с проворачивающимся снаряжением к нарез- ному орудию: 1 - контактный взрыватель; 2 - скользящий контакт; 3 - верхний подшипник; 4 - корпус снаряда; 5 - корпус проворачивающе- гося КЗ; 6 - заряд ВВ; 7 - кумулятивная воронка; 8 - донный детонатор; 9 - газовый подпятник; 10 - нижний подшипник воронкой 7 в момент выстрела. При этом корпус КЗ как бы «вывешивается» с помощью порохового газа, поступаю- щего в момент выстрела в газовый подпятник 9. Передача электрического импульса на подрыв от взрывателя 1 к дон- ному детонатору 8 осуществляется с помощью скользящего контакта 2, Такой снаряд при начальной скорости выстрела 1100 м/с пробивает по нормали до 400 мм брони, т.е. его бронепробиваемость находится в диапазоне 3,5...3,8 клб. Кумулятивные оперенные снаряды к гладкоствольным орудиям По своим конструктивным характеристикам такие снаряды практически не отличаются от оперенных ку- мулятивных снарядов к нарезным орудиям. По сравне- нию с последними в них отсутствует за ненадобностью проворачивающееся («плавающее») кольцо, несколько изменена конструкция корпуса, используются более со- временные материалы корпусных деталей и деталей стабилизатора, кроме то- го, они снаряжены более мощными современными БВВ и имеют оптимальные формы головной части и КО (см. табл. 5.3). В России такие снаряды используются в танковых пушках и полевых противотанковых орудиях калибров 100,115 (см. рис. 5.20) и 125 мм. Корпуса таких снарядов изготовляются из стали 45X12 или 45X3, хорошие механиче- ские характеристики которых позволили выполнять корпуса с тонкими стенка- ми. Придание конусной формы внутренней и наружной поверхностям корпуса снаряда ЗБКЗМ еще больше снизило массу снаряда и увеличило значение на- чальной скорости. На наружной поверхности корпуса есть два кольцевых вы- ступа для соединения снаряда с гильзой и ведения снаряда по каналу ствола. Кроме того, в проточке верхнего выступа крепится медный обтюрирующий поясок. В корпусе стабилизатора 100-мм снаряда ЗБКЗМ (рис. 5.26, а) имеется несколько радиальных отверстий, которые обеспечивают свободный доступ пороховым газам в полость корпуса и обратно, предохраняя его от деформа- ции. Снаряд ЗБК14М (рис. 5.26, б) по конструкции аналогичен снаряду ЗБК9. Камора его снаряжена окфолом. Лопасти стабилизатора в условиях обращения
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 331 Рис. 5.26.100-мм кумулятивный сна- ряд ЗБКЗМ (а) и 125-мм кумуля- тивный снаряд ЗБК14М (б) к глад- коствольным орудиям: 1 - взрыватель ГПВ-2 (а) или пьезоге- нератор ВУ (б); 2 - головка; 3 - предо- хранительный (а) или контактный (б) конус; 4 - прокладка; 5 - корпус; 6 - шашка ВВ; 7- кумулятивная воронка; 8 - обтюрирующий поясок; 9 - шаш- ка ВВ; 10 - прокладка; 11 - втулка из пресс-материала; 12 - донный КД; 13 - вкладыш из пресс-материала; 14 - проволочный фиксатор; 15 - шпиль- ка; 16- лопасть стабилизатора; 17 - корпус стабилизатора; 18 - трассер; 19 - ось лопасти; 20 - гайка трассера; 21 - манжета; 22 - ПДМ ВУ В-15; 23 - кольцо стабилизатора с лапками А удерживаются в закрытом поло- жении кольцом, которое входит в пазы лопастей и крепится на кор- пусе стабилизатора отгибом лапок. При выстреле под действием осе- вых перегрузок кольцо опускается вниз, освобождая лопасти, и са- дится на цилиндрическую проточ- ку корпуса стабилизатора. Подобные кумулятивные сна- ряды обладают максимальной бро- непробиваемостью в классе артил- лерийских снарядов. Так, снаряд ЗБКЗМ с начальной скоростью вы- стрела 975 м/с пробивает по нор- мали 350 мм брони; снаряд ЗБК4М при начальной скорости 950 м/с - 400 мм брони; снаряд ЗБК14М при началь- ной скорости 905 м/с - 500 мм брони. Последние модификации отечественных 125-мм кумулятивных оперенных снарядов обеспечивают пробитие по нормали не менее 550 мм брони. Для сравнения: аналогичный 120-мм кумулятивный снаряд DM 1206 (Германия) к танковой пушке с начальной скоростью выстрела 1140 м/с пробивает по нормали до 450 мм брони. Таким образом, кумулятив- ные оперенные снаряды имеют бронепробиваемость порядка 3,5.. .4,5 клб сна- ряда. Повышение эффективности действия артиллерийских кумулятивных опе- ренных снарядов может быть достигнуто увеличением их калибра (в разумных
332 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.27. Опытный 125-мм кумулятивный опе- ренный снаряд с тандемным расположением двух основных КЗ и предзарядом: 1 - предзаряд; 2 - первый основной КЗ; 3 - вто- рой основной КЗ пределах), использованием тандемных схем (действие двух или нескольких рас- положенных друг за другом зарядов для обеспечения суммирования их пробития), применением более тяжелых и пластич- ных материалов (по сравнению с медью) при изготовлении КО, переходом на более мощные (по сравнению с окфолом) БВВ. В качестве примера на рис. 5.27 схе- матически показан общий вид опытного кумулятивного снаряда В. Ф. Минина, ко- торый предназначен для поражения бро- нетанковой техники, оснащенной встро- енными и навесными блоками ДЗ. Снаряд совместим с гладкоствольными танковыми пушками калибра 125 мм. Основная осо- бенность снаряда - тандемное расположе- ние двух основных КЗ при наличии предза- ряда, что увеличивает бронепробитие при последовательном действии КС по нор- мали до 700...800 мм гомогенной брони. При этом бронепробитие под углом 60° от нормали составляет по гомогенной броне 350...400 мм, по броне, усиленной встроенной ДЗ, - 300...330 мм, по броне, усиленной навесной ДЗ, - 320...350 мм. Кумулятивные снаряды и мины к безоткатным орудиям и минометам Первые отечественные безоткатные динамореактивные орудия были при- няты на вооружение сухопутных войск, авиации и ВМФ в конце 30-х гг. XX в., тогда как в иностранных армиях они появились лишь во время Второй миро- вой войны (орудия 75- и 105-мм калибров (Германия)). Особенно интенсивно началась их разработка с появлением первых кумулятивных снарядов. Отече- ственные безоткатные орудия Б-10 и Б-11 калибра 82 и 107 мм соответственно обеспечивают при выстрелах кумулятивными снарядами и минами бронепро- биваемость по нормали до 400 мм, дальность прямого выстрела 400...800 м, дальность эффективной стрельбы 1000.. .1500 м.
5.3. Артиллерийские кумулятивные снаряды и мины 333 Рис. 5.28. 82-мм кумулятивный выстрел МК-10 к безоткатному орудию Б-10: 1 - взрыватель; 2 - головка; 3 - конус предохранительный; 4 - кор- пус; 5- кумулятивная воронка; 6 - шашки заряда ВВ; 7 - трубка наружная; 8- трубка внутренняя; 9 - крышка; 10 - прокладка; 11 - стакан; 12 - детонатор; 13 - КД; 14 - трубка; 75 - картуз; 16 - пучок пороха; 17 - воспламенительный заряд; 18 - крыло; 19 - кольцо; 20 - диск; 21 - гайка Боеприпасы к безоткатным орудиям могут быть гильзо- вого (для стрельбы снарядами) и безгильзового (для стрель- бы минами) заряжания. Гильза обычно снабжена отверстием в корпусе и поддоне, что способствует уменьшению выброса пороховых частиц через сопло и повышению коэффициента использования заряда. При безгильзовом заряжании порохо- вой заряд размещается в длинной трубке стабилизатора мины. По сравнению со снарядами к полевым и танковым пушкам длина мин достаточно велика и составляет 6...8 клб. Сама мина по устройству и действию не имеет принципиальных отличий от рассмотренных выше кумулятивных снарядов. Кумулятивный выстрел МК-10 (рис. 5.28) предназначен для стрельбы прямой наводкой по движущимся и непод- вижным бронированным целям, а также по вертикальным стенкам оборонительных сооружений. Масса 82-мм кумуля- тивного выстрела МК-10 отечественного безоткатного орудия Б-10 составляет 4,9 кг, масса кумулятивной мины 3,89 кг, начальная скорость мины 322 м/с, дальность прямого вы- стрела 400 м. Выстрел состоит из кумулятивной мины, вос- пламенительного заряда 7 7, дополнительного пучка пороха 16 в амиантиново-перкалевом картузе 75, взрывателя 7 типа ГК-2 и диска 20. Кумулятивная мина включает в себя корпус 4, головку 2 и стабилизатор. В корпусе 4 между кумулятивной воронкой 5, наружной трубкой 7 и внутренней трубкой 8 помещены три прессованные шашки ВВ 6. В донной части корпуса в стакане 77 помещен детонатор 72 с КД 75; сверху стакан закрыт прокладкой 10 и крышкой 9, в которой имеется девять отверстий. Кумулятивная воронка 5 в сво- ей расширенной части изолирована от стенок корпуса 4 картонной прокладкой. В хвостовой части корпуса 4 есть резьбовое гнездо для трубки 14 стабилизато- ра, а в передней части - резьбовое отверстие для головки 2, в которую ввинчен взрыватель ГК-2. В передней части корпуса 4 есть центрирующее утолщение, служащее для центрирования мины во время ее движения по каналу ствола. Стабилизатор обеспечивает устойчивость мины в полете. Он включает в себя трубку 14 с приваренными к ней крыльями 75, к которым приварено кольцо 79, предназначенное для увеличения устойчивости мины в полете, а также ведения стабилизатора по направляющим полозкам каморы и по каналу ствола орудия.
334 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы 7 8 9 Рис. 5.29. Кумулятивный снаряд к80-мм безоткатному ору- дию Folgore: 1 - баллистический наконечник; 2 - контакт взрывателя; 3 - КО; 4 - заряд ВВ; 5 - взрыватель; 6 - ракетный двигатель; 7 - муфта, раскрывающая крылышки; 8 - замедлитель воспламенения; 9 - крылышко стабилизатора Гайка 27, закрепляющая диск 20, предотвращает выбрасы- вание гильзы воспламенительного заряда 7 7 в камору ору- дия при выстреле. На трубке стабилизатора предусмотрены 20 огнепередаточных отверстий, через которые осущест- вляется воспламенение пороха 16 дополнительного пучка. Безоткатное 80-мм орудие Folgore (Италия) использу- ется главным образом для уничтожения бронированных боевых машин. Само орудие является неавтоматическим и включает в себя комбинированную (безоткатно-ракет- ную) метательную систему. Эффект безоткатности во вре- мя выстрела получен применением открытой казенной части ствола (в форме сопла), позволяющей части поро- ховых газов выходить в направлении, противоположном движению снаряда. Используемый для стрельбы бронебойный кумулятив- ный снаряд с перфорированной гильзой (рис. 5.29) состоит из кумулятивной БЧ, ракетного двигателя 6 и стабилизато- ра с шестью крылышками 9. Боевая часть с медной кониче- ской КО 3 снабжена донным электрическим взрывателем 5 с двумя контактами (один из них - баллистический нако- нечник 7), который взводится в боевое положение во время выстрела под влиянием осевой силы инерции. Ракетный двигатель 6 снаряда предназначен для увели- чения скорости движения снаряда во время полета по тра- ектории. В его состав входят камера сгорания, сопло, запас топлива и замедлитель воспламенения 8, приводящий в движение двигатель на безопасном расстоянии от ствола орудия. На сопле двигателя установлен стабилизатор, крылышки 9 ко- торого раскрываются под влиянием пружины после вылета снаряда из ствола. Масса выстрела орудия Folgore составляет 5,2 кг, масса снаряда 3 кг, ско- рость снаряда от 385 м/с (начальная) до 500 м/с (максимальная), дальность вы- стрела 700... 1000 м. На современном этапе развития военной техники широкое распространение получили управляемые ствольные мины, относящиеся к классу высокоточных БП и выстреливаемые из минометов. Такие мины могут поражать с настильной траектории не только неподвижные сильнозащищенные цели, но и подвижную бронетанковую технику. Считается, что минометы с боекомплектами высоко- точных ствольных мин вследствие их мобильности и авиатранспортабельности (в особенности вертолетотранспортабельности) могут сыграть весьма важную роль в борьбе с танками на дальностях до 6.. .8 км.
5,4. Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 335 Рис. 5.30. 120-мм управляемая кумулятивно-осколочная мина Strix: 7 - КЗ; 2 - сопло двигателя управления; 3 - импульсный двигатель управления; 4 - бата- реи питания; 5 - линза; 6 - детектор ИК-излучения; 7 - электронная система управления Управляемая 120-мм кумулятивно-осколочная мина Strix (рис. 5.30) состоит из зарядного оборудования, включающего в себя метательный заряд и управляе- мый снаряд (типа «выстрелил-забыл», самонаводящийся в конечной фазе полета к бронированной цели). Для нормального формирования КС перед КЗ предусмо- трен специальный «тоннель» (воздушная цилиндроконическая полость), вокруг которого располагаются различные элементы бортовой аппаратуры управления. После вылета мины из ствола раскрываются крылышки стабилизатора (в ре- зультате действия пружин), а на расстоянии примерно 20 м от дульного среза ствола отбрасывается пиротехническое зарядное оборудование и одновременно включается дополнительный реактивный двигатель. Импульсное воздействие тяги двигателей позволяет корректировать траекторию полета мины и точно на- водить мину (методом пропорциональной навигации) до момента ее попадания в цель, которую атакует со стороны верхней полусферы. Бронепробиваемость такой мины по нормали составляет 550 мм, максимальная дальность полета до 7500 м, скорость от 180 (момент вылета из ствола) до 320 м/с (максимальная). Аналогичная 120-мм высокоточная ствольная танковая мина Griffin име- ет тандемный вариант БЧ, что обеспечивает бронепробиваемость по нормали не менее 700 мм гомогенной брони (тип RHA). 5.4. Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты Практически одновременно с артиллерийскими кумулятивными снарядами, поражающими бронетехнику на расстояниях больше 1 км, появились простей- шие и очень эффективные средства борьбы пехоты с танками в ближнем бою - ручные противотанковые гранаты и противотанковые ружья. Отечественная ручная противотанковая кумулятивная граната РПГ-43 (рис. 5.31, а) с взрывателем ударного действия имеет стабилизатор, обеспечи- вающий соответствующее положение гранаты при ударе в цель, и деревянную рукоятку, облегчающую ее метание. Цилиндрический корпус 6 гранаты, изготовленный из листового желе- за, сверху и снизу закрывается крышками. В нижней крышке 72 есть гнездо,
336 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.31. Ручная противотанковая граната РПГ-43 (Россия) (а) и принцип ее ста- билизации в полете (б): 1 - предохранительная скоба; 2 - ленты-стабилизаторы; 3 - запал; 4 - КВ заряда; 5 - дополнительный детонатор; 6 - корпус; 7 - заряд ВВ; 8 - кумулятивная воронка; 9 - верхняя крышка корпуса; 10 - накольник; 11 - контрпредохранительная пружина; 12 - нижняя крышка корпуса; 13 - штуцер; 14 - предохранительная чека; 75 - колпак; 1 б - пружина колпака; 7 7 - рукоятка в котором располагается накольник 10 с пружиной 77 и в которое входит за- пал 3. Под верхней крышкой 9 расположена стальная кумулятивная воронка 8 конической формы, а внутри корпуса находится заряд ВВ, состоящий из двух шашек: основного заряда 7 и дополнительного детонатора 5. Стабилизирующее устройство включает в себя колпак 75, пружину 16 и две матерчатые ленты 2, прикрепленные одним концом к металлической втулке, а другим - к колпаку. Пружина надевается на рукоятку 7 7 и упирается одним концом в тарельчатую пружину, закрепленную на втулке, а другим - в дно колпака. Перед метанием граната берется в руку так, чтобы откидная планка была плотно прижата к рукоятке. Затем за кольцо удаляется предохранительный шплинт и граната метается в цель. Во время полета предохранительная скоба 7 отделяется от рукоятки 77 корпуса 6 и освобождает колпак 75 стабилизатора, который под действием пружины 16 сползает с рукоятки и вытягивает ленты 2, обеспечивая устойчивый полет гранаты (рис. 5.31, б). При перемещении колпа- ка вдоль втулки чека 14 под собственным весом выпадает из отверстий втулки
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 337 и штуцера 13 и освобождает штуцер 13 с запалом 3. Теперь штуцер с запалом удерживается только с помощью контрпредохранительной пружины 11. При ударе о преграду штуцер с запалом преодолевает сопротивление контрпредо- хранительной пружины и перемещается вперед, пока запал 3 не натыкается капсюлем-воспламенителем 4 на жало, что приводит к взрыву. Калибр гранаты составляет 95 мм, длина 299 мм, масса гранаты 1,2 кг, масса заряда ВВ из тротила 0,65 кг, граната пробивает до 75 мм брони. Похожую конструкцию и принцип действия имеют также ручные про- тивотанковые кумулятивные гранаты РПГ-6 (калибр 96 мм, длина 136 мм, масса гранаты 1,13 кг, масса ВВ типа ТГ40 0,6 кг, пробитие брони до 100 мм) и РКГ-3 (калибр 72 мм, длина 362 мм, масса гранаты 1,07 кг, масса ВВ типа ТГ40 0,6 кг, пробитие брони до 200 мм). Последняя модификация гранаты РКГ-ЗЕМ с медной конической кумулятивной облицовкой имеет бронепро- рываемость до 250 мм. Однако с учетом невысокой пробивной способности брони (от 60 до 150 мм) и малого расстояния броска (от 15 до 20 м), а также из-за большой массы (от 1,2 до 3,0 кг) ручные противотанковые гранаты не получили широкого распростра- нения и потеряли свое первоначальное значение в вооружении современных армий, а их функции стали выполнять ручные противотанковые гранатометы. Примером другого типа оружия может служить 88-мм реактивное противотанковое ружье Offenror (Германия), пред- ставляющее собой простую трубу, свернутую из листового же- леза, с деревянным упором для плеча и магнитоэлектрическим стреляющим приспособлением. Стрельба по танкам из такого ружья велась реактивными снарядами (минами) кумулятивно- го действия на дальность до 150 м. Активная часть реактивного кумулятивного снаряда к ружью Offenror (рис. 5.32) состоит из оболочки 4, изго- товленной из листового железа, взрывателя мгновенного действия 7, разрывного заряда 2 с кумулятивной выемкой фигурного очертания, накрытой облицовкой 3, центральной трубки 5 и детонатора 6 с КД. Эта часть снаряда с помощью хвостовика с нарезкой присоединена к реактивной камо- ре 3, содержащей реактивный заряд 9 с воспламенителем 7. К нижней части реактивной каморы прикреплено сопло 12 с электрическим средством воспламенения 10. Устойчивость мины в полете обеспечивается хвостовым оперением 77. Рис. 5.32. Реактивный кумулятивный снаряд (мина) к противо- танковому ружью Offenror: 7 - взрыватель; 2 - заряд ВВ; 3 - КО; 4 - оболочка (корпус); 5 - цен- тральная трубка; 6 - детонатор с КД; 7 - воспламенитель; 8 - реак- тивная камора; 9 - реактивный заряд; 10 - средство воспламенения; 77 - оперение; 72 - сопло
338 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Такой снаряд пробивает броню толщиной до 90 мм при угле от нормали к пре- граде 60° и до 160 мм при подходе снаряда по нормали к броне. Новым пехотным средством ближнего боя, пришедшим на смену противотан- ковым ружьям и получившим распространение в самом конце Второй мировой войны, стало реактивное неуправляемое противотанковое оружие типа «фаустпа- трон» (Германия), «базука» (США), «пиат» (Великобритания) с кумулятивными гранатами. Ствол при выстреле не имел отдачи и оставался в руках стрелка. Эф- фективная дальность стрельбы по танкам достигала 30... 100 м. Новое оружие со- стояло из двух основных частей: кумулятивной гранаты с хвостовым оперением и трубы-ствола с пороховым метательным зарядом и стреляющим механизмом. «Фаустпатрон» имел полную массу 3,25 кг (второй образец), дальность стрель- бы до 30 м, оставлял сноп огня сзади длиной до 4 м. 88,9-мм ракета «базука» на дальности 150.. .200 м поражала броневую преграду толщиной до 280 мм. В 1944 г. был разработан отечественный ручной противотанковый гранато- мет РПГ-1, который в 1945 г. успешно прошел весь цикл оценочных испытаний. В 1942 г. началось создание станковых противотанковых гранатометов реактив- ного действия СГ-82 (поступил в войска в 1945 г.) с 82-мм кумулятивной гра- натой ПГ-82, имеющей оперенный стабилизатор (масса гранатомета 4 кг, масса ВВ 0,6 кг, скорость полета гранаты 160... 170 м/с, дальность прямого выстрела до 200 м). В результате действия пробивалась броня толщиной до 150 мм под углом встречи от нормали к преграде 30°, а по нормали глубина бронепробития достигала 210...220 мм. В первые послевоенные годы наблюдалось широкое внедрение в кон- струкции образцов противотанкового вооружения реактивных двигателей, кумулятивных БП и новейших средств радиоэлектроники. К традиционным противотанковым средствам - противотанковой артиллерии, ружьям и ручным гранатам - добавились новые: противотанковые управляемые ракеты и противо- танковые гранатометы реактивного и динамореактивного действия. Современные противотанковые гранатометы - одно из самых мощных ог- невых средств пехоты для борьбы с танками в ближнем бою. Стрельба из гра- натометов ведется оперенными противотанковыми гранатами с надкалиберной или калиберной головной частью кумулятивного действия (по существу, это гладкоствольная безоткатная система с активно-реактивным выстрелом). Гра- ната выстреливается из гранатомета с помощью стартового порохового заряда. На начальном участке траектории включается реактивный двигатель, который увеличивает скорость гранаты. Безоткатность гранатомета при выстреле обеспе- чивается тем, что часть пороховых газов отводится назад через сопло и раструб патрубка. При этом образуется реактивная сила, направленная вперед, которая уравновешивает силу отдачи. Гранатометы подразделяют на ручные (для стрельбы с плеча) и станковые (для стрельбы с треноги или колесного станка). Кроме того, в соответствии с конструкцией корпуса они могут быть как многоразового, так и одноразового применения. В гранатометах многоразового действия (до 300 выстрелов и более) используют, как правило, надкалиберные гранаты, а в гранатометах одноразового действия - калиберные (диаметры ствола гранатомета и гранаты совпадают).
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 339 В основу конструкции противотанкового гранатомета может быть положен один из следующих четырех принципов: ракетный (гранатомет LAW М-72), принцип безоткатной пушки (гранатомет Carl Gustav), принцип пушки Девиса (гранатомет Zanze) и принцип Armbrust (одноименный гранатомет). Наиболее распространенный в настоящее время ракетный принцип имеет следующее преимущество: пусковая труба испытывает при выстреле очень небольшое внутреннее давление и поэтому может быть очень легкой и простой по конструкции и изготовляться из дешевого материала, что очень важно для оружия одноразового применения. Соотношение между массой оружия и кали- бром БЧ является оптимальным, так как отсутствие отдачи обусловлено принци- пом действия. Подготовка к стрельбе занимает очень мало времени. Недостаток такого гранатомета - невозможность скрытной стрельбы, так как при выстреле возникают громкий звук, вспышка, дым и клубы пыли. В случае реализации принципа безоткатной пушки при выстреле в стволе возникает высокое внутреннее давление. Устранение отдачи обеспечивается ис- течением газов в направлении, противоположном направлению стрельбы. Такой гранатомет имеет большую массу, слишком дорогой в изготовлении и поэтому непригоден для одноразового применения. Звук и вспышка при выстреле - зна- чительны. Ствол, как правило, на всем протяжении должен иметь тот же калибр, что и БЧ. Таким образом, при использовании крупнокалиберной БЧ гранатомет будет крайне громоздким, а при уменьшении калибра - неэффективным. При реализации принципа пушки Девиса безоткатность обеспечивается применением противомассы, вылетающей в момент выстрела в противопо- ложном направлении. Недостаток этого принципа - существенное увеличение массы оружия не только за счет противомассы, но и за счет утолщения ствола, подвергающегося высокому внутреннему давлению. Однако у такого гранато- мета есть и свои достоинства: калибр БЧ может быть больше калибра ствола, что позволяет в дальнейшем увеличивать калибр БП; метательный заряд может быть небольшим. Принцип, реализованный в гранатомете Armbrust (Германия, Бельгия), представляет собой модификацию принципа пушки Девиса. В гранатомете используются два дополнительных поршня, выталкивающие из пусковой трубы гранату и противомассу и задерживающие выход газов, что резко уменьшает звук выстрела и вспышку. Такое оружие может стрелять как калиберными, так и надкалиберными гранатами. Этот принцип оптимален для стрельбы из закрытых помещений, хотя необходимость торможения поршней усложняет и удорожает конструкцию оружия, а надкалиберная БЧ увеличивает его массу. Рассмотрим более подробно принцип действия, основные составные части и конструкцию выстрела на примере отечественного ручного противотанкового гранатомета многоразового применения РПГ-7, поступившего в войска в 1961 г. Гранатомет включает в себя следующие основные части и механизмы: ствол с механическим (открытым) прицелом; ударно-спусковой механизм с предохрани- телем; бойковый механизм; оптический прицел. Ствол гранатомета предназначен для направления полета гранаты и отвода пороховых газов при выстреле. Канал ствола - гладкий, открытый с обоих концов. Диаметр канала ствола называется
340 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы калибром: у гранатомета РПГ-7 он равен 40 мм. Ствол состоит из длинного ци- линдрического участка (трубы) и патрубка, соединенных между собой с помощью резьбы. Труба в задней (казенной) части имеет уширение, образующее зарядную камору. В передней части патрубка сделано сопло, в задней части - раструб, окан- чивающийся предохранительной тарелью. Обычно стволы гранатометов изготов- ляются из высококачественных сталей, что позволяет обеспечить их минимальную массу при высокой прочности конструкции и многоразовое использование. Ударно-спусковой механизм служит для спуска курка с боевого взвода, нанесения удара по бойку и для постановки гранатомета на предохранитель. Он состоит из корпуса, курка, предохранителя, спускового крючка, шептала и стержня с боевой пружиной. Прицельные приспособления используют для наводки гранатомета при стрельбе по целям на различные расстояния. При- цельные приспособления гранатомета РПГ-7 содержат оптический ПГО-7В (с откорректированными углами прицеливания) и механический (открытый) прицелы, обеспечивающие наводку гранатомета РПГ-7 в цель при стрельбе как выстрелами ПГ-7В, так и ПГ-7ВМ, ПГ-7ВС, ПГ-7ВЛ. Выстрел ПГ-7В (рис. 5.33) активно-реактивного типа (стартовый заряд сгорает в канале гранатомета, а заряд реактивного двигателя - на траектории) включает в себя противотанковую гранату калибра 85 мм и пороховой заряд. Ка- либр гранаты выстрела ПГ-7ВМ составляет 70 мм, ПГ-7ВС - 72 мм, а ПГ-7ВЛ - 93 мм. В противотанковую гранату входят головная часть, взрыватель ВП-7М, реактивный двигатель и стабилизатор (размещенный в пороховом заряде). Головная часть гранаты состоит из корпуса 5, обтекателя 3, токопроводящего контактного конуса 2, конической медной воронки 4 и разрывного заряда 6. Кор- пус выполнен из алюминиевого сплава с толщиной стенки от 1,0 до 1,8 мм, обте- катель - из алюминиевого сплава с толщиной стенки от 0,5 до 0,8 мм. Во втулку обтекателя ввинчивается головная часть 1 пьезоэлектрического взрывателя, а его донная часть 19 размещается в предохранительно-детонирующем механизме. Кумулятивный узел включает в себя шашку 6 ВВ в обертке, медную ворон- ку 4 для кумулятивной выемки с латунным проводником (трубкой) 20 и экран (инертная линза из поделочного текстолита). В качестве ВВ применяется состав 20 19 18 17 16 15 Рис. 5.33. Выстрел ПГ-7В к ручному противотанковому гранатомету РПГ-7: 1 - головная часть взрывателя; 2 - токопроводящий конус; 3 - обтекатель; 4 - воронка; 5 - корпус; 6 - разрывной заряд; 7 - сопловой блок; 8 - труба; 9 - пороховой заряд реак- тивного двигателя; 10 - дно; 11 - перо стабилизатора; 12 - ленточный нитроглицерино- вый порох; 13 - турбинка; 14 - пыж из пенопласта; 75 - трассер; 16 - гильза из бумаги; 7 7 - КВ; 18 - сопловое отверстие; 19 - донная часть взрывателя; 20 - проводник
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 341 A-IX-1 массой 0,388 кг. Медная воронка имеет угол раствора 60° и постоянную толщину стенки. Кумулятивный узел вставляется в корпус 5 на сплав парафина и опирается на изолятор из пресс-материала АГ-4С. В более позднем по разра- ботке выстреле ПГ-7ВЛ помимо увеличенного диаметра гранаты в качестве ВВ используется окфол массой 0,73 кг, а медная воронка имеет «прогрессивную» толщину (утоненную у вершины и утолщенную у основания). Взрыватель ВП-7М (пьезоэлектрический) служит для обеспечения разрыва гранаты при встрече ее с целью (преградой). Он содержит головную и донную части. У головной части взрывателя есть пьезоэлемент, который при ударе гранаты о преграду вырабатывает электрический ток. Донная часть взрывате- ля снабжена электродетонатором, который при подаче на него электрического тока от пьезоэлемента взрывается и вызывает разрыв головной части гранаты. Электрическая связь обеих частей взрывателя осуществляется через внешнюю и внутреннюю цепи, которые образуются металлическими частями гранаты (внешняя цепь: обтекатель 3 - корпус 5; внутренняя цепь: токопроводящий конус 2 из алюминиевого листа толщиной 0,6 мм - кумулятивная воронка 4 - проводник 20). В донной части взрывателя помещается самоликвидатор. Реактивный двигатель необходим для увеличения скорости полета гранаты. Он состоит из трубы 8, соплового блока 7, фиксатора с шайбой, упора, диафраг- мы и дна 10. В трубе помещаются пороховой заряд 9, воспламенитель и пироза- медлитель, который служит для воспламенения порохового заряда реактивного двигателя. В сопловом блоке предусмотрено шесть закрытых герметизаторами сопловых отверстий 18, через которые после выстрела истекают пороховые газы из реактивного двигателя. Фиксатор при заряжании входит в вырез на дульной части ствола гранатомета и обеспечивает расположение КВ 17 гранаты против бойка. Дно 10 имеет радиальный и осевой каналы, заполненные дымным по- рохом. В радиальном канале помещен КВ 7 7, а в осевом - колпачок, предохра- няющий порох от влаги и высыпания. Дно, кроме того, имеет выступ с резьбой для навинчивания порохового заряда. Стартовый заряд предназначен для сообщения гранате начальной скоро- сти. Он конструктивно объединен со стабилизатором, состоит из ленточного нитроглицеринового пороха 12 и размещен в гильзе 16 из патронной бумаги. Стабилизатор, обеспечивающий устойчивый полет гранаты, расположен внутри порохового заряда и включает в себя крестовину, четыре лопасти 11 (свободно вращающихся на осях), цоколь и турбинку 13. Цоколь выполняет роль обтю- ратора, препятствующего прорыву пороховых газов к реактивному двигателю. На крестовине предусмотрена резьба для навинчивания порохового заряда на выступ дна реактивного двигателя. В гнезде турбинки, служащей для прида- ния гранате вращения (плоскости лопастей турбинки составляют с продольной осью гранаты угол, равный 33°), помещен трассер 15. При выстреле из гранатомета от удара бойка по КВ гранаты воспламеняется порох в стартовом заряде. Газы, образующиеся от сгорания порохового заряда, придают гранате вращательное движение (с помощью турбинки) и выбрасыва- ют ее из канала ствола со скоростью 120... 140 м/с. При этом обеспечивалось вращение гранаты с угловой скоростью 350...370 об/мин.
342 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы После вылета гранаты из канала ствола открываются лопасти стабили- затора, происходит взведение взрывателя и на расстоянии, обеспечивающем безопасность стреляющего (горение замедлительного состава), воспламеня- ется пороховой заряд реактивного двигателя. При горении порохового заряда реактивного двигателя вследствие истечения пороховых газов через сопловые отверстия образуется реактивная сила и скорость полета гранаты увеличивается, достигая в конце полного сгорания заряда 300.. .350 м/с. В дальнейшем граната движется по инерции. При встрече гранаты с преградой (целью) пьезоэлемент взрывателя сжи- мается, в результате чего вырабатывается электрический ток, под действием которого срабатывает электродетонатор взрывателя, а затем разрывной заряд гранаты. При взрыве гранаты образуется КС, которая пробивает броню (пре- граду), поражает живую силу, разрушает вооружение и оборудование, а также воспламеняет горючее. Станковые гранатометы включают в себя ствол, щит и станок с колесами. Примером может служить гранатомет СПГ-9, принятый на вооружение в 1963 г. в двух вариантах: на треноге и на станке с колесами (десантный вариант). Их можно передвигать на колесах и переносить на руках. Ствол - это гладкостволь- ная труба, открытая с обоих концов и состоящая из двух разъемных частей (дуль- ной и казенной), соединенных между собой муфтой. К дульной части ствола прикреплены газоулавливатель, передняя и задняя мушки, прицел, передняя рукоятка, соединительная муфта. В казенной части ствола есть приспособления для крепления щита и колесного хода, плечевой упор, спусковая тяга, задняя рукоятка, подушка для щеки наводчика, стреляющий и спусковой механизмы, защелка для удержания гранаты от выпадения назад из канала ствола. Передняя и задняя рукоятки служат для передвижения и переноски гранатомета. Устройство выстрела ПГ-9В к станковому гранатомету СПГ-9 аналогично рассмотренному выше выстрелу ПГ-7В для ручного гранатомета РПГ-7. Про- тивотанковые гранаты к станковым гранатометам, как правило, имеют тот же калибр, что и ствол (в данном случае калибр равен 73 мм). Гранаты вылетают из ствола со скоростью 435 м/с, скорость гранаты в конце работы реактивного двигателя составляет 700 м/с, частота ее вращения на траектории находится в диапазоне 1300... 1600 об/мин. Рассмотренные образцы отечественных гранатометов до настоящего време- ни находятся на вооружении армий ряда стран. Особая судьба выпала на долю гранатомета РПГ-7 с выстрелом ПГ-7В, непревзойденные качества которого получили широкое международное признание. Этот образец находится на воору- жении более 40 стран мира, а по популярности сравним с автоматом Калашни- кова. Оригинальная конструкция оружия позволила провести ряд модернизаций, обеспечивших постоянное улучшение его характеристик. В результате последней модернизации, завершенной в 1985 г., созданы 105-мм противотанковый выстрел с тандемной головной частью ПГ-7ВР и мо- дернизированный гранатомет РПГ-7В1 (штатный с доработкой прицельного оснащения). Последний образец предназначен для поражения всех современ- ных танков с комбинированной и разнесенной бронезащитой и навесной ДЗ.
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 343 Гранатомет РПГ-7В1 состоит из ствола, выполненного из высокопрочной стали, с поднутрением и соплом в казенной части. На стволе закреплены: меха- нический прицел, оптический прицел, ударно-спусковой механизм, рукоятка и упорная откидная сошка. Модернизированный гранатомет РПГ-7В1 позволяет вести прицельную стрельбу и всеми ранее разработанными выстрелами. Выстрел ПГ-7ВР (рис. 5.34) содержит тандемную БЧ (КЗ 2 и 3) с ВУ 1 и двигательную установку 4, В походном положении двигательная установка находится в специальном водонепроницаемом футляре. При приведении в бо- евое положение она извлекается из футляра и свинчивается с тандемной БЧ, образуя выстрел. Тандемная БЧ с двумя соосно расположенными КЗ обеспечи- вает ликвидацию ДЗ при срабатывании первого заряда (предзаряда) и проби- тие после этого бронепреграды за ДЗ при инициировании второго (основного) заряда. Калибр основного КЗ 3 равен 105 мм, заряд из окфола имеет массу 1,2 кг и медную КО переменной толщины с углом раствора конуса 60°. Предзаряд 2 имеет диаметр примерно 60 мм, массу заряда из окфола - 0,12 кг и алюмини- евую КО. Задержка до момента срабатывания инерционного ВУ основного КЗ по отношению к взрыву предзаряда составляет примерно 200 мкс. В результате функционирования БЧ обеспечивается пробитие по нормали гомогенной брони толщиной не менее 600 мм за навесной ДЗ, а при отсутствии или неинициирова- нии последней - 700... 800 мм брони (за счет сложения действия кумулятивных струй двух зарядов). В конце 1980-х гг. разработан и принят на вооружение ручной противо- танковый гранатомет РПГ-29 с выстрелом ПГ-29В. Оружие, несмотря на суще- ственно возросшие по сравнению с РПГ-7 массогабаритные характеристики, просто и удобно в эксплуатации, надежно и безотказно в любых климатиче- ских условиях. Гранатомет разделен на две части. В походном положении обе части помещаются в специальный вьюк для переноски одним человеком. При приведении в боевое положение они соединяются посредством специального разъема. На гранатомете крепятся ударно-спусковой механизм с рукояткой, упорная откидная сошка и механический прицел. Выстрел ПГ-29В включает в себя тандемную БЧ (унифицирована с ПГ-7ВР) и реактивный двигатель. Пороховой заряд реактивного двигателя полностью сгорает в пределах длины гранатомета. Помимо гранатометов многоразового применения широкое распространение получили реактивные противотанковые гранаты с гранатометами одноразового 4 Рис. 5.34. Выстрел ПГ-7ВР с тандемной БЧ к ручному противотанковому гранато- мету РПГ-7В1: 1 - пьезоэлектрическое ВУ; 2 - лидирующий КЗ (предзаряд); 3 - основной КЗ; 4 - дви- гательная установка
344 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы применения, относящиеся к классу индивидуального внештатного оружия. Устройство кумулятивных узлов выстрелов таких гранатометов практически не отличается от рассмотренных выше выстрелов для гранатометов многоразо- вого применения. Первая отечественная граната РПГ-18 калибра 64 мм к гранатомету одно- разового применения была принята на вооружение в 1972 г. Реактивная проти- вотанковая граната РПГ-18 - индивидуальное оружие, состоящее из ПУ одно- разового применения в виде гладкоствольной трубы телескопического типа и собственно гранаты, размещенной в ПУ. Пусковое устройство, служащее для направления полета гранаты, состоит из наружной (изготовленной из стекло- пластика) и внутренней (изготовленной из алюминиевого сплава) труб. Грана- та - калиберная, кумулятивного действия. По аналогии с рассмотренными выше гранатометными выстрелами она включает в себя головную часть и реактивный двигатель. Основные тактико-технические характеристики РПГ-18: калибр 64 мм; дли- на в походном положении 705 мм; длина в боевом положении 1050 мм; масса 2,6 кг; начальная скорость полета гранаты 114 м/с; дальность прямого выстрела до цели высотой 2 м 135 м; прицельная дальность стрельбы 200 м; время пере- вода ПУ из походного положения в боевое 8... 10 с. В середине 1980-х гг. на вооружение принята граната РПГ-26. В этом образ- це в наиболее сконцентрированном виде реализованы все достоинства данного вида оружия. РПГ-26 состоит из пластмассовой ПУ (гранатомета одноразового применения), на которой закреплены механический прицел, ударно-спусковой механизм и резиновые крышки, закрывающие канал ствола. Гранатомет одно- временно является контейнером для хранения и переноски гранаты. Реактивная граната удерживается в ПУ специальным узлом, который разрушается при вы- стреле и выбрасывается из ствола. Выстрел из оружия производится без снятия передней и задней крышек гранатомета. В реактивную гранату калибра 72,5 мм входят кумулятивная БЧ с ВУ и реак- тивный двигатель. Взрывательное устройство обеспечивает безотказное срабаты- вание БЧ при углах встречи с преградой до 75° от нормали к ней. Пороховой заряд реактивного двигателя полностью сгорает в пределах длины гранатомета. Масса гранаты составляет 2,9 кг; при снаряжении окфолом обеспечивается пробитие по нормали к преграде не менее 500 мм гомогенной брони и 400 мм брони за ДЗ. Дальнейшим развитием этого вида оружия стала 105-мм реактивная противо- танковая граната РПГ-27 (рис. 5.35) с тандемной БЧ и двигательной установкой, Рис. 5.35. Реактивная противотанковая граната РПГ-27
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 345 размещенных в ПУ одноразового применения. Это индивидуальное оружие, способное поражать современные танки. Боевая часть реактивной гранаты уни- фицирована с БЧ гранаты ПГ-7ВР. Существенно возросшие массогабаритные, а следовательно, и энергетические характеристики потребовали разработки ряда оригинальных конструктивных решении, обеспечивающих требуемый уровень эргонометрических характеристик. Благодаря этому в образце сохранены прак- тически все эксплутационные достоинства РПГ-26 при многократно возросшей эффективности. Еще большей эффективностью действия обладает 125-мм реактивная проти- вотанковая граната РПГ-28 с гранатометом одноразового применения и кумуля- тивной БЧ тандемного типа, имеющей более мощный предзаряд по сравнению с гранатой РПГ-27. Длина гранаты составляет 1200 мм, масса 13,5 кг, дальность прицельной стрельбы 300 м. Современные противотанковые гранаты для обеспечения лучшей кучности имеют скорость вращения на траектории до 30 об/с, при этом КС из меди при- обретает скорость вращения примерно на два порядка больше, до 3000 об/с. Решение проблемы не снижения пробивного действия из-за вращательного эффекта реализуется за счет спин-компенсации при изготовлении КО методом ротационной вытяжки, о чем говорилось выше (см. с. 324-325). Все перечисленные выше образцы по комплексу характеристик находятся на уровне лучших зарубежных аналогов (табл. 5.4). Таблица 5.4. Характеристики противотанковых выстрелов к гранатометам многоразового применения, реактивных гранат к гранатометам одноразового применения и кумулятивных винтовочных гранат Выстрел (граната) Прицельная дальность стрельбы, м Начальная скорость, м/с Пробитие преграды, мм Индекс Калибр, мм Масса, кг гомогенной БСТ** кирпичной железобетонной деревоземляной ПГ-7В 85 2,2 500 120 260 1000 600 1500 ПГ-7ВМ 70,5 2,0 500 120 300 1000 700 1800 ПГ-7ВС 72 2,0 500 120 400 1500 1000 2000 ПГ-7ВЛ 93 2,6 300 120 500 1700 1200 2400 ПГ-7ВР 105* 4,5 200 120 750 2000 1500 3700 ПГ-9ВС 73 4,4 1300 435 400 1500 1000 2000 ПГ-29В 105* 6,7 500 130 750 2000 1500 3700 РПГ-18 64 2,6 200 114 300 1000 700 1500
346 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Окончание табл. 5.4 Выстрел (граната) Прицельная дальность стрельбы, м Начальная скорость, м/с Пробитие преграды, мм Индекс Калибр, мм Масса, кг гомогенной БСТ** кирпичной железобетонной деревоземляной РПГ-22 72,5 2,7 250 133 400 1200 1000 2000 РПГ-26 72,5 2,9 250 135 500 1500 1000 2400 РПГ-27 105* 8,3 200 135 750 2000 1500 3700 Armbrust (Бельгия, Германия) 67 1,0 300 210 300 - - - Panzerfaust-З (Германия) ПО* 3,8 300 165 700 - - - Carl Gustav М3 (Швеция) 84 3,0 700 260 600 - - - LAW80 (Великобритания) 94* 4,6 350 330 700 - - - Apilas (Франция) 112* 4,3 330 293 700 - 2000 - Folgore (Италия) 80 6,2 500 380 600 - - - М260 (Бельгия) 40 0,35 300 70 140 - - - М31 (США) 66 0,70 250 53 260 - - - Energa (Бельгия) 75 0,72 275 54 275 - - - М433 (США) 40 0,23 350 76 50 - - - HE/DP 92 (Австрия) 40 0,265 350 76 60 - - - S401B (Сингапур) * Основной КЗ тандемной БЧ; * * БСТ - броневая средней тв 40 ердоси 0,22 I. 350 75 63 — — — В качестве примера для сравнения рассмотрим гранатомет Panzerfaust-З (Гер- мания) (рис. 5.36), который представляет собой образец оружия, оснащенного безоткатно-ракетной метательной системой. Он состоит из пусковой трубы 9 с внутренним диаметром 60 мм, гранаты 14 с взрывателем, дополнительным дви- гателем и стабилизатором, метательного заряда 4 с воспламенителем, противомас- сы, спускового механизма с пистолетной рукояткой, плечевым упором и передней рукояткой, оптического прицела 1. Пусковая труба одноразового использования выполнена из пластмассы, усиленной стекловолокном, и имеет лейнер из алюми- ния. В ней помещаются граната, метательный заряд с воспламенителем и противо- масса. К пусковой трубе крепятся спусковой механизм и прицел, которые можно использовать многократно. Такая конструкция значительно снижает стоимость оружия при сохранении требуемой надежности и точности стрельбы.
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 347 1 2 3 4 5 14 13 12 И 10 9 8 7 6 Рис. 5.36. Гранатомет Panzerfaust-3: 1 — оптический прицел; 2 - кожух прицела; 3 - рукоятка для переноски; 4 - пороховой метательный заряд; 5 - упор для щеки; 6 - задний обтюратор; 7 - задний амортизатор; 8 - ремень для переноски; 9 - пусковая установка (труба); 10 - капсюль; 11 - модуль многоразового применения; 12 - передний амортизатор; 13 - передний обтюратор; 14 - граната (БЧ) Для уменьшения массы оружия, а также силы звука и вспышки при выстреле потребовалось снизить начальную скорость гранаты до 165 м/с. Требуемая даль- ность стрельбы и малое время полета гранаты обеспечиваются дополнительным двигателем, который включается после того, как граната пролетит около 10 м. Скорость гранаты на траектории достигает 250 м/с. Стабилизация ее в полете осуществляется откидными плоскостями. Для повышения кумулятивного дей- ствия БЧ снабжена выдвижным сердечником. Вместе с гранатометом был разработан широкий ассортимент гранат к не- му, в том числе и кумулятивных, калибра 90, ПО и 125 мм. Но самое широкое применение нашла 110-мм граната с кумулятивной БЧ и пьезоэлектрическим взрывателем (рис. 5.37, а). Для уменьшения длины оружия в походном положе- нии граната имеет баллистический наконечник с выдвижным телескопическим стержнем (граната со сложенным стержнем может использоваться при стрельбе по небронированным целям, при этом она характеризуется более мощным фу- гасным действием, нежели когда стержень выдвинут). В 1998 г. принят на во- оружение вариант гранатомета Panzerfaust-3Т с кумулятивной головной частью тандемного типа, в которой лидирующий КЗ (предзаряд) размещается в телеско- пическом выдвижном стержне баллистического наконечника (рис. 5.37, б). Сле- дует также отметить, что на базе различных вариантов гранатомета Panzerfaust-3 было создано несколько типов дистанционно управляемых мин, предназначен- ных для уничтожения бронированных целей на расстояниях 15.. .65 м. Зарубежные гранатометы и реактивные гранаты, как правило, одноразового применения, основные достоинства которых - низкая стоимость, высокая вероят- ность поражения цели и простота обращения. Устройство кумулятивной БЧ в них принципиально не отличается от устройства аналогичных БЧ отечественных гра- нат. Например, в гранатомете Carl Gustav М3 (Швеция) помимо основного варианта с калибром гранаты 84 мм и бронепробитием по нормали до 600 мм гомогенной брони (используется активно-реактивный выстрел с прицельной дальностью стрельбы до 700 м) разработана надкалиберная БЧ диаметром 135 мм в варианте
348 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.37. Устройство кумулятив- ных гранат РПГ Panzerfaust-З (а) и Panzerfaust-ЗТ (б): 1 - выдвижная часть наконечника; 2 - баллистический наконечник; 3 - кумулятивная воронка; 4- заряд ВВ; 5 - заслонка; 6—обтюратор; 7 - взрыватель; 8 - метательный заряд; 9 - сопло реактивного двигателя; 10 - крылышко стабилизатора; 11 - взрыватель предзаряда; 12 - заряд ВВ предзаряда; 13 - кумулятивная воронка предзаряда; 14 - выдвиж- ной наконечник с предзарядом моноблока и в варианте тандемной БЧ, что обеспечивает пробитие не менее 900 мм брони и преодо- ление динамической защиты. В настоящее время противо- танковые гранатометы - один из эффективных и перспективных видов оружия. Идет постоянное их совершенствование в направ- лении увеличения бронепроби- ваемости (до 700...900 мм ком- бинированной преграды) и эф- фективной дальности стрельбы (по движущимся целям до 300... 400 м и неподвижным целям до 500.. .600 м). При этом необходи- мо стремиться к сокращению по- летного времени гранаты на эф- фективной дальности стрельбы до 2,2-1,2 с и снижению массы гранатометов. В этой связи в качестве ос- новных перспективных направ- лений развития противотанковых гранатометов можно отметить следующие: • повышение энергетических характеристик метательных зарядов (переход на новые пороха) для увеличения дальности стрельбы; • применение высокопрочных конструкционных материалов на основе полимерных композитов из стекло-, угле- и органопластиков (снижение массы гранатомета при изготовлении отдельных узлов и элементов); • усовершенствование прицельных устройств (оснащение лазерными даль- номерами и баллистическими вычислителями, переход к компьютеризированной системе управления огнем и т. п.);
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 349 • разработка гранатометов, обеспечивающих поражение БТТ в режиме «атака сверху» (примерами таких разработок могут быть гранотометные ком- плексы Kestrel (США), NLAW (Швеция-Великобритания), в которых исполь- зуются инерциальные системы наведения, система датчиков цели, поворотные сопла или аэродинамические рули, кумулятивные БЧ различного типа, подры- ваемые на высоте 1,0...2,25 м над целью); • преодоление систем активной защиты БТТ за счет использования в гра- натомете дополнительного имитатора гранаты, оснащенного средствами радио- электронной борьбы (генерация сверхкоротких импульсных электромагнитных излучений и т. п.) или являющегося просто инертной мишенью, вызывающей преждевременное срабатывание осколочных боеприпасов защиты; • применение в кумулятивных гранатах новых высокоплотных мощных ВВ, в том числе термопластических и пластизольных; • применение новых материалов кумулятивных облицовок, в том числе порошковых и реакционноспособных; • управление физико-механическими свойствами кумулятивной облицовки на траектории полета (до взаимодействия с преградой) за счет, например, тепло- вого нагрева или электромагнитного воздействия. Отдельно следует отметить использование кумулятивных гранат в каче- стве насадок к различным видам обычного стрелкового оружия (автоматам, винтовкам и т. п.). Еще в период Второй мировой войны для метания ружей- ных гранат стали применять винтовку Ml (США), на срез ствола которой на- девалась узкая продолговатая насадка. В телах стабилизаторов гранат были выполнены отверстия, диаметр и длина которых немного больше, чем размеры насадки. Они надевались на насадку и выстреливались с помощью метатель- ного патрона. После 1945 г. чаще всего применялись бронебойные и кумуля- тивные винтовочные (ружейные) гранаты, БЧ которых имели большую массу и размеры, позволявшие пробивать броню толщиной от 200 до 300 мм. Так как толщина брони современных танков постоянно увеличивается, винтовоч- ные гранаты (они значительно меньше и легче предыдущих, пробивают броню толщиной примерно 100 мм) используются главным образом для уничтожения БТР и других боевых машин. К достоинствам винтовочных гранат относятся простота обращения и боевого применения, возможность метания мощных стандартных гранат на дальности, недосягаемые для броска рукой (до 100 м, а с активно-реактивными гранатами и на дальности 200 м и более). Для метания таких гранат широко используются стандартные винтовки (автоматы), на дульную часть которых или на пламегаси- тель надевается трубка стабилизатора гранаты для выстреливания с помощью холостых патронов. В последнее время ликвидируется такой недостаток винтовоч- ного применения гранат, как необходимость стрелять специальным холостым па- троном для метания гранат. Современные винтовочные гранаты имеют «ловушку для пуль», как, например, в ВТ/АТ52 (Израиль), или отверстие для свободного про- хода пули, как, например, в Bullet-Thru (Бельгия). Такие современные винтовочные гранаты выстреливаются с помощью боевых патронов, имеют мощность, недо- ступную для гранат подствольных гранатометов, и дальность выстрела до 400 м.
350 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы В Бельгии в 1956 г. была принята на вооружение кумулятивная 75-мм гра- ната HEAT-RFL-75N Energa (индекс «N» обозначает выстреливание холостым патроном). Граната имеет тонкостенный оживальный корпус и трубку с коль- цевым стабилизатором (рис. 5.38, б), выстреливается с пламегасителя винтовки или с 22-мм дульной насадки. Головной пьезоэлектрический взрыватель при транспортировке прикрывается пластиковым колпачком. К каждой гранате прилагаются 7,62-мм патрон и складной пластмассовый рамочный прицел с от- метками для стрельбы на 25, 50, 75 и 100 м. В 1957 г. армия США приняла на вооружение 66-мм противотанковую грана- ту М31, стальной корпус которой вмещает заряд из состава «В» с кумулятивной воронкой и соединяется с трубкой четырехлопастного стабилизатора из алюми- ниевого сплава. Пьезоэлектрический головной взрыватель срабатывает при угле встречи до 25°. В начале 1960-х гг. на вооружение армии США под индексом М28 поступила граната Energa к винтовке М14. Необходимость специальных дульных насадок и холостого патрона ограничивала использование этих гранат. Следующим этапом в развитии винтовочных гранат стало введение в на- чале 1970-х гг. «пулеулавливателей», или «пульных ловушек», позволивших метать гранаты боевым патроном с обыкновенной пулей. Типовой пулеулав- ливатель - это вставляемый в трубку стабилизатора стальной цилиндр с пятью перегородками: пуля пробивает три-четыре перегородки и застревает в послед- ней, передавая через нее свою энергию гранате, а пороховые газы действуют на пулеулавливатель, как на поршень. Среди первых производителей новых гранат была фирма Месаг (Бельгия), разработавшая серию 40-мм оперенных гранат, имеющих стандартный стабилизатор с восьмилопастным оперением. При стрельбе 7,62-мм патроном максимальная дальность составляла 300 м, а 5,56-мм патроном - 275 м. Прицел имел отметки на 50, 100, 150 и 200 м. Такие 40-мм оперенные винтовочные гранаты фирмы Месаг (рис. 5.38, а) приняли на вооружение армии бо- лее чем 35 стран, включая страны НАТО. В качестве современной противотанковой гранаты следует отметить кумулятивную винто- вочную гранату Olin (США) с тянущим порохо- вым реактивным двигателем в головной части (впереди БЧ) и четырехлопастным стабилиза- тором в хвостовой части. Стрельба гранатой ведется со специальной пластиковой насадки, накрывающей дульную часть ствола. Насадка имеет два наружных винтовых паза: при сходе Рис. 5.38. Кумулятивные винтовочные гранаты и кумулятивно-осколочные гранаты к подстволь- ному гранатомету: tz-40-мм граната М200 HEDP фирмы Месаг (Бель- гия), б - 75-мм граната Energa, в-40-мм кумулятив- но-осколочная граната М433 (США)
5,4, Кумулятивные ручные, реактивные и винтовочные гранаты 351 гранаты с насадки она получает вращение, стабилизирующее ее полет. В обте- каемом корпусе гранаты помещена тандемная кумулятивная БЧ (для поражения экранированной брони и объектов с динамической защитой) с головодонным взры- вателем. Замыкатель взрывателя установлен на головном штыре, обеспечивающем оптимальное расстояние для формирования и действия КС. За счет установки в трубке стабилизатора пулеулавливателя выстрел может производиться боевым патроном. При массе гранаты 1,65 кг энергии выстрела хватает для ее движения только на дальность безопасного для стрелка запуска реактивного двигателя. Такой старт позволяет запускать гранату из тесных закрытых помещений, кроме того, снижает демаскирующие признаки. Длина гранаты 564 мм, начальная скорость 70 м/с, дальность стрельбы от 10 до 250 м, бронепробиваемость 400 мм. В последнее время в США разработано так называемое ударное оружие пе- хотинца, представляющее собой кронштейн с короткой направляющей трубкой, закрепляемый на стандартной винтовке типа Ml6 или любого другого стрелко- вого оружия типа винтовки или автомата. Такая ружейная штурмовая граната RAW представляет собой сферу диаметром 140 мм, вставляемую своим соплом в направляющую трубку кронштейна. Граната может болтаться на кронштейне или на поясе солдата сколь угодно долго. Масса всей системы составляет 2,72 кг. Перед выстрелом гранатой солдат выдергивает предохранительную чеку, а затем стреляет из винтовки любым патроном (или очередью). Пороховые газы выстрела приводят в действие ударник гранаты, который инициирует КВ гранаты, после чего включается ее реактивный двигатель. Поток реактивных газов специальным образом отводится в стороны, причем часть газов закручивает гранату для стаби- лизации ее в полете вращением. Ударное оружие пехотинца имеет различные бо- еголовки (сминаемая фугасная из пластита, кумулятивная, с готовыми осколками в виде вольфрамовых шариков, зажигательная, химическая, дымовая). Противо- танковая кумулятивная боеголовка пробивает до 450 мм брони, при этом подрыв боеголовки на фокусном расстоянии от брони достигается оптическим определи- телем расстояния до цели, расположенным внутри боеголовки. Тяга реактивного двигателя гранаты рассчитана так, чтобы обеспечить гранате траекторию без ее снижения на дальности 200 м, после чего она летит уже по баллистической тра- ектории. Скорость гранаты первые 200 м составляет 173 м/с, время полета на эту дальность - 1,9 с. Основным достоинством гранаты считают стабилизацию вра- щением, что увеличивает кучность стрельбы. Сила отдачи при выстреле очень слаба, практически отсутствуют демаскирующие признаки, возможна стрельба с закрытых позиций и помещений из табельного оружия. Помимо чисто винтовочных (ружейных) гранат широкое распространение получили кумулятивно-осколочные гранаты к подствольным гранатометам, закрепляемым (подвешиваемым) на штурмовых винтовках и автоматах. Наи- большую известность получили 40-мм подствольные однозарядные гранато- меты М203 (США), МК40 (ЮАР), 40GL (Сингапур), Pallad (Польша), ГП-25 и ГП-30 (Россия) и др. Из многозарядных гранатометов можно отметить ручной шестиствольный гранатомет РГ-6 (Россия). Все однозарядные гранатометы имеют примерную массу без снаряжения до 2 кг, длину 300...350 мм и высо- кую скорострельность на дистанции стрельбы 350.. .400 м. Ствол гранатомета,
352 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы как правило, снабжен правосторонним нарезным каналом и выполнен из легко- го сплава. Заряжание гранатомета выстрелом осуществляется с дульной части ствола. Выстрел, вложенный в ствол, удерживается специальным фиксатором. Номенклатура используемых гранат достаточно широка: кумулятивно-осколоч- ные, осколочные, термобарические, сигнальные, светозвуковые, дымозажига- тельные, осветительные, различного нелетального действия и т. п. На рис. 2.175 в качестве примера приведен разрез выстрела с кумулятивно- осколочной гранатой HE/DP 92 фирмы Agres (Австрия), а на рис. 5.38, в-40-мм кумулятивно-осколочная граната М433 (США). В табл. 5.4 приведены некоторые характеристики наиболее известных за- рубежных 40-мм гранат типа HEDP (Hidh Explosive Dual Purpose). 5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет Противотанковые управляемые ракеты - одни из основных средств борь- бы с танками, бронемашинами, малоразмерными наземными объектами (ДОТ, ДЗОТ) и низколетящими малоскоростными воздушными целями. Они способны поражать сильнозащищенные цели как на относительно близких дистанциях от 30 до 500 м, так и на расстояниях до 3000...8000 м. Создание ПТУР стало принципиальным скачком в развитии противотанкового оружия. В отличие от артиллерийских снарядов и противотанковых гранат ПТУР поражают цели на дистанциях более 2 км, а перспективные ПТУР - до 10 км с вероятностью попадания в цель до Р = 0,8...0,9. При этом обеспечиваются высокая скорострель- ность и малая уязвимость противотанковых ракетных комплексов за счет мень- шего времени на подготовку выстрела, смены огневой позиции, полета ракеты до цели, возможности стрельбы с закрытых позиций. Малые масса и габариты облегчают маневрирование и маскировку на поле боя. Современные кумуля- тивные БЧ ПТУР способны пробить гомогенную броню (RHA) толщиной более 1 м, преодолевая при этом дополнительную ДЗ (ERA). Классификация противотанковых управляемых ракет. Общие сведения В настоящее время в странах НАТО определились три основных направле- ния развития ПТРК, различающихся используемыми конструктивно-схемными решениями и системами наведения. Эти направления обусловлены тремя ос- новными способами боевого применения (штатной принадлежности): в каче- стве носимого пехотного оружия (переносные); при перевозке на автомобиле или установке на БТР, БМП (возимые или самоходные); при размещении ПУ на вертолетах (вертолетные) или самолетах (самолетные). По этим же направ- лениям идет развитие отечественных ПТРК. В России помимо прочего на во- оружение приняты так называемые ствольные ПТУР в составе комплексов управляемого вооружения (КУВ) танков, малых кораблей и артиллерийских
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 353 систем, реализующие запуск ракеты через ствол гладкоствольного и даже на- резного орудий. Наиболее обширна классификация ПТРК по используемым системам управ- ления (наведения) ПТУР. Она связана с развитием ПТУР разных поколений и в какой-то мере с историей их создания - от реализации принципа «вижу- стреляю» (ручная и полуавтоматическая системы наведения) до постепенного перехода к принципу «выстрелил-забыл» (автономная система наведения). При этом различают ПТУР с проводной линией связи (ПЛС), по которой может осуществляться передача обычного электрического сигнала, и беспроводные ПТУР. Из перечисленных способов передачи команд и приема сигналов по- следние могут иметь разные типы ГСН: лазерно-лучевую, тепловизионную (с ИК-излучением), с применением радиоканала в миллиметровом диапазоне волн, телевизионную, а также комбинированную. Возможны и другие виды классификации: по аэродинамической схеме (нормальная самолетная, «утка», «бесхвостка»); по массе (легкие - от 5 до 15 кг, средние - от 15 до 40 кг, тяжелые - свыше 40 кг); по скорости полета (дозвуковые и сверхзвуковые); по конструктивным схемам размещения основных элементов ракеты и типам БЧ. Как правило, ПТУР стабилизируются в полете крыльевыми стабилизато- рами. Вращение же ракеты в полете, происходящее за счет сопел двигателей, наклоненных к оси ракеты, косых стабилизаторов и вращающего момента, возникающего при сматывании катушки с проводом, осуществляется с малой угловой скоростью и не может стабилизировать ракету (в отличие, например, от реактивного снаряда), но зато успешно компенсирует отклонение вектора силы тяги от оси ракеты, а также асимметрию корпуса ракеты. Как правило, все ПТУР снабжены кумулятивной БЧ. В ракетах первого поколения КО (воронка) располагалась в головной части ракеты, а во многих ракетах второго и третьего поколений она размещена за приборным отсеком. Часть ракет второго и третьего поколений снабжена тандемной кумулятив- ной БЧ, т. е. фактически двумя кумулятивными БЧ, расположенными одна за другой. Первая кумулятивная БЧ преодолевает действие реактивной брони (ERA) или вынесенного броневого экрана, а вторая пробивает основную броню танка. Многие современные ПТУР комплектуются так называемыми БЧ боко- вого боя, а также фугасными и осколочными БЧ, что делает ПТРК многоцеле- выми. Считается, что приоритет в разработке ПТУР принадлежит Германии, где в 1944 г. создали первый в мире противотанковый управляемый реактивный снаряд Х-7 Rotkappchen («Красная шапочка»). Управление Х-7 осуществлялось по проводам. Изменение направления полета ракеты проводилось с помощью интерцепторов (колеблющихся пластин, прерывающих поток воздуха). Ракета была сделана по аэродинамической схеме «бесхвостка». Стабилизация происхо- дила с помощью крыльевого стабилизатора. Дальность стрельбы такой ракетой не превышала 2400 м, маршевая скорость составляла 98,3 м/с, а бронепроби- ваемость 140-мм ракеты по нормали к преграде - 200 мм. Для использования Х-7 в пехотном варианте была разработана ПУ, носимая во вьюке пехотинца.
354 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Таким образом, в Германии создали классическую ПТУР первого поколе- ния, принятую на вооружение разных армий в середине 50-х - начале 60-х гг. XX в. В таких ПТУР была заложена ручная система наведения, при которой управляющие сигналы формируются в наземном пульте управления, а сами сигналы передаются чаще всего по электрической ПЛС или радио. Для создания управляющей силы используются интерцепторы, аэродинамические или газовые рули. У ПТУР первого поколения скорости полета не превышали 200 м/с, ми- нимальная дальность составляла 300.. .800 м, а максимальная - 1500.. .4000 м. При этом обеспечивалась вероятность попадания в цель Р = 0,8.. .0,9 на даль- ностях 1.. .2 км и Р = 0,7.. .0,8 на дальности до 3 км. Кумулятивные боевые ча- сти ПТУР первого поколения пробивали гомогенную броню толщиной не более 400.. .500 мм (по нормали к преграде) (табл. 5.5). Таблица 5.5. Характеристики ПТУР первого поколения Индекс Страна-раз- работчик Дальность min/max, м Средняя скорость, м/с Калибр, мм Бронепробитие по нормали, мм Ручная система управления по проводам SS-10 Франция 300/1600 80 164 500 SS-11 Франция 500/3500 190 164 600 Cobra-810 Германия 400/1600 85 100 500 Dart США -4500 275 220 450 9М14М «Малютка» СССР 500/3000 115 125 400 ЗМ6 «Шмель» СССР 700/2000 100 135 380 Ручная система управления по радио ЗМ11 «Фаланга» СССР 600/2500 1 140 1 140 1 500 Недостатками ПТУР первого поколения были небольшая скорость и боль- шое время полета (20...25 с), наличие непоражаемой зоны перед огневой по- зицией в 300.. .800 м из-за необходимости придавать ПУ угол возвышения при ручной наводке, сложность управления и требуемая в связи с этим высокая квалификация оператора. Появление в 1960-е гг. бронетанковой техники но- вого поколения выдвинуло повышенные требования и по таким параметрам, как дальность стрельбы и бронепробиваемость. Противотанковые управляемые ракеты второго поколения, принятые на во- оружение в 1960-1970-е гг., проектировали с таким расчетом, чтобы ликвиди- ровать недостатки ПТУР первого поколения. Ручное управление ПТУР было заменено на полуавтоматическое, при котором оператор удерживает перекре- стие оптического прицела на цели до момента попадания в нее, а ракета при этом управляется автоматически. Отсутствие оператора в контуре управления ракетой позволило повысить скорострельность и точность стрельбы. Мак- симальная дальность полета ПТУР второго поколения составляет 3...4 км,
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 355 а минимальная фактически определяется дальностью взведения взрывателя и достигает 25...300 м. В таких ПТУР используются в основном оптические каналы визирования, а для передачи команд управления широко применяются электрические ПЛС и радио. ПТУР второго поколения позволили увеличить скорость ракет до 200.. .300 м/с, уменьшить время полета ракеты на максималь- ной дистанции до 10... 15 с и сократить мертвую зону у огневых позиций. Такие ПТУР были особенно эффективны на открытой местности (без кустов, строений, холмов и т. п.), а их кумулятивные БЧ обеспечивали пробитие гомогенной бро- ни толщиной 500.. .700 мм. Ко второму поколению относятся такие известные ПТРК, как Dragon и Tow (США), Milan и Hot (Франция, Германия), Swingfire (Великобритания), отечественные «Фагот», «Конкурс», «Метис», «Штурм» и их модификации - модернизированные «Малютка-П» и «Фаланга-П» (табл. 5.6). Таблица 5.6. Характеристики ПТРК второго поколения Наименование Индекс ракеты Дальность min/max, м Средняя ско- рость, м/с Калибр раке- ты, мм Бронепробитие по нормали, мм Полуавтоматическая система управления по проводам «Малютка-П» 9М14П 400/3000 115 125 500 «Фагот» 9М111 75/2000 180 120 400 «Фактория» 9М111М 75/2500 180 120 500 «Конкурс» 9М113 75/4000 210 135 600 «Конкурс-М» 9М113М 75/4000 210 135 800 «Метис» 9М116 40/1000 180 93 460 «Метис-М» 9М131 80/1500 180 127 800 Полуавтоматическая система управления по радио «Фаланга-П» 9М17П 450/4000 170 142 600 «Штурм-С» 9М114 400/5000 350-400 130 600 «Атака» 9М120 400/6000 350-400 130 900 Постоянная модернизация бронетанковой техники и появление в начале 1980-х гг. танков нового поколения, оснащенных комбинированной броней и навесной или встроенной ДЗ, средствами постановки пассивных и активных оптических и радиоэлектронных помех, прицелами ночного видения, а также увеличение дальности прицельной стрельбы танковых пушек поставили перед разработчиками ПТРК задачи их совершенствования путем сокращения времени обнаружения цели, момента открытия огня, увеличения дальности и получения высокой точности стрельбы, повышения могущества БЧ, помехозащищенно- сти, возможности стрельбы с закрытых позиций, обеспечения круглосуточного и всепогодного применения. Противотанковые управляемые ракеты третьего поколения (табл. 5.7) на- чали поступать на вооружение уже в конце 1970-х гг. и были полностью внедре- ны в 1980-е гг., а в начале 90-х гг. XX в. стали интенсивно модернизироваться.
Таблица 5.7. Характеристики ПТРК третьего поколения Наименование ПТРК Дальность min/max, м Система управления Средняя скорость, м/с Калибр ракеты, мм Бронепробитие по норма- ли, мм / способ атаки Dragon 2 (США) 65/1000 Полуавтоматическая по проводам 100 127 800 / Лобовая Tow-2 (США) 65/3750 То же 250 152 1000/То же Hellfaire (США) 600/7000 Полуавтоматическая по лучу лазера 230 178 1200/» Milan-2 (Франция, Германия) 25/2000 Полуавтоматическая по проводам 200 115 850/» Hot 2 (Франция, Германия) 75/4000 То же 240 150 1200/» «Малютка-2» (СССР) 400/3000 » 130 125 800/» «Корнет-Э» (Россия) 100/5500 Полуавтоматическая по лучу лазера 200 152 1000/» Егух (Франция) 50/600 Полуавтоматическая по проводам 250-280 137 900/» Predator (США) 17/600 Инерционная лазерная 300 150 150-200 / На пролете Javelin (США) 65/2500 Автоматическая с инфракрасной ГСН 300 142 (127) 900 (750) / Пикирование ATGW-3/LR Trigat (Германия, Франция, Великобритания) 500/5000 (до 8000) То же Сверх- звуковая 160 1200/» Longbow Hellfaire (США) 500/9000 То же + радиолокационная ГСН То же 178 1200/» Brimstone (Великобритания) -/8000 Автоматическая с радиолокационной ГСН » 178 1200/» «Хризантема-С» (Россия) -/6000 То же » 152 1100 / Лобовая «Вихрь» (Россия) 500/10000 Автоматическая по лучу лазера » 135 900 / То же
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 357 У таких ПТУР оператор исключается не только из контура управления ракетой, как у ПТУР второго поколения, но и из контура слежения за целью. Приведенные ПТУР оснащены ГСН, работающими в полу активном или пассивном режимах. В полуактивном режиме наведение проводится по отра- женному от цели лазерному или инфракрасному лучу, а в пассивном режиме для наведения используются характерные физические признаки цели. Таким об- разом, оператору нужно только выбрать цель, навести ПУ и осуществить запуск ракеты. Максимальная дальность полета ПТУР третьего поколения достигает 8... 10 км, средняя скорость полета - 200...300 м/с (но может быть и сверх- звуковой), время полета на средней дальности не превышает 10 с, а на макси- мальной - 15.. .20 с. Бронепробиваемость таких ПТУР, имеющих, как правило, тандемные кумулятивные БЧ, составляет по нормали 700.. .1000 мм гомогенной брони с учетом преодоления ДЗ. На современном этапе развития систем вооружения рассматривается возможность совершенствования ПТУР третьего поколения путем перехода на полностью автономные системы наведения, действующие не по принципу «вижу-стреляю», как ручные и полуавтоматические, а по принципу «выстре- лил-забыл». При этом используются самые различные ГСН: инфракрасная с матричным приемником излучения, инерциальная лазерная, телевизионная, радиокомандная в миллиметровом диапазоне волн, а также их комбинации. В плане совершенствования ПТРК с полуавтоматической системой управ- ления весьма перспективно использование волокно-оптической линии свя- зи, что существенно увеличивает дальность и помехозащищенность ПТУР. Ракеты будут иметь модульные конструкции со взаимозаменяемыми блоками, что обеспечит большой набор их сочетаний, а также как минимум двойную систему наведения, например, по радиокомандам и командам инфракрасной ГСН и т. д. По-видимому, именно эти направления определят облик и принцип управления ПТУР в начале XXI в. В будущем на вооружение поступят ПТРК четвертого поколения, главными достоинствами которых станут всепогод- ность и всесуточность действия, большая дальность и высокая надежность. Тандемная кумулятивная БЧ с предконтактным подрывом должна будет обе- спечивать преодоление ДЗ (ERA) и пробитие за ней гомогенной брони (RHA) толщиной до 1200... 1400 мм. Особенности устройства и функционирования противотанковых управляемых ракет Рассмотрим более подробно устройство и принцип действия ПТУР разных поколений на примере отечественных образцов этого класса БП. Первые отечественные ПТУР «Шмель» (передача команд по электрическим проводам), «Фаланга» (передача команд по радио) и наиболее известная ракета «Малютка» были ручного управления (см. табл. 5.5). По масштабам использо- вания «Малютка» сопоставима с такими видами оружия, как автомат Калашни- кова и гранатомет РПГ-7. В настоящее время комплекс «Малютка» находится на вооружении армий десятков стран мира и имеет несколько модификаций.
358 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Впервые в мире при создании ПТУР «Малютка» (рис. 5.39) в конструкции корпуса широко применили пластмассы. Так, корпус крыльевого отсека и кор- пус головной части, в котором разместили КЗ с медной воронкой, были сделаны из пластика. У ракеты отсутствовал бортовой источник электропитания, имелась только одна рулевая машинка типа «да-нет» и простейший гироскоп с механи- ческой раскруткой. Команды на борт передавались по микрокабелю с тремя мед- ными эмалированными жилами диаметром 0,12 мм каждая в тканевой обертке. Аэродинамическая схема ракеты - «бесхвостка». Управление осуществлялось за счет изменения вектора тяги маршевого двигателя. Для компенсации экс- центриситета тяги маршевого двигателя предусматривалось вращение ракеты вокруг своей оси со скоростью около 8,5 об/с. Боевая часть ракеты имела заряд ВВ из состава A-IX-1 и головодонный пьезоэлектрический взрыватель 9Э219. Позднее ПТУР «Малютка» установили на БМП-1, серийно выпускавшуюся с 1966 г. Попытки поместить ПТУР «Малютка» на башне танка и на вертолете не увенчались успехом. В 1973 г. в ходе арабо-израильской войны ракетами «Малютка» было поражено свыше 800 израильских танков. Первой отечественной ПТУР второго поколения с полуавтоматической системой наведения стала ракета 9М111 ПТРК «Фагот» (индекс комплекса - 9К111). Нестандартным конструкторским решением явилось размещение блока рулевого привода в головной части в пределах фокусного расстояния КЗ так, что в момент удара ракеты о броню происходил сдвиг рулевого привода относительно оси ракеты. Это не только упростило конструкцию, но и дало возможность уменьшить длину ракеты за счет частичного заполнения обычно свободного пространства перед БЧ. Впервые была использована аэродинами- ческая схема «утка», позволившая существенно снизить мощность привода, так как воздушные рули располагались сравнительно далеко от центра тяже- сти ракеты. Для получения требуемой скорости полета ракеты на траектории применялся разгонно-маршевый двигатель однокамерного типа. В комплексе «Фагот» успешно решили задачу автоматизации пуска ракеты: оператор лишь Рис. 5.39. Ракета 9М14М комплекса «Малютка»: 1 - баллистический наконечник; 2 - пьезоэлектрический элемент; 3 - кумулятивная воронка; 4- заряд ВВ; 5 - замок БЧ; б - линза; 7 - взрыватель; 8 - стартовый двигатель; 9 - маршевый двигатель; 10 - катушка с проводом; 11 - стабилизатор; 12 - бортовая аппаратура; 13 - система управления; 14 - гироскоп
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 359 нажимал на спусковой крючок, а последующие операции - выход аппаратуры на режим, открытие крышки контейнера, старт ракеты - происходили автома- тически без его участия. Комплекс «Фагот» принят на вооружение в 1970 г. Пусковая установка ком- плекса «Фагот» состоит из станка (тренога, вертлюг, подъемный и поворотный механизмы), аппаратного блока и механизма пуска. Контейнер выполнен в виде трубы из стекловолокна со съемными задней и передней крышками. С артилле- рийской точки зрения ПУ 9П135 представляет собой безоткатную пушку, создан- ную по схеме «свободная труба» и стреляющую активно-реактивным снарядом. Следующим шагом в разработке отечественных ПТУР второго поколения было создание комплексов «Конкурс», «Штурм», «Метис» и модернизация комплексов первого поколения - «Малютка-П», «Фаланга-П» (см. табл. 5.6). По сравнению с ракетой комплекса «Фагот» ракета 9М113 ПТРК «Конкурс» (рис. 5.40, а) стала больше, тяжелее, увеличились бронепробиваемость и даль- ность стрельбы, при этом маршевая скорость полета осталась практически Рис. 5.40. Ракеты 9М113 ПТРК «Конкурс» (а) и 9М113М ПТРК «Конкурс-М» (б): 1 - аэродинамический руль; 2 - корпус; 3 - кумулятивная БЧ; 4 - предохранительно- детонирующий механизм; 5 - твердотопливный двигатель; 6 - камера; 7 - электровоспла- менитель; 8 - лопасть (крыло); 9 - корпус; 10 - блок системы управления; 11 - предзаряд тандемной БЧ; 12-воздухозаборник; 13 - гироскопический блок; 14 - электрическая батарея; 75 - катушка с проводом; 16 - источник излучения
360 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы без изменения. Как ПТУР «Конкурс», так и «Фагот» вращались в полете для компенсации эксцентриситета двигателя с частотой 5... 10 об/с. Ракета 9М113 «Конкурс» скомпонована по аэродинамической схеме «утка», т. е. аэродинами- ческие рули 1 размещены впереди центра тяжести ракеты. Управляющая сила, обеспечивающая маневр ракеты, создается за счет поворота аэродинамических рулей. В целях стабилизации на траектории ракета в полете вращается с по- мощью лопастей 8 и сопел, установленных под углами 2° и 9° соответственно к продольной оси ракеты. Система управления ракетой в полете - полуав- томатическая с передачей команд по проводам. Лампа-фара, расположенная в аппаратурном отсеке 10 в каркасе катушки ПЛ С, является электрическим ис- точником ИК-излучения и предназначена для определения положения ракеты относительно линии визирования. Для ПТРК «Конкурс» на базе БРДМ-2 создали боевую машину 9П148, на ПУ которой находились пять контейнеров с ракетами 9М113. Всего же возимый боекомплект составлял 20 ракет 9М113 или 9М111. После пуска отстрелян- ный контейнер автоматически сбрасывался. В комплектацию машины входила выносная ПУ типа 9П135, которая вместе с боекомплектом могла выноситься из боевой машины и использоваться независимо от нее. В 1975 г. на вооружение был принят ПТРК «Конкурс-М». Габариты раке- ты 9М113М и пусковое устройство не изменились. Модернизации подверглась лишь передней части ракеты, где был установлен предзаряд 11 тандемной БЧ (рис. 5.40, б). Кроме того, ракета была снабжена новым воздушным динамиче- ским приводом полуоткрытого типа с лобовым воздухозаборником 72. Масса ракеты в контейнере несколько увеличилась, а максимальная и минимальная дальности стрельбы остались без изменения. Бронепробиваемость по норма- ли к преграде возросла с 600 до 800 мм. С 1979 г. ПТУР «Конкурс-М» начали устанавливать на БМП-1 взамен ПТУР «Малютка». Разработка комплекса 9К113 «Штурм» с ракетой 9М114 (рис. 5.41) велась в двух вариантах: самоходном «Штурм-С» (на вооружении с 1972 г.) и вертолет- ном «Штурм-В» (на вооружении с 1975 г.). Ракета 9М114 выполнена по аэро- динамической схеме «утка» и конструктивно состоит из БЧ, двигательной уста- новки, рулевого и приборного отсеков. Для создания необходимой подъемной силы используют четыре дугообразных пера, а для создания управляющей аэро- динамической силы - отклонение рулей. Для обеспечения запуска из пусковой трубы-контейнера ракета не имеет выступающих частей, рули и перья сложены и раскрываются после ее вылета из пусковой трубы-контейнера. Ракета 9М114 обеспечивает сверхзвуковую скорость полета на дальность до 5000 м и оснащена кумулятивной БЧ с бронепробиваемостью 560...600 мм по нормали к преграде. Кумулятивный заряд такой БЧ состоит из двух ша- шек - передней (ВВ типа окфол) и задней (ВВ типа A-IX-10). В заднюю шашку впрессована пластмассовая линза, предназначенная для формирования фронта детонационной волны, которая распространяется по заряду от места иницииро- вания. Кумулятивный заряд имеет цилиндроконическую форму, а БЧ оснащена головодонным пьезоэлектрическим взрывателем 9Э243 мгновенного действия с самоликвидатором.
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 361 Рис. 5.41. Ракета 9М114 ПТРК «Штурм»: 1 - обтекатель; 2 - кумулятивная БЧ; 3 - аэродинамический руль; 4 - рулевая машина; 5 - твердотопливный двигатель; 6 - аппаратура системы управления; 7 - радиоантенна; 8 - источник ИК-излучения За БЧ ракеты 9М114 расположены рулевой отсек и пороховой аккумулятор давления, предназначенный для питания пороховыми газами рулевой машины и турбогенераторного источника питания при полете ракеты. В центральной части ракеты размещена двигательная установка, представляющая собой одно- камерный двухрежимный двигатель с двумя боковыми наклонными раструбами. За двигательной установкой расположен приборный отсек, в котором находят- ся блок бортовой радиоаппаратуры и блок ответчика. На корпусе приборного отсека размещены четыре дугообразных пера. Антенна блока бортовой радио- аппаратуры расположена в хвостовой части ракеты. Пусковая труба-контейнер служит как направляющее устройство при вы- стрелах с вертолета или боевой машины 9П149 и представляет собой стеклопла- стиковую гладкую трубу с расположенными на ней передней и задней цапфами. На современном этапе вместо ракеты 9М114 ПТРК «Штурм» для вертолетов типа Ми-24 и боевых машин 9П149 создали более эффективную ракету 9М120 «Атака». В какой-то мере «Атаку» можно назвать и модернизацией ракеты 9М114, поскольку ее система управления и конструктивно-компоновочное решение близ- ки к «Штурму». Калибр ракеты «Атака» - 130 мм, дальность стрельбы при пуске с вертолета - до 6 км, а с боевой машины - до 5,5 км. Ракета снабжена тандемной БЧ с выдвижным предзарядом (по аналогии с конструкцией БЧ ПТУР TOW-2A, см. рис. 5.18). Помимо тандемной кумулятивной БЧ, способной пробивать броню толщиной до 900 мм по нормали, для ракеты 9М120 были разработаны фугасная (точнее - термобарическая) и осколочная БЧ, снабженная ГПЭ (стержнями). В 1980 г. на вооружение приняли легкий противотанковый комплекс «Ме- тис», предназначенный для вооружения мотострелковых рот. Система управле- ния - полуавтоматическая с передачей команд по проводам и упрощенной аппа- ратурой на борту. Ракета комплекса «Метис» выполнена по аэродинамической схеме «утка» с воздушными рулями в головной части. Впервые в конструкцию ПТУР был введен воздушно-динамический рулевой привод открытого типа, использующий давление воздуха набегающего воздушного потока для пере- мещения коробчатых аэродинамических рулей. Ракета 9М116 помещена в кон- тейнер. Выстрел (индекс 9М115) состоит из контейнера и ракеты, помещенных на легком треножном лафете 9П151. Основные составные части ракеты следующие: блок рулевого управления, кумулятивная БЧ, ракетный пороховой двигатель, катушка с проводом и трас- сер. Блок рулевого управления осуществляет отклонение рулей в соответствии
362 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы с командами, поступающими по проводам, которые тянутся за летящей ракетой. Ракетный пороховой двигатель обеспечивает старт ракеты и необходимую ско- рость ее полета. Он состоит из стартовой и разгонно-маршевой камер и имеет три режима работы: стартовый, разгонный и маршевый. Для обеспечения враще- ния ракеты вокруг продольной оси с частотой 7... 12 об/с сопла разгонно-марше- вой камеры, а также плоскости стабилизаторов повернуты на углы 8°30' и 2° 18х соответственно. На одной из плоскостей стабилизатора закреплен трассер. Ког- да ракета находится в контейнере, плоскости стабилизатора сложены. Катушка с проводом установлена в хвостовой части ракеты на стартовой камере двига- теля. Проводная линия связи, начало которой выполнено в виде троса с вилкой на конце, представляет собой двухжильный провод. При пуске ракеты сначала воспламеняется стартовый пороховой заряд, а за- тем пиротехнический состав трассера. Когда ракета вылетает из контейнера, плоскости стабилизатора раскрываются, включаются предохранительно-испол- нительный механизм БЧ и разгонно-маршевый двигатель (на расстоянии более 4 м). Линия визирования наземной аппаратуры управления удерживается на цели оператором с помощью ИК-излучения от трассера, что позволяет автома- тически определять координаты снаряда, его угол крена и посылать команды на движущуюся ракету. Рассмотрим устройство и принцип действия БЧ ракеты, состоящей из КЗ, корпуса, контактного устройства и предохранительно-исполнительного ме- ханизма (ПИМ) (рис. 5.42). Кумулятивный заряд включает в себя шашку ВВ (окфол) 9, медную кумулятивную воронку 8 и линзу 10 из фенопласта. Корпус БЧ содержит стакан 7, переходное кольцо 4 для соединения БЧ и блока рулево- го привода, поджимное кольцо 6 для крепления к торцу воронки контактного устройства, в которое входят два конуса (верхний 1 и нижний 3) и изоляционное кольцо 2 между ними. Предохранительно-исполнительный механизм обеспечи- вает срабатывание БЧ. При пуске ракеты за счет продольного ускорения накалывается КВ, который зажигает пиротехнические составы механизма дальнего взведения и самолик- видатора ракеты, срабатывающего через 10 с. При встрече ракеты с преградой Рис. 5.42. Боевая часть 9Н135 ракеты 9М116 ПТРК «Метис»: 1 - конус верхний; 2 - кольцо изоляционное; 3 - конус нижний; 4 - кольцо переход- ное; 5 - винт; 6 - кольцо поджимное; 7 - стакан; 8 - воронка; 9 - шашка; 10 - линза; 11 - ПИМ; 12 - прокладка; 13 - гайка поджимная; 14 - провод
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 363 контактный конус головной части и верхний конус 1 БЧ (см. рис. 5.42) соприка- саются и замыкают электрическую цепь, по которой конденсаторы разряжаются на электродетонатор, а последний через передаточный заряд детонирует шашку ВВ 9 кумулятивного заряда. В середине 1990-х гг. был создан комплекс «Метис-М» с выстрелом 9М131. Калибр ракеты увеличился с 93 до 127 мм, а воздушно-динамический рулевой привод полуоткрытого типа сменил ранее применявшийся открытый. Увели- чение калибра ракеты позволило заменить коробчатые аэродинамические ру- ли на монопланные, расположенные в одной плоскости. Дальность стрельбы возросла с 1000 до 1500 м, а бронепробиваемость - с 460 до 800 мм. Ракета «Метис-М» с тандемной кумулятивной БЧ имеет компоновочную схему, в кото- рой двигательная установка защищает основной КЗ от взрывного воздействия предзаряда. На этапе модернизации ПТУР второго поколения и разработки ПТУР третьего поколения был создан ракетный комплекс «Корнет-Э», который может устанавливаться как на боевой машине ПТРК (самоходный вариант), так и ис- пользоваться с выносной ПУ. Управление ракетой 9М133 комплекса «Корнет-Э» осуществляется в полуавтоматическом режиме по лучу лазера. Функции опе- ратора сводятся к обнаружению цели через оптический или телевизионный прицел, взятию ее на сопровождение, произведению выстрела и удержанию перекрестия прицела на цели вплоть до ее поражения. Вывод ракеты после пуска на линию визирования (ось лазерного луча) и дальнейшее удержание ее на оси происходят автоматически. Ракета выполнена в двух вариантах: 9М133 с тандемной кумулятивной БЧ и 9М133Ф с БЧ термобарического (фугасно- зажигательного) действия. В ракете 9М133 ПТРК «Корнет-Э» (рис. 5.43), как и в ракете 9М131 ПТРК «Метис-М», твердотопливный двигатель 4 находится между основным КЗ 5 Рис. 5.43. Ракета 9М133 ПТРК «Корнет-Э»: 1 - предзаряд тандемной БЧ; 2 - воздухозаборник; 3 - аэродинамический руль; 4 - твер- дотопливный двигатель; 5 - основной КЗ; 6 - крыло; 7 - аппаратура приема лазерного излучения
364 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы и предзарядом 7, тем самым защищая основной КЗ от взрывного воздействия предзаряда. Длина ракеты диаметром 152 мм составляет 1200 мм, масса раке- ты - 11 кг, а заряда ВВ - 4,6 кг. Танковые ствольные противотанковые управляемые ракеты В послевоенные годы ПТУР появились во многих странах мира. Для увели- чения мобильности их начали устанавливать на автомобилях и бронированных колесных машинах, в связи с чем возник вопрос о вооружении танков такими ракетами. Впервые за рубежом танковые управляемые ракеты (ТУР) установи- ли на легких танках АМХ-51 (Франция) в 1959-1960 гг., которые были воору- жены ТУР SS-11 в двух вариантах: по две ПУ на крыше башни или по четыре ПУ на передней стенке башни. Противотанковые ракеты первого поколения имели ручное управление по проводам, низкую точность наведения и большое полетное время, что исключало стрельбу с хода, а открытое расположение ПУ балочного типа на броне танка делало невозможным ее перезаряжение под ог- нем противника. Сами же ракеты подвергались воздействию пуль и осколков, не говоря уже о действии ядерного взрыва. В начале 1970-х гг. в США на вооружение приняли ТУР нового поколения Shillelagh, наводившиеся полуавтоматически по ПК-лучу. Запуск Shillelagh про- изводился из 152-мм танковой пушки, которая, кроме ракеты, стреляла и обыч- ными осколочно-фугасными и кумулятивными снарядами. В боекомплект легких танков М551 Sheridan входило 10 ТУР и 20 обычных снарядов, а в боекомплект средних танков М60А2 - 13 ТУР и 33 обычных снаряда. Однако в середине 1970-х гг. производство танков с ТУР Shillelagh было прекращено вследствие высокой стоимости и недостаточной эффективности ТУР, а также более слабого действия снарядов из 152-мм короткой пушки по сравнению со 105- и 120-мм танковыми пушками. Первые попытки зарубежных конструкторов создать ТУР для 105- и 120-мм штатных танковых пушек оказались неудачными. Опытные образцы подобных ТУР имели слабое кумулятивное действие и ряд других недостатков. В конце 1950-х гг. опытно-конструкторские работы по применению в броне- танковой технике управляемого ракетного вооружения развернулись и в СССР. Они велись по трем основным направлениям: - использование пехотных ПТУР в качестве дополнительного вооружения танков; - создание специализированных танков - истребителей танков с примене- нием в качестве основного вооружения управляемых и неуправляемых ракет; - разработка специализированных КУВ для танков и других боевых бро- нированных машин. В начале 1960-х гг. была предпринята неудачная попытка разместить ПУ с ракетой ЗМ6 «Шмель» в кормовой части танка Т-55. В 1963 г. некоторое коли- чество танков Т-55, Т-62 и ПТ-76Б дополнительно оборудовали ПТУР комплекса «Малютка». В 1968 г. на вооружение приняли комплекс «Дракон», оснащенный ТУР с полуавтоматической системой наведения и передачей команд по радио, который установили на специальном истребителе танков - ИТ-1. Танк не имел
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 365 пушки и был вооружен только ПУ «Дракон» (боекомплект из 15 ракет ЗМ7 поме- щался под броней танка). Однако ряд конструктивных недостатков и отсутствие пушки на танке послужили причиной снятия ИТ-1 с производства. К концу 1960-х гг. в СССР, США и других странах инженеры и военные отказались от идеи создания специального ракетного танка, т. е. машины, основ- ным оружием которой стали бы управляемые ракеты. Вместо этого решено было разрабатывать ТУР, выстреливаемые через ствол штатных танковых орудий, что не снижало боевых возможностей танков. Следует отметить, что свыше 20 лет СССР являлся монополистом в области ТУР, а аналогичные системы в других странах были созданы гораздо позже. Использование танковых КУВ обеспечивает поражение бронированных целей на дальностях, значительно превышающих дальность стрельбы неуправ- ляемым снарядом, что дает преимущества над противником при наличии у по- следнего только неуправляемого вооружения. Отличительными чертами танкового КУВ являются: • ствольный запуск управляемой ракеты, который в отличие от контейнер- ного метания позволяет отказаться от стартового двигателя ракеты; • ограничение калибра танковой ракеты диаметром ствола пушки, что приводит к проблеме обеспечения требуемого уровня бронепробития; • наличие высоких (до 10 000 g) ствольных перегрузок в момент выстрела, действующих на аппаратуру и ракету в целом; • минимальная доработка и сохранение всех артиллерийских свойств танка. Особо следует отметить возможность использования единой (универсаль- ной) ракеты для стрельбы из танковых пушек различных калибров (за счет специальных переходных элементов или опорных поясков), что существенно снижает номенклатуру ракет и стоимость их производства. В качестве примера на рис. 5.44, а показан общий вид и состав танкового КУВ STAR (Израиль), а на рис. 5.44, б представлен непосредственно танковый кумулятивный выстрел STAR, включающий ракету 5 и гильзу 6. Данный вы- стрел был разработан для штатных 105-мм нарезной и 120-мм гладкоствольной танковых пушек и обеспечивал пробитие до 800 мм катаной гомогенной брони (RHA). В 2004 г. на вооружение армии Израиля поступил КУВ «ЬАНАТ» (La- ser Homing Anti-Tank), являющийся усовершенствованной модификацией КУВ STAR. Управляемая ракета калибром 105 мм оснащена полуактивной лазерной ГСН и запускается из 105-мм или 120-мм штатных пушек танков М60 и Мег- kava Мк1/Мк2/МкЗ. Для стрельбы из пушки большего калибра ракета снабжена специальными переходными пластиковыми элементами. Масса и максималь- ная скорость ракеты составляют соответственно 13 кг и 300 м/с, дальность стрельбы - до 8 км. Тандемная кумулятивная БЧ предназначена для поражения бронетанковой техники, оснащенной ДЗ (прогнозируемое пробитие до 800 мм за ДЗ). Для обеспечения более высокой эффективности поражения цели ракета имеет большой угол подхода к поражаемому объекту (30.. .45°). Для поражения небронированных целей предусмотрен режим подрыва этой БЧ с замедлением. Кроме того, помимо тандемной кумулятивной БЧ, данный КУВ имеет вариант
366 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.44. Танковый КУВ STAR: а - общий вид и состав КУВ; б - кумулятивный выстрел; 1 - прицел с лазерным даль- номером; 2 - цифровой баллистический вычислитель; 3 - боеукладка танка; 4 - управ- ляемая ракета; 5 - корпус ракеты; 6 - гильза ракеты с осколочно-кумулятивной БЧ. В настоящее время КУВ LAHAT предла- гается к установке на танках Leopard 1/2 (Германия), Ml А1/А2 Abrams (США), Challenger (Великобритания), Leclerc (Франция). Одним из эффективных КУВ является также комплекс Kombat (Украина) к 125-мм гладкоствольной танковой пушке, установленной на танках Т-84 и Т-80УД. Используется управляемая ракета с полуактивной системой наведения по лучу лазера. По аналогии с российскими танковыми КУВ, на Украине прора- ботаны варианты КУВ для 100-мм нарезной и 120-мм гладкоствольной пушкам. В СССР в 1970-1990 гг. на вооружении танков состояли старые 100-мм на- резные пушки семейства Д-1 ОТ, 115-мм гладкоствольные пушки У5-ТС и 125-мм гладкоствольные пушки Д-81. У 125-мм пушки было раздельно-гильзовое за- ряжание, а у остальных - унитарное. Соответственно для пушки ТУР являлись активно-реактивными снарядами раздельного или унитарного заряжания. Проектирование первого КУВ «Кобра» под 125-мм танковую пушку Д-81 началось в середине 1968 г. В 1976 г. на вооружение приняли танк Т-64Б с ТУР 9М112. Аппаратура управления каналом - радиоимпульсная, двухканальная. Ракета снабжена четырьмя серповидными крыльями, создающими подъемную силу и придающими ей в полете вращательное движение. Средняя скорость по- лета ракеты - 350.. .400 м/с. Исполнительным управляющим органом в полете являются рули ракеты, которая состоит из собственно противотанковой ракеты и метательного устройства (вышибного заряда), т. е. из артиллерийского вы- стрела раздельно-гильзового заряжания. Боевая часть ракеты кумулятивного действия имеет взрыватель 9Э239 и с помощью резьбы соединяется с крышкой маршевого двигателя (рис. 5.45, табл. 5.8).
5.5. Кумулятивные боевые части противотанковых управляемых ракет 367 Рис. 5.45. ТУР 9М112 КУВ «Кобра»: 1 - кумулятивная БЧ; 2 - маршевый двигатель; 3 - метательное устройство; 4 - поддон; 5 - хвостовой отсек; б - аппаратурный отсек; 7 - головной отсек В 1980-х гг. была предпринята модернизация КУВ «Кобра» под 125-мм гладкоствольную пушку 2А46М1 танка Т-80Б. Модернизированные варианты получили названия «Кобра-М» с ракетой 9М128 и «Агона» с ракетой 9М124, способными пробить по нормали броню толщиной 600...700 мм. Для увеличения боевой мощи старых танков Т-55 и Т-62 в 1983-1985 гг. на вооружение принимаются комплексы «Бастион» и «Шексна» (см. табл. 5.8). Оба комплекса оснащены унифицированной ракетой 9М117 и почти одинако- выми полуавтоматическими системами наведения, в которых передача команд осуществляется по лазерному лучу. Основные изменения в конструкции выстре- лов по сравнению с КУВ «Кобра» коснулись гильз с метательным зарядом, ко- торые были спроектированы под каморы 100- и 115-мм пушек этих танков. При использовании в КУВ «Шексна» ракета 9М117 оснащалась опорными поясками для обеспечения движения по стволу большего калибра. Выстрелы ЗУБК10-1 и ЗУБК10-2 представляют собой ракету с кумулятивной БЧ, завальцованную в штатных гильзах танковых выстрелов так, что сама ракета и ее метательное устройство (вышибной заряд) образуют вместе унитарный выстрел. Средняя скорость ракеты составляет 300 м/с, а бронепробиваемость по нормали - не ме- нее 600 мм. Таблица 5.8. Характеристики ТУР и КУВ Наименование ТУР и КУВ Индекс выстрела Тип/калибр пушки, мм Дальность min/max, м Бронепробитие по нормали, мм 77а 9М112 «Кобра» Полуа 9М117 «Кастет» 9М117 «Бастион» 9М117 «Шексна» 9М117 «Басня» 9М119 «Рефлекс» 9М119 «Свирь» чуавтомати - втоматичы ЗУБК10 ЗУБК10-1 ЗУБК10-2 ЗУБКЮ-З ЗУБК14 ЗУБК14 ческая система управль Гладкоствольная/125 гкая система управлени Гладкоствольная/100 Нарезная/100 Гладкоствольная/115 Нарезная/100 Гладкоствольная/125 Гладкоствольная/125 гния по радг 100/4000 я по лучу ла 100/4000 100/4000 100/4000 100/4000 100/5000 100/4000 10 500 зера 600 600 600 600 700 700
368 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Следует отметить также, что ракета 9М117 используется для стрельбы из 100-мм гладкоствольной противотанковой пушки МТ-12 (комплекс «Кастет») и 100-мм нарезной пушки к БМП-3 (комплекс «Басня»). Модернизированные ра- кеты 9М117М «Кан» и 9М117М1 «Аркан» с дальностью стрельбы 100.. .5500 м и средней скоростью полета ракеты 300.. .375 м/с имеют тандемные кумулятив- ные БЧ, обеспечивающие пробитие 700.. .800 мм брони. В 1985 г. на вооружение был принят танк Т-72Б, оснащенный 125-мм гладко- ствольной танковой пушкой 2А46М, которая стреляла ракетой 9М119 (рис. 5.46) комплекса «Свирь». Принципиальным отличием КУВ «Свирь» от КУВ «Кобра» стала помехозащищенная полуавтоматическая система управления ракетой по лучу лазера. Почти одновременно на вооружение танка Т-80У поступил КУВ «Рефлекс», имеющий ту же, что и КУВ «Свирь», ракету 9М119. Различия состо- ят только в комплексе системы управления и в новой схеме выстрела ЗУБК-14 с раздельным заряжанием, который разделен на две части: ракету 9М119 и ме- тательное устройство 9X949. По габаритам он соответствует штатному 125-мм осколочно-фугасному выстрелу типа ЗВОФ26. Рис. 5.46. Ракета 9М119 КУВ «Свирь»: 1 - выдвижной секторный воздухозаборник; 2 - аэродинамический руль; 3 - элемент воздушно-динамического привода; 4 - твердотопливный двигатель; 5 - кумулятивная БЧ; 6 - крыло; 7 - аппаратура приема лазерного излучения Ракета 9М119 имеет твердотопливный двигатель с передним расположе- нием двух косонаправленных сопел, который размещен в центральной части. Кумулятивная БЧ расположена в задней части ракеты, рулевые приводы с аэро- динамическими рулями - в передней, а основная часть аппаратуры управле- ния - в хвостовой. Ракета оснащена пятиугольными серповидными складными крыльями, установленными в хвосте ракеты. Кроме танков Т-72Б, Т-80У и Т-90С ракета 9М119 применяется в комплексе для 125-мм буксируемых противотанковых пушек 2А45М «Спрут-Б». Модер- низированный выстрел ЗУБК-20 с ракетой 9М119М «Инвар» имеет тандемную кумулятивную БЧ с бронепробитием 800...900 мм. Для поражения танков, оснащенных ДЗ, в 1980-1990 гг. модернизацию прошли практически все ТУР (замена обычной БЧ с одним КЗ на тандемную). Новая БЧ состоит из лидирующего, располагаемого в отсеке управления, и ос- новного зарядов. Лидирующий КЗ предназначен для пробития ДЗ танка, а ос- новной КЗ - для пробития брони.
5.6. Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 369 5.6. Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения Кумулятивный эффект взрыва используется также в противотанковых ми- нах, предназначенных для минирования местности против танков и другой под- вижной наземной техники (самоходных ракетных и артиллерийских установок, БТР и грузовых автомобилей). Такие мины устанавливаются в грунт с маски- ровкой слоем грунта или непосредственно на поверхность грунта средствами механизации минирования или вручную. В последнее время широкое распро- странение получило дистанционное минирование с применением авиационных средств и РСЗО. Требования к такому типу мин существенно отличаются от требований к рассмотренным выше артиллерийским снарядам, кумулятивным гранатам и ПТУР. В связи с тем что броня со стороны днища и борта значительно тоньше, чем в передней части танка, бронепробивное действие инженерных кумуля- тивных мин может быть меньше, но при этом должно обеспечиваться высокое поражающее действие в заброневом пространстве танка. Кроме того, массовое производство инженерных мин обусловливает использование недорогих и не- дефицитных материалов. В таких случаях применяют конструкции КЗ, формирующих нетрадицион- ные массивные малоградиентные КС, направленный сходящийся поток высоко- скоростных элементов или компактные ПЭ (типа ударного ядра). В кумулятив- ных узлах используют пологие конические, полусферические, сегментные или кольцевые с клиновидными желобами облицовки, изготовленные, как правило, из стали или алюминия. В качестве ВВ чаще всего применяют литьевые смеси ТГ в разных пропорциях. К инженерным БП относятся также кумулятивные заряды разрушения, ис- пользуемые для пробивания защитных толщ броневых и железобетонных со- оружений, образования скважин в мерзлых грунтах, перерезания металлических листов, стержней, тросов и т. п. Противотанковые кумулятивные мины Противотанковые мины подразделяются на противогусеничные, противо- днищевые, противобортовые и противокрышевые мины. В последних трех типах инженерных мин используется кумулятивный эффект взрыва. Противоднищевые мины. По сравнению с противогусеничными такие мины обладают значительно большей эффективностью поражающего действия. Взрываясь под днищем танка и пробивая его, мины поражают экипаж и выводят из строя вооружение и оборудование машины. Взрыв такой мины под гусеницей танка выводит ее из строя. Противоднищевые мины оснащаются КЗ или заря- дом типа ударного ядра. Первые противоднищевые мины имели механические взрыватели штыревого типа, а большинство современных противоднищевых мин оснащены неконтактными взрывателями с магнитными датчиками, которые улавливают изменения магнитного поля при прохождении танка над миной. Отечественная противотанковая кумулятивная мина ТМК-2 (рис. 5.47), при- нятая на вооружение еще в 1958 г., состоит из корпуса, заряда ВВ, взрывателя
370 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.47. Противотанковая кумулятивная мина ТМК-2: а - внешний вид; б - разрез; 1 - удлинитель; 2 - винт для крепления удлинителя; 3 - взрыватель МВК-2; 4 - запал МД-7М; 5 - колпак; 6 - КО; 7 - корпус; 8 - заряд ВВ; 9 - линза; 10 - дополнительный детонатор; 11 - дно; 12 - детонирующее устройство ДУМ-2; 13 - лапки; 14 - кронштейн; 75 - стакан МВК-2 с удлинителем и запалом, детонирующего устройства ДУМ-2. Метал- лический корпус 7 мины в форме усеченного конуса имеет сбоку горловину для заливки заряда ВВ 8, закрытую крышкой, и запальное гнездо с резьбой для ввинчивания наконечника детонирующего устройства ДУМ-212. Выше запаль- ного гнезда с помощью болта закреплен кронштейн 14 со стаканом 75, в который сверху ввинчивается взрыватель МВК-2 5, а снизу наконечник детонирующего устройства ДУМ-2. При хранении мины отверстия в стакане 75 закрыты проб- ками. Вместе с кронштейном к корпусу мины прикреплены лапки 75, которыми закрепляется средняя часть детонирующего устройства. Сбоку на корпусе на- ходится ручка для переноски мины, сверху - колпак 5 в виде усеченного конуса, образующий пространство над зарядом ВВ, необходимое для формирования КС. В заряде ВВ 8 предусмотрена кумулятивная полость в форме неполной полу- сферы со стальной облицовкой 6. В нижней части заряда размещена деревянная линза 9, улучшающая формирование КС, под которой расположен тетриловый дополнительный детонатор 70, закрытый дном 77. Взрыватель МВК-2 - механический, штыревой, без предохранителя - со- стоит из корпуса, ударного механизма, штыря с удлинителем и запала. Дето- нирующее устройство ДУМ-2 служит для передачи детонации от запала до- полнительному детонатору мины и включает в себя отрезок детонирующего шнура (ДШ-В) длиной около 20 см, на концах которого надеты наконечники,
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 371 снаряженные тэном. На наконечниках закреплены резьбовые втулки: на одном - металлическая для ввинчивания в запальное гнездо мины, на другом - пласт- массовая для ввинчивания в стакан взрывателя. Противоднищевая мина ТМК-2 имеет общую массу 12 кг, массу ВВ при снаряжении смесью ТГ50 - 6,5 кг, диаметр - 307 мм, высоту без взрывателя - 265 мм, а с взрывателем МВК-2 - 1130 мм. Мина устанавливается в грунт вруч- ную и при действии на клиренсе танка пробивает броню толщиной 110 мм (при снаряжении тротилом - 60 мм). При наезде танка (автомобиля) на мину удлинитель 1 наклоняется и труб- ка изгибается. Катушки при изгибе трубки поворачиваются относительно друг друга и воздействуют на тягу, которая поднимается вверх и своим нижним кон- цом вытягивает колпачок из втулки. Шарики выпадают из отверстий колпачка и освобождают ударник, который под действием боевой пружины накалывает КВ. От него загорается замедлитель и через 0,30...0,45 с от луча огня взрыва- ется капсюль-детонатор ТАТ-1-Т, вызывая взрыв детонатора запала. От запала по детонирующему устройству ДУМ-2 детонация передается дополнительно- му детонатору и заряду ВВ мины. Замедление 0,30.. .0,45 с обеспечивает взрыв мины под средней частью танка (автомобиля). Аналогичная противоднищевая кумулятивная мина М21 (США) (рис. 5.48), принятая на вооружение в 1959 г., имеет мощный КЗ 1 с массой ВВ 4,7 кг 8 7 Рис. 5.48. Противотанковая кумулятивная мина М21: 1 - заряд ВВ; 2 - корпус; 3 - КО; 4 - крышка; 5 - пороховой вскрышной заряд; 6 - шты- ревой взрыватель; 7 - детонатор; 8 - пиротехнический замедлитель
372 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы и штыревой взрыватель 6 с вскрышным зарядом 5, расположенным соосно с КО 3 (диаметр мины - 230 мм, высота с взрывателем - 815 мм). При наезде танка на штырь срабатывает ударный механизм взрывателя, в результате чего воспламеняются порох вскрышного заряда 5 и пиротехнический замедлитель 8 детонатора 7 мины. Давлением пороховых газов крышка 4 вместе с взрывателем и маскировочным слоем грунта к моменту взрыва мины отбрасывается от ку- мулятивной выемки, что обеспечивает нормальные условия для формирования массивного ПЭ и его действия по днищу танка. Дальнейшее развитие противоднищевых мин пошло по пути значительно- го повышения их тактико-технических характеристик за счет использования неконтактных ВУ и разработки КЗ, специально предназначенных для пора- жения танка со стороны днища и отличающихся повышенным заброневым действием, т. е. при пробитии днища обеспечивается занесение в заброневое пространство танка потока откольных осколков с большой кинетической энер- гией (табл. 5.9). Таблица 5.9. Основные характеристики противоднищевых кумулятивных мин Индекс Масса, кг Размеры, мм Материал корпуса общая заряда ВВ Диаметр (длина х ширина) Высота М70, М73 (США) 2,2 0,7 127 76 Сталь АТ-2 (Германия) 2,0 0,7 100 130 » HPD (Франция) 6,0 2,0 280 х185 105 Пластмасса SB-MV/T (Италия) 5,0 2,6 235 100 » FFV-028 (Швеция) 5,0 3,5 250 ПО Сталь ТМ-72 (Россия) 6,0 2,5 250 128 » ТМ-89 (Россия) И,5 6,7 320 131 » ПТМ-3 (Россия) 4,9 1,8 330 х 84 84 » ПТМ-4 (Россия) 3,25 1,4 350 х ПО 55 » Масса отечественной неконтактной противоднищевой мины ТМ-72 (рис. 5.49) со стальной КО в виде кольцевого желоба составляет 6 кг, а масса заряда ВВ из ли- тьевой смеси ТГ40 - 2,5 кг, диаметр мины - 250 мм, высота мины с взрывателем МНВ-72 (реагирует на магнитное поле танка и другой техники) -128 мм. В мине ТМ-72 может использоваться и штыревой взрыватель МВШ-62 с удлиненным штырем (тогда высота мины с взрывателем - почти 1 м). Мина может устанавли- ваться как на грунт, так и в грунт, в снег, под воду (только вручную); раскладка мин на минном поле осуществляется минным заградителем ПМЗ-4. С расстояния 0,25 ...0,50м мина пробивает броню толщиной до 100 мм при действии по норма- ли к преграде, образуя отверстие диаметром 50.. .60 мм и оказывая запреградное действие в заброневом пространстве (см. рис. 5.10, б и 5.12, в).
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 373 Рис. 5.49. Неконтактная противоднищевая мина ТМ-72: 1 - корпус; 2 - КО; 3 - стакан; 4 - прокладка; 5 - кольцо; 6- крышка; 7 - обойма; 8 - за- ряд ВВ; 9 - дно; 10 - шайба; 11 - втулка; 12 - колпачок; 13 - дополнительный детонатор; 14 - стакан; 75 - прокладка; 16 - диафрагма Противоднищевая мина HPD (Франция) оснащена взрывателем с магнит- ным и сейсмическим датчиками и взрывается при их одновременном сраба- тывании. Бронепробиваемость мины с расстояния 0,5 м (примерный клиренс танка) составляет 70 мм. Для сбрасывания крышки корпуса и маскировочного слоя грунта в HPD применен дополнительный (вскрышной) заряд. Минирование этими минами осуществляется с помощью минного заградителя. Противотанковая кумулятивно-фугасная мина ТМ-89 (рис. 5.50) устанав- ливается на грунт или в грунт с маскировочным слоем на глубину до 100 мм. Масса мины составляет 11,5 кг, а заряда ВВ из литьевой смеси ТГ40 - 6,7 кг, диаметр мины - 320 мм, высота по крышке дистанционного или пускового ме- ханизмов взрывателя - 132 мм. Мина состоит из заряда ВВ 1 со стальной КО 8 Рис. 5.50. Противотанковая кумулятивно-фугасная мина ТМ-89: 7 - заряд ВВ; 2 - взрыватель; 3 - вышибной заряд; 4 - прокладка; 5 - кольцо; 6- крышка; 7 - корпус; 8 - КО; 9 - детонатор; 10 - предохранительно-исполнительный механизм
374 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы сегментной формы, размещенного в тонкостенном стальном корпусе 7, взрыва- теля 2, вышибного заряда 3, предохранительно-исполнительного механизма 10 и детонатора 9, Взрыватель предназначен для воспламенения пороха вышибного заряда и запуска предохранительно-исполнительного механизма мины в момент прохождения над ней цели. Вышибной заряд служит для удаления взрывателя и маскировочного слоя грунта из зоны формирования КС перед взрывом мины. Давление пороховых газов вышибного заряда в полости КО приводит к переме- щению вверх на 25.. .30 мм конической части корпуса мины с взрывателем без прорыва пороховых газов, что обеспечивает разгон взрывателя и маскировочного слоя грунта над миной и их удаление из зоны формирования КС. Передаточный заряд предохранительно-исполнительного механизма инициирует детонатор мины с некоторым замедлением, вызывая взрыв основного заряда ВВ. Образующаяся в результате обжатия КО продуктами взрыва КС пробивает днище танка и поражает его внутреннее оборудование и экипаж. При срабаты- вании мины под гусеницей танка выбрасывания взрывателя и образования КС не происходит. Разрушение элементов ходовой части танка в этом случае произ- водится за счет бризантного и фугасного действия при взрыве заряда ВВ мины. В последнее время большое внимание уделяется разработке противоднище- вых мин для систем дистанционного минирования. В США, например, созданы противоднищевые мины (М70, М73), разбрасываемые с помощью артиллерий- ских и авиационных систем минирования. Эти мины отличаются небольшими габаритами (масса мины - 2,2 кг) и оснащены неконтактными взрывателями с магнитными датчиками и элементами неизвлекаемости. Мины М70 и М73 являются компонентами артиллерийской противотанковой системы миниро- вания RAAMS (для 155-мм гаубиц). В кассетных снарядах М718 и М741 этой системы содержится девять мин М70 или М73, которые имеют КЗ, направлен- ные в противоположные стороны, что не требует специального ориентирования на поверхности грунта. По конструкции эти мины одинаковы и различаются только сроком самоликвидации. Батарея из шести 155-мм гаубиц двумя залпами устанавливает противотанковое минное поле размером 300 х 250 м. Противоднищевая мина АТ-2 (Германия) предназначена для устройства противотанковых заграждений с использованием наземной, ракетной (система Lars) и авиационной систем минирования. Мина имеет кумулятивную БЧ, по- строенную на принципе ударного ядра. Отечественная противотанковая мина ПТМ-3 для дистанционного мини- рования используется в кассете КПТМ-3 и считается кассетной кумулятивной миной комбинированного действия. Масса мины составляет 4,9 кг, масса заряда ВВ (литьевая смесь ТГ40) - 1,8 кг, габариты мины - 330 х 84 х 84 мм, материал корпуса - сталь. Мина оснащена неконтактным взрывателем магнитного прин- ципа действия. Мина ПТМ-3 (рис. 5.51) состоит из стального штампованного корпуса 1 с за- рядом ВВ 3 и взрывателя 2. Корпус мины имеет форму прямой четырехгранной призмы с выемками, выпрессованными на четырех боковых (в форме корытоо- бразного желоба) и одной торцевой (в форме сегмента) гранях. Выемки выпол- няют роль КО 8 заряда. Взрыватель ВТ-06 крепится в корпусе мины лапками
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 375 Рис. 5.51. Противотанковая кумулятивная мина дистанционного минирования ПТМ-3: 1 - корпус; 2 - взрыватель; 3 - заряд ВВ; 4 - оболочка; 5 - детонирующие шнуры; 6 - гильза; 7- дополнительные детонаторы; 8 - облицовка; 9 - колпачок; 10 - кожух нижний; 11 - кожух верхний; 12 - пластина; 13 - гильза; 14 - приемная шашка; 75 - мембрана; 16 - заглушка; 7 7 - крышка; 18 - трос (стальной канатик); 19 - датчик; 20 - накладка; 21 - чека и включает в себя корпус, пиротехнический замедлитель (механизм дальнего взведения), электронный блок с индукционной катушкой, предохранительно-ис- полнительный механизм и элементы огневой цепи. В заряде 3 мины есть по- лость, образованная полиэтиленовой оболочкой 4. В ней размещено детониру- ющее устройство, состоящее из двух отрезков детонирующего шнура 5 и двух дополнительных детонаторов 7, которые расположены в противоположных концах заряда мины. Детонирующее устройство служит для передачи детонации от взрывателя 2 основному заряду 3 мины в двух точках через дополнительные детонаторы 7, что обеспечивает формирование ПЭ из КО 8, Между отрезками детонирующего шнура находится стальная пластина 72, предназначенная для обеспечения их последовательного срабатывания. Детонирующее устройство заключено в нижний 10 и верхний 77 металлические кожухи, предотвращающие передачу детонации заряду 3 ВВ от отрезков детонирующего шнура 5. Мем- брана 75 необходима для предотвращения детонации основного заряда мины непосредственно от взрывателя. Кассета КПТМ-3 (рис. 5.52) применяется в вертолетных системах миниро- вания ВСМ-1, универсальных минных заградителях (УМЗ) и переносных ком- плексах минирования (ПКМ). Масса кассеты с одной миной ПТМ-3 составляет 8,5 кг, диаметр кассеты - 140 мм, длина кассеты - 480 мм. Кассета КПТМ-3
376 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.52. Кассета КПТМ-3: 1 - электрокапсюльная втулка ЭКВ-ЗОМ; 2 - втулка; 3 - стакан; 4 - вкладыш; 5 и 11 - крышки; 6-поршень; 7,10и 17-прокладки; 8-мина; 9-диск; 72-заглушка; 73-лента; 14 - источник тока РЦ-534; 75 - ключ; 16 - валик; 18 - взрыватель; 19 - трос (стальной канатик); 20 - чашка с вышибным зарядом; 27 - стакан состоит из стакана 3 с отверстиями для установки источника тока 14, корпус- ных деталей электрокапсюльной втулки 7, вышибного заряда 20 (масса заряда из черного пороха - 0,009 кг), втулок 2, вкладыша 4, диска 9, крышек 5 и 77. На втулку 2 надета петля канатика 79 (см. рис. 5.51, поз. 18), который другим концом прикреплен к чеке (см. рис. 5.51, поз. 27) взрывателя мины. Стакан 3 обжат в четырех точках на поршень 6, в котором есть отверстие, обеспечиваю- щее доступ пороховых газов к тепловому датчику мины и прохождение кана- тика. Диск и поршень имеют выемки для фиксации мины. Все детали в стакане плотно поджаты крышкой через прокладки обжатыми на нее лапками стакана. Для установки или смены источника тока в мине кассеты комплектуются клю- чом, укладываемым вместе с ними в упаковку. Рассмотрим принцип действия кассеты КПТМ-3. При подаче импульса элек- трического тока срабатывает электрокапсюльная втулка ЭКВ-ЗОМ, воспламеняя вышибной заряд 20, Под действием давления и температуры пороховых газов вклю- чается тепловой датчик мины. Усилие от давления пороховых газов через детали кассеты и мину передается на лапки стакана, которые разгибаются, что приводит к выбрасыванию мины из стакана. При выходе мины из стакана (примерно напо- ловину) канатик 79 натягивается, выдергивая чеку, в результате чего происходит снятие механической ступени предохранения мины. Через 60 с после приземле- ния мины с момента срабатывания теплового датчика она переводится в боевое положение. Одновременно включается электронный механизм самоликвидации. При наезде на мину танка (БТР, БМП) и воздействия магнитного поля взры- ватель срабатывает, вызывая взрыв детонирующего устройства и заряда мины.
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 377 Образовавшийся при взрыве ПЭ, действующий в направлении днища, пробивает его, поражая экипаж танка и выводя из строя его оборудование. При срабатыва- нии мины под ходовой частью боевой техники поражение ее происходит за счет фугасного действия взрыва (перебивается гусеница, разрушаются колеса). Дальнейшим развитием этого вида оружия стала малогабаритная проти- вотанковая мина дистанционной установки ПТМ-4, используемая в кассете КПТМ-4 и поражающая современные танки со стороны днища под всей по- верхностью. Масса кассеты с двумя минами ПТМ-4 составляет 9,6 кг, диаметр кассеты - 140 (по буртику 148) мм, длина кассеты - 480 мм, масса пороха вы- шибного заряда - 0,0105 кг. Сама мина ПТМ-4 считается кассетной миной ку- мулятивно-фугасного действия. Масса мины составляет 3,25 кг, масса заряда ВВ (литьевая смесь ТГ40)- 1,4 кг, длина мины-350 мм, ширина - ПО мм, вы- сота - 55 мм; материал корпуса - сталь. Мина имеет неконтактный магнитный взрыватель с программируемым самоликвидатором. Форма мины и наличие раскрывающегося ориентирующего устройства (сбрасываемого после падения мины на грунт) обеспечивают ей плотную ком- поновку во всех системах минирования, надежную ориентированную установку мины на грунте, минимальный демаскирующий силуэт и максимальное бризант- ное действие заряда ВВ по гусенице танка. Наличие одной большой стальной облицовки в форме корытообразного желоба, выпрессованной на боковой гра- ни, и двухточечное инициирование заряда ВВ позволяют мине поражать через днище все современные и перспективные танки. При этом в днище образуется сквозное отверстие со средним диаметром не менее 30 мм с возникновением откола и заброневого потока осколков. Противобортовые мины. Такие мины предназначены для поражения тан- ков и бронемашин на расстоянии нескольких десятков метров, а также эффек- тивно используются для перекрытия дорог и установки заграждений в лесах и населенных пунктах. Поражающий элемент у противобортовых мин - это ударное ядро или кумулятивная противотанковая граната, выстреливаемая из трубы-направляющей. Боеприпасы с использованием ударного ядра, в том числе отечественная противотанковая противобортовая мина ТМ-83, подробно рассмотрены в гл. 6. Действие кумулятивных противотанковых гранат и их типовые компоно- вочные схемы подробно рассмотрены в подразд. 5.4. Типичные представители противобортовых мин подобного класса («летающих»): отечественная ТМ-73 (создана на базе реактивной гранаты РПГ-18, см. табл. 5.4), PARM-DM12 (вы- стреливается из гранатомета Panzerfaust-З, см. табл. 5.4), ARGES (создана на базе 120-мм кумулятивной гранаты с тандемным зарядом), APAJAX (выстреливается из гранатомета Apilas, см. табл. 5.4), М24 (выстреливается из противотанкового ружья М29) и др. В отечественной противобортовой мине ТМ-73 (рис. 5.53) вылет кумулятивной гранаты 2 осуществляется из пусковой трубы 3 реактивной гранаты РПГ-18 после срабатывания пускового устройства 5, замкнутого на взрыватель обрывного действия 4 и петлевой датчик цели 1 (обрывной провод). Полуавтоматическая противотанковая управляемая мина PARM-DM12 (Гер- мания) предназначена для постановки минных заграждений на любой местности
378 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.53. Схема установки и принцип действия отечественной противобортовой мины ТМ-73: 1 - петлевой датчик цели; 2 - кумулятивная реактивная граната; 3 - пусковая труба; 4 - взрыватель обрывного действия; 5 - пусковое устройство и при любых атмосферных условиях. Она может использоваться в двух вари- антах: базовом (с оптоволоконным датчиком и дальностью действия до 40 м) и развернутом (с системой ARES, оснащенной ИК-детектором активного типа, и дальностью действия до 120 м). В базовом варианте комплекс состоит из сле- дующих узлов: ПУ, хвостового блока, световодного датчика и бронебойной головной БЧ кумулятивного действия. Пусковая установка выполнена в ви- де складной стойки на треноге с вращающейся платформой и блокирующим механизмом. Такое техническое решение позволяет наводить головную БЧ в любом направлении (без перестановки стойки) с возможностью изменения угла как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях. Короткая трубчатая направляющая ПУ, расположенная на стойке, включает в себя пороховой мета- тельный заряд и предохранительный механизм. В хвостовом блоке находятся электронное устройство, воспламеняющее метательный заряд, разъем для под- ключения системы ARES, механизм активации мины, оптический индикатор режима работы мины, блок питания и контейнер со световодом. Подготовка мины к применению заключается в раскладывании стойки (или прикреплении ее к дереву, столбу и т. п.), наведении головной части в вы- бранном направлении, блокировании механизма, задающего ее положение, разматывании световода и включении часового механизма активации. Полная активация мины происходит через пять минут, о чем сигнализирует оптический индикатор. В момент деформации световода (например, проезжающей колесной или гусеничной машиной) преобразователь сигнала регистрирует обрыв и при- водит к немедленному выстреливанию головной части. Для атаки с большей дистанции необходима установка системы ARES (рис. 5.54), которая содержит датчики предупреждения и пуска, преобразова- тель сигналов и систему управления. Датчик предупреждения состоит из двух независимых датчиков пассивного типа: акустического и инфракрасного. Пер- вый - сигнализирует о приближающейся цели, а второй - идентифицирует цель на строго определенном расстоянии. Датчик предупреждения также служит для перевода системы из режима ожидания в активный режим, в котором можно произвести выстрел. Датчик пуска объединяет в себе передатчик и приемник ИК-излучения. Комплекс PARM-DM12 с системой ARES позволяет уничтожать цели, двигающиеся со скоростью от 3 до 80 км/ч.
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 379 Рис. 5.54. Принцип действия мины PARM-DM12 с системой ARES: 1 - активация системы одним из датчиков предупреждения; 2 - перехват цели оп- тической системой и выработка основных данных (расстояние до цели, скорость движения цели, вектор движения, длина цели); 3 - точка попадания мины в цель; 4 - зона действия датчика предупрежде- ния; 5 - направление стрельбы; Ц - цель; М-мина Полная масса мины составляет 10 кг, масса КЗ - 1,5 кг, диаметр головной БЧ - 128 мм, высота мины на боевой позиции - 390 мм, углы наведения в верти- кальной плоскости - от -30 до + 45°. Пробивная способность мины PARM-DM12 по гомогенной броне составляет 600 мм (при действии по нормали к преграде). Противобортовая мина М24 (США) состоит из 88,9-мм гранаты, трубы- направляющей, взрывателя с контактным датчиком, выполненным в виде ленты, источника питания и соединительных проводов. Общая масса мины - 10,8 кг; масса заряда ВВ - 0,9 кг; длина мины - 609 мм; материал корпуса - сталь. Труба-направляющая выполняет роль контейнера, в котором хранится и транс- портируется мина. Размещают установку на расстоянии около 30 м от дороги или прохода. При наезде гусеницей танка на контактную ленту цепь взрывателя замыкается и противотанковая граната выстреливается. Разработан усовершен- ствованный образец этой мины - М66, отличающейся от М24 тем, что вместо контактного датчика используются инфракрасный и сейсмический датчики. В боевое положение мина переводится после того, как срабатывает сейсмиче- ский датчик. Он же включает ПК-датчик цели. Граната выстреливается, как толь- ко бронецель пересечет линию излучатель-приемник. Противотанковая противобортовая мина ARGES (Франция, Германия, Ве- ликобритания) имеет неконтактный взрыватель с акустическим и инфракрас- ным датчиками цели, а также приемно-излучающее устройство для управления по радио состоянием мины (боевое-безопасное). Общая масса мины - 12 кг, масса кумулятивной 120-мм гранаты - 4,3 кг, заряда ВВ - 1,5 кг, высота в бое- вом положении - 650 мм, толщина пробиваемой брони - 700 мм на удалении 2... 150 м, дальность обнаружения цели - 200 м. Противотанковая противобортовая мина увеличенной дальности действия APAJAX (Франция, Великобритания) состоит из реактивного противотанкового гранатомета Apilas и взрывательного устройства. Кумулятивная 112-мм граната с раскрывающимся в полете стабилизатором способна пробить гомогенную го- рячекатаную броню толщиной 700 мм на дальности 2... 100 м. Неконтактное ВУ снабжено сейсмическим, акустическим и инфракрасным датчиками, дискрими- натором направления движения цели, прибором кратности и микропроцессором.
380 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Сейсмический и акустический датчики обнаруживают движущуюся цель на даль- ности 100 м, а ИК-датчик обеспечивает срабатывание мины. Общая масса мины 14 кг, масса гранаты 2,4 кг, заряда ВВ 1,5 кг, высота в боевом положении 650 мм. Примеры противокрышевых мин, формирующих дальнобойные ПЭ для поражения бронецелей сверху, подробнее рассмотрены в главе 6, а принцип их действия (см. рис. 5.12, г) показан на примере противотанковой мины обширной зоны поражения М93 Hornet (США), относящейся к классу «интеллектуальных мин», осуществляющих поиск цели с помощью ИК-датчика и ее поражение со стороны верхней поверхности ударным ядром. Кумулятивные заряды разрушения Инженерные кумулятивные заряды разрушения подразделяют на сосредо- точенные, удлиненные и кольцевые. Рассмотрим их устройство и специфику действия на примере отечественных КЗ подобного класса (табл. 5.10). Разру- шительное действие этих зарядов достигается за счет использования энергии кумулятивной струи, а наибольшее пробивное действие КЗ - при установке их на определенном (фокусном) расстоянии от преграды. Сосредоточенные кумулятивные заряды КЗ-2 (КЗ-1), КЗ-4, КЗ-5, КЗ-6 и КЗ-7 предназначены для пробивания броневых и железобетонных толщ различных сооружений, разрушения твердого покрытия дорог и аэродромов, подземных трубопроводов (КЗ-4 и КЗ-5), пробивания шпуров в бетоне, железобетоне (КЗ-7) и в мерзлом грунте, повреждения военной и промышленной техники и уничто- жения боеприпасов (КЗ-6 и КЗ-7). Заряд КЗ-2 (рис. 5.55) имеет металлический корпус 7, снаряженный ВВ 2 типа ТГ50 с полусферической кумулятивной полостью и стальной металли- ческой облицовкой 3. К корпусу снизу шарнирно прикреплены выдвижные Таблица 5.10. Основные характеристики отечественных кумулятивных зарядов разрушения Индекс заряда Масса, кг Тип ВВ Размеры, мм общая заряда ВВ Диаметр (длина х ширина) Высота (дли- на без ножек) КЗ-2 14,7 9,0 ТГ50 350 240 КЗ-4 63,0 49,0 ТГ50 410 440 КЗ-5 12,5 8,5 ТГ50 215 280 КЗ-6 3,0 1,8 ТГ40 112 292 КЗ-7 6,5 4,0 ТГ40 162 272 КЗУ 18,0 12,0 ТГ50 500 х 225 195 КЗУ-2 0,9 0,32 ТГ40 150х105 85 ЛКЗ-80 2,5 1,5 ТГ40 200 х120 115 КЗК 1,0 0,4 ТГ50 200 х160 52
5.6. Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 381 Окончание табл. 5.10 Индекс заряда Материал корпуса Пробивное действие (толщина/отверстие), мм Сталь Железобетон Мерзлый грунт (каменная кладка) КЗ-2 Сталь 300/10-15 1300/40-70 2000/80-100 КЗ-4 » 500/80 2000/300 — КЗ-5 » 450/25 1400/45 2000/180 КЗ-6 » 215/20 — 800/50 КЗ-7 » 280/35 700/40 1100/140 КЗУ » 120 1000 1500 КЗУ-2 Алюминий 36 30 — ЛКЗ-80 Сталь 80 50 - КЗК » 70 — - ножки 7, а сбоку - ручка 6 для переноски. В верхней части корпуса установлен стакан с дополнительным детонатором 4 и запальным гнездом с резьбой, за- крытым пробкой 5. Средствами взрывания являются электродетонатор ЭДП-р, присоединенный к проводной сети, зажигательная трубка ЗТП или взрыватель замедленного действия с запалом МД-5М. Для подготовки заряда к взрыву не- обходимо вывинтить пробку из запального гнезда, раскрыть ножки, установить (прицелить) заряд и ввинтить в запальное гнездо зажигательную трубку (ЭДП-р или взрыватель). Максимальная пробивная спо- собность достигается при удалении заряда от пробиваемой преграды на 350 мм (при установке на вы- движных ножках). При уменьшении расстояния она резко снижается, а при увеличении на 50... 100 мм существенно не изменяется. Заря- ды, выпущенные до 1955 г., име- ют шифр КЗ-1 и запальное гнездо без резьбы (оно заклеено бумажным кружком). Рис. 5.55. Кумулятивный заряд КЗ-2: 1 - металлический корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - металлическая облицовка; 4 - дополнительный детонатор; 5 - пробка; 6 - ручка для переноски; 7 - выдвиж- ные ножки 4 5
382 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы По аналогичной конструктивной схеме построены и другие сосредото- ченные КЗ (см. табл. 5.10). В самом крупном заряде КЗ-4 также используется полусферическая КО, а внутри заряда ВВ есть деревянная линза, улучшающая пробивное действие. Заряд в упаковке можно буксировать вручную, за танком или БТР. Заряд КЗ-5 с конической КО и линзой из пенопласта может разрушать подземные трубопроводы на глубинах до 1,5 м. При диаметре до 800 мм тру- бопровод пробивается насквозь (обе стенки) с образованием отверстий диаме- тром 50.. .250 мм. Заряд КЗ-7 с полусферической КО и линзой устанавливается и действует аналогично заряду КЗ-5. Удлиненные кумулятивные заряды КЗУ, КЗУ-2, ЛКЗ-80 и УМКЗ предназна- чены для перебивания элементов железобетонных и металлических конструкций (мостов, опор, балок, плит, пусковых установок ракет, трубопроводов и др.). Кумулятивный заряд КЗУ (рис. 5.56) имеет металлический корпус 7, сна- ряженный ВВ 2 типа ТГ50, с полуцилиндрической кумулятивной полостью и стальной облицовкой 4. В одном из торцов корпуса и сверху закреплены ста- каны с дополнительными детонаторами 5 и запальными гнездами с резьбой, за- крытыми пробками 6. Ручка 3 служит для переноски, а четыре проушины 8 - ддя крепления заряда на подрываемом объекте и их связывания с помощью отрезка ленты длиной 3 м. Снизу к корпусу прикреплены две деревянные рейки 7, обе- спечивающие установку заряда на наиболее выгодном (фокусном) расстоянии от перебиваемого элемента. Средства взрывания стандартные: электродетонатор ЭДП-р, зажигательная трубка ЗТП или взрыватель с запалом МД-5М. При перебивании элементов большой ширины заряды устанавливаются вплотную торцами один к другому для перекрывания сечения перебиваемого стального или железобетонного элемента по всей ширине. При перебивании железобетонных элементов со слабой арматурой, а также элементов из бетона и каменной кладки цепочка из зарядов может перекрывать ширину перебиваемого элемента не полностью (не доходит до края элемента на расстояние до 0,5 м). При перебивании бетонных элементов и каменной кладки толщиной до 750 мм КЗУ могут устанавливаться с интервалами 0,5 м и соединяться детонирующим шнуром. Рис. 5.56. Кумулятивный заряд КЗУ: 7 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - ручка; 4 - стальная облицовка; 5 - дополнительные дето- наторы; б - пробки; 7 - деревянные рейки; 8 - проушины
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 383 Кумулятивный заряд КЗУ-2 состоит из дюралевого корпуса, заряда ВВ (сплав ТГ40), съемных магнитов, дополнительного детонатора (две шашки из состава A-IX-1 в стакане) и пенопластового вкладыша. Заряд ВВ имеет полу- цилиндрическую кумулятивную полость со стальной облицовкой. Магниты обеспечивают быстрое крепление заряда на элементах стальных конструкций. Заряды КЗУ-2 и ЛКЗ-80 могут применяться в воде, однако при этом их эффек- тивность снижается на 20...30%. Кольцевой кумулятивный заряд КЗК предназначен для перебивания сталь- ных стержней, тросов и других металлических связей. Он включает в себя два полукольцевых заряда, соединенных с помощью петель со шплинтом, и замок с пружинной защелкой. Полукольцевой заряд (рис. 5.57) состоит из металличе- ского корпуса 7, снаряженного ВВ 2 типа ТГ50, с полукольцевой кумулятивной полостью и стальной облицовкой 5. Для формирования КС в воде в полость уста- навливают объемный пенопластовый вкладыш 77, который крепится прижимом 6. Дополнительный детонатор 3 помещен в металлический стакан и закреплен на корпусе с помощью рамки и пружинной защелки 4, При хранении резьбовое запальное гнездо в дополнительном детонаторе закрывается пробкой. Допол- нительный детонатор может сниматься, что обеспечивает возможность ввин- чивания в него взрывателей с запалом МД-5М. Каждый полукольцевой заряд снабжен двумя пружинами 7, заключенными в пластиковые трубки. Пружины обеспечивают крепление и центрирование заряда при установке его на пере- биваемом элементе. Натяжение пружин может быть изменено передвижением скобы 8 с продольной прорезью, что позволяет крепить заряд на элементах диа- метром более 60 мм. Для крепления на перебиваемом элементе каждый полу- кольцевой заряд комплектуется планкой 9 и шплинтом 10. На заряде с защелкой предусмотрена планка с крючком, а на заряде с крючком - планка с защелкой. Кольцевые заряды применяют для перебивания стальных стержней диамет- ром от 30 до 70 мм и тросов диаметром до 65 мм. Для перебивания элементов Рис. 5.57. Полукольцевой заряд КЗК: 7 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - дополнительный детонатор; 4 - защелка; 5 - стальная облицовка; 6 - прижим; 7 - пружина; 8 - скоба для регулировки натяжения пружины; 9 - планка; 10 - шплинт; 77 - пенопластовый вкладыш 9
384 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы диаметром до 30 мм используют полукольцевой вариант заряда КЗК. Глубина установки заряда в воде достигает 10 м. При перебивании элементов, находящих- ся на суше, пенопластовый вкладыш с заряда снимается перед установкой заряда на объект. Наличие вкладыша снижает эффективность действия заряда (до 15 %). К удлиненным КЗ можно отнести также шнуровые кумулятивные заряды (ШКЗ), представляющие собой заряды из эластичного ВВ на основе гексоге- на в виде шнуров различного диаметра с продольной кумулятивной выемкой, которая облицована гибкой металлизированной лентой. Шнуровые КЗ не со- стоят на вооружении инженерных войск, однако широко применяются в ходе ликвидаций последствий аварий и катастроф для перебивания металлических конструкций. Подразделения МВД и ФСБ используют ШКЗ в ходе специальных операций. Такие заряды применяются на открытом воздухе для резки трубо- проводов, крупногабаритных металлических сооружений, металлоконструкций различного профиля, не содержащих или очищенных от остатков нефти, нефте- продуктов, горючих парогазовых смесей и смесей нефтепродуктов с воздухом. Таблица 5.11. Основные технические характеристики ШКЗ Марка Диаметр, мм Погонная масса ВВ в заряде, г/м Максимальная толщина разрезаемой преграды (СтЗ), мм Минимальный радиус перегиба, мм ШКЗ-1 9,0±1,5 65±15 4,0 5,0 ШКЗ-2 13,0±1,5 130±20 7,0 10,0 шкз-з 17,0±1,5 240±25 11,0 15,0 ШКЗ-4 21,0±2,0 340±30 15,0 15,0 ШКЗ-5 26,0±2,0 520±35 19,0 20,0 ШКЗ-6 32,0±2,5 730±40 25,0 25,0 Шнуровые КЗ выпускаются шести типоразмеров (табл. 5.11) в виде бухт длиной от 1 до 30 м. Упаковка ШКЗ проводится в комбинированные ящики или в ящики из древесно-волокнистой плиты. Инициирование ШКЗ осуществля- ется с помощью КД № 8-А, электродетонаторов типа ЭДП или любых других с равной или большей инициирующей способностью, которые устанавливаются торцом по нормали к наружной поверхности ШКЗ или стыкуются с торцом за- ряда. Монтаж ШКЗ на преграде проводится вплотную без зазора кумулятивной выемкой к поверхности преграды. Допускается применение ШКЗ на расстоянии от края кумулятивной выемки до поверхности преграды, не превышающем поло- вины диаметра заряда. Шнуровые КЗ рекомендуют крепить с помощью липкой ленты, пластилина, бечевок или др. Максимальную толщину разрезаемой преграды из различных материалов можно рассчитать по формуле Ъ =КЪС„ max СтЗ7 где йтах - максимальная толщина преграды из материала, мм; йСт3 - максимальная толщина преграды из СтЗ, мм (см. табл. 5.11); К - безразмерный коэффициент
5.6, Кумулятивные инженерные мины и заряды разрушения 385 (К = 1,0 - для СтЗ; К - 0,8 - для корозионно-стойкой стали; К = 1,6.. .1,8 - для дюралюминия; К = 3,5...4,0 - для органического стекла; К - 1,4... 1,5 - для стеклопластика). Оригинальный представитель инженерных КЗ разрушения - отечественный окопный заряд 03-1, который предназначен для устройства взрывным спосо- бом одиночного стрелкового окопа (ячейки) в мерзлых и твердых грунтах. За- ряды 03-1 могут применяться для рыхления мерзлого и твердого грунтов при устройстве групповых стрелковых окопов на два-три человека, отрывке окопов для танков, боевых машин, а также укрытий для личного состава и транспорт- ных машин. Окопный заряд 03-1 (рис. 5.58, а) состоит из четырех узлов, собираемых в одно целое перед применением: кумулятивного заряда IV с подставкой; Рис. 5.58. Окопный заряд 03-1: а - общий вид; б - кумулятивный заряд; в - фугасный заряд с реактивным двигателем; I - пусковое устройство УП-60; II - фугасный заряд с реактивным двигателем; III - взрыватель; IV - кумулятивный заряд; 1 - корпус КЗ; 2 - пробка; 3 - линза; 4 - заряд ВВ; 5 - КО; 6 - лента; 7 - чека; 8 - колпак; 9 - приспособление для установки; 10 - пробка; 11 - сопловая крышка; 12 - корпус реак- тивного двигателя; 13 - пороховой заряд; 14 - реактивная камера; 75 - пиротехнический замедлитель; 16 - вышибной пороховой заряд; 17 - фугасный заряд ВВ; 18 - корпус; 19 - дополнительный детонатор; 20 - втулка; 27,22 - пробки; 23 - переходная втулка
386 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы фугасного заряда II с реактивным двигателем; взрывателя Ш; пускового устрой- ства УП-60 I. Каждый заряд 03-1 комплектуется сумкой для переноски. Кумулятивный заряд IV (рис. 5.58, б) включает в себя пластмассовый кор- пус 7, заряд ВВ 4 из состава A-IX-1 или гекфола-5 с конической КО 5. Внутри заряда имеется инертная линза 3 из пластмассы. Сверху заряда предусмотрено резьбовое очко для взрывателя. Кумулятивная полость закрыта колпаком 8. выполняющим роль подставки, на котором закреплено приспособление 9 для установки заряда, состоящее из кольца и прикрепленных к нему восьми опор- ных стальных гибких перьев. В транспортном положении пластины согнуты вокруг заряда и удерживаются капроновой тесьмой (лентой) 6 с чекой 7. При удалении чеки перья подставки резко выпрямляются (см. рис. 5.58, а), благодаря чему увеличивается опорная площадь заряда и улучшается его устойчивость при установке на поверхности грунта. Фугасный заряд (рис. 5.58, в) имеет корпус 18 в виде трубы, в среднюю часть которой помещен разрывной заряд ВВ 77, состоящий из пяти цилиндрических шашек (A-IX-2). В нижнем конце трубы закреплена втулка 20 с дополнитель- ным детонатором 19 из состава A-IX-10 и резьбовым очком под взрыватель, закрытым пробкой 27. В верхнем конце трубы размещен реактивный двига- тель, включающий в себя стальной корпус 72, сопловую крышку 77, пороховой заряд 73, пиротехнический замедлитель 75 в корпусе и вышибной пороховой заряд 76. В сопловой крышке для ввинчивания пускового устройства предус- мотрено резьбовое гнездо. Вышибной заряд с замедлителем предназначен для выбрасывания корпуса отработавшего реактивного двигателя перед взрывом фугасного заряда, что уменьшает осколочное действие взрыва. Механический взрыватель заряда 03-1 снабжен двумя накольно-воспламе- нительными детонирующими устройствами: нижнее служит для приведения в действие КЗ, верхнее - для приведения в действие фугасного заряда. Пусковое устройство УП-60 состоит из отрезка огнепроводного шнура и за- крепленных на его концах терочного воспламенителя и ниппеля с воспламенитель- ным зарядом. Сердцевина огнепроводного шнура сделана из медленногорящего состава, длина отрезка шнура - 20 см, время замедления - 50.. .83 с. Воспламе- нительный состав помещен в гильзе, обжатой на конце огнепроводного шнура. Рассмотрим принцип действия заряда 03-1 (рис. 5.59). Заряд устанавли- вается на поверхности грунта в вертикальном положении. Перед приведением в действие из взрывателя вывинчивается предохранительная чека, при удалении которой шарик выталкивается подпружиненным стаканом из канала в корпусе взрывателя и скатывается в коническое углубление на ударнике. Стакан пере- мещается вниз и закрывает канал. После выдергивания терки пускового устройства через 50...83 с воспламе- няется пороховой заряд в реактивном двигателе. Образовавшиеся газы выходят через сопловые отверстия и толкают вниз фугасный заряд. От порохового заряда воспламеняется пиротехнический замедлитель в расширительной камере. Фу- гасный заряд вместе с корпусом взрывателя перемещается вниз, срезая при этом четыре чеки, соединяющие корпус взрывателя с втулкой. При движении корпуса вниз происходит накол КВ ударником, расположенным в канале корпуса. От луча
a в Рис. 5.59. Принцип действия окопного заряда 03-1: а - пробитие шпура КЗ и движение вниз фугасного заряда под действием реактивной тяги; б - взрыв фугасного заряда в глубине грунта; в - готовый окоп после ручного дооборудования лопатой
388 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы огня загорается пиротехнический замедлитель в верхней втулке и взрывается КД, а от него - детонатор и затем КЗ. Кумулятивная струя пробивает в грунте шпур, куда попадает фугасный заряд, продолжая движение вниз под действием реак- тивной тяги. После сгорания пиротехнического замедлителя в расширительной камере (0,5...0,9 с) воспламеняется вышибной пороховой заряд. Образовавши- мися газами корпус реактивного двигателя отбрасывается от фугасного заряда на расстояние 1... 3 м. После сгорания пиротехнического замедлителя в верхней втулке взрывателя (1.. .2 с) от луча огня взрывается КД взрывателя. От него детонация передается дополнительному детонатору фугасного заряда и к самому фугасному заряду. Взрывом фугасного заряда в грунте образуется воронка, которая вручную (ло- патой) дооборудуется под стрелковый окоп (ячейку). Масса собранного заряда 03-1 составляет 3,5 кг, масса ВВ фугасного за- ряда - 0,65 кг, масса ВВ кумулятивного заряда - 0,45 кг, общая длина заряда - 920 мм, диаметр КЗ - 90 мм. В результате взрыва в суглинистом, супесчаном и мерзлом (толщина промерзания до 0,4 м) грунтах образуется воронка диаме- тром 1,2... 1,9 м и глубиной 1,1... 1,5 м. Принцип действия заряда ОЗ-1 сохранен и в более мощном кумулятив- но-фугасном заряде КФЗ-1, предназначенном для создания воронок на ВПП аэродромов и дорогах, разрушения различных объектов, отрывки взрывным способом укрытий для бронетанковой техники, окопов, траншей, а также раз- личных инженерно-взрывных работ. Заряд КФЗ-1 поставляется в транспортно-пусковом контейнере размерами 1560 х 382 х 335 мм, имеет общую массу 76 кг, массу заряда ВВ - 25 кг, а в ка- честве КЗ использует заряд разрушения КЗ-5 (см. табл. 5.10). Толщина разру- шаемых этим зарядом сезоннопромерзающих грунтов достигает 2 м, а размеры образуемой при взрыве заглубленного фугасного заряда воронки составляют по диаметру 4,5...6,0 м, по глубине - 1,8...2,5 м. 5.7. Противотанковые авиационные бомбы и кумулятивно- осколочные боевые элементы кассетного оружия Противотанковые АБ предназначены для поражения бронированных целей (танков, БМП, БТР и др.). Калибр ПТАБ находится в пределах от 0,5 до 10 кг. Бомба (рис. 5.60, а) включает в себя заряд ВВ 2 с кумулятивной выемкой, за- крытой тонкой металлической оболочкой (облицовкой) 5. Основным поража- ющим фактором ПТАБ является КС, которая образуется при резком обжатии продуктами взрыва металлической облицовки кумулятивной выемки заряда. При пробитии брони в последней образуется пробоина, а находящиеся за бро- ней уязвимые агрегаты цели поражаются пробивным, зажигательным и иници- ирующим действием остатков струи и осколков брони. Кроме того, осколками корпуса ПТАБ могут поражаться живая сила и легкоуязвимая техника. Максимальное бронепробивное действие ПТАБ достигается при условии, что в момент взрыва КЗ бомба находится на определенном (фокусном) рассто- янии от брони. Взрыв КЗ ПТАБ на фокусном расстоянии обеспечивается соот- ветствующими размерами головки 1 бомбы (см. рис. 5.60, а).
5.7. Противотанковые АБ и КОБЭ кассетного оружия 389 Рис. 5.60. Противотанковые авиационные бомбы: а - общий вид; б - штатная противотанковая авиабомба ПТАБ-2,5-1,5 образца 1943 г.; в - опытная противотанковая авиабомба ПТАБ-10-2,5 образца 1944 г.; 1 - головка; 2 - заряд ВВ; 3 - КО Для комплектации ПТАБ применяются головные и донные контактные взрыватели мгновенного действия. Время действия головных взрывателей меньше, чем донных, благодаря чему при их использовании обеспечивается взрыв заряда на фокусном расстоянии, т. е. раньше, чем произойдет возможный рикошет бомбы или разрушится ее головная часть. Противотанковые бомбы сбрасывают в разовых бомбовых кассетах или из контейнеров многоразового применения (типа КМГУ), которые, в свою оче- редь, могут комплектоваться блоками одноразового действия (типа БКФ - блок контейнерный фронтовой). Разовые бомбовые кассеты (РБК) представляют собой тонкостенные АБ, предназначенные для снаряжения мелкими осколочными, противотанковыми, противолодочными, зажигательными бомбами или авиационными противопе- хотными и противотанковыми минами. Кассеты имеют габариты ФАБ калибра 100.. .500 кг и обозначаются шифром, в котором отмечены сокращенное название кассеты, ее калибр и тип снаряжения (например, РБК-500 ПТАБ-1М). Разные типы РБК отличаются способом разбрасывания мелких бомб. Приоритет в разработке мелких авиационных бомб кумулятивного дей- ствия принадлежит отечественным ученым и конструкторам. В середине 1942 г. известный конструктор взрывателей И. А. Ларионов предложил схему легкой
390 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы ПТАБ кумулятивного действия, выполненную в габаритах калибра 10 кг. С уче- том того, что штурмовики Ил-2 были оснащены четырьмя кассетами для мел- ких бомб, комиссия рекомендовала проектировщику уменьшить габариты БП до калибра 2,5 кг, что позволило бы увеличить боезапас машин почти в 4 раза и существенно повысить вероятность поражения цели. В кратчайшие сроки - с декабря 1942 г. по апрель 1943 г. - ПТАБ калибром 2,5 кг не только спроекти- ровали и создали, но и испытали. Так появилась «бомба Ларионова», ставшая прототипом большого семейства ПТАБ. Боевое крещение ПТАБ получили 5 ию- ля 1943 г. в ходе битвы под Курском во время Великой Отечественной войны, когда советским летчикам за день удалось уничтожить 30 танков противника. Штатная противотанковая авиационная бомба ПТАБ-2,5-1,5 образца 1943 г. (см. рис. 5.60, б) имела общую длину 355...361 мм, диаметр корпуса - 66 мм, размах оперения - 85 мм, массу (без взрывателя) - 1,37 кг, массу ВВ - 0,62 кг. Характеристики бомбы ПТАБ-10-2,5 образца 1944 г. (рис. 6.60, в) следующие: общая длина - 395.. .400 мм, диаметр корпуса - 90 мм, размах оперения -120 мм, масса (без взрывателя) - 2,38 кг, масса ВВ - 1,12 кг. У первых ПТАБ-2,5-1,5 корпуса и клепаные стабилизаторы перисто-ци- линдрической формы изготовляли из листовой стали толщиной 0,6 мм. Для увеличения осколочного действия на цилиндрическую часть АБ дополнительно надевали стальную 1,5-мм рубашку. Сферическая головная часть корпуса БП выполнялась радиусом, строго соответствовавшим оптимальному расстоянию для наиболее эффективного действия КЗ. Стабилизатор АБ крепили с помощью специальной штампованной скобы к корпусу донного взрывателя (при транс- портировке его функции выполняла пробка). Боевой заряд ПТАБ состоял из сме- севого ВВ типа ТГА, снаряженного через донное очко. Кроме того, в гнездо под взрывателем устанавливали дополнительный промежуточный детонатор в виде прессованной тетриловой шашки. Для предохранения крыльчатки взрывателя АД-А от самопроизвольного свертывания на стабилизатор бомбы надевали специальный предохранитель из жестяной пластины квадратной формы с за- крепленной на ней вилкой из двух проволочных усов, проходящих между ло- пастями. После сбрасывания ПТАБ с самолета его срывало с бомбы встречным потоком воздуха. Бомба ПТАБ-2,5-1,5 пробивала броню толщиной до 50 мм при углах встречи с преградой от 30 до 90°. Противотанковая бомба ПТАБ-10-2,5 (см. рис. 5.60, в) разрабатывалась в габаритах 10-кг авиационного БП, но массой 2,5 кг, и пробивала броню тол- щиной до 160 мм (по нормали). По принципу действия и назначению основ- ных узлов и элементов ПТАБ-10-2,5 была аналогична штатной ПТАБ-2,5-1,5 и отличалась от нее только формой и габаритами. Так, корпус АБ из листовой стали толщиной 0,5 мм выполняли коническим для того, чтобы не превысить заданных ограничений по массе окончательно снаряженного боеприпаса. Что- бы ПТАБ обладала требуемой бронепробиваемостью, диаметр кумулятивной воронки должен был быть не менее 85 мм. Головная часть корпуса, отштам- пованная из листовой стали толщиной 1 мм, имела сферическую форму, ра- диус которой определяло фокусное расстояние. Для усиления кумулятивного эффекта и возможности поражения живой силы на корпус АБ была надета
5.7. Противотанковые АБ и КОБЭ кассетного оружия 391 и приварена в одной точке «осколочная рубашка» из стали толщиной 2 мм. Перисто-цилиндрический сварной стабилизатор, состоящий из четырех одина- ковых секторов, отштампованных с зигой на цилиндрической части, крепился к корпусу бомбы посредством взрывателя. На бомбе был установлен новый авиационный центробежный донный взрыватель АДЦ, устранивший ряд не- достатков конструкции. В настоящее время на вооружении ВВС РФ находятся ПТАБ калибров 1 и 2,5 кг, применяемые из РБК-250, РБК-500 и КМГУ(БКФ). К числу противо- танковых авиационных бомб относятся ПТАБ-1М, ПТАБ-2,5 КО, ПТАБ-2,5, а также самоприцеливающиеся боевые элементы (СПБЭ), применяемые для снаряжения РБК и имеющие инфракрасный координатор цели, парашютную систему и БЧ, формирующую ударное ядро, которая поражает бронированные цели с верхней проекции при наличии теплового контраста (более подробно рассмотрено в гл. 6). Кумулятивный противотанковый элемент ПТАБ-1М (рис. 5.61, а) имеет диаметр 42 мм, длину - 260 мм и массу - 944 г. Инициирующий импульс от го- ловного взрывателя передается донному детонатору через канал, который про- ходит вдоль оси КЗ. Данный элемент пробивает гомогенную броню толщиной 200 мм (по нормали) при скорости встречи с преградой 100.. .200 м/с. Под элемент ПТАБ-1М разработана кассета РБК-500 ПТАБ-1М, которая мо- жет применяться с высот 300.. .25 000 м при скорости носителя 500.. .2300 км/ч. Диаметр кассеты - 450 мм, длина - 1955 мм, масса - 427 кг, количество АБ в кассете - 268 шт. Под ПТАБ-1М разработан также КМГУ с восемью блоками типа БКФ. Блоки используются с высот 50... 1000 м при скорости носителя 700.. .1100 км/ч, имеют Рис. 5.61. Кумулятивные противотанковые ПТАБ-1М (а) и противолодочные ПЛАБ-10К (б) элементы
392 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы габариты 257 х 338 х 372 мм, массу 49 кг и вмещают 31 элемент ПТАБ-1М. Таким образом, в контейнере калибра 500 кг, длиной 3700 мм и массой 470 кг размещаются 248 элементов ПТАБ-1М. Блок одноразового действия с более крупной противотанковой кумулятив- но-осколочной АБ калибра 2,5 кг БКФ ПТАБ-2,5 (рис. 5.62) доставляется в стан- дартном контейнере КМГУ калибра 500 кг, имеет габариты 346 х 256 х 373 мм, массу 41 кг и вмещает 12 авиационных бомб. В контейнер входят восемь блоков и, следовательно, всего 96 боевых элементов. Высота применения составляет 30... 1000 м при скорости носителя 700... 1100 км/ч. Бронепробиваемость такой ПТАБ достигает 250 мм при действии по нормали к преграде. Аналогичные малокалиберные кумулятивные авиационные бомбы есть на вооружении многих армий зарубежных стран. В Германии малокалиберная кумулятивная бомба Кв44 снаряжается в кассету MW-1 связками по три груп- пы из семи штук с каждой стороны трубчатой направляющей. Время отстрела бомб может составлять 0,6 с. При этом точность бомбометания с малых высот (30...300 м) при скорости до 1100 км/ч достигает 30 м. Самолет Tornado с кас- сетой MW-1 при одном заходе на групповую цель из 10 танков способен унич- тожить бомбами Кв44 не менее четырех машин. Рис. 5.62. Блок одноразового действия БКФ ПТАБ-2,5 с противотанковой кумуля- тивно-осколочной авиационной бомбой калибра 2,5 кг
5.7. Противотанковые АБ и КОБЭ кассетного оружия 393 В качестве малокалиберной АБ в США используются противотанковые элементы BLU-99ACM, которые в количестве 50 шт. размещаются в кассете SUU-65. После раскрытия кассеты каждый боевой элемент в форме призмы с четырьмя полусферическими выемками опускается на надувном парашюте, при этом из него выдвигается телескопический шток с взрывателем. При паде- нии на грунт взрыватель срабатывает и инициирует заряд БЧ, в результате чего образуются четыре ударных ядра, одно из которых направлено вниз, а осталь- ные - в разные стороны в горизонтальной плоскости. В Великобритании сбрасываемая авиационная кассета BL.755, имеющая массу в снаряженном состоянии около 280 кг, диаметр корпуса - 400 мм и дли- ну-2500 мм, комплектуется 147 малокалиберными кумулятивно-осколочными бомбами массой около 1 кг каждая. Кассета раскрывается с помощью пиротех- нических зарядов, а бомбы выталкиваются с определенными интервалами из ее цилиндрических отсеков пневматическим механизмом. Эллиптическая площадь поражения одной такой кассетой составляет 50...200 м2 (в зависимости от вы- соты сбрасывания и программы работы интервалометра). Для снаряжения известной авиационной бомбовой кассеты BLG-66 Belyga (Франция) (масса заряженной кассеты - 290 кг, длина - 3300 мм, диаметр - 360 мм) разработаны бомбы трех типов, в том числе и противотанковые куму- лятивные с бронепробиваемостью до 300 мм (по нормали к преграде). Определенный интерес представляет использование комбинированных схем БП, о которых уже шла речь выше, в малокалиберных АБ. Так, для вывода из строя ВПП и рулевых дорожек аэродромов в Германии была создана бетонобойная бомба STABO, в состав которой входят кумулятивный и фугасный заряды (см. рис. 5.11). Аналогичная бомба с кумулятивным и осколочно-фугасным зарядами позволяет выводить из строя укрытия и уничтожать находящиеся в них самолеты. По аналогии с ПТАБ, применяемыми против бронетанковой техники и за- щитных сооружений, разработаны противолодочные авиационные бомбы (ПЛАБ), которые используются против подводных целей. Идеология примене- ния ПЛАБ и принцип их конструирования практически не отличаются от ПТАБ, при этом малогабаритные ПЛАБ комплектуются кумулятивно-фугасными заря- дами и сбрасываются в разовых бомбовых кассетах. Так, для поражения подвод- ных лодок используется РБК калибра 100 кг в снаряжении малокалиберными противолодочными боевыми элементами РБК-100 ПЛАБ-10К (см. рис. 5.61, б). Данная кассета может применяться с высот 250.. .2000 м при скоростях носите- ля 300...900 км/ч. Диаметр кассеты-240 мм, длина- 1585 мм, масса- 125 кг, количество АБ в кассете - 6 шт. В связи с низкой вероятностью попадания таких элементов в подводную цель, особенно одиночную, разработаны более эффективные управляемые (кор- ректируемые) ПЛАБ с кумулятивно-фугасной БЧ (рассмотрены в подразд. 5.9). Одним из перспективных направлений борьбы со скоплениями бронецелей и живой силы на больших удалениях, не требующих, с одной стороны, использо- вания сложных электронных систем управления, а с другой - не подверженных информационному и огневому противодействию противника, является приме- нение кассетных снарядов с БЭ свободного рассеивания. Это развивающееся
394 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы направление представлено наибольшим числом образцов, принятых на воору- жение и подразделяемых по назначению на два класса кассетных снарядов: для поражения в момент обстрела и для дистанционного минирования. Первый класс включает в себя снаряды калибра 105...203 мм с КОБЭ. В терминологии НАТО эти снаряды обозначаются как DPICM (Double Purpose ICM - улучшенные конвенционные БП двойного назначения). Наиболее извест- ный 155-мм кассетный снаряд М483А1 (США), ставший базовой конструкцией для других снарядов, успешно применялся во время войны в Персидском заливе в 1991 г. Снаряд (рис. 5.63, а) имеет массу 46,5 кг, длину- 899 мм (5,8 клб) и со- держит 88 КОБЭ типа М42 или М46. Характеристики боевого элемента М42 (рис. 6.63,6) следующие: диаметр - 38,9 мм, длина- 62,5 мм, масса-182 г, масса заряда ВВ - 30,5 г, суммарная масса всех БЭ - 16 кг, т. е. 0,344 полной массы снаряда. Один из наиболее рационально спроектированных снарядов - RB63 Рис. 5.63.155-мм кассетный снаряд М483А1 (а) и кумулятивно-осколочный боевой элемент М42 (б): 1 - дистанционный взрыватель; 2 - вышибной пороховой заряд; 3 - диафрагма; 4 - корпус снаряда; 5 - кумулятивно-осколочный боевой элемент М42; б - срезаемое дно; 7 - петлевой стабилизатор; 8 - ударный инерционный взрыватель; 9 - кумулятивная воронка; 10 - осколочная оболочка
5.7. Противотанковые АБ и КОБЭ кассетного оружия 395 (Германия) с относительным содержанием БЭ 0,452. RB63 обладает следу- ющими характеристиками: 63 БЭ массой 330 г и суммарной массой 20,8 кг при массе снаряда 46 кг (табл. 5.12). Отечественный 152-мм кассетный артиллерий- ский снаряд 0-3-23 обладает примерно такими же характеристиками, которые приведены в табл. 5.12. Таблица 5.12. Характеристики 155-мм (152-мм) кассетных снарядов с КОБЭ свободного рассеивания Индекс Боевой элемент Бронепробитие по нормали, мм снаряда БЭ количество диаметр, мм масса, г М483А1 (США) М42 (М46) 88 38,9 208(213) 70 М684 (США) М42 (М46) 72 38,9 208(213) 70 RH49 (Германия) DM1388 49 43 330 100 RB63 (Германия) - 63 43 330 100 ORGEG1 (Франция) — 63 40 244 90 CL3103 (Израиль) 3022-52 49 42 300 100 0-3-23 (Россия) 0-25 40 44 360 ПО Как правило, КОБЭ свободного рассеивания состоит из боевого заряда, стабилизатора траектории (в виде раскладываемых крылышек, ленты или пара- шюта) и взрывателя ударного действия. В современных образцах используется также самоликвидатор БЭ. Боевые элементы имеют стальной корпус, а их КЗ в состоянии пробить броню толщиной от 60 до 150 мм, поражая одновременно живую силу в радиусе 6 м. Перед заряжанием орудия кассетным снарядом проводится установка взрывателя, задающая момент разделения снаряда на траектории его полета (в среднем на высоте от 300 до 500 м над целью). При срабатывании взрывате- ля выбрасывающий заряд воспламеняется. Образовавшиеся в результате сго- рания газы давят на пластину выбрасывателя и приводят к отрыву дна снаряда и выбросу его содержимого. Боевые элементы падают на поверхность земли и относительно равномерно покрывают определенную площадь. Их детонация происходит при ударе о цель или на высоте 2 м над поверхностью земли (благо- даря подбрасывающему заряду). В корпусе 6 типового КОБЭ (диаметр - 43 мм, длина 117 мм) к кассетным БЧ емкостью от 28 до 646 шт. смонтированы кумулятивная воронка 5, заряд ВВ 4 и донный инерционный взрыватель 2 (рис. 5.64). На головной части корпуса 6 закреплена цилиндрическая втулка 7 из алюминиевого сплава, длина которой (41 мм) обусловлена фокусным расстоянием кумулятивной воронки 5. На цилинд- рической части корпуса 6 выполнены кольцевые выступы 8, обеспечивающие заданное его дробление. Донная часть корпуса 6 конической формы сопряжена меньшим диаметром с взрывателем 2, на поперечной оси 9 корпуса которого уло- жена лента И длиной 1,0±0,1 м и шириной 25 мм, служащая аэродинамическим
396 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.64. Типовой КОБЭ к кассетным БЧ: 1 - зигзаг; 2 - взрыватель; 3 - скоба; 4 - заряд ВВ; 5 - кумулятивная ворон- ка; 6 - корпус; 7 - втулка; 8 - кольцевые выступы; стабилизатором в автономном полете КОБЭ. С осью 9 лента 11 связана посредством изогнутой скобы 3 со- прягаемой формы с профилем взрывателя 2. Лента И складывается зигзагом 1 (его ширина равна длине пе- риметра поперечного сечения взрывателя 2) таким об- разом, чтобы ее свободный конец был размещен между последними витками зигзага. При автономном движении к цели КОБЭ под дей- ствием набегающего потока лента 11 раскрывается из зигзага 7, образуя аэродинамический стабилизатор. Скоба 3 разгибается, демпфируя усилие торможения при раскрытии ленты 77, и занимает осевое относи- тельно корпуса б положение 10, обеспечивая смеще- ние центра давления к хвостовой части КОБЭ, что стабилизирует его продольную устойчивость на тра- ектории автономного ориентированного падения. В этом случае встреча КОБЭ с преградой происходит практически в нормаль, что обусловливает надежное срабатывание инерционного взрывателя и повышает эффективность действия КС. Одно из важных направлений совершенствования КОБЭ - надежная стабилизация БЭ в полете. В прин- ципе, возможна гироскопическая стабилизация БЭ, так как последний совершает за один оборот снаряда оборот вокруг своей собственной оси, т. е. вращается с частотой, равной частоте вращения снаряда (при- мерно 300 1/с). Однако в большинстве конструкций наряду с гироскопической используется аэродинами- ческая стабилизация. В патентной литературе описа- ны различные типы стабилизаторов, в том числе пет- левые, с гибкими лопастями из нейлона и др. Лопасть из нейлона может быть установлена на валу генера- 9 - поперечная ось корпу- тора, питающего электрическую схему взрывателя, са; 10-положение скобы; Помимо БЭ свободного рассеивания, современ- 77 - лента ные кассетные БП могут комплектоваться самонаво- дящимися и самоприцеливающимися БЭ. Поскольку последние имеют БЧ, формирующие ПЭ типа «ударное ядро», они подробно рассматриваются в гл. 6. Что же касается БП с самонаводящимися БЭ, имею- щими кумулятивные БЧ, то тактико-технические характеристики некоторых зарубежных БП такого класса приведены в табл. 5.13. Для системы оружия MLRS/TGW (см. табл. 5.13) разработан БЭ типа TGSM, предназначенный для снаряжения кассетной боевой части, которая со- держит три самонаводящихся БЭ. Каждый БЭ оснащен КЗ тандемного типа, радиолокационной ГСН, работающей в миллиметровом диапазоне длин волн, и механизмом управления.
5.7. Противотанковые АБ и КОБЭ кассетного оружия 397 Таблица 5.13. Тактико-технические характеристики БП с самонаводящимися БЭ Характеристика Наименование системы оружия Art-Striks (Швеция) MLRS/TGW (Велико- британия, Франция) ВАТ (США) Тип носителя Боепр Кассетный артил- ипасы Кассетная боевая Кассетная головная Максимальная даль- лерийский снаряд 26 (с донным часть НУР 40 часть ВАТ и Block-2 мод. 2 500; 150; 40 ность стрельбы, км Калибр снаряда, мм генератором) 155 240 — Масса снаряда, кг 43 258 - Количество БЭ в но- 1 3 18; 12; 3 сителях Диаметр, мм Самонаводящиеся 120 боевые элементы 110 140 Длина, мм 830 914 914 Масса, кг 18,6 18,1 20 Тип БЧ Кумулятивная Кумулятивная Кумулятивная Бронепробиваемость 756 тандемная 630 за ERA тандемная 600 за ERA по нормали, мм Тип ГСН Инфракрасная РЛ (мм диапазона Акустическая двухдиапазонная длин волн) и инфракрасная двухдиапазонная Для головной части крылатой ракеты MGM-137 (США) создана кассетная головная часть, снаряженная БЭ ВАТ, который построен по нормальной аэро- динамической схеме. Он имеет корпус цилиндрической формы с каплевидным утолщением в носовой части и развитые аэродинамические поверхности: четыре прямоугольных складывающихся крыла в центральной части корпуса и хво- стовой четырехэлементный складывающийся (закругляемый вокруг корпуса) стабилизатор. Крылья и стабилизатор раскрываются после разведения БЭ из кас- сетной головной части и обеспечивают его планирование и медленное провора- чивание вокруг продольной оси. Для эффективного поражения перспективных танков в самонаводящемся БЭ ВАТ используют КЗ тандемного типа. После разведения элементов ВАТ над районом расположения цели он функ- ционирует автономно, осуществляя поиск, распознавание, самонаведение и по- ражение цели. Боевой элемент ВАТ оснащается комбинированной ГСН в составе ультразвукового и ИК-датчиков цели. Двухдиапазонный ИК-датчик цели рас- полагается в носовой части летательного аппарата, а микрофоны акустического
398 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы канала - в тонких штырях, установленных на концах крыльев и сильно вы- ступающих вперед. На цилиндрической части корпуса БЭ (между крыльями) размещен датчик системы измерения параметров воздушного потока, знание которых позволяет решить проблему шумоподавления. Боевой элемент ВАТ принят в США в качестве основного для снаряжения не только ракеты MGM-137, но и кассетных головных частей Block-2 мод. 2 и кассетных БЧ TGW (для РСЗО MLRS). Аналогичные конструктивные решения реализованы и в отечественных кассетных БП для РСЗО. Так, 122-мм реактивный снаряд для РСЗО 9К51 «Град» с дальностью стрельбы 30 км может комплектоваться КОБЭ свободного рассе- ивания (45 шт.) или самоприцеливающимися БЭ (2 шт.), а 300-мм реактивный снаряд для РСЗО 9К58 «Смерч» с дальностью стрельбы 70 и 90 км - кассетной головной частью с самоприцеливающимися БЭ (5 шт.), кассетной головной ча- стью с противотанковыми минами (25 шт.) и кассетной головной частью с КОБЭ свободного рассеивания (616 шт.). 5.8. Кумулятивно-осколочные боевые части неуправляемых авиационных ракет Неуправляемые авиационные ракеты (НАР) относятся к классу воздух-зем- ля и предназначены для поражения наземных целей различного типа (от живой силы до бронетанковой техники) с самолетов и вертолетов. Пуск ракет произ- водится из подвешиваемых на носителе специальных блоков орудий. Целевое назначение НАР определяется видом поражающего действия ее БЧ, каковым может быть, в частности, кумулятивно-осколочное действие. Калибром НАР называется максимальный диаметр ее двигателя в мм. Рассмотрим устройство НАР с кумулятивно-осколочными БЧ на примере отечественных образцов данного класса боеприпасов. На вооружении ВВС РФ состоят НАР калибра 57, 80,122,240 и 266 мм, имеющие соответствующие наи- менования: С-5, С-8, С-13, С-24 и С-25. После условного наименования ракет обычно приводятся сведения о типах БЧ в виде соответствующих индексов (на- пример, С-8КО - НАР калибра 80 мм с БЧ кумулятивно-осколочного действия). Семейство современных НАР калибра 57 мм ведет свое начало от первой ракеты С-5 (первоначально называлась АРС-57), разработанной в ОКБ-16 (главный конструктор А. Э. Нудельман) и принятой на вооружение в 1955 г. Примечательным отличием ракет С-5 от предшествующих советских НАР было складное оперение, обеспечившее компактное размещение ракет в направля- ющих трубах, которые были собраны в один блок. Идею позаимствовали у ракет R4/M и Schlange, выпускавшихся в годы Второй мировой войны в Германии. Такой подход давал возможность простым способом увеличить количество за- пускаемых ракет путем наращивания числа труб в блоке. Неуправляемая авиационная ракета С-5 состоит из твердотопливного двига- теля с топливной шашкой, размещенной в точеном стальном корпусе, к передней части которого крепится БЧ с взрывателем, а к задней - сопло с узлами навески
5.8. Кумулятивно-осколочные БЧ неуправляемых авиационных ракет 399 оперения. Лепестки стабилизатора шарнирно складываются по направлению полета, охватывая в сложенном виде сопло. Заточка передних кромок «под нож» придала им своеобразный аэродинамический профиль, обеспечивающий раскрутку ракеты в полете до 1500 об/мин и дополнительную стабилизацию вращением. Для быстрого разгона ракеты и достижения достаточных оборотов сразу после выхода из трубы (частота вращения зависит от скорости полета) твердо- топливный двигатель снабжен звездообразным каналом, дающим наибольшую площадь горения и тягу. Время работы двигателя всего 1,1 с (за это время С-5 пролетает около 300 м), и после выгорания топлива ракета продолжает балли- стический полет подобно пушечному снаряду. Табличная дальность стрельбы ракет С-5 составляет 2000 м, а баллистическая - свыше 4000 м. Ракета С-5 оснащалась взрывателем ударного действия В-5М или В-5М1 с самоликвидатором. Стрельба производилась из однозарядных орудий (с от- крытой казенной частью), размещенных на самолете в блоках УБ-16-57, или из орудий (с закрытой казенной частью) с самолетов в блоках ОРО-57КМ. На базе ракеты С-5 было создано несколько модификаций. Специально для борьбы с бронеобъектами разработали кумулятивные снаряды КАРС-57 с меха- ническим взрывателем В-586. Длина снаряда КАРС-57 со сложенным оперением составляет 830 мм, без оперения - 738 мм, размах оперения - 232 мм, масса снаряда с взрывателем - 3,65 кг, масса БЧ - 1,13 кг, масса заряда ВВ - 0,287 кг, масса реактивного топлива - 0,89 кг, максимальная скорость, развиваемая сна- рядом, - 594 м/с (при дульной скорости всего 78 м/с). Дистанцию 1000 м снаряд преодолевает за 2,3 с. В 1960 г. ракету КАРС-57 приняли на вооружение под индексом С-5К. В 1971 г. поступила на вооружение многоцелевая ракета С-5КО с БЧ ком- бинированного кумулятивно-осколочного действия. Масса ракеты - 4,45 кг, масса БЧ - 1,6 кг, максимальная скорость - 540 м/с. Боевая часть имеет десять колец с надрезами, образующих при разрыве 220 осколков массой 2 г каждый. Ракеты С-5КП и С-5КПБ вместо ударных механических оснащены вы- сокочувствительными пьезоэлектрическими взрывателями. Для образования осколков на корпус БЧ навита стальная проволока. Подрыв БЧ в этих ракетах проводится контактным взрывателем, срабатывающим при попадании в цель. Временной самоликвидатор подрывает БЧ при промахе и пролете мимо цели, уничтожая ракету. Стрельба современными НАР семейства С-5 осуществляется из 16- и 32-ствольных блоков орудий УБ-16, УБ-32, УБ-32М. Блоки УБ-32М обеспечи- вают применение ракет с высокоскоростных самолетов без ограничения режимов полета. Наибольшая эффективность прицельного огня достигается при пуске ракет с дальности 1600... 1800 м при пикировании носителя под углом 25...30°. Ракета С-5К (рис. 5.65) состоит из головной части (А) и порохового реак- тивного двигателя (Б) со стабилизирующим оперением. Головная часть кумулятивного типа предназначена для непосредственного поражения бронецелей и включает в себя корпус 5 с обтекателем 2, соединитель- ную втулку 72, кумулятивный узел и взрыватель В-5К 7. Корпус изготавливается
400 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Б Рис. 5.65. Ракета С-5К: А - головная часть; Б - пороховой реактивный двигатель со стабилизатором; 1 - взрыватель В-5К; 2 - обтекатель; 3 - предохранительный конус; 4 - прокладка; 5 - корпус; 6 - кумулятивная воронка; 7 - шашки ВВ; 8 - инертная линза с капсюлем-детонатором К-1-Т; 9 - детонатор; 10 - прокладка; 11 - воспламенитель ГВ-5М с двумя электровоспламенителями; 12 - втулка соединительная, 13 - корпус двигателя, 14 - пороховой заряд, 15 - диафраг- ма; 16-футляр транспортировочный; 17 - лопасть стаби- лизатора; 18 - сопло; 19 - дно с вилкой; К - коронка из стали в виде цилиндра с наружными резьбами на обоих концах. Обтекатель сделан из дюралю- миния. Соединительная втулка предназначена для соединения головной части с реактивным двигате- лем и представляет собой стальной стакан с внут- ренней перемычкой и резьбами с обоих концов. Наружная поверхность соединительной втулки служит передней центрирующей поверхностью ракеты. Кумулятивный узел состоит из двух шашек ВВ 7, воронки 6, детонатора 9, инертной линзы 8 с капсюлем-детонатором К-1-Т, предохранительно- го конуса 3 и прокладки 10. Шашки ВВ прессуются из ВВ типа A-IX-1, а детонатор - из тетрила. Во- ронка является металлической облицовкой кумуля- тивной выемки в передней шашке, изготовляется из меди, имеет рупорообразную форму и постоян- ную толщину стенок. Линза сделана из пластмас- сы. Предохранительный конус изготовлен из стали и предохраняет воронку от повреждений осколка- ми, образующимися при срабатывании взрывателя. Взрыватель В-5К - головной, механический, контактный взрыватель мгновенного и инерцион- ного действия - снабжен огневой цепью непредо- хранительного типа и МДВ. Пороховой реактивный двигатель служит для сообщения ракете поступательного движения. Он состоит из корпуса двигателя 73, порохового заряда 14, диафрагмы 75 с войлочной прокладкой, воспламенителя ГВ-5М 77 с двумя электровоспламенителями, сопла 18 со ста- билизирующими лопастями 77, пластмассового дна 19 с контактной вилкой и транспортировочного футляра 16. Транспортировочный футляр 16 удерживает лопасти стабилизатора от рас- крывания, предохраняет стабилизатор и дно ракеты с вилкой от механических
5.8. Кумулятивно-осколочные БЧ неуправляемых авиационных ракет 401 повреждений в условиях служебного обращения, а также облегчает заряжание орудия. Футляр представляет собой картонный стакан, оклеенный коленкором. На дне футляра закреплен стальной поддон. Действие ракеты происходит следующим образом. При нажатии кнопки «Огонь» срабатывают электровоспламенители воспламенителя, а от них - вос- пламенитель и пороховой заряд двигателя. Давлением пороховых газов, об- разующихся при горении порохового заряда, разрушается пластмассовое дно ракеты, пороховые газы, истекая через сопло, создают тягу. Ракета начинает двигаться по каналу ствола, отгибая бурт коронки К. При вылете ракеты из ка- нала ствола под действием пружин и набегающего воздушного потока лопасти стабилизатора раскрываются и стабилизируют полет ракеты на траектории. Вследствие расположения лопастей под углом 1°40' относительно направления воздушного потока ракета начинает вращаться относительно своей продольной оси с максимальной частотой порядка 1500 об/мин. В начале пассивного участка траектории (не ближе 183 м от точки пуска) взводится взрыватель, который при встрече с преградой вызывает срабатывание БЧ ракеты. Масса окончательно снаряженной ракеты (с взрывателем) составляет 3,64 кг, масса шашек ВВ 0,092 кг, масса порохового заряда 0,88 кг, размах ста- билизатора при раскрытых лопастях 224...239 мм, максимальная скорость полета 514...549 м/с (из открытого орудия) и 563...620 м/с (из закрытого ору- дия), толщина пробиваемой брони при встрече ракеты с броней под углом 30° от нормали - 100... 150 мм. В связи с незначительной поражающей способностью ракет типа С-5 в ка- либре 57 мм разработаны более крупные ракеты семейства С-8 калибра 80 мм. Ракета С-8 сохранила принципиальную схему и компоновку ракеты С-5. Для улучшения точностных характеристик шесть перьев стабилизатора при выходе ракеты из трубы принудительно раскрываются газовым поршнем под действием отбираемых из камеры сгорания твердотопливного двигателя пороховых газов. Для быстрого разгона и раскрутки более тяжелой ракеты С-8 тяга твердотоплив- ного двигателя по сравнению с двигателем ракеты С-5 увеличена, а время его работы сокращено до 0,69 с. Максимальная скорость ракеты - 680 м/с. На основе базовой конструкции С-8 с универсальной кумулятивно-осколоч- ной БЧ было разработано несколько модификаций ракеты - С-8М и С-8КОМ с модернизированной БЧ усиленного осколочного действия и твердотопливным двигателем с увеличенным временем работы. Кумулятивно-осколочная БЧ мас- сой 3,6 кг содержит 0,9 кг ВВ, полная длина ракеты С-8КОМ составляет 1570 мм, стартовая масса ракеты 11,3 кг, бронепробитие по нормали 300.. .400 мм, даль- ность пуска ракет 1300...4000 м, диапазон скорости самолета-носителя при боевом применении ракет С-8 всех типов 166.. .330 м/с. Помимо БЧ моноблоч- ного типа, для ракет данного семейства разработана тандемная кумулятивная БЧ (индекс ракеты С-8Т) с несколько увеличенной общей массой (13 кг) и по- вышенным бронепробивным действием. Пуск ракет С-8 осуществляется из специальных ПУ (блоков) Б-8М1 и Б-8В20А. Оба блока снабжены 20 пусковыми трубами, открытыми с ка- зенной части. Длина блока Б-8М1 (Б-8В20А) - 2760 мм (1700 мм), диаметр
402 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы блока - 520 мм, масса пустого блока - 160 кг (123 кг). Позднее были разработа- ны ПУ типа Б-8В7, имеющие семь открытых пусковых труб (диаметр блока - 332 мм, длина-1780 мм). Носители ракет С-8: истребители Су-17, Су-24, Су-25, Су-27, МиГ-23 и МиГ-27, а также вертолеты Ми-8, Ми-24, Ми-28, Ка-25 и Ка-50. 5.9. Кумулятивно-фугасные боевые части управляемых ракет, бомб и торпед Первые образцы управляемых крылатых ракет появились еще в годы Второй мировой войны. От всех предшествующих традиционных боевых средств они от- личаются способностью доставлять большие заряды ВВ на дальние расстояния за счет тяги реактивного двигателя и подъемной силы крыла. Такие ракеты пред- назначены для поражения одиночных стационарных или подвижных сильнозащи- щенных наземных и надводных целей. В зависимости от места старта управляемые крылатые ракеты могут быть авиационного (размещаются на самолетах и верто- летах) и морского (размещаются на кораблях и подводных лодках) базирования. В зависимости от взаимного расположения несущих и управляющих поверх- ностей по длине корпуса аэродинамические схемы ракет можно подразделить на нормальную самолетную, с поворотными консолями крыла, «бесхвостку» и «утку». Тип системы наведения ракет определяется основными информацион- ными признаками цели, в число которых входит контрастность цели в различных физических полях: магнитном поле Земли; поле электромагнитных излучений в РЛ, ПК и видимой областях спектра; акустическом и гидроакустическом полях. Различают автономные и радиокомандные системы наведения ракет. Широко используются активные, полуактивные и пассивные ГСН. Представителями управляемых ракет, предназначенных для поражения танков и другой бронетехники, являются ПТУР с кумулятивными БЧ (см. под- разд. 5.2 и 5.5). Как правило, ПТУР имеют относительно небольшие диаметры, не превышающие 200 мм, и обеспечивают поражение бронецелей на дистанциях до 5... 10 км за счет пробивного действия КС. Из-за небольшой массы заряда БЧ и действия ракеты при контактном подрыве с фокусного расстояния до преграды фугасное действие взрыва практически не оказывает влияния на разрушение пробиваемой конструкции. Совершенно иные требования предъявляют к БЧ ПКР, рассматриваемых в данном подразделе в качестве наиболее ярких образцов управляемых ракет для поражения сильнозащищенных точечных целей. Для поражения крупных надводных целей (авианосцев, крейсеров, эсминцев и др.) такие ПКР осна- щаются кумулятивно-фугасными, кумулятивно-осколочно-фугасными или кумулятивно-фугасно-зажигательными БЧ, которые должны «выдерживать» также возможное проникание ракеты в «глубину» цели до момента подрыва. Эффективность действия такой ракеты по сильнозащищенной цели, имеющей, как правило, большую протяженность в глубину с набором относительно тон- ких разнесенных преград, будет определяться не только чисто кумулятивным пробивным действием, но и мощным дополнительным действием, прежде
5.9. Кумулятивно-фугасные БЧуправляемых ракет, бомб и торпед 403 всего фугасным от взрыва заряда ВВ. При этом зачастую фугасное действие выходит на первое место, и тогда такие БЧ называют фугасно-кумулятивными. Эффективность действия БЧ может еще более усилиться за счет кинетического проникания ракеты в глубь преграды до момента подрыва и взрыва неизрасхо- дованного ракетного топлива. Современные ПКР снабжены головным отсеком с аппаратурой самонаве- дения, оснащенной самыми различными ГСН и работающей чаще всего в ав- тономном режиме по принципу «выстрелил-забыл», отсеком с БЧ, двигателем (жидкостным или твердотопливным), системой электрооборудования, рулевыми управляющими приводами (рис. 5.66). Рис. 5.66. ПКР Х-15С: 1 - радиолокационная ГСН; 2 - навигационная система; 3 - система электрооборудо- вания; 4 - управляющий привод; 5 - твердотопливный двигатель; 6 - кумулятивно-фу- гасная БЧ Кумулятивно-фугасные БЧ управляемых крылатых ракет комплектуются чаще всего стальными полусферическими облицовками. Такие БЧ, располо- женные за головным и приборным отсеками, обеспечивают требуемый уровень бронепробития даже при ее подрыве на внешней поверхности корабля. Они достаточно эффективны при действии по отсекам корабля и в широком диапа- зоне углов встреч обеспечивают пробитие корпуса корабля, кроме того, срав- нительно просты в изготовлении. Из всех возможных вариантов размещения кумулятивной (или фугасно-кумулятивной) БЧ в составе ПКР наиболее часто используются две характерные схемы БЧ с полусферическими облицовками для случаев осевого расположения облицовки (рис. 5.67, а) и под некоторым углом Рис. 5.67. Схемы БЧ с осевым (а) и наклонным (б) расположением КО
404 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Рис. 5.68. Схема кумулятивно-фугасной БЧ проникающего типа: 1 - переднее днище; 2 - КО; 3 - обечайка; 4 - силовые элементы; 5 - заднее днище Р к оси ракеты (рис. 5.67? б). В случае проникающей БЧ с силовыми элементами (рис. 5.68) переднее днище 7, КО 2, силовые элементы 4 и заднее днище 5 об- разуют единый силовой каркас, препятствующий получению значительных де- формаций тонкой обечайки 3 при нагружении в процессе пробития корабельной преграды. При подрыве такой БЧ в замкнутом объеме корабля силовые элемен- ты выполняют роль режущих стержней, обеспечивая пробитие или ослабление переборок и палуб корабля. В 1968 г. на вооружение фронтовой авиации поступила первая отечественная тактическая ракета класса воздух-земля Х-66. Ее тактико-технические харак- теристики приведены в табл. 5.14. Траектория ее полета при пикировании ис- требителя МиГ-21 была почти прямой - ракета как бы «соскальзывала» на цель по направленному лучу РЛС. Для обеспечения возможности поражения различ- ных целей (бронетехники, укрытий, сооружений, живой силы противника) БЧ массой 103 кг, содержащая 51 кг ВВ, имела комбинированную конструкцию: кумулятивную облицовку и основной фугасный заряд, заключенный в осколоч- ную рубашку. Боевая часть оснащалась контактным взрывателем. При пуске ракеты двигатель сначала разгонял ее до скорости 440 м/с, а затем переходил на маршевый режим. Время управляемого полета ракеты составляло 20 с. На основе конструкции ракеты Х-66 в дальнейшем была спроектирована ракета Х-23, получившая название «Гром» и принятая на вооружение в 1974 г. Новая ракета, предназначенная для поражения наземных целей и небольших кораблей, сохранила схему и компоновку основных узлов ракеты Х-66, но была снабжена радиокомандной системой управления (в хвостовом отсеке размеща- лась аппаратура приема и дешифровки кодируемых управляемых радиосигна- лов). Пуск ракеты проводился с истребителя-бомбардировщика, летящего со ско- ростью от 600 до 1000 км/ч на высоте от 80 до 500 м. Угол пуска по отношению
5.9. Кумулятивно-фугасные БЧуправляемых ракет, бомб и торпед 405 Таблица 5.14. Тактико-технические характеристики некоторых ЗАР класса воздух-поверхность Индекс Масса, кг Диаметр, мм Длина, м ракеты БЧ УАР воздух-земля (Россия) Х-66 278 103 275 3,63 Х-15С 1200 150 455 4,8 Х-22М 5780 930 1810 11,65 Х-23 (Х-23М) 287 108(111) 275 3,59 Х-59 (Х-59М) 760 (920) 148 (320) 380 5,37 (5,69) Семейство УАР Maverick (США) AGM-65A,B 210 57-59 305 2,46 AGM-65C 210 57-59 305 2,46 AGM-65D 210 57-59 305 2,46 Индекс Размах оперения, мм Тип БЧ Дальность, км Скорость полета, м/с или в М УАР воздух-земля (Россия) Х-66 811 КОФ 8-10 — Х-15С 920 КФ 60-150 5М Х-22М 3000 ФК 300-400 ЗМ Х-23 (Х-23М) 785 КОФ 3-10 600-750 Х-59 (Х-59М) 1300 ФК (ПОФ) 40 (115) 250-300 (280) Семейство УАР Maverick (США) AGM-65A,B 720 к 3-15 2М AGM-65C 720 к 15 2М AGM-65D 720 к 20-25 2М Примечание. КОФ - кумулятивно-осколочно-фугасная БЧ; КФ - кумулятивно-фугасная БЧ; ФК - фугасно-кумулятивная БЧ; ПОФ - проникающая осколочно-фугасная БЧ; К - ку- мулятивная БЧ. к цели составлял от 2 до 40°, дальность пуска не превышала 3... 10 км, а время управляемого полета достигало 20 с. Ракета Х-23 имеет аэродинамическую схему «утка». При старте масса ра- кеты составляет 287 кг, а в конце активного участка полета - 225 кг. Кумулятив- но-осколочно-фугасная БЧ массой 108 кг (масса заряда ВВ из смеси ТГ40 состав- ляет 75 кг) со стальной конической КО гарантирует уничтожение защищенных объектов с толщиной брони до 250 мм и сплошное поражение небронированных
406 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы целей в радиусе до 40 м. Последнее обеспечивается осколочными элементами в виде кубиков с 10-мм гранью, которые наклеивались на БЧ в секторах вдоль ее корпуса таким образом, что при подрыве разлетались вбок. При встрече ракеты с преградой срабатывали находящиеся в рулевом отсеке контактные датчики, от которых сигнал шел на ПИМ, вызывающий подрыв БЧ. Ракетами вооружены самолеты МиГ-23, МиГ-27, Су-17 и др. Модернизированный вариант ракеты Х-23М при сохранении практически всех тактико-технических характеристик ракеты Х-23 оснащался более со- вершенной системой радиоуправления и трассером повышенной светосилы, облегчавшим визуальное сопровождение, при этом были несколько изменены аэродинамика ракеты и форма оперения. Основной недостаток первых отечественных УАР класса воздух-земля - командное наведение ракеты, поэтому следующим этапом развития стало создание автономных ГСН, которые могли бы с высокой степенью самосто- ятельности вести поиск, распознавание и наведение на цель. Наиболее эф- фективными оказались лазерные и телевизионные комплексы целеуказания и самонаведения. Высокоточный комплекс авиационного вооружения Х-59 «Овод», предна- значенный для поражения точечных наземных целей и малых кораблей, при- няли на вооружение в 1980 г. в составе истребителя-бомбардировщика Су-17М, контейнера управления и двух ракет. Ракета Х-59, построенная по схеме «бес- хвостка» с развитым крылом и дестабилизаторами, была снабжена двумя РДТТ: стартовым в сбрасываемом блоке и двухсопловым маршевым. Скорость поле- та-285 м/с. Первоначально на ракете устанавливали БЧ фугасно-кумулятивно- го действия. Но в 1984 г. на вооружение поступила модернизированная ракета Х-59М для использования на фронтовых бомбардировщиках Су-24М. Данная ракета может запускаться с малых высот (до 100 м) и выполнять низковысот- ный полет к цели на заданной высоте (от 50 до 1000 м в зависимости от релье- фа местности на суше и от 7 м и выше над морем). Точность стрельбы такой ракетой на предельную дальность 115 км сопоставима с точностью стрельбы ракеты Х-59 на дальность 40 км и составляет 2...3 м. Новый РДТТ позволил высвободить компоновочные объемы и разместить вдвое большую по массе БЧ. Основным вариантом стала проникающая осколочно-фугасная БЧ массой 320 кг (при этом масса заряда ВВ из смеси ТГА составляет 116 кг), однако предусмо- трен также вариант кассетной БЧ массой 280 кг с отдельными поражающими элементами осколочного и кумулятивного действия. Особо следует сказать о разработке специальных ПКР класса воздух-по- верхность, в которых принимались попытки использования кумулятивно-фугас- ных, фугасно-кумулятивных и кумулятивно-фугасно-зажигательных БЧ. Самая крупная из рассматриваемых ПКР Х-22М, принятая на вооруже- ние в 1974 г., предназначена для эффективной борьбы с авианосцами. Ракета оснащена фугасно-кумулятивной БЧ массой 930 кг (масса заряда ВВ - около 600 кг). При подрыве ось КЗ направлена вниз (под углом к оси ракеты) в сторону преграды (см. рис. 5.67, б). Попадание одной такой ракеты в борт корабля-ми- шени приводит к образованию пробоины площадью более 20 м2 и пробитию
5.9. Кумулятивно-фугасные БЧуправляемых ракет, бомб и торпед 407 кумулятивной струей внутренних отсеков на глубину до 12 м. Основной носи- тель ракеты Х-22М - стратегический бомбардировщик Ту-95К. В середине 1980-х гг. на базе известной ракеты Х-15 (которая была ответом на ракету SRAM (США), размещаемую на стратегических бомбардировщиках В-52), создали ПКР Х-15С (см. рис. 5.66), оснащенную радиолокационной ГСН. Стрельба такой ракетой производится по принципу «выстрелил-забыл», при этом на большей части траектории движения ракеты Х-15С управление осуществляется инерциальной системой наведения, а на конечном участке включается активная радиолокационная ГСН. Ракета Х-15С снабжена кумуля- тивно-фугасной БЧ массой 150 кг. Дальность пуска ракеты Х-15С до цели типа «крейсер» - 150 км, до цели типа «эсминец» - 100 км, до цели типа «катер» - 60 км. Твердотопливный двигатель позволяет развивать скорость до 5М. Ракета запускается как с роторных установок МКУ-6-1, так и с ординарных балочных установок носителей: самолетов Ту-95МС, Ту-22МЗ, Ту-160, Су-27К и Су-27ИБ. За рубежом яркий представитель управляемых ракет класса воздух-по- верхность - семейство ракет типа AGM-65 Maverick (США), предназначенных как для поражения малоразмерных прочных целей (танк, БТР, полевое укрепле- ние и др.), так и для борьбы с объектами на поверхности воды. Ракеты этого семейства отличаются друг от друга системами управления и БЧ. Всего было соз- дано шесть вариантов ракет Maverick с различными ГСН, в том числе AGM-65А, AGM-65B с телевизионными ГСН, AGM-65C с лазерной ГСН, AGM-65D с те- пловизионной ГСН, которые оснащены кумулятивными БЧ (см. табл. 5.14). Все ракеты построены по нормальной самолетной аэродинамической схеме и имеют цилиндрический корпус с затупленной носовой частью, состоящий из трех от- секов: системы наведения, боевой части и твердотопливного двигателя, системы управления. Ракеты входят в состав вооружения самолетов F-4, F-5E, F-15E, F-16, F-lll, А-7 и др. Наиболее известные зарубежные ПКР Garpoon и Tomahawk (США), Exocet (Франция), Kormoran (Германия), Gabriel (Израиль) снабжены фугасными или осколочно-фугасными проникающими БЧ. Вместе с тем имеются данные о раз- мещении на некоторых ракетах проникающих полубронебойных БЧ, например, на норвежской ракете Penguin. В 1980-х гг. подобные ПКР, в которых отказались от идеи использования кумулятивных зарядов в пользу проникающих оско- лочно-фугасных или полубронебойных БЧ, были созданы и отечественными конструкторами для вооружения кораблей и самолетов, например, ракеты Х-35 (аналог ракеты Garpoon) и Х-31А (аналог ракеты Exocet). Помимо ракет авиационного базирования, фугасно-кумулятивными БЧ были оснащены также отечественные ПКР морского базирования, тактико- технические характеристики некоторых приведены в табл. 5.15. Ракеты П-6 имеют надводный старт с дизельных и атомных подводных лодок (ПЛ), а раке- ты П-35 - с надводных кораблей. Крылатая ПКР П-500 «Базальт» аналогична по компоновке ракетам П-6 и П-35, но имеет более мощную фугасно-кумуля- тивную БЧ и большую дальность действия. Принятая на вооружение атомных ПЛ в 1975 г. и авианесущих крейсеров в 1977 г. ракета П-500 «Базальт» стала последней лодочной ракетой надводного старта. Ракета П-70 «Аметист» - первая
408 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы отечественная твердотопливная ПКР с подводным («мокрым») стартом, а ракета П-120 «Малахит» - последняя лодочная ракета на твердом топливе. Для поражения ПЛ используется ракетно-торпедное, минно-торпедное и бомбовое оружие. Подводная лодка представляет собой сильнозащищенную одиночную цель, имеющую однокорпусную или двухкорпусную конструкцию. Для того чтобы разрушить прочный корпус и поразить внутренние объекты Таблица 5.15. Тактико-технические характеристики некоторых отечественных ПКР морского базирования с фугасно-кумулятивной БЧ Индекс Масса, кг Длина, м Даль- ность, км Высота полета, м Ско- рость полета, км/ч Старт ракеты БЧ П-6 6000 930 10,2 500 100-7000 1250 Надводный П-35 6000 500 11,0 300 400-7500 400 » П-500 «Базальт» 6000 500 Н,7 550 50-5000 3000 » П-70 «Аметист» 3700 1000 7,0 80 60 1160 Подводный П-120 «Малахит» 3200 1000 9,0 120 60 1100 » двухкорпусной ПЛ, необходимо пробить внешний акустический слой (ре- зина) и металлический легкий корпус, слой балластной воды, достигающий по толщине 1,5... 1,8 м, и корпус из высокопрочной судостроительной стали (не уступающей по прочности броневой стали) толщиной до 60...75 мм. Для эффективного поражения таких двухкорпусных ПЛ традиционные фугасные БЧ противолодочных торпед, противолодочных авиационных бомб (ПЛАБ) и РГБ должны иметь массу заряда ВВ не менее 100 кг, что возможно реализовать лишь в крупногабаритных образцах данных боеприпасов. В этой связи для по- вышения эффективности действия малогабаритного торпедного и бомбового оружия используется направленный взрыв кумулятивно-фугасных БЧ. В качестве примера управляемого реактивно-бомбового оружия можно при- вести отечественную корректируемую авиационную противолодочную бомбу СЗВ, предназначенную для поражения ПЛ на глубине до 600 м, а также в надво- дном, перископном положениях и лежащих на грунте. Такая бомба применяется с противолодочных самолетов и вертолетов Ту-142, Ми-14, Ка-28. Корректиру- емая авиационная противолодочная бомба с активной гидроакустической пе- ленгацией отличается высокой эффективностью по сравнению с неуправляемой ПЛАБ с традиционной фугасной БЧ. Вероятность поражения цели по сравнению с фугасной авиабомбой типа ПЛАБ выше в 1,2-1,5 раза в условиях мелкого моря (до 200 м) и в 4—8 раз - на глубинах до 600 м. Масса бомбы при калибре 211 мм и длине 1300 мм составляет 94 кг, а масса кумулятивно-фугасного заряда ВВ с комбинированной (конус - полусфера) кумулятивной облицовкой - 19 кг, ско- рость погружения - 16,2 м/с, угол планирования от вертикали - до 60°, система траекторной коррекции - активная гидроакустическая. Движение на подводном участке траектории происходит под действием сил гравитации.
5.9. Кумулятивно-фугасные БЧуправляемых ракет, бомб и торпед 409 На вооружение ВМФ РФ принят противолодочный комплекс РПК-8 «За- пад», предназначенный для поражения ПЛ, торпед и подводных диверсантов. Ракета комплекса «Запад» по габаритам практически совпадает с неуправляемой реактивной глубинной бомбой РГБ-60 противолодочного комплекса «Смерч-2», однако отделяемый в воде гравитационный подводный снаряд оснащен систе- мой коррекции. При ударе о корпус ПЛ происходит подрыв БЧ направленного действия. Калибр ракеты составляет 212 мм, ее длина - 1830 мм, масса раке- ты - 112,5 кг, масса гравитационного снаряда - 67 кг, а масса заряда ВВ - 19 кг. Использование кумулятивного эффекта взрыва - одно из направлений по- вышения эффективности поражающего действия противолодочных малогаба- ритных торпед. В настоящее время такие торпеды поступают на вооружение армий многих зарубежных стран. Так, в США активно проходит модернизация существующей малогабаритной торпеды Мк46 мод. 5А и создание малогаба- ритной противолодочной торпеды Мк54. В ракете Мк46 мод. 5А используется стандартное БЗО Мк103 мод. 1, содержащее ВВ типа PBXN-105 массой около 44,6 кг. Для достижения наибольшего поражающего эффекта заряда направлен- ного действия на конечном участке наведения (атаки) обеспечивается сближение торпеды по нормали (или близко к перпендикулярному направлению) к поверх- ности корпуса цели. В Великобритании создана усовершенствованная модификация малогаба- ритной противолодочной торпеды Stringray мод. 1, одной из отличительных осо- бенностей которой является применение в БЗО кумулятивного заряда ВВ массой около 45 кг. В целях обеспечения требуемого уровня боевой эффективности и, прежде всего, возможности гарантированного поражения современных двухкор- пусных ПЛ, в том числе с корпусом из титановых сплавов, система наведения обеспечивает вывод торпеды к цели таким образом, чтобы на момент подрыва ВВ она двигалась по нормали (или достаточно близко к перпендикулярному направлению) к поверхности корпуса атакуемой подводной лодки. В Италии разработана малогабаритная противолодочная торпеда А-200, при создании которой реализован принцип «выстрелил-забыл». Предусматривается несколько вариантов ее компоновки в зависимости от носителя. Базовая модифи- кация выполнена в габаритах РГБ (длина- 0,88 м, калибр - 0,12 м, масса- 12 кг), в то время как авиационная имеет длину 0,91 м и массу 12,5 кг. Корабельный вари- ант предполагает две модификации: собственно противолодочную (длина - 2,04 м, масса - 32,7 кг) и противоминную (длина - 1,25 м, масса - около 13 кг), которые могут при использовании стартового ускорителя выстреливаться из установки пуска 130-мм НУРС пассивных помех. Применение в авиационном варианте куму- лятивного (масса-2,5 кг), а в корабельном-тандемного (кумулятивно-фугасного) заряда ВВ позволяет поразить современную двухкорпусную подводную лодку. С 1997 г. осуществляется серийное производство малогабаритной противо- лодочной торпеды MU-90 Umpact (Франция, Италия) (корабельный и авиаци- онный варианты). Применение в БЗО торпеды MU-90 кумулятивного заряда ВВ массой около 59 кг (рис. 5.69, а) дает возможность разрушить струей на- правленного действия два корпуса ПЛ (прочный и легкий), разделенных слоем балластной воды и отстоящих друг от друга на расстоянии до 1,2 м (рис. 5.69, б).
410 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы а Рис. 5.69. Малогабаритная противолодочная торпеда MU-90 Umpact (Франция, Италия): а - общий вид БЗО; б - схема пробития двухкорпусной ПЛ и структура образуемых пробоин На уровне лучших мировых образцов малогабаритных противолодочных торпед находится отечественная авиационная тепловая самонаводящаяся тор- педа ТТ-4 калибром 324 мм, предназначенная для уничтожения современных ПЛ любых типов во всем диапазоне глубин их хода и работающая в автоном- ном режиме (по принципу «выстрелил-забыл»). Носителями торпеды ТТ-4 Рис. 5.70. Авиационная тепловая самонаводящаяся 324-мм торпеда ТТ-4 (Россия): 1 - носовой отсек; 2 - кумулятивно-фугасная БЧ; 3 — приборный отсек; 4 — отсек силовой установки; 5 - кормовой отсек; 6 - система торможения и стабилизации могут быть самолеты и вертолеты, а также надводные корабли с торпедными аппаратами. Кроме того, торпеда может использоваться в качестве БЧ ракетных противолодочных комплексов. Торпеда может быть оснащена БЧ направленно- го действия, аналогичной по конструкции БЧ авиационной противолодочной бомбы СЗВ и самонаводящегося гравитационного снаряда ракеты комплекса «Запад» (рис. 5.70).
5.10. Методика расчета параметров функционирования КЗ 411 5.10. Методика расчета параметров функционирования кумулятивных зарядов Существуют два метода расчетного определения параметров функциони- рования КЗ. Первый из них заключается в численном интегрировании системы дифференциальных уравнений, описывающих поведение составных элементов КЗ на разных стадиях кумулятивного действия: обжатия (схлопывания) КО под действием ПД, образования КС или формирования ПЭ, растяжения и разрыва КС, проникания КС или ПЭ в преграду. Такой метод расчета требует обычно со- ставления нескольких взаимосвязанных программ, использования современных ЭВМ, знания свойств ВВ и материалов КО, корпуса, линзы и других составных элементов заряда. Второй метод, получивший название метода инженерного расчета, основан на гидродинамической теории кумуляции, а также ряде приближенных соотно- шений по определению активной массы заряда, скорости метания облицовки, уг- ла схлопывания отдельных элементов облицовки и экспериментальных данных. В силу широкого использования экспериментальных данных для тарировки или определения отдельных параметров функционирования КЗ этот класс методов иногда называют расчетно-экспериментальным. Рассмотрим один из возможных методов инженерного расчета, предназна- ченный для оперативной оценки основных параметров КЗ с высокими кониче- скими облицовками, обеспечивающих формирование классических КС. Именно такие КЗ характерны для большинства из рассмотренных выше кумулятивных БП. Кумулятивная струя формируется последовательно, начиная с элементов, лежащих у вершины КО. Процессы схлопывания облицовки и формирования КС могут быть рассчитаны приближенно, для чего вводят систему координат, начало которой расположено на некотором удалении от геометрической вер- шины КО (рис. 5.71). Далее разбиваем КО по высоте h на п в общем случае неравных сечений плоскостями, перпендикулярными оси симметрии заряда, и рассматриваем последовательность расчета произвольного z-ro элемента об- лицовки высотой Az.. Среднюю скорость схлопывания z-ro элемента КО можно определить по формуле Pi Р,. + 2’ °КО/ = где D - скорость детонации; = mJ Мко. - коэффициент нагрузки, тл. и Мко. - активная масса заряда и метаемая масса КО в z-м сечении. Коэффициент % учитывает отклонение принятой модели метания от реально происходящего процесса схлопывания. В первом приближении % = 1 для показателя изоэнтропы ПД&=3 и %. = 1,2 для А: = 2,55.
412 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы тЪЪ1 mai а, 2 Активная масса та. вычисляется по формуле Mt -MKOi ^KO z + WBB z j где тивв. и М. - массы заряда и его наружной оболочки в рассчитываемом сечении. Скорость, масса и энергия элемента КС определяются по формулам гидро- динамической теории кумуляции: ct§ Ь = Usin —l- L KCz KOz о I KCz KOz I q I ’ „ ^KCz^KCz £KCZ = --Ъ’ где а. - угол схлопывания z-ro элемента КО (см. треугольник АВС на рис. 5.71). Рис. 5.71. Схема расчета параметров функционирования КЗ: 1 - корпус; 2 - КО; 3 - ПД; 4 - точка инициирования; 5 - фронт детонационной волны; 6 - ВВ; 7 - преграда
5.10. Методика расчета параметров функционирования КЗ 413 К моменту начала формирования z-ro элемента струи значение тангенса угла а составит (см. рис. 5.71): tg (а.) = Гм = , 1 Az. ISz. где оКОг - (&КО/-1 + ° ко;) / определяет скорость перемещения верхней границы, а °ко;+1 ~ (^ко/ + ^koz+i) / - скорость нижней границы z-ro элемента. Для расчета угла схлопывания первого и последнего элементов приближенно принимают ^ко1 ~ ^ко1 ^кои+1 ~ ^кои или используют экстраполяционные зависимости вида ^KOl = (4^KO1 ~3flKO2 + ^КОз) / ^КОи+1 = (4^КОи ~3flKOw_i + ^КОи-2) / Начальная длина элемента струи /0. равна длине образующей элемента КО (см. рис. 5.71). За время полета элемент удлиняется на А/ под действием сил, вы- званных наличием значительных градиентов осевых составляющих скоростей, причем на расстоянии F. = z. - zQ. - lQ. от места образования удлинение элемента КС можно определить следующей зависимостью: F. Щ = 4,—-graded = -zo;)szop (5.1) ^KCz где gradz>KC/ = 8z0. = 0,5(r;KC._1 -vKCi+l)/lQi - начальный градиент осевой скорости; t. - текущее время, отсчитываемое от момента подхода фронта детонационной волны к началу выбранной системы координат (/0. - момент образования z-ro элемента струи: tQ. = z^/D + ^/»ko;+/o; Л>ксг Тогда полная текущая длина эле- мента КС равна где пъ. - коэффициент предельного удлинения элемента КС. Данный параметр может быть определен на основе экспериментальных исследований по следу- ющей зависимости: пы - А + ^ксо До/ > (5.2) где А и В - коэффициенты, определяемые экспериментально для конкретного материала облицовки (табл. 5.16); 2?Ксо/ и ^zOz — начальные значения радиуса и градиента скорости вдоль КС, 2?ксо/ = J^kcz/O^oz Ркс)-
414 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы Таблица 5.16. Экспериментальные значения для расчета коэффициентов предельного удлинения пь некоторых материалов Материал А В, мкс/мм Материал А 5, мкс/мм Алюминий 1,5 12,2 Сталь 20 1,6 8,0 Медь 1,8 15,2 Тантал 2,2 18,0 Никель 1,8 14,0 Цирконий 1,5 25,9 Ниобий 2,4 17,7 Максимально возможная длина элемента струи I находится по соотноше- нию lm. = nhilQi. Это условие определяет время tmi и осевую координату zm. разрыва z-ro элемента (отмечена крестиком на рис. 5.71): 2(/ .-Zo.) 2/0/(и,.-1) f _ f _i___mi___Uz / _ f _i__Uz bi___/ . Lmi ~ l0i “r _ ~ l0i "r _ ’ ^KCz-1 ~ ^KCz+1 ^KCz-1 ~ VKCi+l Zmi ~Z0i ~ ^Oz)^KCz’ Очевидно, что если zm. - zQ. - lQ. < F. (см. рис. 5.71), то текущий элемент КС разрывается до начала момента проникания, в противном случае он внедряется в преграду в неразорванном состоянии. Следует отметить, что для расчета зна- чений градиента осевой составляющей скорости вдоль КС, входящего в форму- лы (5.1) и (5.2), для первого и последнего элементов необходимо приближенно принять яксо = аКС1, аКСя+1 = vKCn или воспользоваться экстраполяционными за- висимостями вида ^КСО ~ 3z>KCl “ 3flKc2 + ^ксз> ^КСи+1 ~ — ЗакСл_1 + ^КСл-2- Согласно гидродинамической теории кумуляции, глубина L. и скорость проникания (пробития) . z-ro элемента в преграду определяются следующим образом: (5.3) У Рп где Р = pBBD2/(pBBD2)0 - коэффициент, учитывающий влияние ВВ; (pBBD2)0 - характеристика опорного состава ВВ (рвв = 1,65 г/см3, D = 8,1 км/с); = (якс. - - ^кС)/^кС - экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние скорости
5.10. Методика расчета параметров функционирования КЗ 415 на глубину пробития; г£с - критическая скорость пробития, значения которой приведены в табл. 5.17, причем = 0 при z>KC. < я’с, а при якс. > 4 км/с = 1. Таблица 5.17. Значения критической скорости пробития КС в зависимости от материалов преграды и КО Материал преграды Материал КО о‘кс.м/с Сталь: закаленная, 50 HRC Сталь 2200 125 НВ Сталь/дюралюминий 2050/3300 Дюралюминий, 115 НВ Дюралюминий 2900 Бетон Медь/сталь 1500/1900 Мрамор Медь 1600 Известняк То же 1500 Песчаник » 1300 Лед » 1800 Грунт мерзлый Сталь 1000 Итоговая глубина пробития КЗ гомогенной преграды на фокусном рассто- янии F определяется по формуле L-tk. 1=1 Диаметр пробоины в преграде рассчитывают по приближенной зависимо- сти, полученной в предположении пропорциональности кинетической энергии элемента КС £кс. работе деформирования, необходимой для образования цилин- дрической каверны диаметром . и длиной L.\ где Л - удельная работа вытеснения единицы объема материала преграды, определяемая по экспериментальным данным. На удельную работу вытеснения единицы объема материала влияют не толь- ко свойства материала преграды, но и конкретная конструкция КЗ, а также расстояние от рассчитываемого сечения каверны до свободной поверхности преграды (вблизи поверхности значение Лудв не постоянно, что и определяет резкое расширение отверстия и образование характерной полости). Как правило, значение находят экспериментальным путем.
416 Глава 5. Кумулятивные боеприпасы В интервале dKCi <10 значение A^n может быть оценено следующей ступенчатой функцией: где К - коэффициент; J - диаметр z-ro элемента КС. В случае пробития прочной стальной преграды КЗ с медной конической облицовкой можно при- нять = 0,3 • 1010Дж/м3, К = 0,3 • 109 Дж/м3. При отношении LjdKCi >10 для тех же условий значение А в будет постоянным и может составлять А ~ = 0,6- 1010 Дж/м3. УДВ Для оценки значения удельной работы вытеснения объема материала в глу- бинных слоях преграды, где ее можно считать постоянной, используют также зависимость А *~Н* + НВ, где НВ - динамическая и статическая (по Бри- неллю) твердости материала преграды соответственно. Зависимость (5.4) после ряда преобразований можно использовать и в виде doTBi ~ l ~ РкС Рп ’ где А - коэффициент удельной работы вытеснения единицы объема материала преграды, значения которого приведены в табл. 5.18; dKC. и якс. - диаметр и ско- рость z-ro элемента КС; ркс и рп - плотности материалов КС и преграды. Таблица 5.18. Значение коэффициента Л для различных материалов Материал преграды рп, г/см3 А мм3/2 ’ Дж,/2 Материал преграды рп, г/см3 А мм3/2 ’ Дж1/2 Конструкци- онная сталь Алюминие- вый сплав Титан 7,80-7,82 2,7 4,5 0,5-0,6 0,6-0,8 0,44 Медь Свинец Лед Бетон Тяжелый суглинок 8,9 11,3 0,95 2,2-2,6 1,75 0,9 2,2 2,7 0,8 4,0 Расчет диаметра отверстия в преградах конечной толщины ведется, как пра- вило, по полуэмпирическим зависимостям, в основу вывода которых положен закон сохранения энергии. Изложенная методика напрямую не учитывает влияния технологических факторов, обусловленных структурными особенностями состава ВВ и материала КО, точностью изготовления составных элементов и сборки изделия в целом, на характеристики действия КЗ. Однако косвенным образом это влияние уч- тено экспериментальными коэффициентами, например, параметрами А и В в формуле (5.2); критической скоростью пробития я’с, входящей посредством
Список рекомендуемой литературы 417 коэффициента в выражение (5.3); значением А^в удельной работы вытеснения единицы объема материала преграды. Данная методика принимает во внимание также сжимаемость, прочностные свойства и неоднородность физико-механических параметров реальной прегра- ды, которые при необходимости можно учесть введением поправочных коэффи- циентов в исходные формулы. Так, формулу (5.3) для определения глубины про- бития с учетом ряда неучтенных факторов можно записать в следующем виде: N Рп где ка - коэффициент, учитывающий прочность преграды; к. - сжимаемость струи и преграды; - вращение КЗ; kF - расстояние от КЗ до преграды; кт - уровень технологии изготовления КЗ. Диапазон числовых значений этих коэффициентов по результатам эксперимен- тальных исследований в первом приближении может составлять: ка = 1,00...0,75 (от низкоуглеродистой до высокопрочной сталей); ку = 1 ...2 (от проникания медной или стальной КС в сталь или в воду); к& = 1,0...0,5 (при вращении КЗ со скоростями 0... 20000 об/мин); kF = 1 при установке КЗ на фокусном расстоянии (уменьшает- ся при изменении этого расстояния); кт = 1 для идеально точно изготовленного КЗ (уменьшается при переходе к КЗ пониженной точности изготовления). Существуют и другие инженерные методики расчета КЗ, формирующих классические высокоскоростные и высокоградиентные кумулятивные струи. В случае использования КЗ с полусферическими и сегментными облицов- ками, а также пологими коническими облицовками, формирующими малогра- диентные массивные КС или ПЭ, необходимо вносить коррективы в расчетные методы и применять другие или модифицированные методики. Основные зави- симости для оценки действия компактных ПЭ (ударных ядер) приведены в гл. 6. Список рекомендуемой литературы Авиационные боеприпасы: учебник / Ф.П. Миропольский, Е.В. Пырьев, В.В. Го- ловенкин, С.В.Хрулин; под ред. Ф.П. Миропольского. М.: Изд-во. ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», 2010. Ангельский Р. Отечественные ПТРК // Техника и вооружение. 2001. № 2-А. Базилевич В. М. Противотанковое гранатометное вооружение //Военный парад. 1995. №2. Бойченко В. Г, Смеликов В. Г Кумулятивные боевые части боеприпасов в «Базаль- те» за 50 лет / В кн.: Мястяжарт. ГСКБ-47. ФГУП ГН1Ш «Базальт» / под общей ред. А.Л. Рыбаса. -М.: НО «АЛСОП», 2011. Вооружение и военно-морская техника России. М.: ООО «Военный парад», 2003. ВоротилинМ.А., Князева Л. И, Чуков А. Н, ШмараковЛН Современные средства поражения бронетанковой техники: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2005. ВоротилинМ. С., Чуков А. Н, ШмараковЛН. Боеприпасы. Современное состояние и тенденции развития: учеб, пособие. Ч. 1. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009.
418 Список рекомендуемой литературы ВоротилинМ. С., Чуков А. И, Шмараков Л.Н. Боеприпасы. Современное состояние и тенденции развития: учеб, пособие. Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Воротилин М. С., Шмараков Л. Н. Авиационные бомбы: учеб, пособие. Тула: Изд- во ТулГУ, 2011. Высокоточное оружие зарубежных стран. Т. 1. Противотанковые ракетные комплек- сы: обзорно-аналитический справочник / ГУП «Конструкторское бюро приборострое- ния». В.М. Лихтеров [и др.]. Тула: Бедретдинов и Ко, 2008. Высокоточное оружие зарубежных стран. Т. 2. Танковые, артиллерийские, миномет- ные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы: обзорно-анали- тический справочник / ГУП «Конструкторское бюро приборостроения». В. М. Лихтеров [и др.]. Тула: Власта, 2011. Гуров С. В. Реактивные системы залпового огня: обзор / под общ. ред. Н. А. Мака- ровца. Тула: Издательский дом «Пересвет», 2006. Дерябин П. И, Ганин А. А., Горобец А. А. Проектирование средств поражения и бое- припасов: учеб, пособие. Пенза: ПАИИ, 2004. Дудка В.Д., Чуков А. И, Шмараков Л. Н. Высокоточные боеприпасы различного целевого назначения: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2002. Забнев А. Ф. Торпедное оружие. М.: Воениздат, 1984. Инженерные боеприпасы. Руководство по материальной части и применению. Кн. 1. М.: Военное изд-во МО СССР, 1976. Карпенко А. Отечественные ручные гранаты. М.: ООО Изд-во «Цейхгауз», 2006. Кислов Ф. Основные тенденции развития торпедного оружия ВМС НАТО // Зару- бежное военное обозрение. 2002. № 7. Лови А. А., Кореньков В. В., Базилевич В. М., Кораблин В. В. Отечественные противо- танковые гранатометные комплексы // Пехотное оружие России: Спецвыпуск. М.: ООО «Восточный горизонт», 2001. Марковский В., Перов К Советские авиационные ракеты воздух-земля. М.: ООО Издательский центр «Экспринт», 2005. Минин И. В., Минин О. В. Кумулятивные заряды: монография. Новосибирск: СГГА, 2013. Миропольский Ф. П., Саркисян Р. С., Вишняков О. Л., Попов А. М. Авиационные боеприпасы и их исследование. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1996. Морозов В. П., ОбуховичВ.А., Сидоренко С. И., Широкорад А. Б. Энциклопедия со- временной военной авиации. М.: ООО Изд-во «АСТ»; Минск: Харвест, 2001. Новейшая энциклопедия вооружения: в 2 т. / пер. с пол.; под ред. Р. Возняка. Минск: ООО «Попурри», 2004. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 2. Ракетно-артиллерийское вооружение сухопутных войск. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2000. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 3. Вооружение Военно- морского Флота. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2001. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 10. Авиационное воору- жение и авионика. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2004. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 12. Боеприпасы и средства поражения. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2006.
Список рекомендуемой литературы 419 Оружие России: Каталог. Т. 1: Вооружение сухопутных войск. М.: АОЗТ «Военный парад», 1995. Оружие России: Каталог. Т. П: Авиационная техника и вооружение Военно-воз- душных сил. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: Каталог. Т. Ш: Корабли и вооружение Военно-морского флота. М.: АОЗТ «Военный парад», 1996. Оружие России: Каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Оружие России: Энциклопедический справочник. М.: ООО «Дом Славянской книги», 2007. Основы проектирования кассетных артиллерийских боеприпасов: учеб, пособие / В.Ф. Русеков, Е.Н. Никулин. СПб.: Изд-во Балт. гос. техн, ун-та, 2013. Партала С. В., Алчинов В. И., Бурлов В. В. и др. Конструкция средств поражения, боеприпасов, взрывателей и систем управления средствами поражения. Конструкция и функционирование ПТУР: учеб, пособие. Пенза: ПАИИ, 2004. Пинаев В, М. Боевые части реактивных снарядов систем залпового огня. Конструк- ции. Расчет. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Прибылое Б. В., Кравченко Н Е. Ручные и ружейные гранаты. М.: «Арктика 4Д», 2008. Прибылое Б. В. Ручные гранаты: справочник. М.: «Арктика 4Д», 2004. Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение. 1973. Пырьев Е.В., Резниченко С.Н. Бомбардировочное вооружение авиации России. 1912-1945 гг. / под общ. ред. Ю.П. Клишина. М.: Редакционно-издательский центр Генштаба ВС РФ, 2001. Ракетно-артиллерийское вооружение. М.: ООО «Военный парад», 2004. Растопшин М. Инженерные боеприпасы // Техника и вооружение. 1998. № 10. Растопшин М. Артиллерийские высокоточные боеприпасы // Техника и вооруже- ние. 1999. № 8. Растопшин М., Солопов А. Особенности развития отечественных противотанковых ракетных комплексов //Техника и вооружение. 2000. № 10. Растопшин М. Особенности развития зарубежных ПТРК //Техника и вооружение. 2002. №1. Растопшин М. Пути повышения параметров защиты танков и эффективности противотанковых средств //Техника и вооружение. 2002. № 9. Резниченко С. И. Реактивное вооружение советских ВВС 1930-1945 гг. М.: Бедрет- динов и Ко, 2007. Родионов Б. И., Новичков Н. И Крылатые ракеты в морском бою. М.: Воениздат, 1987. Свирский О. В. Тенденции развития кумулятивных средств поражения БТТ по дан- ным открытых зарубежных источников //Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2006. № 3 (48). Слуцкий В. Тенденции развития противотанковых средств //Зарубежное военное обозрение. 1995. № 9. Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтоже- нию / под общ. ред. А. А. Каллистова. М.: СП «Нова», 1992.
420 Список рекомендуемой литературы Средства ближнего боя. Ручные гранатометы: учеб, пособие / Е. Н. Никулин, В.Ф. Русеков, И. А. Семенов; Под ред. В.И. Запорожца. СПб.: Изд-во Балт. гос. техн, ун-та, 2008. Сычев В. А. Корабельное оружие. М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1984. Тришин Ю. А. Физика кумулятивных процессов. Новосибирск: Изд-во ИГ им. М. А. Лав- рентьева СО РАН, 2005. Федосеев С. Л. Оружие современной пехоты: иллюстрированный справочник. М.: ООО Изд-во «Астрель», 2002. Физика быстропротекающих процессов: в 3 т. Т. 2 / под ред. Н. А. Златина. М.: Мир, 1971. Физика взрыва: в 2 т. / под ред. Л.П. Орленко. М.: Физматлит, 2004. Частные вопросы конечной баллистики / под ред. В. А. Григоряна. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. Широкорад А. Б. Вооружение советской авиации 1941-1945 гг. / под общ. ред. А. Е. Тараса. Минск: Харвест, 2004. Широкорад А. Б, Энциклопедия отечественной артиллерии / под общ. ред. А. Е. Та- раса. Минск: Харвест, 2000. Широкорад А. Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия. 1817-2002 / под общ. ред. А.Е. Тараса. М.: ООО Изд-во «АСТ»; Минск: Харвест, 2003. Шунков В. Н. Вооружение пехоты. Минск: ООО «Попурри», 2001. Шунков В. Н. Ракетное оружие. Минск: ООО «Попурри», 2001. Шунков В. Н. Энциклопедия новейшего стрелкового оружия. М.: ООО Изд-во «АСТ»; Минск: Харвест, 2006. Шунков В. Н. Энциклопедия реактивной артиллерии. Минск: ОАО «Полиграфком- бинат им. Я. Коласа», 2004. Walters W В, Zukas J, A. Fundamentals of shaped charge. N.Y.: John Wiley and Sons, 1989.
Глава 6 Боеприпасы с использованием ударного ядра 6.1. Принцип действия и классификация боеприпасов с ударным ядром Боеприпасы с использованием ударного ядра - это разновидность кумуля- тивных боеприпасов (КБП). Для БП данного класса в целом еще не существует устойчивого и исчерпывающе точного общепринятого названия. Иногда их называют боеприпасами со взрывоформируемыми снарядами или ударниками EFP (Explosively Formed Projectiles / Penetrators), боеприпасами co снарядофор- мирующими зарядами (СФЗ), боеприпасами с самоформирующимися снарядами SFP (Self Formatting Projectiles). Наиболее точно, хотя и несколько громоздко, было бы называть эти БП кумулятивными боеприпасами точного прицеливания, формирующими дальнобойные ПЭ - так называемые «ударные ядра». Наибо- лее часто употребляемым (хотя и не вполне ясным на первый взгляд) является название, вынесенное в заголовок данного подраздела, - боеприпасы с исполь- зованием ударного ядра. Начало интенсивного развития БП с ударным ядром относится к концу 1970-х гг. Именно тогда наметился качественный скачок в повышении эффек- тивности противотанкового кассетного оружия в связи с выдвижением идеи создания кассетных суббоеприпасов особого рода - самомоприцеливающихся боевых элементов (СПБЭ) дистанционного кумулятивного действия. Последу- ющие исследования привели к разработке и принятию на вооружение армий стран мира большого количества образцов противотанковых БП с ударным ядром. Наиболее точно и образно сущность технического решения СПБЭ выража- ется аббревиатурой SAD ARM (Sense And Destroy Armor - «обнаружь и уничтожь бронецель»). Высокую боевую эффективность СПБЭ типа SAD ARM обеспе- чивают три ключевых технических решения, органично сочетающихся в одном устройстве. Они касаются формы выполнения кумулятивного узла (кумуля- тивный СФЗ - КЗ, формирующий дальнобойный ПЭ), типа ВУ (неконтактное с узкой диаграммой направленности), а также характера ориентации и движения БЭ при его автономном полете к поверхности земли после выброса из кассеты (поступательно-вращательный при угловом расположении продольной оси эле- мента относительно вертикали). В качестве КО в разрывном заряде ВВ боевого элемента типа SAD ARM применяются низкие конические (угол раствора 150 ... 160°) или сегментные облицовки (высота прогиба основания облицовки hQ ~ (0,1 ... 0,2) rf, где d3 - диаметр заряда). Кумулятивные заряды с такими облицовками при взрыве формируют не высокоградиентную растягивающуюся КС, а безградиентный
422 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра ПЭ (ударное ядро), обладающий достаточно большой массой (до 90... 100% массы облицовки) и движущийся со скоростью ve = 2 ... 3 км/с. При калибре заряда 100...200 мм формирующиеся ПЭ по скорости и кинетической энергии сопоставимы с артиллерийским бронебойным снарядом, поэтому такие заряды часто называют снарядоформирующими. Они обеспечивают бронепробитие на уровне (0,5... 1,1) <7, что существенно меньше бронепробития КБП с вы- сокими коническими облицовками, достигаемого на оптимальном (фокус- ном) расстоянии от преграды (рис. 6.1). Однако отличительная особенность СФЗ - сохранение указанного уровня бронепробития при действии по цели с расстояний в несколько сотен (до тысячи) калибров, когда КБП с высокими коническими облицовками не способны поразить даже легкобронированную технику. При действии СФЗ по наименее защищенной верхней части танка необходимый уровень пробития достигается в разумных калибрах БЭ (100 ... 150 мм), при этом возникает мощный запреградный эффект (УВ, осколочный поток, зажигательное действие), существенно превышающий эффект, обеспе- чиваемый обычными КБП. Принципиальным с точки зрения использования СФЗ для поражения относительно малоразмерных целей с больших рассто- яний является также и то, что при существующем технологическом уровне изготовления КЗ вполне реально обеспечить высокую вероятность попадания ПЭ, сформированного предварительно нацеленным СФЗ, в верхнюю проек- цию бронецели. Основа неконтактного взрывательного устройства в СПБЭ типа SAD ARM - это так называемый координатор цели (КЦ), который представляет собой приборное устройство (пассивного или активного типа) с узкой диаграммой направленности. Его устанавливают с обеспечением параллельности осей сим- метрии СФЗ и оси диаграммы направленности. Ось диаграммы направленности «смотрит» в точку прицеливания СФЗ. При малой ширине диаграммы направ- ленности (например, для СПБЭ отечественной РБК-500 угол поля зрения КЦ составляет 0,75°) попадание в поле зрения КЦ бронеобъекта соответствует прицеливанию СФЗ на этот объект. При этом идентификация объекта на фоне подстилающей поверхности может осуществляться, например, по тепловому контрасту или радиометрическим путем. Главная задача КЦ - выдача команды Рис. 6.1. Характер зависимости бронепробития L от расстояния F заряда до преграды: 7 - с высокой КО; 2 - СФЗ
6.1. Принцип действия и классификация боеприпасов с ударным ядром 423 на дистанционный подрыв СФЗ в момент его прицеливания на бронеобъект, что обеспечивает последующее его поражение формируемым ПЭ (ударным ядром). Если ограничиться двумя приведенными выше техническими решениями БЭ кассетного оружия, то уже только это повысит вероятность поражения бронецели одним БЭ по сравнению с традиционным кассетным элементом контактного действия (например, типа ПТАБ-2,5). Действительно, по мере движения к поверхности земли КЦ в поисках цели просматривает значительно больший участок поверхности. Кроме того, в кассетных СПБЭ типа SAD ARM реализовано еще одно остроумное решение, выводящее такие БП на качествен- но более высокий уровень. За счет ориентации параллельных осей СФЗ и КЦ под некоторым углом к вертикали и одновременного вращательного движения снижающегося БЭ вокруг вертикальной оси обеспечивается сканирование КЦ местности по спирали с уменьшением радиуса по мере снижения. Таким об- разом, задача наведения БП на бронецель решается относительно простыми «механическими» средствами - во время движения БП происходит как бы его «самоприцеливание» (отсюда и укоренившееся название подобных суббоепри- пасов - БЭ различных систем оружия). За КЦ закрепляются лишь функции обнаружения этой цели и выдачи команды на подрыв дальнобойного КЗ. Схему и принцип действия кассетного противотанкового БП с СПБЭ ти- па SAD ARM рассмотрим на примере кассетного артиллерийского снаряда (рис. 6.2 и 6.3). За рубежом это снаряды к 203,2-мм и 155-мм гаубицам. Такой снаряд состоит из корпуса 3, тонкостенного головного обтекателя 7, вкладного дна 1 с ведущим пояском 2, двух или трех СПБЭ, неконтактного взрывателя 6, вышибного заряда 5 и толкателя 4, Каждый боевой элемент снабжен тормозным устройством для гашения вращательного движения, вращающимся парашю- том, СФЗ, неконтактным ВУ (КЦ, микропроцессор и блок питания). Снаряд выстреливается из артиллерийской системы в направлении скопления танков. На заданных дальности и высоте происходит раскрытие корпуса снаряда с от- делением вкладного дна и выбрасыванием БЭ. Осуществляется значительное снижение скорости вращения БЭ, которые затем спускаются на парашютах Рис. 6.2. Кассетный артиллерийский снаряд с СПБЭ типа SAD ARM: 1 - вкладное дно; 2 - ведущий поясок; 3 - корпус; 4 - толкатель; 5 - вышибной заряд; 6 - неконтактный взрыватель; 7 - головной обтекатель
424 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.3. Схема действия СПБЭ типа SAD ARM со скоростью до 15 м/с (здесь и далее конкретные значения приведены для су- ществующих СПБЭ). При этом продольная ось элементов отклонена на угол Р = = 25.. .35° от вертикали, а сами элементы продолжают вращательное движение относительно оси подвеса парашюта с частотой п « 6...8 об/с. На высоте Н~ ~ 150.. .200 м КЦ приводится в боевое состояние. Угловое положение БЭ в про- странстве и одновременное его вращение относительно оси подвеса обеспечи- вают КЦ сканирование по сходящейся спирали района местонахождения танков. После обнаружения танка КЦ бортовой микропроцессор определяет положение его центра и задает оптимальное время подрыва разрывного заряда. Формируе- мый ПЭ (ударное ядро) движется к цели с расстояния S-Hj cos Р (Н} - высота подрыва СФЗ) и поражает танк сверху. Максимальный полетный путь ударного ядра Smax = Н/ cos Р ~ 200 м. Обеспечиваемый параметрами движения СПБЭ шаг спирали сканирования местности Ах = zrtgP/и = 1... 1,5 м/об в несколько раз меньше характерных разме- ров бронецелей ахй = 3х6м, что исключает пропуск объекта КЦ. Цель будет обнаружена и поражена, если она находится в пределах площади круга ради- усом R = Htg Р ~ 100 м с центром на линии спуска СПБЭ, где Н- высота пере- вода СПБЭ в боевой режим поиска цели. Оригинальные технические решения, реализованные в СПБЭ типа SAD ARM, по существу приводят к увеличению уязвимой площади цели по сравнению со случаем действия по цели неуправля- емыми БЭ контактного действия. Действительно, относительно системы отсче- та, связанной с СПБЭ, цель перемещается в пределах круга площадью S = тгТ?2, неизбежно попадая под линию прицеливания СПБЭ. Вероятность поражения цели одним кассетным СПБЭ типа SAD ARM возрастает примерно в N=S/ab~ ~ 103 раз по сравнению с обычным БЭ контактного действия.
6.1. Принцип действия и классификация боеприпасов с ударным ядром 425 Боеприпасы с ударным ядром можно классифицировать по нескольким признакам. Ниже приведены примеры классификации для БП различных стран, как состоящих на вооружении, так и находящихся на разных стадиях разработки. С точки зрения принадлежности к системам оружия боеприпасы с удар- ным ядром в подавляющем большинстве случаев выступают как суббоепри- пасы кассетного оружия, его самоприцеливающиеся боевые элементы. Такие суббоеприпасы используются в неуправляемых кассетных артиллерийских сна- рядах - 155-мм SMArt (Германия), SAD ARM (США), BONUS (Франция, Шве- ция), ACED (Франция), Clasp (Израиль), 203.2-мм Double (Япония). Они нашли широкое применение в кассетных авиабомбах - РБК-500, РБК-500У, ПБК-500У (Россия); GBU-15, CBU-105 и CBU-97 (США); в головных частях оператив- но-тактических и крылатых ракет - ATACMS, AGM-130 (США) и KEPD-350 TAURUS (Германия, Швеция); в кассетных БЧ реактивных снарядов систем залпового огня - 122-мм «Град», 220-мм «Ураган», 300-мм «Смерч» (Россия), 227-мм MLRS (Multiple Launch Rocket System) и GMLRS (Guided MLRS) (CHIA). СПБЭ планируются применять в корректируемых кассетных артиллерийских снарядах повышенной дальности действия, например в 155-мм ХМ982 (США). Отдельную группу боеприпасов с ударным ядром составляют инженерные мины - противобортовые и противокрышевые. Примеры противобортовых мин - отечественная мина ТМ-83, южноафриканская мина ШМ (Intelligent Horizontal Mine), чешская дистанционно управляемая мина PT Mi-K (рис. 6.4). Пример противокрышевой мины - американская мина семейства «широкой зоны пора- жения» WAM (Family of Wide Area Munitions) M93 HORNET с отстреливаемым СПБЭ. К числу БП с ударным ядром относится также комплект снарядофор- мирующих зарядов М303, предназначенных для специальных подразделений Вооруженных сил США SOFDK (Special Operations Forces Demolition Kit) и обеспечивающих разрушение толстых бетонных и кирпичных блоков, броневых а б в Рис. 6.4. Противобортовые мины с ударным ядром: а - ТМ-83 (Россия); б — ШМ (ЮАР); в - дистанционно управляемая мина PT Mi-K (Чехия)
426 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра плит, колонн, мостов и других инженерных сооружений при действии по ним с большой дистанции (рис. 6.5, 6.6). К крышебойным БП с ударным ядром, предназначенным для поражения целей на пролете сверху, относятся высокоточный американский снаряд ХМ943 STAFF (Smart Target-Activated Fire-and-Forget - интеллектуальный, активи- руемый преградой боеприпас типа «выстрелил - забыл») для танковой глад- коствольной пушки калибром 120 мм (М256), ПТУР Tow-2B и управляемый беспилотный летательный аппарат LOCAAS. По принципу наведения на цель БП с ударным ядром подразделяют на три группы. Первую и самую крупную группу составляют рассмотренные выше СПБЭ кассетного оружия или отстреливаемые суббоеприпасы противокры- шевых мин. Наведение таких БП на цель осуществляется сканированием БП (линией его прицеливания) поверхности земли с расположенными на ней целя- ми. В сущности, такие БП не наводятся на цель, поскольку понятие наведения на цель движущегося снаряда связано с изменением траектории его движения, а «натыкаются» на нее, и именно в этот момент КЦ выдает команду на подрыв заряда ВВ, формирующего ударное ядро. В принципе у данных снарядов система наведения как таковая отсутствует, что определило их относительную дешевиз- ну (СПБЭ кассетного оружия примерно в 3...5 раз дешевле самонаводящихся БЭ) и в сочетании с достаточно высокой эффективностью привело к широкому использованию в различных системах оружия. Рис. 6.5. Специализированный комплект МЗОЗ вооруженных сил США для разрушения инженерных сооружений
6.1. Принцип действия и классификация боеприпасов с ударным ядром АН а б Рис. 6.6. Набор боевых элементов комплекта МЗОЗ (а), тип формируемых ПЭ (б) и характер разрушения инженерных сооружений из различных материалов (г-ж): в - точность попадания в цель с различных дистанций: 1,5, 100 и 150 м; г - кирпич; д - стальная броня; е - бетонные блоки; ж - железобетонная колонна Вторую группу составляют противобортовые мины с ударным ядром. При боевом применении эти БП неподвижны и с точки зрения определения момен- та подрыва СФЗ работают в ждущем режиме: движущаяся цель «натыкается» на линию прицеливания БП и попадает под удар формируемого компактного ПЭ. Третья группа - это крышебойные БП, поражающие цель на пролете сверху. При боевом применении и поиске цели такие БП движутся преимущественно поступательно и параллельно земной поверхности, КЦ просматривает поверх- ность под БП, своевременно «натыкается» на цель и инициирует СФЗ. В таких БП система наведения может отсутствовать (ХМ943 STAFF) или же находиться в составе ЛА для вывода траектории его движения в одну вертикальную пло- скость с целью (ПТУР Tow-2B, LOCAAS). Боеприпасы с ударным ядром различают по типу и принципу работы КЦ. Они могут быть оснащены одно-, двух- или даже трехканальными КЦ, использу- ющими инфракрасный или радиометрический принципы работы. По признакам, характеризующим конструктивные особенности СФЗ, можно выделить боепри- пасы с монолитными и биметаллическими КО. В качестве конструкционных материалов облицовок наиболее часто используют пластичные стали 11ЮА, 11кп и др., медь, обедненный уран и сплавы на основе тантала. Кумулятивная облицовка может быть конической (низкий конус) или сегментной. Кроме то- го, различают боеприпасы с одноточечным и многоточечным инициированием
428 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра заряда ВВ, с использованием и без использования линзового блока. По виду формируемого ПЭ боеприпасы подразделяют на формирующие компактные или удлиненные поражающие элементы (УПЭ). 6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов и основные расчетные соотношения Рассмотрим более подробно физические основы функционирования СФЗ - основного конструктивного узла БП с ударным ядром. Как уже было отмечено, снарядоформирующие заряды - это разновидность кумулятивных зарядов. СФЗ и КЗ имеют общие основные признаки, такие как форма заряда ВВ с кумулятивной выемкой, КО - тонкостенная металлическая оболочка на поверхности выемки и др. В то же время конструктивные параметры СФЗ таковы, что формируемые ими при взрыве ПЭ принципиально отличаются от КС, создаваемых классическими КЗ. Классические КЗ формируют при взрыве высокоградиентные КС, масса которых может составлять от массы облицовки 10 ... 20 % в головной части и до 50 % - в хвостовой части, которые на расстоянии 4.. .6 клб от заряда распа- даются на несколько десятков отдельных элементов. Образовавшиеся отдель- ные элементы с относительным удлинением (отношение длины к диаметру) около 3...4 движутся как недеформируемые тела. В силу технологического несовершенства реальных КЗ эти элементы перемещаются не строго по оси КЗ, а в некотором телесном угле, составляющем несколько градусов. Кроме того, вследствие разворота не обладающих запасом аэродинамической устой- чивости элементов КС вокруг поперечной оси происходит потеря их ориента- ции. Два этих обстоятельства в итоге приводят к тому, что классические КБП не способны поразить даже легкобронированную технику если цель удалена от места их подрыва на расстояние не только в несколько сотен (до тысячи), но даже и в несколько десятков калибров. Для обеспечения требуемого уровня действия на больших расстояниях необ- ходимо создание ПЭ (компактных или удлиненных), сохраняющих свою сплош- ность на траектории и обладающих запасом аэродинамической устойчивости. Одним из основных способов формирования дальнобойного ПЭ, получившего название «ударное ядро», является использование в КЗ облицовок малого про- гиба, конических, или сегментных, ограниченных сферическими поверхностями с радиусом кривизны, существенно превышающим калибр заряда, или сферо- конических, ограниченных комбинацией сферических и конических поверх- ностей. Такие КЗ и образуют поражающие элементы, масса которых близка к массе всей облицовки, скорость достигает 2 ... 3 км/с, а кинетическая энергия сопоставима с кинетической энергией артиллерийских бронебойных снарядов. Физические особенности формирования ПЭ различной формы при взрыве СФЗ поясняются с помощью рис. 6.7-6.13. При торцевом метании пластины ее элементы приобретают скорость, име- ющую осевую и радиальную составляющие, при этом радиальная составляю- щая направлена от оси симметрии заряда. Характер распределения скорости
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 429 Рис. 6.8. Стадии процесса деформиро- вания стальных пластин и конических КО малого прогиба при взрыве заряда ВВ: я-£=20мкс; б-£=50мкс; e-t-120 мкс; 1 - пластина; 2 - 2а = 160°; 3 - 2а = 150°; 4 -2а =140° Рис. 6.7. Стадии процесса деформиро- вания медных пластин и конических КО малого прогиба при взрыве заряда ВВ: а -1 = 20 мкс; б -1 =50 мкс; в - t = 120 мкс; 1 - пластина; 2 - 2а = 160°; 3-2а = 150°; 4-2а = 140° по элементам таков, что пластина при метании выгибается, испытывая деформи- рованное состояние всестороннего растяжения, и под действием возникающих растягивающих напряжений разрушается (позиция 1 на рис. 6.7, 6.8). Характер распределения скорости по элементам метаемой взрывом кониче- ской КО с углом раствора 2а = 160... 140° принципиально другой (позиции 2-4 на рис. 6.7, 6.8). Элементы облицовки также приобретают осевую и радиаль- ную составляющие скорости, однако в этом случае радиальная составляющая направлена к оси симметрии. Слабовогнутая коническая облицовка выворачи- вается вдоль оси, одновременно наблюдается уменьшение ее диаметра и на- текание материала облицовки на ось. В результате формируется центральный стержень, в котором выделяются головная (проявление эффекта «прямой» куму- ляции - аналог классической КС) и хвостовая (проявление эффекта «обратной» кумуляции - аналог песта в классическом КЗ) части. При этом на начальных стадиях образования ПЭ осевая скорость головной части центрального стержня
430 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра превышает скорость его хвостовой части, подобно тому, как для классического КЗ скорость КС превышает скорость песта (рис. 6.9). Для конической КО с углом раствора 2а - 160° (позиция 2 на рис. 6.7 и 6.8) приобретенная при взрыве радиальная составляющая скорости движения от- носительно невелика. В связи с этим эффект натекания материала на ось про- является слабо и на определенной стадии формирования ПЭ парируется вну- тренними силами, действующими в материале облицовки из-за наличия у него упругопластических и, по некоторым представлениям, вязких свойств. Эти же внутренние силы по мере деформирования элемента приводят к уменьшению осевой скорости головной части центрального стержня, к увеличению скорости его хвостовой части (рис. 6.9) и в целом способствуют выравниванию осевых скоростей различных частей ПЭ и исчезновению радиального движения. Форми- рование ПЭ заканчивается, когда прекращается относительное перемещение его частиц. В итоге образуется безградиентный компактный ПЭ, состоящий из цен- трального стержня и периферийной «юбочной» части. Характерные размеры ПЭ, полученного, например, из медной КО с углом раствора 2а = 160° (позиция 2 на рис. 6.7), составляют: длина / - (0,4...0,6)<7з, диаметр <7ПЭ - (0,5...0,6)<7з. В дальнейшем образовавшийся ПЭ движется по траектории как жесткое целое. Расстояние, на котором формируется компактный ПЭ, достигает (3...8)<7. С увеличением прогиба конической облицовки и уменьшением угла раство- ра до 2а = 150° (позиция 3 на рис. 6.7,6.8) возрастает радиальная составляющая скорости метания ее элементов. Это приводит к росту количества натекающего материала, к увеличению диаметра и длины центрального стержня и к соответ- ствующему уменьшению периферийной «юбочной» части ПЭ. Увеличивается и перепад осевой скорости между головной и хвостовой частями центрального стержня (см. рис. 6.9). Образующийся в итоге компактный ПЭ имеет длину большую, а диаметр меньший, чем в случае облицовки из того же материала Рис. 6.9. Зависимость скорости голов- ной части КС 1 и песта 2 от утла рас- твора конической медной облицовки с большим углом раствора (2а = 160°). Так, диаметр медного ПЭ составляет de = (0,3.. .0,4Хз, а длина - 1е = (0,7.. .0,9) <7з. Поражающий же элемент, сформиро- ванный из более прочной стальной обли- цовки, характеризуется меньшим отно- сительным удлинением (1е = (0,6.. .0,7)<7, de = (0,4... 0,5)^, что объясняется более высоким уровнем действующих в матери- але ПЭ внутренних сил, обеспечивающих выравнивание скорости движения ча- стиц ПЭ и диссипацию их «избыточной» по отношению друг к другу кинетической энергии на меньших деформациях. При превышении некоторого крити- ческого значения прогиба, зависящего от свойств материала облицовки, вся ее масса переходит в центральный стержень
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 431 (позиция 4 на рис. 6.7, 6.8). Перепад в скоростях движения головной и хвостовой частей сформировавшегося стержня составляет около 1,5 км/с (см. рис. 6.9), т.е. такой ПЭ представляет собой массивную низкоградиентную КС. Столь существен- ный перепад осевой скорости не может быть парирован внутренними прочност- ными и вязкими силами, в результате чего стержень разрушается аналогично КС на несколько отдельных элементов. Таким образом, есть узкий диапазон значений углов раствора или проги- бов конической облицовки, в пределах которого ПЭ не разрушается. Для меди этот диапазон составляет 145... 160°, для стали - 150... 160°. Наличие верхней и нижней границ области формирования неразрушаемых компактных ПЭ об- условлено существованием двух следующих процессов: разрушение пластин и разрыв на элементы, характерный для КС. Для сохранения облицовки от разрушения в процессе метания (по типу раз- рушения пластин) необходимо, чтобы радиальная составляющая скорости в на- правлении оси не превышала некоторого значения во избежание интенсивного натекания на ось и образования разрушающейся КС. По экспериментальным данным значение радиальной составляющей скорости, при котором проис- ходит образование неразрушающегося компактного ПЭ по указанному выше механизму (см. рис. 6.7 и 6.8), для зарядов с медной облицовкой составляет 0,1...0,35 км/с при угле раствора конуса 2а = 160° и 0,2...0,5 км/с при 2а = 150°. Так же путем исследований установлены предельно допустимые для получения неразрушающегося ПЭ перепады осевой скорости между головной и хвостовой частями элемента, не превышающие 1,0... 1,5 км/с. Формирование дальнобойных ПЭ - достаточно сложный процесс. Меха- низм формирования и параметры образуемых ПЭ зависят от формы, толщины и материала облицовки, типа и массы ВВ, конфигурации фронта детонационной волны, геометрии заряда, наличия корпуса и его толщины. Среди многообразия механизмов формирования ПЭ можно выделить три основных: выворачивание (рис. 6.11, а\ сворачивание (рис. 6.11, б) и натекание (рис. 6.11, в). Механизмы выворачивания и сворачивания - чисто деформацион- ные (при их реализации нет присущих КЗ гидродинамических эффектов образо- вания прямой и обратной КС). Механизму же натекания, напротив, свойственно проявление этих эффектов. В зависимости от конструктивных параметров СФЗ при формировании ПЭ может реализовываться один из указанных основных механизмов, однако чаще всего режимы формирования сочетают в себе три основных механизма. Так, процесс формирования компактного ПЭ из медных и стальных конических об- лицовок малого прогиба (см. рис. 6.7 и 6.8) реализуется через механизмы выво- рачивания (при больших углах) и натекания (при меньших углах). Компактный элемент также образуется из сегментных облицовок посредством выворачивания и натекания, но уже при доминировании процесса натекания (рис. 6.10). Следует отметить, что образование представляющих наибольший интерес с точки зрения повышения бронепробития УПЭ с относительным удлинением пе= > $ осуществляется, как правило, с помощью чисто деформацион- ного механизма выворачивания или сворачивания. При этом в основном ис- пользуют сегментные и сфероконические облицовки малого прогиба, приосевая
432 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.10. Характер изменения рас- пределений скорости между голов- ной 1 и хвостовой 2 частями ПЭ, формирующегося из сегментной стальной облицовки часть которых перпендикулярна оси, что позволяет при взрывном нагружении сообщать ей лишь осевую составляющую скорости и исключать проявление эффектов натекания (рис. 6.12). Аналогичные механизмы реа- лизуются при формировании УПЭ взрывом СФЗ с биметаллическими кумулятивными облицовками (БКО) (рис. 6.13). Такие облицовки (позиция 1 на рис. 6.13, а) называют также составными или ком- бинированными облицовками. Они состоят из двух составляющих-наружной (об- ращенной к преграде, см. позицию 1а на рис. 6.13, а) и внутренней (прилегающей к ВВ, см. позицию 16 на рис. 6.13, а). В состав СФЗ (рис. 6.13, а) входят также ВВ 2 и корпус 3. При взрыве такого заряда, инициируемого в начальный момент времени в точке 4 (см. рис. 6.13, а), формируются два удлиненных летящих друг за другом ПЭ, называемых коллинеарными элементами. К настоящему времени по зарубежным публикациям известно практическое использование следующих сочетаний металлов для БКО: тантал - никель, тантал - сталь, сталь - сталь, сталь - медь, медь - сталь, медь - медь и медь - алюминий. Первым из материалов указан материал для на- ружной составляющей облицовки (позиция 1а на рис. 6.13, а). а в Рис. 6.11. Основные механизмы формирования ПЭ снарядоформирующим зарядом (время отсчитывается от момента подрыва заряда): а - выворачивание; б - сворачивание; в - натекание
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 433 Рис. 6.12. Формирование УПЭ снарядоформирующим зарядами диаметром = 125 мм (а, 6) и J = 40 мм (в) разной конфигурации г Рис. 6.13. СФЗ с БКО (а) и динамика взрывного формирования УПЭ из таких облицовок (б-г): 1 - БКО, 2 — ВВ, 3 - корпус, 4 — точка инициирования; б - БКО из тантала (1а) и стали (16) 8а /8б = 1/3 мм, 1е /пе = 90 мм / 3,8, ve = 2,46 км/с; в - БКО из тантала (1а) и стали (16) 8а /86 = 2/1 мм, 1е /пе = 95 мм / 4,1, ve = 2,24 км/с; г - экспериментальные данные 280 мкс Tantalum EFP / = 400 м/с 1 550 м/с
434 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра На рис. 6.13, б, в для примера представлены иллюстрации процессов фор- мирования танталовых УПЭ снарядоформирующим зарядом (rf =125 мм, Лз = = 97 мм, ВВ - октол) с БКО тантал - сталь с разной толщиной составляющих. Иллюстрации построены по результатам расчетов, полученных с использованием численных методов механики сплошной среды в двумерной осесимметричной постановке и сравнены с экспериментальными данными зарубежных авторов (рис. 6.13, г). Необходимо отметить, что интерес к конструктивным схемам СФЗ с БКО из разных материалов обусловлен тем обстоятельством, что такие заряды позволяют получать целостные УПЭ с удлинением более 4-х единиц (сверх- длинные ПЭ) с развитой хвостовой частью в форме расширяющейся к основа- нию элемента «юбки» (см. рис. 6.13, б, в, г), необходимой для обеспечения их аэродинамической устойчивости при движении на большие дистанции (до 1000 калибров СФЗ). Хорошие аэродинамические и баллистические характеристики формируемых ПЭ позволяют достичь высокой эффективности действия СФЗ. Форма элемента должна обеспечивать минимальные потери скорости и ориентированное, устой- чивое движение по траектории. Последнее особенно актуально по отношению к УПЭ. Аэродинамическая устойчивость ПЭ обеспечивается при расположении центра масс элемента впереди его центра давления. Это требование наиболее просто удовлетворяется за счет расширения хвостовой части формируемого эле- мента. О необходимости обеспечения достаточного запаса аэродинамической устойчивости УПЭ можно судить по результатам модельных испытаний элементов с относительным удлинением пс ~ 4 (рис. 6.14). Влияние, оказываемое формой хвостовой части на устойчивость УПЭ в по- лете, велико. Наличие асимметрии формы УПЭ или формирование недостаточно развитой хвостовой части могут привести к неориентированному движению эле- мента и взаимодействию с преградой и даже к уводу УПЭ с траектории дви- жения и непопаданию в удаленную на несколько сотен калибров цель. Вме- сте с тем требуемое для стабилизации расширение хвостовой части УПЭ приводит к некоторому повышению коэффициента лобового сопротивле- ния и увеличению потерь скорости в полете. Это негативное последствие расширения хвостовой части можно Рис. 6.14. Прогнозируемый характер движения по траектории УПЭ с хво- стовой частью: а - цилиндрической; б - асимметричной; в - расширенной с недостаточным за- пасом аэродинамической устойчивости; г - расширенной с достаточным запасом аэродинамической устойчивости
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 435 компенсировать приданием ей крылатой (складчатой) формы, где в качестве крыльев (складок) выступают продольные гофры, образующиеся в количестве четырех-восьми штук на деформирующейся в режиме выворачивания обли- цовке при ее специальном профилировании (рис. 6.15, а). В некоторых случаях подобные складки образуются естественным образом вследствие наличия по- грешностей изготовления облицовки. С другой стороны, организация складок на наружной поверхности приводит к некоторому снижению запаса устойчивости У ПЭ по сравнению с элементами такой же массы, но со сплошной «юбкой». Более универсальным способом по- вышения аэродинамической устойчивости подобных элементов является при- дание им стабилизирующего вращения вокруг продольной оси за счет создания наклонных складок в процессе взрывного формирования (рис. 6.15, б). Так, например, для СФЗ кассетного артиллерийского снаряда SAD ARM калибром 155 мм вращение сформированного ПЭ с частотой всего 20 Гц позволило ском- пенсировать влияние асимметрии хвостовых складок на ПЭ и повысить точ- ность попадания в цель УПЭ с 1,5 м до 0,3 м на дистанции около 200 м. По этой причине в свое время данное направление было выбрано в качестве основного разработчиками БЧ снаряда SAD ARM. Эффективность ударного действия сформированных взрывом ПЭ опре- деляется их массой и скоростью (для компактных ПЭ), а также длиной (для УПЭ). Глубина бронепробития в преграде большой толщины (полубесконеч- ная преграда) компактным ПЭ, движущимся со скоростью 2 км/с, на дально- стях в несколько сотен калибров составляетL = (0,4...0,6)d. При этом диаметр Рис. 6.15. Форма крылатых (складчатых) УПЭ разной конфигурации: а - с продольными и естественными складками; б - с наклонными складками
436 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра образуемого в преграде отверстия d^ = (0,7...1,0)<7, что примерно в 5...6 раз пре- вышает диаметр пробоины от действия КС классического КЗ. Взаимодействие компактных ПЭ с большими поперечными размерами и бронепреграды имеет как бы объемный характер в отличие от локального характера, присущего сильно удлиненным относительно тонким КС (в момент проникания в преграду dKC ~ ~ 0,05<7) (рис. 6.16). Этим же обстоятельством объясняется и мощный запреград- ный эффект, реализуемый при действии ПЭ по бронепреградам конечной тол- щины. СФЗ с компактными ПЭ обеспечивают на дальностях в несколько сотен калибров сквозное пробитие бронепреград толщиной = (0,5...0,8)<7, при этом суммарная масса образующихся осколков преграды в несколько раз (до семи) превышает массу самого элемента. Запреградный осколочный поток характе- ризуется большим углом разлета и значительной поражающей способностью. Именно эти особенности действия сформированных взрывом ПЭ и опре- делили выбор СФЗ в качестве основы конструкции БП, реализующих дистан- ционное действие по бронецелям в рамках концепции атаки сверху или сбоку. Толщина брони наиболее уязвимой верхней проекции самых защищенных бро- нецелей - танков - составляет 20 ... 80 мм. Современные СФЗ калибром более 100 мм обеспечивают сквозное пробитие таких преград и мощный запреградный эффект даже при подходе под углом от нормали к преграде. Однако этого уже может быть недостаточно для поражения современных танков ввиду специфики расположения уязвимых агрегатов в запреградном пространстве и существен- ного повышения их защищенности. По экспертным оценкам гарантированное поражение сверху любых современных бронеобъектов могут обеспечить БП с бронепробиваемостью больше 100 мм. Рис. 6.16. Характер действия по бронепреграде конечной толщины классического КЗ (а) и СФЗ (6)
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 437 Как следует из изложенного выше, функционирование СФЗ - весьма слож- ный процесс, в котором выделяют три характерных этапа. На первом этапе про- исходит взрывное нагружение и ускорение КО под действием ПД, инерционное деформирование облицовки, сопровождающееся диссипацией энергии за счет работы деформации и приводящее к образованию безградиентного компактно- го, удлиненного или фрагментированного ПЭ. Второй этап связан с движением сформированного ПЭ по траектории. Заключительный третий этап - взаимо- действие ПЭ с преградой, сопровождающееся интенсивным деформированием и разрушением как самого элемента, так и преграды при вовлечении в эти про- цессы массы преграды, в несколько раз превышающей массу ПЭ. Сложность процессов динамического деформирования элементов СФЗ, экстремальность условий, в которых происходит формирование ПЭ и его взаи- модействие с преградой, отсутствие достоверной информации о физико-механи- ческом поведении металлов в этих условиях (особенно это касается способности к деформированию без разрушения и критериев разрушения) - все это объек- тивно обусловливает то обстоятельство, что в настоящее время не существует надежных методов расчета функционирования СФЗ. Даже имея полное пред- ставление об облике СФЗ (размеры КО и заряда ВВ, тип ВВ, характер иниции- рования заряда), априорно невозможно надежно и достоверно предсказать для изменяющихся в широком диапазоне конструктивных параметров СФЗ не толь- ко результат действия по бронепреграде, но даже форму и тип формируемого ПЭ (компактный, удлиненный или фрагментированный). Поэтому основным методом при разработке новых конструкций СФЗ на сегодня остается метод экспериментального исследования - проведение лабораторных и натурных ис- пытаний с использованием импульсной рентгенографии. Тем не менее существуют и методы расчета функционирования СФЗ. Сре- ди них можно выделить две основные группы, различающиеся глубиной ис- пользуемых физико-математических моделей, а также уровнем привлекаемого математического аппарата: расчеты с помощью конечно-разностных методов вычислительной математики при подходе к построению моделей с позиций механики сплошных сред и инженерные методики расчета. Численное моделирование позволяет получить подробную информацию о характере взрывного нагружения КО и последующем формировании ПЭ. При этом для получения необходимого соответствия с экспериментальными данны- ми по форме и скорости ПЭ в качестве модели материала облицовки, как прави- ло, используется сжимаемая упругопластическая среда в рамках теории упру- гопластического течения или более сложная модель упруговязкопластической среды. На рис. 6.12, 6.13, 6.17 и 6.18 в качестве демонстрационных примеров представлены численные расчеты процессов формирования компактных и УПЭ из различных материалов снарядоформирующими зарядами разной конфигу- рации. При этом три последних примера выполнены в сравнении с данными рентгеноимпульсной съемки. Численные расчеты позволяют получить практически точную информа- цию для случаев формирования целостных ПЭ (изменяющиеся во времени и пространстве поля скоростей, перемещений, деформаций, напряжений
438 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.17. Характерные стадии формиро- вания (а) и результирующая форма ПЭ (б, в), полученная из стальной сегментной об- лицовки постоянной толщины зарядом ВВ диаметром и высотой 72 мм расчетным (б) и экспериментальным (в) путем б Рис. 6.18. Характерные стадии форми- рования и результирующая форма ПЭ, полученного из стальной облицовки типа баллистический диск зарядом ВВ диаметром и высотой 72 мм: а - расчет; б - эксперимент и т. п.). Однако однозначно ответить на главный вопрос - будет ли сформиро- ван сплошной элемент или же он разрушится на несколько отдельных элемен- тов определенных размеров - невозможно в силу недостаточной изученности вопроса о поведении и, в частности, разрушении различных материалов в условиях напряженно-деформированного состояния при формировании ПЭ. При ответе на этот вопрос приходиться ориентироваться на определенные экспериментальным путем предельно допустимые числовые значения дефор- маций, растягивающих напряжений, радиальных составляющих скоростей метания КО, перепадов осевых составляющих скоростей между головной и хвостовой частями формируемого ПЭ и т. п. Недостаток информации для построения адекватной физико-математической модели в рамках механики деформируемого тела препятствует и получению достоверных расчетных дан- ных о пробитии ПЭ преград конечной толщины и параметрах запреградного осколочного потока. Приближенная оценка параметров формируемого взрывом ПЭ и характери- стик его бронебойного действия по преграде может быть проведена с помощью упрощенного инженерного метода, основанного на трехстадийном описании этих процессов, а именно: ускорения КО под действием ПД и последующего перераспределения скорости в формируемом элементе в результате действия прочностных сил; изменения скорости и формы ПЭ на траектории движения от места подрыва заряда до преграды; проникания ПЭ в преграду. Расчет начальных скоростей метания отдельных элементов КО можно осу- ществить с помощью эмпирических соотношений или известных зависимостей физики взрыва, например, по формуле для плоского метания v(r) = 0,354Z> Ж-, (6.1) \3 + p(r) 1 ’
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 439 Рис. 6.19. К расчету скорости метания облицовки СФЗ: а - заряд без корпуса, б - заряд в корпусе где v(r) - скорость метания элемента облицовки, расположенного на рас- стоянии г от оси z СФЗ (рис. 6.19); D - скорость детонации заряда ВВ; (3(г) = = ma(r) / mQ(r) - коэффициент нагрузки; та(г\ ти0(г) - масса активной части эле- ментов ВВ и облицовки. Для заряда без корпуса (см. рис. 6.19, а) скорость метания облицовки v(r\ определяемая согласно (6.1), обычно ассоциируется с осевой скоростью: vz(r) = v(r). Коэффициент нагрузки рассчитывают по формуле ₽(r)=ifc)£», ЗоО)Ро где ha(f) - высота активной части заряда на расстоянии г от оси; 50(г) - толщи- на облицовки; рвв и р0 - плотности ВВ и облицовки (материала поражающего элемента) соответственно. Высота активной части заряда ha не превышает 4/9 высоты заряда h3 и ограничена боковой конической поверхностью с углом ко- нусности у = arctg(0,5) = 26,6°. Первое ограничение вытекает из особенностей одномерного осевого разлета ПД при распространении детонационной волны по заряду ВВ. Второе учитывает влияние на разлет ПД волны разрежения, рас- пространяющейся со скоростью D/2 с боковой поверхности и обеспечивающей разлет части ПД в радиальном направлении. Для зарядов с корпусом (см. рис. 6.19, б) активная масса ВВ т (г) может быть вычислена в одномерном плоском приближении по формуле т ь тк(г)-т0(г) , 2 L то(г) + тъъ(г) + тк(г)] где твв(г), тк(г) - массы ВВ и наружного корпуса заряда в рассчитываемом сечении, определяемом координатой г от оси симметрии.
440 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Вследствие влияния боковой волны разрежения и формы облицовки форми- руемое при взрывном нагружении поле скоростей неоднородно и характеризу- ется распределением по радиальной координате осевой составляющей скорости z>z(r). Скорость же образуемого в итоге ПЭ (для случая целостного ПЭ) можно определить с использованием формулы (6.1) в предположении малого влияния ПД на этапе инерционного деформирования и выполнения закона сохранения импульса т J где те - масса ПЭ. В первом приближении ее можно считать равной массе облицовки. Что касается количественных оценок изменения скорости ПЭ на траектории движения, то их обычно ведут по эмпирическим зависимостям вида где ve - начальная и конечная скорости ПЭ; F- расстояние от заряда до пре- грады; а - баллистический коэффициент, определяемый опытным путем. В случае отсутствия достоверных экспериментальных данных характер движения ПЭ или УПЭ в атмосфере определяется посредством численного решения задачи пространственного обтекания в общем случае асимметрично- го тела потоком совершенного газа. Конкретные примеры подобных расчетов представлены на рис. 6.20, на котором показан характер обращенного движения УПЭ различной конфигурации, но примерно одинаковой массы те = 59 ... 72 г и удлинения пе - 3,5 ... 4 под действием набегающего потока воздуха с началь- ной скоростью v0 = 2 км/с, направленного под углом атаки а = 0,1 ... 2° к оси элемента. Рис. 6.20, а соответствует трубчатым элементам с цилиндрической хвостовой частью (УПЭ без «юбки»); на рис. 6.20, б - монолитным элемен- там с конической хвостовой частью разной конфигурации (УПЭ с «юбкой»), а рис. 6.20, в - монолитному «крылатому» элементу с расширяющейся хвостовой частью в виде четырех крыльев (nw = 4). Для теоретической оценки бронебойного действия, сформированных взры- вом ПЭ, применяют различные подходы: во-первых, эмпирические методы, основанные на статистической обработке накопленного экспериментального материала, во-вторых - приближенные аналитические решения, основанные на упрощенном идеализированном описании процессов, протекающих при пробитии преграды ударником, и в-третьих - вычисления с помощью числен- ных методов при подходе в целом к построению моделей с позиции механики сплошной среды. В каждом из перечисленных подходов стараются по макси- муму учесть форму и кинематические параметры ударника (ПЭ или УПЭ), углы атаки и встречи ударника с преградой, а также их физико-механические характеристики. Эмпирические соотношения дают хорошее соответствие по интегральным характеристикам процесса, например, по толщине пробиваемой брони или
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 441 Рис. 6.20. Характер обращенного движения УПЭ (время в миллисекундах): а - элемент без «юбки»; б - элемент с «юбкой»; в - элемент с хвостовым опереньем по глубине проникания ударника в преграду. Однако их применение ограниче- но исследованным диапазоном изменения параметров. Из таких соотношений наибольшее распространение получила полуэмпирическая зависимость, опре- деляющая глубину кратера в полубесконечной стальной преграде в гидродина- мическом диапазоне скоростей соударения с ней (1...3 км/с) компактного ПЭ. В этом случае реализуется механизм необратимого деформирования ударника и преграды, что характерно для сформированных взрывом ПЭ и осколков артил- лерийских снарядов. Зависимость получена из условия равенства кинетической энергии ПЭ энергии вытеснения материала в объеме кратера: ( Q Т Ъте О2/3 (6-2) где HD - динамическая твердость материала преграды, принимаемая в каче- стве удельной энергии вытеснения материала (для брони средней твердости HD = 4,0.. .4,4 ГПа); те, ve - масса и скорость ПЭ; - экспериментальный ко- эффициент, определяющий форму кратера и равный отношению его диаметра d^3 к глубине L. Определенные из опыта числовые значения коэффициента составляют A: -d / Z=l,6 ... 1,7. Для оценки бронебойного действия компактных ПЭ из высокоплотных материалов (обедненного урана, сплавов тантала) можно использовать зави-
442 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра симость, полученную аппроксимацией результатов многочисленных численных расчетов L = deK^KfKf, (6.3) где de- диаметр ударника; со1 = 1,4 * ATJ0,12; Kf= 0,2...0,3 - коэффициент формы; Кр = ре / pr К = рЛ2 /YT9 Кт= рти2 /УГ — безразмерные определяющие ком- плексы; рги ре- плотность преграды и ПЭ; YT- динамический предел текучести материала преграды, взаимосвязанный с ее динамической твердостью как HD = kyYT^3Yr Аналогичным образом получена зависимость для монолитных и трубча- тых УПЭ из разных материалов при действии в нормаль по полубесконечной стальной преграде: L/le = 0,4^ 1п(1 + 0,1754^), (6.4) где £ = 0,6... 1,0 - степень наполненности ударника металлом, оцениваемой от- ношением объема внутренней полости к общему объему УПЭ; 1е - длина удар- ника; со2 = 2,1 - АТТ0’23 • Существенное влияние на параметры бронебойного действия СФЗ оказывает пространственный характер ударного взаимодействия ПЭ с преградой, схематично показанный на рис. 6.21. На рисунке а - угол атаки, а у - угол встречи ударника Рис. 6.21. Примеры пространственного взаимодействия ПЭ с преградой
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 443 с преградой. Глубина каверны в преграде, отсчитываемая от точки соударения вдоль вектора скорости элемента, обозначена как L^. Она зависит не только от фи- зико-механических, геометрических и кинематических параметров ПЭ, но и от условий его внедрения в преграду, характеризуемых углами а и у. На рис. 6.21 показаны два опорных варианта углового взаимодействия ПЭ с преградой. В первом примере (рис. 6.21, а) вектор скорости ударника направ- лен вдоль оси симметрии. В этом случае угол атаки равен нулю, и при прочих равных условиях глубина каверны зависит только от угла у встречи с преградой, т. е. = La=Q . Для этого случая показателем чувствительности пробивного действия только к углу взаимодействия с преградой является относительная бронепробиваемость ударника К = L I La=Q =L IL. Во втором опорном варианте (рис. 6.21, б) вектор скорости ударника на- правлен перпендикулярно поверхности преграды и не совпадает с осью его симметрии. Здесь угол атаки равен углу встречи элемента с преградой, т. е. а = у. В качестве показателя чувствительности пробивного действия к углу атаки при сравнении различных вариантов СФЗ и в этом случае может выступать относи- тельная бронепробиваемость Ка= =La= IL. На рис. 6.22 представлены графические зависимости изменения показателя К* Рис. 6.22. Изменение относительной бронепробиваемости для стальных (а) и танталовых (6) УПЭ в диапазоне скоростей 1,5 ... 2 км/с и углов встречи 0°.. .60° (символами показаны расчетные данные для элементов разного удлинения) монолитных и трубчатых удлиненных (пе = 2 ... 5) ударников, движущихся со ско- ростью 1,5 ... 2 км/с. В дополнение к этим графикам на рис. 6.23 показан профиль каверн, образуемых в прочной стальной преграде после соударения со стальными и танталовыми УПЭ (пе = 5), движущимися со скоростью 2 км/с. Из представленных численных результатов следует, что для компактных и удлиненных ПЭ из рассмотренных материалов при нулевом угле атаки их бро- непробивное действие, характеризуемое показателем/^, практически не меняет- ся в диапазоне углов встречи у = 0.. .30°. Для компактных ударников в достаточно широком диапазоне углов у = 0.. .60° глубина внедрения относительно лицевой поверхности преграды почти что точно описывается законом косинуса, т. е. La = Qy*Q=L cosy. Из выполненных к настоящему времени численных расчетов
444 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра а б Рис. 6.23. Профили каверн, образуемых в стальной преграде монолитными сталь- ными (а) и танталовыми (6) УПЭ (пе - 5) при ударном взаимодействии со скоростью от 2 км/с в диапазоне углов встречи 0.. .60° и нулевом угле атаки следуют также зависимости для показателя АГ, определяющего средний уро- вень снижения бронепробивного действия в стальном полупространстве при соударении с ним монолитных и трубчатых УПЭ под углом атаки (рис. 6.24). При этом для оценок пробивного действия и определения этого показателя для стальных и танталовых УПЭ можно пользоваться следующими аппроксимиру- ющими численные результаты соотношениями: ^а=у=Л(иг)ехр[-С(ие) а2] + 5(ие). (6.5) Здесь а - угол атаки в радианах; пе - относительное удлинение элемента; А (пе), 5 () = 1 - А(пе), С(пе) - функциональные зависимости, подобранные методом наименьших квадратов, для монолитных и трубчатых элементов из указанных материалов. Для монолитных УПЭ (пе = 2 ... 5) А(пе) = -0,0247и2 + 0,23ие + 0,119; С(пе) = 0,18и2 - 0,2\пе + 0,62. Для трубчатых УПЭ (пе = 2 ... 5) А (пе) = -0,0247л2 + 0,23пе + 0,119; С (пе) = 0,19п2е + 0,23пе + 0,05. Из представленных зависимостей следует, что значимость влияния угла атаки а на глубину пробития УПЭ тем выше, чем больше удлинение элемента. Например, для монолитных ударников с удлинением две единицы уровень от- носительного пробития Л?а=у = 0,8 обеспечивается в пределах диапазона угла атаки, когда его верхняя граница не превышает а, = 45° (см. рис. 6.24), а для трубчатых ударников - ос* = 37°. С увеличением удлинения элемента такой же уровень относительного пробития реализуется в гораздо более узких диапазонах угла атаки. Например, для монолитных и трубчатых ударников с относительным удлинением пе = 3,5 а* « 25° и а* « 20° соответственно, а при пе = 5 - а* « 18° и а, ~ 14°. Существенных различий в числовых значениях показателя АГ для монолитных стальных и танталовых элементов не наблюдалось. В связи с объемным характером взаимодействия ПЭ с преградой и мощным проявлением откольных эффектов толщина пробиваемой насквозь преграды
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 445 Рис. 6.24. Обобщенные зависимости, характеризующие относительную глубину кра- тера (АГ) в стальной преграде при несимметричном соударении с ней трубчатых (/, 2, 5) и монолитных (4, 5, 6) УПЭ (символами показаны расчетные данные для элементов разного удлинения) конечной толщины несколько больше, чем глубина кратера в полубесконечной преграде. С достаточной точностью зависимость толщины пробиваемой брони />пред со скоростью ve можно оценить по эмпирической формуле ^пред=(1 + 0Л5Ое)Д (6.6) где ое - в км/с. Приведенные формулы (6.2) - (6.6) могут использоваться для решения обратной задачи - задачи проектирования СФЗ, обеспечивающего сквозное пробитие броневой преграды заданной толщины. В этом случае представленные здесь формулы дополняются еще одним соотношением, уста- навливающим взаимосвязь диаметра заряда <7, плотности материала КО р0 = ре и массы ПЭ т : Tid3 те=(0,03...0,04)^-ре. (6.7) Эта формула получена в предположении, что масса формируемого из обли- цовки малого прогиба ПЭ близка к массе самой облицовки, а последняя - к массе круглой пластины с диаметром d3 и толщиной 30 = (0,03...0,04)<7, характерной для облицовок СФЗ. При решении задачи определения рациональных параметров СФЗ обычно придерживаются следующего порядка действий. Задавшись формой, скоростью и материалом ПЭ (в диапазоне ve = 1,8 ... 2,5 км/с), по приведенным выше фор- мулам для бронепробития, например, по формулам (6.2) и (6.6), определяют требуемую массу те и по выражению (6.7) оценивают необходимый для ре- шения поставленной задачи диаметр заряда <7. При этом широко используется накопленный к настоящему времени опыт проектирования и испытания соот- ветствующих изделий, в частности экспериментально установленные критерии, обеспечивающие целостность метаемых элементов для ряда случаев. Например,
446 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра медные компактные ПЭ формируются СФЗ со следующими параметрами: тол- щина облицовки 30 = (0,03...0,04)d, прогиб hQ = 0, Id (см. рис. 6.19, а), угол раствора конуса 2а = 150... 160° (см. рис. 6.19, б), высота заряда Лз = (0,6... 1,5) d3, скорость ПЭ порядка 0,25...0,35 от скорости детонации заряда ВВ, масса практически до 90... 100 % от массы облицовки, диаметр ПЭ de = (0,3... 0,6)d3 и его длина le = (0,9...0,4)d. Расстояние, на котором завершается формирование ПЭ, не превышает 8d. Самоформирующиеся заряды с приведенными выше параметрами не оп- тимальны с точки зрения решения поставленной задачи, а представляют собой скорее опорное техническое решение - первое приближение в итерационном процессе последовательного уточнения оптимальных значений параметров конструкции. Оптимальные параметры СФЗ, обеспечивающие максимальное бронепробивное и запреградное действие на заданной дальности в данном калибре БП или, напротив, заданный уровень бронепробивного и запреградного действия при минимальном калибре и массе заряда, на сегодняшний день могут быть определены только с помощью дополнительных экспериментальных ис- следований с привлечением численного моделирования для выяснения тонких особенностей, характера взрывного нагружения и инерционного деформирова- ния облицовки СФЗ. Результаты экспериментов говорят о сложной зависимости параметров ПЭ, формируемых взрывом, от параметров СФЗ. Увеличение мощности ВВ при не- изменных прочих параметрах СФЗ способствует повышению не только скоро- сти ve, но и степени удлинения элемента «Дтабл. 6.1). Значительное влияние на формируемый ПЭ оказывает и высота заряда (рис. 6.25). Таблица 6.1. Значения скорости и относительного удлинения ПЭ с сегментной облицовкой из армко-железа в зависимости от типа ВВ Тип ВВ п =1 / d е е е V , м/с е7 Тротил 0,84 1650 Состав «В» 1,65 1950 Октол 75/25 2,4 2130 Октоген 2,65 2160 Представление о сложном характере влияния на вид и параметры ПЭ про- филя облицовки СФЗ дают результаты испытаний зарядов с медной сегментной облицовкой (рис. 6.26). В них варьировался лишь радиус кривизны свободной поверхности облицовки при неизменных значениях радиуса кривизны гранича- щей с ВВ поверхности и толщины облицовки на оси симметрии. Кривые 7 и 2 - зависимости результирующих значений скоростей головной и хвостовой частей ПЭ от относительной массы облицовки (ПЭ) т = те/ped33 Область 3 на графике соответствует облицовкам прогрессивной формы и большей массы (толщина на
6.2. Физические принципы действия снарядоформирующих зарядов 447 Рис. 6.25. Влияние высоты заряда ВВ на фор- му ПЭ, сформированного из стальной кони- ческой облицовки с углом раствора 2а = 140°: a-h = 0,ld\б-h = 0,85d;e-h =d\e-h =\,2d з * з* з ’ з" 3 3* 3 ’ 3 Рис. 6.26. Влияние профиля мед- ной сегментной облицовки на па- раметры и вид формируемого ПЭ периферии больше, чем в центре), а область 4 - облицовкам дегрессивной формы и меньшей массы (толщина на периферии меньше толщины в центре). Целостные безградиентные ПЭ формируются только в определенных диапазонах изменения параметров облицовки, показанных на рисунке цифрами 5 и 6 (скорости головной и хвостовой частей совпадают). При сильном уменьшении толщины облицовки к периферии в диапазоне 5 получаются ПЭ с формой близкой к шарообразной за счет выворачивания периферийной части вперед (см. рис. 6.6, б и рис. 6.18). При почти постоянной толщине облицовки (диапазон б) за счет выворачивания образуется удлиненный ПЭ (см. рис. 6.17). Вне диапазонов 5 и 6 формируются фрагментированные ПЭ. Проводимые в последние 15...20 лет исследования и разработки в части совершенствования СФЗ ориентировались на создание ПЭ с бронепробивае- мостью свыше 7>прсд > d3 на дальности до тысячи калибров заряда. В качестве основных направлений решения этой задачи рассмотрены формирование более удлиненных (пе > 4) и высокоплотных (сплавы тантала, обедненный уран) ПЭ с высокой начальной скоростью. При этом обязательным условием являлось достижение хороших аэродинамических и баллистических характеристик, обеспечивающих ориентированное движение ПЭ по траектории с малыми по- терями скорости. В качестве положительных примеров решения поставленной проблемы можно привести СПБЭ SMArt-155, SAD ARM и BONUS к одноименным 155-мм кассетным артиллерийским снарядам, суббоеприпасы BLU-108/B с СПБЭ Skeet для кассетных авиабомб CBU-97 и CBU-105, мину с широкой областью пораже- ния М93 HORNET и другие боеприпасы с ударным ядром. Рассмотрим более детально особенности устройства и действия БП с удар- ным ядром на примерах образцов различных систем оружия.
448 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра 6.3. Кассетные боеприпасы с самоприцеливающимися боевыми элементами Одним из состоящих на вооружении образцов кассетного авиационного оружия является разовая бомбовая кассета РБК-500 СПБЭ (Россия) с само- прицеливающимися боевыми элементами, формирующими ударное ядро при атаке бронетехники сверху. Кассета предназначена для поражения танков, БТР, БМП и других объектов бронированной техники с положительным тепло- вым контрастом относительно подстилающей поверхности. Она обеспечивает боевое применение на высотах 600 ... 5000 м при скоростях полета самолета 500 ... 1900 км/ч (в зависимости от высоты) как при горизонтальном полете, так и при пикировании и кабрировании до углов 20 ... 30°. Основные массогабаритные характеристики кассеты: масса - 478 кг, диа- метр - 450 мм, длина - 2505 мм, размах стабилизатора - 570 мм. Кассета вклю- чает в себя 14 СПБЭ и один командный элемент. Кассета (рис. 6.27) содержит головку 7 с центральным отверстием, жестко скрепленную с тонкостенным цилиндрическим корпусом 7 7. К заднему торцу кор- пуса разъемно присоединена хвостовая конусная часть 13 со стабилизатором 14, Головной обтекатель 1 крепится к головке через приваренные к ней крюки 19 посредством механизма расцепления 2 через командный прибор 5. В централь- ном отверстии головки установлена на резьбе втулка 6, в которую введен полый хвостовик центральной трубы 16, Втулка и центральная труба соединены с по- мощью пробки-штифта, размещенной в радиальных соосных отверстиях, которые выполнены в стенках втулки и полого хвостовика трубы. Хвостовая конусная часть поджата к корпусу гайкой 75. Обтюратор 8 установлен в контакте с голов- кой 7, внутренней поверхностью корпуса (через войлочное кольцо) и наружной Рис. 6.27. Разовая бомбовая кассета РБК-500 СПБЭ: 7 - головной обтекатель; 2 - механизм расцепления; 3 - командный прибор; 4 - взры- ватель; 5 - жгут; 6 - втулка; 7 - головка; 8 - обтюратор; 9 - БЭ; 10 - промежуточный диск; 77 - замыкающий диск; 72 - поджимающая гайка; 13 - хвостовая конусная часть; 14 - стабилизатор; 75 - гайка; 16- центральная труба; 7 7 - корпус; 18 - механизм рас- паковки кассеты; 19- крюки
6.3. Кассетные БП с самоприцеливающимися боевыми элементами 449 поверхностью центральной трубы. Самоприцеливающиеся боевые элементы 9 и командный элемент размещены в пяти секциях между обтюратором, промежу- точными дисками 10, замыкающим диском 11 и зафиксированы от осевых пере- мещений с помощью поджимающей гайки 12. На дисках и обтюраторе в местах контакта с БЭ сделаны соответствующие выемки. В полости центральной втул- ки и полого хвостовика центральной трубы расположен механизм распаковки кассеты 18, а в резьбовое очко втулки ввернут взрыватель 4. Командный прибор и взрыватель соединены жгутом 5 с механизмом подачи импульса самолета. Основные характеристики СПБЭ следующие: масса - 16 кг, диаметр кор- пуса БЧ - 186 мм, высота - 270 мм, поперечный размер с учетом КЦ - 290 мм, масса ВВ снаряжения (типа ТГ 40/60) - 4,5 кг. Противотанковый СПБЭ кассеты РБК-500 (рис. 6.28) состоит из БЧ, пара- шютной системы (вспомогательный и основной парашюты), механизмов от- стрела вспомогательного парашюта и вращения, КЦ и ПИМ. В БЧ входят корпус 2 с размещенными в нем зарядом ВВ 3 и медной сег- ментной КО 1. На верхнем торце корпуса 2 БЧ установлен ПИМ 10. Парашют- ная система и механизм отстрела вспомогательного парашюта расположены в корпусе 4, соединенном с корпусом БЧ. Корпус закрыт крышкой 8, на бо- ковой поверхности которой шарнирно установлены подпружиненные перья, ориентированные при сборке кассеты вдоль корпуса СПБЭ. Крышка связана с чехлом вспомогательного парашюта 14 и обеспечивает ввод его в действие. Коуш вспомогательного парашюта соединен со штоком 6, размещенным в кор- пусе 9 механизма отстрела и зафиксированным перемещаемым фиксатором 5. Каналы корпуса сообщаются с полостью, в которой установлен пиропатрон, обеспечивающий отстрел штока вместе со вспомогательным парашютом. За- действование пиропатрона осуществляется подачей электрического импульса от приемника радиокомандной линии (РКЛ), приемная антенна 15 которой прикреплена к стропе вспомогательного парашюта. Вспомогательный пара- шют связан расчековочным звеном 13 с чекой запуска бортового источника питания КЦ. Отстреливаемый шток 6 посредством вытяжного звена 18 связан с чехлом основного парашюта. В свою очередь, основной парашют с помощью расчековочного звена соединен с чекой освобождения стопорного механизма ПИМ 10. Механизм вращения СПБЭ включает в себя вертлюг 11, соединенный с ко- ушем основного парашюта 16, а также две подпружиненные раскрывающиеся лопасти 77. В сложенном состоянии лопасти уложены вокруг корпуса 4 и за- фиксированы скобой 7, связанной с отстреливаемым штоком. Одноканальный КЦ 12 СПБЭ представляет собой пассивный оптико-элек- тронный прибор, принимающий излучение в ИК-диапазоне и обеспечивающий угол поля зрения 0,75°. Один из вкладных элементов кассеты является командным. У командного элемента (КЭ) массогабаритные характеристики и площади куполов парашю- тов такие же, как у СПБЭ, что и обеспечивает одинаковые параметры движения после выброса из кассеты. КЭ не имеет БЧ. Его основная часть - радиометри- ческий датчик, предназначенный для измерения текущего значения высоты
450 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.28. СПБЭ кассеты РБК-500: 1 - сегментная КО; 2 - корпус БЧ; 3 - заряд ВВ; 4 - корпус; 5 - фиксатор; 6 - шток; 7 - скоба; 8 — крышка; 9 - корпус механизма отстрела вспомогательного парашюта; 10 - ПИМ; 11 - вертлюг; 12 - КЦ; 13 - расчековочное звено; 14 - чехол вспомогательного парашюта; 75 - приемная антенна; 16- основной парашют; 77- лопасть; 18 - вытяжное звено при снижении КЭ вместе с СПБЭ на вспомогательных парашютах и передачи по РКЛ команды на раскрытие основных парашютов СПБЭ при достижении КЭ заданной высоты. При сбрасывании кассеты в момент ее отделения от механизма подачи им- пульса самолета на командный прибор 3 (см. рис. 6.27) и взрыватель 4 подается
6.3. Кассетные БП с самоприцеливающимися боевыми элементами 451 электрический импульс. Через 0,9 с после отделения кассеты от самолета сра- батывает пиропатрон командного прибора. В корпусе механизма расцепления 2 создается давление пороховых газов, под действием которых элементы меха- низма выходят из зацепления, а головной обтекатель 1 освобождается от связи с головкой 7 и отделяется от кассеты. По истечении установленного и зависящего от высоты сброса времени за- медления срабатывает взрыватель 4 и воспламеняет пороховой заряд механизма распаковки 18. Под действием образующихся пороховых газов пробка-штифт выталкивается из соосных отверстий втулки 6 и хвостовика трубы 16, освобож- дая центральную трубу от связи с головкой 7. Одновременно пороховые газы заполняют объем между головкой и обтюратором 8, при этом обтюратор вместе с механизмом распаковки 18, центральной трубой 16, блоком боевых элементов и хвостовой частью 13 перемещается назад, обеспечивая расстыковку хвосто- вой части с корпусом 17 кассеты. Увеличивающийся объем между головкой и обтюратором подпитывается пороховыми газами горящего порохового заряда механизма распаковки (при этом обтюратор предохраняет оптические системы СПБЭ 9 от их воздействия). При полном сгорании порохового заряда блок БЭ приобретает скорость, достаточную для полного выхода из кассеты. В этот момент обтюратор отделяется от блока элементов канатами, соединенными с головкой. Под действием набегающего потока воздуха БЭ 9 отсоединяются от промежуточных 10 и замыкающего 11 дисков, получают боковые импульсы рассеивания и начинают автономное движение к земле. Расположенные на боковых поверхностях крышек 8 (см. рис. 6.28) БЭ под- пружиненные перья раскрываются и под действием набегающего потока воздуха сдергивают крышки с элементов, вытягивая из корпусов чехлы со вспомогатель- ными парашютами 14. При дальнейшем снижении КЭ и СПБЭ вспомогательные парашюты выходят из чехлов и раскрываются, в результате чего происходит срывание чек и запуск бортовых источников питания КЦ 12 и датчика высоты КЭ. Датчик высоты начинает излучать высокочастотный сигнал и принимать сигнал, который отражен от земной поверхности, обеспечивая измерение теку- щего значения высоты, а приемная антенна 15 и приемное устройство СПБЭ подготавливаются к приему команды на отстрел вспомогательных парашютов. Команда на отстрел вспомогательных парашютов всех выбрасываемых из кассеты СПБЭ выдается командным элементом при достижении им высоты Н= 170 м, после чего приемники РКЛ СПБЭ формируют сигнал на подрыв пиропатрона механизма отстрела вспомогательного парашюта. При срабаты- вании пиропатрона пороховые газы действуют на торец фиксатора 5, который перемещается, освобождая шток 6 и обеспечивая его отстрел вместе со вспо- могательным парашютом 14. Отстреливаемый шток 6 с помощью вытяжного звена 18 вводит в действие основной парашют и с помощью расчековочного звена перестает держать стопорный механизм ПИМ 10, который переводится в боевое положение. Вместе со штоком 6 отстреливается и соединенная с ним скоба 7, освобождая подпружиненные лопасти 17, которые раскрываются и придают СПБЭ вращательное движение при его дальнейшем снижении на основном парашюте. Установившаяся скорость снижения СПБЭ кассеты
452 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра РБК-500 на основном парашюте составляет v = 15 м/с, а частота вращения равна п = 6...8 об/с. За счет расположения продольной оси СПБЭ и оптической оси поля зре- ния КЦ под углом Р = 30° к линии подвески и за счет вращательного движения СПБЭ при спуске на основном парашюте происходит сканирование КЦ зем- ной поверхности по сходящейся спирали с шагом Ах = z/tg|3/п = 1,0... 1,5 м/об. Тепловое излучение от осматриваемой поверхности попадает в пироприемник КЦ 12. При попадании цели в поле зрения КЦ он выдает сигнал на срабатывание ПИМ 10. который обеспечивает подрыв заряда ВВ 3 и последующее формиро- вание ударного ядра - компактного ПЭ (рис. 6.29), отстреливаемого в сторону цели и поражающего ее. Впервые функционирование СПБЭ кассетной авиабомбы РБК-500 рос- сийские оружейники продемонстрировали в 2001 г. на выставке вооружения и военной техники под Нижним Тагилом. Одна такая кассета практически гаран- тирует поражение шести танков. Используемые в РБК-500 суббоеприпасы универсальны: ими могут снаря- жаться не только кассетные авиабомбы, но и реактивные снаряды РСЗО. Так, например, 12 реактивных снарядов одной машины РСЗО «Смерч» выбрасывают над полем боя на площади в 40 га сразу 240 СПБЭ типа «Гном» или 60 СПБЭ типа «Мотив-ЗМ». Высокая боевая эффективность такой системы оружия Рис. 6.29. Форма ударного ядра, создаваемого СПБЭ РБК-500 (а). и характер его действия по различным преградам - по стволу пушки (6), броне (в). машинно-транс- миссионному отделению (г)
6.3. Кассетные БП с самоприцеливающимися боевыми элементами 453 обеспечивается также и дальностью стрельбы, достигающей от 20 ... 25 км до 70 .. .90 км (в перспективе до 200 км). Иные принципы разброса и наведения БЭ на цель заложены в кассетной бомбе CBU-97 SFW (Sensor Fuzed Weapon) (рис. 6.30), в которую уложено десять суб- а б Рис. 6.30. Кассетные бомбы CBU-97/B (а) и CBU-105/B (6), США Рис. 6.31. Суббоеприпас (СБП) BLU-108/B (я) с СПБЭ типа Skeet (6) боеприпасов BLU-108/B. Каждый такой суббоеприпас представляет собой ракету, внутри которой помимо реактивного двигателя уложено четыре кумулятивных малогабаритных СПБЭ типа Skeet с инфракрасными датчиками цели (рис. 6.31). Самолет-носитель кассет, выйдя в район целей на высоте 60... 6000 м при скорости 450 ... 1200 км/ч и обнаружив группу объектов БТ, сбрасывает бомбовую кассету. Она, удалившись от самолета на безопасное расстояние, раскрывается и выбра- сывает в воздух десять суббоеприпасов BLU-108/B, над которыми раскрываются парашюты. Усовершенствованная система CBU-105 имеет кассеты, сообразно оснащенные и управляемые по сигналам инерциальной навигационной системы. Такие усовершенствованные кассеты называются WCMD (Wind Compensated Munitions Dispenser) и применяются для компенсации ветрового сноса при сбро- се с больших и средних высот, что позволяет приблизить точность выведения на цель «обычных» бомб к точности бомб «умных» (до 10 м). В зависимости от направления и силы ветра выброшенные из кассеты суб- боеприпасы BLU-108/B рассеиваются над районом целей (рис. 6.32). Во время снижения суббоеприпаса происходит раскрытие его корпуса, и четыре СПБЭ
454 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.32. Отдельные стадии функционирования СБП BLU-108/B: 1 - сбрасывание кассетной АБ в районе сосредоточения бронетанковой техники; 2 - раскрытие корпуса АБ и выброс суббоеприпаса; 3,4- раскрытие вытяжного и основ- ного парашютов; 5 - раскрытие корпуса СБП и выдвижение СПБЭ; 6 - срабатывание ракетного двигателя и поднятие СБП до высоты ~ 50 м; 7 - разлет СПБЭ под действием центробежных сил и поиск целей; 8 - срабатывание СПБЭ и поражение цели сверху оказываются подвешенными снаружи. На определенной высоте включается ра- кетный двигатель, под действием которого BLU-108/B получает вращательное движение и начинает подниматься вверх до высоты ~50 м. В этот момент СПБЭ включают свои инфракрасные датчики и под действием центробежной силы разлетаются в разные стороны, одновременно вращаясь вокруг собственной оси под небольшим углом к вертикали. В этом случае реализуются несколько меньшие углы сканирования местности, чем у СПБЭ типа SAD ARM, BONUS или SMArt-155. Однако участок сканирования местности СПБЭ Skeet остается достаточно большим за счет более высокой по сравнению с перечисленными элементами скорости поступательного движения вдоль поверхности земли. Как только эти датчики зарегистрирует инфракрасное излучение цели (двигатели объектов БТ), СПБЭ взрывается и поражает БТ в крышу с помощью сформи- рованного взрывом ударного ядра (рис. 6.33). Один из принятых на вооружение кассетных артиллерийских снарядов с СПБЭ - 155-мм снаряд DM 702 (SMArt-155, Германия), который входит в боекомплект самоходных и буксируемых гаубиц FH70, V109G3 и PzH-2000. В полете на траектории снаряд стабилизируется вращением. Максимальная дальность стрельбы из самоходной гаубицы PzH-2000 составляет 28 км. Благодаря модульной конструкции СПБЭ SMArt-155 подходит для использо- вания в различных системах оружия, в том числе в системах залпового огня
6.3. Кассетные БП с самоприцеливающимися боевыми элементами 455 Рис. 6.33. Характер действия по цели СБП BLU-108/B (GMLRS МЗО) (рис. 6.34, а), крылатых ракетах (KEPD-350, СПБЭ SMArt- SEAD) и авиабомбах. Длина снаряда SMArt-155 (Sensor-Fuzed Munition for the Artillery) - 899 мм, масса снаряда - 46,5 кг (рис. 6.34, б). Снаряд имеет два СПБЭ калибра 140 мм, длиной 200 мм и массой 12 кг. СФЗ БЭ имеет танталовую КО. Для уменьшения вращательного движения БЭ после его выброса из снаряда использовано раскры- вающееся оперение, установленное с охватом корпуса БЭ. КЦ в боевом элемен- те SMArt-155 - трехканальный. Миниатюрный локатор работает на принципах как пассивной, так и активной локации в миллиметровом диапазоне длин волн на частоте 94 ГГц. КЦ также снабжен пассивным ПК-детектором (рис. 6.34, в, г). Выброс суббоеприпасов из кассетного снаряда происходит на высоте около 500 м на нисходящем участке траектории снаряда. Раскрывающееся оперение значительно снижает угловую скорость вращения БЭ, а купольный парашют обеспечивает снижение со скоростью порядка 10 м/с. При сканировании по- верхности датчики КЦ функционируют одновременно, а на выходе измеритель- ной системы формируется обобщенный образ цели. Основное (тепловое) изо- бражение цели синтезируется на базе сигнала ПК-датчика. Радиолокационные Рис. 6.34. Применение СПБЭ SMArt: а - примеры использования СПБЭ в системах залпового огня GMLRS МЗО и в ар- тиллерийском снаряде DM 702; б-разрез снаряда DM 702; в, г-СПБЭ SMArt-155: 1 - ВВ; 2 - КО; 3 - электронный блок; 4 - антенна; 5 - батарея; 6 - ИК-детектор (датчик); 7 - ПИМ; 8 — устройство для обработки сигналов; 9 - лопасть для устранения вращения; 10 - парашют; д - удлиненный ПЭ, формируемый СПБЭ SMArt
456 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра активный и пассивный датчики образуют альтернативный канал самоприце- ливания, чувствительный к обшивке боевых бронированных машин, а также к железобетонным перекрытиям инженерных сооружений. Для надежности сигналы, снимаемые с датчиков, обрабатываются бортовым микропроцессо- ром с помощью двух специальных алгоритмов сканирования, что позволяет не реагировать на ложные цели. Захват цели может происходить с высоты 100... 150 м, радиус зоны обзора - 75 м (этому соответствует угол между линией прицеливания и вертикалью Р = 30°). При обнаружении цели и последующем взрыве СФЗ SMArt-155 образуется танталовый удлиненный ПЭ с относитель- ным удлинением lj de~ 5 (рис. 6.34, <Э). Скорость ПЭ - 2100 м/с. Формируемый элемент обладает развитой хвостовой частью, обеспечивающей его аэродина- мическую устойчивость при движении по траектории к цели. Бронепробитие ПЭ с расстояния около 1000 калибров составляет 150 мм, т.е. примерно Кассетный артиллерийский снаряд SMArt-155 обладает высокой боевой эффективностью. По опубликованным данным на предшествующих крупно- серийному производству полигонных испытаниях удалось достичь очень вы- соких показателей. В одной серии испытаний 15 снарядами (30 СПБЭ) было поражено 20 целей, в другой - пять выстрелов на максимальную дальность (10 суббоеприпасов) привели к уничтожению девяти целей. В целом по окон- чании стрельбовых испытаний нескольких сотен снарядов получен результат более одного поражения на снаряд. В настоящее время SMArt-155 и одноименный кассетный артиллерийский снаряд - наиболее модернизированные среди зарубежных образцов БП этого вида. Ближайшими конкурентами являются 155-мм кассетные артиллерийские снаряды ХМ898 SAD ARM (США) с одноименным суббоеприпасом и BONUS (Швеция). В США работы по созданию СПБЭ и кассетных артиллерийских снарядов проводятся с 1980-х гг. Сначала они осуществлялись в рамках программы соз- дания 203,2-мм кассетного снаряда ХМ836, позднее основные усилия были на- правлены на 155-мм кассетный снаряд ХМ898 SAD ARM, который предназначен для стрельбы из артиллерийских систем М109А5, М198. В полете он стабилизи- руется вращением, а дальность стрельбы составляет 22 км. Основные технические характеристики снаряда ХМ898 SAD ARM близки к характеристикам снаряда SMArt-155: длина - 899 мм, масса - 46,6 кг. Снаряд содержит два СПБЭ SAD ARM диаметром 147,3 мм, длиной 200 мм и массой 12,25 кг. В СФЗ суббоеприпаса SAD ARM использованы облицовки из обедненного урана и сплава тантала с вольфрамом в пропорции 97,5 % к 2,5 %. Скорость фор- мируемого ПЭ составляет 2440 м/с (несколько выше, чем для SMArt-155). Однако его бронепробиваемость ниже, чем у SMArt-155, и достигает 100 мм (примерно 0,7б/ - по этому признаку можно предположить, что формируемый ПЭ ближе к ком- пактному, чем к удлиненному). Так же, как и SMArt-155, суббоеприпас SAD ARM имеет трехканальный КЦ, включающий в себя инфракрасный пассивный и радио- локационный пассивно-активный каналы. Последний работает в миллиметровом диапазоне длин волн на частоте 35 ГГц и используется также как высотомер. Ос- новные элементы БЧ SAD ARM показаны на рис. 6.35.
6.3. Кассетные БП с самоприцеливающимися боевыми элементами 457 а Рис. 6.35. СПБЭ SADARM (а) и основные элементы его БЧ (6): 1 - сборка антенны с ВЧ блоком; 2 - корпус БЧ; 3 - ПИМ; 4 - сборка печатных плат; 5 - корпус электронного блока; 6 - магнитометр; 7 - блок временных задержек; 8 - корпус блока задержек; 9 - корпус блока торможения; 10 - пирорезак; 11 - пружины фиксатора; 12 - крышка; 13 - скрепляющее кольцо; 14 - электропирорезак; 75 - сумка основного парашюта; 16 — пластина-распределитель; 17- термобатарея; 18 - ИК-датчик с выдви- гающимся кинообъективом; 19 - стопорное кольцо; 20 - СФЗ; 21 - радиопрозрачный кожух антенны; 22 - защитная (противодождевая мембрана) Выброс суббоеприпасов из корпуса снаряда происходит на высоте около 750 м. С помощью тормозного устройства гасится угловая скорость вращения БЭ, созданная вращением снаряда, после чего раскрывается ленточный парашют. Парашютная система обеспечивает спуск элемента со скоростью до 15 м/с с на- клоном линии прицеливания в 25.. .30° от вертикали. Снижающийся и вращаю- щийся суббоеприпас сканирует местность. На высоте 150...200 м приводится в боевое состояние КЦ. После попадании цели в поле зрения КЦ с помощью микропроцессора определяется ее положение и осуществляется подрыв СФЗ. Площадь сканирования местности при начальной высоте 150 м составляет около 18000 м2. По оценкам, вероятность поражения танка одним СПБЭ SADARM равна 0,25. К концу XX в. SADARM рассматривался специалистами из США в каче- стве одного из наиболее перспективных средств поражения бронецелей. Его выбрали как основной и планировали использовать в кассетных БЧ различных носителей без существенных доработок. Обсуждались возможности его приме- нения в оперативно-тактической ракете ATACMS, в УАБ GBU-15 с кассетной БЧ, в УАР AGM-130 и в перспективных управляемых авиационных кассетах. Однако полностью разработанный кассетный артиллерийский снаряд ХМ898 SADARM к 2002 г. так и не был принят на вооружение сухопутных войск США. В ходе ис- пытаний была выявлена неспособность его надежного срабатывания, что было
458 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра связано с меньшей разрешающей способностью радиолокационного канала КЦ, работающего на частоте примерно в 3 раза меньшей, чем у SMArt-155. Возмож- но, именно по этой причине США пока отказались от принятия на вооружение ХМ898 SAD ARM и, пользуясь военно-техническим сотрудничеством с другими странами, заменили его высокоэффективным снарядом SMArt-155 (Германия). Артиллерийский 155-мм кассетный снаряд BONUS (Швеция) с одноимен- ными суббоеприпасами предназначен для использования в артиллерийских системах Ml 14/39, М198 и FH-77A. Снаряд снабжен донным газогенератором, который позволяет обеспечить дальность стрельбы до 28 км на уменьшенном метательном заряде. Последнее обстоятельство обусловлено необходимостью снижения перегрузок, действующих на электронный узел СПБЭ. BONUS имеет массу 42,5 кг, содержит два суббоеприпаса диаметром 120 мм и массой 12 кг каждый. Скорость формируемого ударного ядра - 2000 км/с, а его бронепроби- ваемость - 120 мм (W). В отличие от SMArt-155 и SAD ARM в суббоеприпасе BONUS использован одноканальный КЦ - двухдиапазонный ПК-датчик цели. В целом данный КЦ суббоеприпаса BONUS более уязвим к сложным метеоус- ловиям, чем КЦ у суббоеприпасов SMArt-155 и SAD ARM. Для перевода выбрасываемых из корпуса кассетного артиллерийского сна- ряда (КАС) суббоеприпасов BONUS в режим авторотации и плавного снижения используются два малых выдвижных крыла, аэродинамика которых обеспечивает угловую ориентацию суббоеприпаса под углом 30 ... 35° к вертикали (рис. 6.36). Рис. 6.36. Кассетный артиллерийский снаряд BONUS (а) и СПБЭ BONUS (6)
6.3. Кассетные боеприпасы с самоприцеливающимися боевыми элементами 459 Перевод бортовой электронной аппаратуры в поисковый режим осуществляется на высоте до 175 м. При снижении со скоростью до 45 м/с суббоеприпас сканирует площадь до 30 тыс. м2 (по этому показателю BONUS более чем в 1,5 раза превос- ходит свои аналоги). Рассмотренные выше КАС SMArt-155, ХМ898 SAD ARM и BONUS отно- сятся к активным неуправляемым артиллерийским снарядам. Их высокая бое- вая эффективность реализуется за счет использования высокоточных самопри- целивающихся суббоеприпасов. Однако в последние несколько лет в области создания КАС обозначилась тенденция, которая в самом ближайшем будущем приведет к еще одному качественному скачку в повышении эффективности борьбы с бронетехникой. Эту тенденцию коротко можно сформулировать как «сверхвысокоточное дальнобойное оружие», т. е. сочетание качеств само- прицеливающихся суббоеприпасов и высокоточного дальнобойного кассетного снаряда, который является их носителем. Образцом такого снаряда станет раз- рабатываемый в США 155-мм снаряд повышенной дальности ХМ982, который относится к классу снарядов с корректируемой траекторией. Увеличение даль- ности стрельбы будет достигнуто не за счет газогенератора или маршевого двигателя, а использованием хвостового оперения и аэродинамических по- верхностей (рулей), корректирующих траекторию движения снаряда. Коман- ды управления изменением траектории движения формируются по сигналам космической радионавигационной системы (КРНС) NAVSTAR, которая опре- деляет реальные координаты снаряда и сравнивает их с вычисленными перед выстрелом параметрами траектории. Процессор обработки сигналов может размещаться на БП или выполняться в наземном варианте. Принципиальная схема снаряда ХМ982 (рис. 6.37) включает в себя головной обтекатель 7, ан- тенну приема сигналов КРНС NAVSTAR 2, вышибной заряд 3, обтюратор 4. стабилизатор 5, полезную нагрузку 6 (в частности, СПБЭ), рули управления 7, систему наведения 8. Очевидно, что управляемый 155-мм артиллерийский снаряд ХМ982 в снаряжении самоприцеливающимися суббоеприпасами - это кассетный снаряд следующего поколения. Возможно, именно он займет место так и не принятого на вооружение неуправляемого снаряда ХМ898 SAD ARM. Рис. 6.37. Кассетный снаряд ХМ982 (США) повышенной дальности с корректи- руемой траекторией: 7 - головной обтекатель; 2 - антенна приема сигналов КРНС NAVSTAR; 3 - вышиб- ной заряд; 4 - обтюратор; 5 - стабилизатор; 6 - полезная нагрузка; 7 - рули управле- ния; 8 - система наведения
460 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Еще одним перспективным образцом кассетного артиллерийского 155-мм снаряда нового поколения является активно-реактивный корректируемый сна- ряд «Пеликан» (Франция). В одном из вариантов этого снаряда предусмотрено снаряжение самоприцеливающимися суббоеприпасами BONUS (5 шт.). При максимальной дальности стрельбы 80 км радиус рассеивания составляет 15 м. Для достижения максимальной дальности стрельбы предполагается использо- вать маршевый двигатель, который включается при выходе снаряда из канала ствола. При этом одновременно разворачиваются стабилизаторы и управляющие поверхности, получающие команды управления от КРНС NAVSTAR и бортового процессора. Общая масса снаряда - 54 кг, а его длина - 1350 мм. В настоящее время кассетные БЧ с самоприцеливающимися суббоеприпа- сами достаточно широко применяют в неуправляемых реактивных снарядах - боеприпасах систем залпового огня. Это реактивный 240-мм снаряд к системе MLRS (США) с кассетной БЧ в снаряжении боевыми элементами SADARM, отечественные реактивные снаряды к РСЗО «Град» и «Смерч». 122-мм неуправляемый PC 9М217 с СПБЭ входит в боекомплект боевой машины БМ-21 системы «Град». Дальность стрельбы составляет от 8 до 30 км, длина реактивного снаряда 3037 мм, масса 70 кг, масса БЧ 25 кг. Боевая часть содержит два СПБЭ, обеспечивающих при действии ударного ядра с расстоя- ния 100 м бронепробиваемость по гомогенной броне под углом 30° от нормали на уровне 60.. .70 мм. В боекомплект 300-мм РСЗО «Смерч» входит реактивный снаряд 9М55К1, предназначенный для поражения сверху группировок брони- рованной военной техники, ПУ тактических и зенитных управляемых ракет. Это дальнобойный снаряд имеет дальность стрельбы от 25 до 70 км, длину сна- ряда 7600 мм, массу 800 кг. Кассетная БЧ массой 243 кг содержит пять СПБЭ «Мотив-ЗМ», высота БЭ 255 мм, диаметр корпуса 186 мм, поперечный размер с учетом КЦ 284 мм, масса БЭ 15 кг, масса ВВ снарядоформирующего заряда 4,5 кг. Элемент снабжен инфракрасным двухдиапазонным КЦ. При действии с расстояния 150 м формируемое ударное ядро (компактный ПЭ) пробивает не менее 70 мм гомогенной брони под углом 30° от нормали. Таким образом, основной областью наиболее массового использования БП с ударным ядром является кассетное оружие - авиационное и артиллерийское (ствольной и реактивной артиллерии). 6.4. Инженерные боеприпасы с ударным ядром Вторая крупная область применения БП с ударным ядром - область инже- нерных боеприпасов (противокрышевые и противобортовые мины). В инже- нерных противокрышевых минах в качестве принципа поражения бронецели использован принцип СПБЭ типа SADARM. Образцом такой мины стала соз- данная в конце прошлого века американская мина семейства «широкой зоны поражения» WAM (Family of Wide Area Munitions) M93 HORNET («Шершень») с отстреливаемым СПБЭ (рис. 6.38). Мина HORNET доставляется к месту установки вручную или транспорт- ным средством (самолетом, ракетой, вертолетом) (рис. 6.38, а\ приводится в
6,4. Инженерные боеприпасы с ударным ядром 461 Рис. 6.38. Американская мина WAM М93 HORNET («Шершень»): а - положение для ручной транспортировки; б, в-взведенное состояние: 1,2- акусти- ческие и сейсмические датчики соответственно; 3 — СПБЭ Skeet; г — положение, соот- ветствующее коррекции угла обстрела; д - момент запуска СПБЭ; е - формирование ударного ядра и поражение цели сверху действие вручную или с помощью дистанционного управления. Во взведенном состоянии она начинает прослушивание окружающего пространства с помощью акустических и сейсмических датчиков (рис. 6.38, б, в). Дальность обнаружения составляет около 100 м. При обнаружении танка или другой бронированной цели включаются инфракрасные датчики цели. При этом мина наклоняется для коррекции угла обстрела (рис. 6.38, г). Сигналы сейсмических и инфракрасных датчиков цели поступают в блок обработки информации, где определяется дальность до цели, направление на цель, характер цели. Когда цель идентифицирована как броне- объект, блок наведения рассчитывает траекторию полета БЭ и начинает наводить его в направлении цели. Когда цель оказывается в зоне уверенного поражения, выдается команда на запуск СПБЭ, который отстреливается на определенную высоту с помощью порохового заряда (рис. 6.38, <)). Последующее снижение боевого элемента сопровождается поступательным движением вдоль поверх- ности земли и сканированием местности, как это и присуще СПБЭ Skeet. Когда линия прицеливания БЭ оказывается направленной на цель, он подрывается и поражает цель ударным ядром (рис. 6.38, е). Общая масса мины составляет 15,9 кг, диаметр - 188 мм, высота - 343 мм. В качестве БЧ в мине М93 HORNET используется СПБЭ Skeet с инфракрасным двухдиапазонным КЦ. При диаметре 140 мм и высоте 170 мм данный БЭ обе- спечивает бронепробитие по разным данным от 90 мм до 120 мм. Одним из образцов противотанковых противобортовых мин является со- стоящая на вооружении отечественная мина ТМ-83, предназначенная для ми- нирования дорог с твердым покрытием, лесных и горных дорог против танков,
462 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра БТР и грузовых автомобилей. Мина поражает цель со стороны борта путем пробития бронезащиты, повреждения в заброневом пространстве агрегатов и вывода из строя экипажа. Мина ТМ-83 допускает установку в управляемом и неуправляемом (автономном) вариантах. Основным узлом мины ТМ-83 (рис. 6.39) является СФЗ 1 с медной КО 2 сегментного типа и взрывчатым веществом ТГ40/60. Заряд размещен в тонко- стенном стальном корпусе 7. С противоположной облицовке стороны заряд закрыт крышкой 8, в которой предусмотрено резьбовое отверстие под запал 9. Под крышкой расположен детонатор. Двухканальное взрывательное устройство (КЦ) автономно функционирующей мины включает в себя оптический датчик цели 6, сейсмический датчик цели 11, ПИМ 10, запал и элементы питания. Мина также снабжена скобой 3, штырем и визиром для установки мины на местно- сти и ее нацеливания. Для крепления заряда на скобе используются рукоятки 4, размещенные на двух приваренных к корпусу заряда цапфах 5 с резьбовыми окончаниями. Визир представляет собой металлический стержень с прорезью, мушкой и пружиной. На корпусе заряда есть устройство для установки оптиче- ского датчика цели или визира параллельно линии прицеливания СФЗ. Сборка мины осуществляется непосредственно на месте установки. Технические характеристики мины ТМ-83: общая масса мины в неуправ- ляемом варианте - 20,4 кг, из них масса ВУ - 2,7 кг, масса ВВ - 9,6 кг, диаметр Рис. 6.39. Противотанковая противобортовая мина ТМ-83: 1 - СФЗ; 2 - медная облицовка; 3 - скоба; 4 - рукоятка; 5 - цапфа; 6 - оптический датчик цели; 7 - корпус; 8 - крышка; 9 - запал; 10 - ПИМ; 11 — сейсмический датчик цели
6.5. Боеприпасы с ударным ядром, поражающие цель на пролете сверху 463 заряда ВВ - 250 мм, высота заряда - 200 мм, максимальная высота по мушке оптического датчика цели при установке мины на крышку ящика - 440 мм. В автономном режиме мина работает следующим образом. В режиме ожи- дания цели оптический датчик 6 выключен, задействован лишь сейсмический датчик 11. При обнаружении цели сейсмическим датчиком оптический датчик включается. При пересечении целью линии прицеливания мины с оптического датчика передается электрический сигнал на срабатывание ПИМ 10 и запала, который инициирует детонатор и подрывает СФЗ. Формируемый компактный ПЭ поражает цель. При взрыве на расстоянии 5 ... 50 м при угле встречи с прегра- дой не более 30° от нормали обеспечивается пробитие брони толщиной 100 мм. Мина сохраняет работоспособность в интервале температур -30...+50 °C без замены источников питания в течение 30 суток. 6.5. Боеприпасы с ударным ядром, поражающие цель на пролете сверху Третья крупная область применения и разработки БП с ударным ядром - это крышебойные боеприпасы, поражающие цель на пролете сверху (артиллерий- ские снаряды, боевые части ПТУР и автономных беспилотных ЛА). Так, в США ведутся НИОКР по созданию высокоточного снаряда ХМ943 STAFF к танковой 120-мм гладкоствольной пушке М256 (рис. 6.40). Снаряд предназначен для поражения сверху бронированной техники, а также боевых вертолетов на малых и сверхмалых высотах в наименее защищенную часть в мо- мент пролета над целью (в том числе и когда цель находится за укрытием). Это обеспечивается оснащением снаряда радиолокационным датчиком, работающим в миллиметровом диапазоне и определяющим момент подрыва СФЗ при прохож- дении боеприпаса над целью. Заряд, формирующий ударное ядро, располагается поперечно продольной оси снаряда. Предполагается, что разрабатываемый БП будет намного эффективнее БПС на предельных дальностях стрельбы прямой наводкой и даст принципиальную возможность средствами танкового воору- жения бороться с бронетехникой за складками местности или за укрытиями. Подробной информации по снаряду STAFF в опубликованных материалах нет. Однако, судя по его общему виду (см. рис. 6.40), в данном снаряде отсутствуют средства обеспечения стабилизации движения по крену, а при движении по тра- ектории такой снаряд должен вращаться. При поперечном расположении оси СФЗ это приводит к повышенным требованиям к ВУ и необходимости «тройной Рис. 6.40. Высокоточный 120-мм танковый снаряд ХМ943 STAFF (США)
464 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра Рис. 6.41. ПТУР Tow-2B (США) (а) и иллюстрация ее функционирования (6): 1 - датчик цели; 2, 3 - СФЗ; 4 - предзаряд, взрыв которого предшествует работе ос- новных СФЗ; 5 - ПИМ; 6 - маршевый двигатель; 7 - крыло; 8 - гироскоп; 9 - батарея; 10 - стартовый двигатель; 11 - газовый баллон; 12 - электронная система управления; 13 - киль; 14,15- тепловой и ксеноновый (световой) маяки синхронизации»: момент подрыва заряда определяется моментом совпадения нахождения цели под БП и направления линии прицеливания СФЗ на цель. Не исключено, что КО СФЗ выполнена заодно с корпусом снаряда как профили- рованная его часть. Концепция поражения бронеобъекта на пролете сверху реализуется в боевой части американской ПТУР Tow-2B (рис. 6.41). Противотанковый ра- кетный комплекс Tow находится на вооружении с 1969 г. и очень широко рас- пространен. К 2000 г. он использовался более чем в 40 странах мира, а всего было выпущено около 600 тыс. ракет разных модификаций. По мере роста защищенности бронетехники ПТРК Tow непрерывно модернизировался: на- чиная от 127-мм моноблочной кумулятивной БЧ Tow через 152-мм тандемную кумулятивную БЧ Tow-2A к БЧ Tow-2B с двумя зарядами, формирующими ударное ядро и поражающими цель сверху. ПТУР Tow-2B относится ко второму поколению рассматриваемого типа СП и наводится на цель полуавтоматически с передачей команд управления по проводам. Диаметр корпуса БЧ - 152,4 мм. Каждый из двух СФЗ имеет диаметр 127 мм (5 дюймов), линии прицеливания зарядов ориентированы поперечно оси ракеты и направлены вертикально вниз. В полете ракета стабилизирована по крену, система наведения обеспечивает ее
6.5. Боеприпасы с ударным ядром, поражающие цель на пролете сверху 465 движение над линией прицеливания по настильной траектории с последующим пролетом над целью. Одновременный подрыв обоих СФЗ реализуется в момент пролета над наиболее уязвимой частью бронецели с помощью неконтактного ВУ — КЦ. Двухканальный КЦ включает в себя оптический (лазерный дально- мер) и магнитометрический датчики. ПТУР Tow-2B поступила на вооруже- ние в 1991 г. и показала высокую эффективность в боевых действиях в зоне Персидского залива. К настоящему времени создана ее модификация Tow-2N, у которой команды полуавтоматического наведения передаются по радиолучу. Однако серийно этот вариант БП не производился. В США в рамках одной из программ развития высокоточного оружия раз- рабатывается еще один БП с ударным ядром, поражающий цель на пролете сверху. Это суббоеприпас LOCAAS, предназначенный для поражения танков, бронированных транспортных средств, позиций зенитных ракетных комплексов и установок мобильных баллистических ракет (от англ. Low Cost Anti-Armour Submunition - дешевый бронебойный суббоеприпас). В качестве основных носителей суббоеприпасов LOCAAS в настоящее вре- мя рассматриваются самолеты, оснащенные специальными кассетными установ- ками. Планируется, что бомбардировщики В-1 и В-2 будут способны нести до 14 LOCAAS, а современные и перспективные истребители F-16, F-22 и JSF - до 16 таких суббоеприпасов. Ожидается, что носителями систем LOCAAS могут быть авиационные управляемые ракеты (например, AGM-130), реактивные снаряды систем залпового огня MLRS, оперативно-тактические ракеты ATACMS. В основе технического решения суббоеприпаса LOCAAS по-прежнему лежит кумулятивный дальнобойный СФЗ. Однако в дополнение к этой уже ставшей традиционной идее в данном БП планируется использовать адаптив- ность БЧ к типу цели и индивидуальное активное наведение на цель вместо «самоприцеливания», носящего все же пассивный характер. Суббоеприпас LOCAAS представляет собой небольшую крылатую раке- ту (рис. 6.42) и выполнен по нормальной аэродинамической схеме с несущим Рис. 6.42. Суббоеприпас LOCAAS (США): а - вид сверху; б - вид сбоку; 1 - несущий корпус; 2 - ЭВМ; 3 - лазерная локационная станция; 4 — БЧ; 5 - управляемое хвостовое оперение; 6 - верхнерасположенное крыло
466 Глава 6. Боеприпасы с использованием ударного ядра корпусом 1. Боеприпас снабжен раскрывающимся после пуска из носителя верх- нерасположенным крылом 6 и управляемым хвостовым оперением 5, обеспечи- вающим в ходе наведения на цель изменение траектории полета по принципу крен-поворот. Длина суббоеприпаса - 0,79 м, ширина фюзеляжа - 0,25 м, высо- та- 0,18 м, размах крыла - 1,18 м. Предусматривается создание суббоеприпаса в двух вариантах - с двигателем и без него. Вариант с двигателем будет иметь стартовую массу 38...43 кг и дальность действия около 170 км. Вариант без двигателя значительно легче - масса 22 кг, дальность при сбрасывании суббое- припаса с больших высот - 60...70 км. Планируемая крейсерская скорость - 370 км/ч, рабочая высота полета - 230 м, площадь поиска цели - 137 км2. Суббоеприпас LOCAAS намечается оснастить инерциальной навигацион- ной системой и лазерной локационной станцией 3, позволяющей получать трех- мерные изображения обнаруженных объектов. Лазерная станция сопрягается с системой автоматического распознавания целей по заложенным в память бор- товой ЭВМ 2 цифровым образам. По замыслам разработчиков в режиме поиска цели лазерная станция будет осуществлять сканирование земной поверхности в полосе шириной 750 м по курсу полета, а в режиме распознавания - в по- лосе до 100 м. При одновременном обнаружении нескольких целей алгоритм обработки изображений обеспечит возможность атаки наиболее приоритетной из них. Для варианта с двигателем в состав суббоеприпаса планируется также включить приемники КРНС NAVSTAR. В перспективе LOCAAS возможно оснастят системой передачи данных, обеспечивающей связь суббоеприпасов с самолетом запуска и между собой. Это позволит использовать их по методу «волчьей стаи», когда после обнаружения цели одним из суббоеприпасов другие будут получать соответствующие координаты и автоматически перенацеливаться непосредственно в полете. В суббоеприпасе LOCAAS будет применена мультирежимная дальнобой- ная кумулятивная БЧ 4 массой 7,7 кг с диаметром практически на всю ширину фюзеляжа (250 мм) и с медной КО, ориентированной вертикально вниз. Прин- ципиальная техническая новизна БЧ - ее мультирежимность, придающая БП способность адаптироваться к типу цели. В зависимости от степени защищен- ности цели подрыв заряда БЧ при пролете боеприпаса над целью будет осу- ществляться с обеспечением формирования ударного стержня (удлиненного ПЭ типа формируемого самоприцеливающимся суббоеприпасом SMArt-155, см. рис. 6.34, д) или ударного ядра (типа компактного ПЭ, образуемого само- прицеливающимся боевым элементом РБК-500 СПБЭ (см. рис. 6.29, а), или же нескольких ударных ядер. Первый режим работы БЧ суббоеприпаса LOCAAS будет реализовываться для поражения танков и других сильнозащищенных целей, второй - для уничтожения легкобронированной техники, третий - для вывода из строя практически незащищенных целей типа ПУ ракет и радиоло- кационных станций. В опубликованных материалах отсутствует информация по реализации мультирежимности БЧ суббоеприпаса LOCAAS. Возможно, мультирежимность БЧ будет осуществлена через механизм многоточечного ини- циирования СФЗ, которое приводит к формированию детонационного фронта
Список рекомендуемой литературы 467 различной конфигурации, различному характеру нагружения КО и, как след- ствие, к формированию различающихся ПЭ. Таким образом, в разрабатываемом крышебойном суббоеприпасе LOCAAS будут применены самые передовые технические решения в области создания высокоточных БП. Очевидно, в случае достижения целей, поставленных перед программой LOCAAS, БП с ударным ядром пополнятся новым сверхвысоко- эффективным образцом. Список рекомендуемой литературы Высокоточное оружие зарубежных стран: обзорно-аналитический справочник. Т. 2. Танковые, артиллерийские, минометные КУВ, самоприцеливающиеся и самонаводящиеся боевые элементы. Тула: Конструкторское бюро приборостроения, 2011. Дудка В. Д., Чуков А. Н., Шмараков А. Н. Высокоточные боеприпасы различного целевого назначения: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2002. Колпаков В. И., Баскаков В. Д, Шикунов Н. В. Математическое моделирование функ- ционирования снарядоформирующих зарядов с учетом технологических асимметрий // Оборонная техника. 2010. № 1-2. С. 82-89. Колпаков В. И. Особенности несимметричного проникания высокоскоростных удар- ников в прочные преграды // Известия РАРАН. Вып. 3 (78), 2013. С. 77-86. Михалев А. Н., Подласкин А. Б. Исследования перспективных форм дальнодейству- ющих ударных ядер // Известия РАРАН. 2009. Вып. 1(59). С. 3-9. Неуправляемый реактивный снаряд 9М217 с самоприцеливающими боевыми эле- ментами // Рекламный проспект ФГУП «Сплав», 2003. Оружие России: каталог. Т. VIL Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Разовая бомбовая кассета РБК-500 СПБЭ: техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Изд-во МО РФ, 1989. Реактивный снаряд 9М55К1 с самоприцеливающими боевыми элементами // Ре- кламный проспект ФГУП «Сплав», 2003. Русинов В. Состояние и перспективы развития 155-мм боеприпасов полевой артил- лерии за рубежом // Зарубежное военное обозрение. 2002. № 3. С. 24-29. Танковые боеприпасы зарубежных стран // Зарубежное военное обозрение. 1997. № 5. С. 21-25. Физика взрыва: в 2 т. / под ред. Л.П. Орленко. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. Weimann К. Research and Development in the Area of Explosively Formed Projectiles Charge Technology//Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1993. vol. 18, no 9. pp. 294-298. Experimental and numerical studies on the formation mechanism of shaped charge with double layer liners into tandem explosively formed projectiles / Y. Zheng [at al.] // Proc. 25-th Int. Symp. on Ballistics. Beijing (Chine), 2010. vol. 2. pp. 829-836. Explosively formed penetrators (EFP) with canted fins / D. Bender [at al.] // Proc. 19-th Int. Symp. on Ballistics. Interlaken (Switzerland), 2001. vol. 2. pp. 755-762.
Глава 7 Кинетические бронебойные боеприпасы 7.1. Классификация бронебойных боеприпасов Действие кинетических бронебойных боеприпасов (БрБП) основано на ис- пользовании кинетической энергии удара. Они предназначены для поражения подвижных и неподвижных объектов военного назначения, основным защитным конструктивным элементом которых является набор металлических, стекло- волоконных и керамических плит. К числу подвижных бронированных объектов военного назначения относятся танки, БМП, боевые машины десанта (БМД), БТР, САУ, отдельные типы ЛА и кораблей ВМФ. Среди неподвижных объектов военного назначения с элементами бронирования известны долговременные огневые точки, крышки шахтных пусковых установок (ШПУ) ракет стратеги- ческого назначения и др. Конструкция пассивной защиты всех этих объектов предусматривает ис- пользование плит из специальной броневой легированной стали с оптимальным сочетанием прочности и вязкости, исключающей возникновение сквозных тре- щин, расколов, проломов и отколов с тыльной стороны плит после локального приложения к ним динамической нагрузки. Такие свойства у броневых плит по- лучают соответствующей термообработкой и упрочнением при прокатке, ковке и штамповке броневых деталей сложной формы, которые могут быть изготовлены и литьем. Физико-механические свойства таких плит и деталей бывают одинако- выми (гомогенная броня) или различающимися (гетерогенная броня) по толщине. Различают броню низкой (2170.. .2550 НВ), средней (2850.. .3410 НВ) и высокой (3630...4150 НВ) твердости. Известна также высокопрочная (5000...6000 НВ) тонколистовая броня. Броню высокой твердости с гетерогенными и гомогенными свойствами (тол- щиной до 30 мм), широко применяемую в конструкциях БМП, САУ, самолетов штурмовой авиации, вертолетов, бронекатеров и т. д., называют противопуль- ной. Такую же броню (толщиной от 30 мм) - противоснарядную - используют для дифференцированного по толщине и углам наклона бронирования танков, САУ, кораблей и различных оборонительных сооружений. Чем толще броне- вые листы, тем сложнее их изготовить, обеспечив при этом высокую твердость и одинаковые свойства по толщине. Среди вариантов бронирования объектов, кроме использования монолитных плит, встречаются варианты разнесенного бронирования плитами с воздушными зазорами между ними, многослойного бронирования из плотного набора плит различной толщины и свойств (сталь, керамика, стеклопластики) и комбиниро- ванного бронирования из разнесенных и многослойных наборов плит. В соче- тании с углами наклона динамической и активной защиты такое бронирование
7.1. Классификация бронебойных боеприпасов 469 объектов позволяет существенно повысить их стойкость по отношению к воз- действию не только бронебойных, но и кумулятивных и фугасных БП, а также средств массового поражения. Основные цели кинетических БрБП - танки, которые имеют защищающие толщины брони носовой части, борта и кормы корпуса в примерном соотноше- нии 2,5 : 1,0 : 0,5. Объем боевого отделения в корпусе и башне, достигающий 6...7 м3, составляет 50...60 % общего забронированного объема танка, масса бронирования - 50% от общей его массы. Корпуса и башни с кормовой нишей, предназначенной для размещения боеукладки, у большинства танков сварные. В передней их части предусмотре- но применение многослойной брони. Для повышения защищенности танков используют различные конструктивные приемы: увеличение углов наклона а брони до 80...83° (рис. 7.1); установка на некотором расстоянии от брони до- В Рис. 7.1. Компоновочная схема танка Ml: МТО - моторно-трансмиссионное отделение полнительных экранов (фальшбортов); применение разнесенной (двух- и мно- гопреградной) и комбинированной брони с наполнителями из низкоплотных (стеклотекстолит), высокоплотных (обедненный уран), а также высокопрочных хрупких (керамика) материалов; использование динамической и активной за- щиты, обеспечивающей полное или частичное разрушение боеприпаса до или во время взаимодействия с танком. С учетом больших углов наклона брони и конструктивных приемов для повышения защищенности танков горизон- тальная толщина эквивалентной монолитной стальной брони, необходимая для пробития бронебойными снарядами, у современных танков (М1А1, М1А2 - США, Leopard-2 - Германия, Leclerc - Франция) составляет 700...800 мм, а у перспективных - 1000 мм (рис. 7.2). Для ЛА характерно дифференцированное бронирование, преимуще- ственно со стороны нижней полусферы. У кораблей ВМФ толщина палубной и бортовой брони составляет 5... 10 мм (бронекатера, малые артиллерийские и сторожевые корабли), 50 мм (крейсера), 65... 100 мм (авианосцы). Для
470 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.2. Многофункциональная комбинированная броня: а - схема компоновки; б - структура керамических элементов; 1 - маскировочное по- крытие; 2 - сталь с аморфным лицевым слоем; 3 - керамические элементы с ВВ; 4.6- сталь; 5 - стекло с волокнами углерода; 7 - противонейтронная и противоосколочная защита (подбой) защиты жизненно важных частей кораблей (цитаделей, башен главного кали- бра, боевой рубки) применяется противоснарядное бронирование с толщиной брони до 100 ... 175 мм. По типу оружия БрБП подразделяют: - на бронебойные снаряды (БС) сухопутной и морской артиллерии, танко- вых, противотанковых и авиационных пушек; - авиационные бомбы; - боевые части ракет. По калибру выделяются БрБП: - малого (23... 57 мм); - среднего (57... 152 мм); - большого (более 152 мм) калибра. По отношению к калибру артиллерийского орудия БС делят на калиберные и подкалиберные. Калиберные БС, стабилизирующиеся вращением, можно классифицировать следующим образом: - наличие разрывного заряда - каморные (с каморой под разрывной заряд) и сплошные (без разрывного заряда); - форма головной части - остроголовые и с притупленной головной частью. При этом калиберные БС могут быть оснащены бронебойными наконечни- ками для увеличения бронепробиваемости и баллистическими наконечниками для уменьшения падения скорости снаряда на траектории. Подкалиберные БС по типу стабилизации подразделяются: - на стабилизированные вращением; - стабилизированные оперением (БОПС). Стабилизированные вращением бронебойные подкалиберные снаряды (БПС) по типу отделяемости ведущего устройства (поддона) в полете мо- гут быть с неотделяемым (катушечной и обтекаемой формы) и отделяемым поддонами. Стабилизированные оперением БОПС выполняются с отделяемыми в поле- те ведущими устройствами, которые можно подразделить следующим образом:
7.2. Калиберные бронебойные снаряды 471 • количество центрующих поверхностей (ЦП) — одна (роль второй ЦП вы- полняет в этом случае калиберное оперение) и две ЦП (в этом случае оперение имеет размах менее калибра орудия); • тип ведущего устройства - тянущий, толкающий и комбинированный; • удлинение корпуса - малое (менее 10 диаметров корпуса), среднее (10...20 диаметров корпуса) и большое (более 20 диаметров корпуса); • наличие дополнительного сердечника - без сердечника (цельнокорпусные) и с сердечником (в головной, в донной частях или по всей длине корпуса). 7.2. Калиберные бронебойные снаряды Первые БС служили для поражения бронированных судов, бронебашен и бронекуполов полевых и береговых укреплений. В настоящее время их основ- ное назначение - поражение танков и САУ. Броневая защита кораблей и танков изначально представляла гомогенную (с постоянными по толщине прочностными свойствами) броню низкой твердости, для поражения которой применялись остро- головые калиберные снаряды, имевшие для усиления запреградного действия камору с ВВ (рис. 7.3). У калиберных БС на наружной поверхности может быть одна или две кольцевые канавки треугольного сечения, называемые подрезами-ло- кализаторами. При ударе снаряда о броню подрезы-локализаторы предотвращают распространение трещин вдоль корпуса и в глубь него, что снижает вероятность разрушения каморы, снаря- женной ВВ, при проникании снаряда в броню. Головные части остроголовых снарядов выполняются, как прави- ло, в форме оживала радиусом 1,0... 1,8 клб, с высотой бронебойного свода (расстояния от вершины корпуса до каморы с ВВ) 1,0.. .3,0 клб, с толщиной стенок каморы 0,2.. .0,4 клб и с коэффициентом наполнения ВВ, не пре- вышающим 2 % (в снарядах без каморы, т. е. со сплош- ными корпусами, ВВ вообще отсутствует) (табл. 7.1). Для уменьшения напряжений в ВВ при ударе о броню в верхнюю часть каморы иногда помещают деревянные или пластмассовые вкладыши. Корпуса остроголовых снарядов изготовляют из легированных сталей 50Х, ХЗНМ, 35ХГС, 35ХГСА. Каморные снаряды снабжают донными взрывателями непредохранительного типа с по- стоянным замедлением. Появление гетерогенной брони предъявило более высокие требования к снарядам по прочности. В целях предотвращения разрушения снарядов и вскрытия каморы при взаимодействии с броней толщина стенок их корпусов была увеличена, а сами снаряды оснащены бронебойным наконечником (предложен адмиралом С. О. Макаровым), изготовляемым из менее прочных, чем корпус снаряда, сталей (рис. 7.4). При встрече с преградой бронебойный Рис. 7.3. Калиберный бронебойный острого- ловый снаряд: 1 - корпус; 2 - ведущие пояски; 3 - разрывной заряд; 4 - взрыватель; 5 - трассер; 6 - подре- зы-локализаторы
472 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Таблица 7.1. Значения основных характеристик калиберных бронебойных остроголовых снарядов d, мм L, клб т, кг а, % 8, клб клб 37 4,27 0,76 - - — 57 3,97 3,14 0,60 0,32 2,35 85 3,15 9,34 0,60 0,35 1,91 100 3,09 15,88 0,40 0,33 2,06 122 2,91 25,00 0,60 0,30 2,00 152 2,90 48,78 1,35 0,30 1,56 Примечание, d- калибр; L - удлинение корпуса; т - масса снаряда; а - коэффициент на- полнения; 8 - толщина стенок каморы; t — высота бронебойного свода. Рис. 7.4. Калиберный бронебойный остроголо- вый снаряд с бронебой- ным наконечником: 1 - баллистический нако- нечник; 2 - бронебойный наконечник; 3 - корпус; 4 - разрывной заряд; 5 - дон- ный взрыватель; 6 - веду- щий поясок; 7 - ввинтное дно; 8 - трассер наконечник повреждает более твердый лицевой слой гетерогенной брони, деформируется и разрушается сам, создавая при этом в головной части корпуса объ- емное сжатие и предохраняя последнюю от разруше- ния. Наконечник благодаря своей притупленной форме уменьшает тенденцию снарядов к рикошету. Коэффициент наполнения у снарядов с бро- небойными наконечниками (табл. 7.2) составляет 0,37...0,55 %, высота их бронебойного свода кор- пусов - 1,20... 1,56 клб, что меньше высоты броне- бойного свода остроголовых снарядов. Для изготов- ления корпусов применяют стали 60ХНМ, 60Х2М, 60Х2Н2М со сложной термообработкой: закалка всего корпуса, высокий отпуск, подкалка головной части, отпуск донной части, низкотемпературный отпуск всего корпуса. Бронебойный наконечник (рис. 7.5) крепится на головной части корпуса с помощью специально- го припоя типа 4 ПОС 61, в состав которого входят олово, свинец, сурьма, мышьяк. Материал наконеч- ника - сталь 35ХГСА, 46X30, 48X3. Бронебойный наконечник охватывает 0,65...0,80 высоты голов- ной части корпуса. Толщина свода t} у современных бронебойных наконечников находится в диапазоне 0,35.. .0,40 клб, а высота h приблизительно равна од- ному калибру. Перед пайкой наконечник индивидуаль- но подбирается или подгоняется к корпусу. При этом соприкосновение сопрягаемых поверхностей должно обеспечиваться как минимум в трех зонах (в верхней,
7.2. Калиберные бронебойные снаряды 4ТЗ Таблица 7.2. Значения основных характеристик калиберных бронебойных остроголовых снарядов с бронебойным наконечником d, мм L, клб т, кг а, % 8, клб t9 клб клб 57 3,60 2,80 0,47 0,32 1,35 0,38/1,09 85 3,64 9,20 0,55 0,36 1,28 0,35/0,98 100 3,90 15,88 0,37 0,35 1,48 0,39/1,11 122 3,70 25,10 0,50 0,30 1,20 0,41/1,03 130 3,67 33,40 0,40 0,31 1,56 0,40/1,14 средней и нижней частях наконечника) и в трех точках в каждой зоне, расположен- ных не менее чем на двух третях окружности. Для улучшения баллистической формы снаряда к бронебойному наконечнику с помощью закатки кре- пится баллистический наконечник из тонколистовой декапированной стали или тонколистовой качественной стали марок 08кп, 10кп. Калиберные остроголовые снаряды, как правило, рикошетируют от брони при углах встречи от нормали к преграде более 45...50°, поэтому в настоящее время они применяются в основном для поражения морских целей, при стрельбе по которым в большинстве случаев реализуются меньшие углы встречи. При взаимодействии снарядов с танковой броней углы встречи могут превышать указанные выше зна- чения. Лучшие результаты, особенно по гетерогенной броне, показывают калиберные тупоголовые снаря- ды с притупленной головной частью (рис. 7.6). При встрече с броней под углом сначала внедряется кромка притупления, что приводит к появлению нормализую- щего момента сил сопротивления, поворачивающего снаряд в направлении уменьшения угла встречи (нор- мализация снаряда). Дальнейшее проникание идет практически по нормали к преграде. При пробитии брони такими снарядами из нее выбивается пробка, что наряду с уменьшением пути снарядов в броне из-за Рис. 7.6. Калиберный бронебойный снаряд с притупленной головной частью: 1 - баллистический наконечник; 2 - корпус; 3 - подрезы- локализаторы; 4 - инертный вкладыш; 5 - разрывной заряд; 6 - донный взрыватель; 7 - ведущий поясок; 8 - ввинтное дно; 9 - трассер Рис. 7.5. Бронебойный наконечник
474 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы нормализации снаряда повышает их бронепробивное действие. При взаимодей- ствии с броней корпуса тупоголовых снарядов частично разрушаются (сраба- тываются) до подрезов-локализаторов, ограничивающих разрушение корпуса, благодаря чему камора с зарядом ВВ не вскрывается. Притупление головной части выполняется плоским, сферическим, фигур- ным с площадкой или выступом в центре. Диаметр притупления головной части составляет 0,6...0,8 клб. На головной части путем закатки крепится баллисти- ческий наконечник из тонколистовой декапированной стали, который улучшает баллистическую форму снаряда и сохраняет его скорость на траектории. Корпуса тупоголовых снарядов изготовляются из сталей 35ХГСА, ХЗНМ. Таблица 7.3. Значения основных характеристик калиберных бронебойных тупоголовых снарядов d, мм L, клб т, кг а, % 5, клб t, клб 45 4,55 1,44 1,20 0,25 1,70 57 4,34 3,14 - - - 57 4,10 3,19 0,45 0,32 3,24 76 4,07 6,50 0,65 0,33 1,66 85 4,30 9,20 1,78 0,25 1,52 100 3,69 15,88 0,41 0,37 1,84 122 3,40 25,00 0,62 0,30 1,90 152 3,40 48,96 0,98 0,30 1,60 Термическая обработка корпусов обеспечивает высокую твердость головной части, а цилиндрическая (в области канавок под ведущие пояски) и донная (с резьбой под дно) части или взрыватель характеризуются большей вязкостью. Рис. 7.7. Донный узел калиберного бронебойного снаряда: 1 - корпус снаряда; 2 - взрыватель; 3, 7 - наборы прокладок; 4 - свинцовые кольца; 5 - трассер; 6 - ввинтное дно; 8 - заряд ВВ
7.3. Бронебойные подкалиберные снаряды, стабилизируемые вращением 475 Снаряды с притупленной головной частью комплектуются донными взры- вателями непредохранительного типа МД, а также взрывателями непредо- хранительными типа ДБР с авторегулируемым замедлением (табл. 7.3). Обтюрация каморы с ВВ по резьбовым соединениям ввинтного дна и дон- ного взрывателя осуществляется с помощью свинцовых колец (рис. 7.7). 7.3. Бронебойные подкалиберные снаряды, стабилизируемые вращением Увеличение толщины брони к концу Второй мировой войны потребовало резкого повышения бронепробиваемости, что привело к появлению БПС. При всем их многообразии изначально все они стабилизировались вращением и про- бивали броню толщиной, равной 2.. .3 клб снаряда, что примерно в два и более раз превосходит бронепробиваемость калиберных снарядов. Высокая бронепробиваемость БПС достигается, с одной стороны, увеличе- нием их скорости до 1500 м/с (прежде всего за счет уменьшения массы снаряда), а с другой - повышением концентрации энергии удара за счет использования под- калиберных сердечников диаметром в 2,0-2,5 раза меньше калибра орудия и из- готовляемых из твердых металлокерамических сплавов типа карбида вольфрама с высокой твердостью (90 HRC) и плотностью (14100 кг/м3). Поддон снаряда служит для ведения снаряда по каналу ствола, обтюрации пороховых газов, со- общения скорости сердечнику и его защиты от повреждений в служебном обра- щении. В БПС с неотделяемым поддоном масса сердечника обычно не превышает 30 % массы снаряда т. а длина сердечника равна 3.. .4 его диаметрам (табл. 7.4). Дополнительное преимущество БПС перед калиберными - их более высокая (до 0,9) вероятность попадания в цель, чему способствует меньшее время полета Таблица 7.4. Значения основных характеристик БПС с неотделяемым поддоном d, мм L, клб т, кг d, мм с? 1 Id с с т, кг с’ 45 57 76 85 100 57 76 85 Примечаш 2,66 2,86 3,02 3,22 3,45 3,84 3,15 3,00 I е. Здесь /с, и Катушечная q 0,85 1,79 2,30 4,99 8,51 Обтекаемая q 2,40 3,30 5,30 тпс — длина, диаь Ьорма поддона 20 25 28 28 42 'юрма поддона 28 28 35 «етр и масса сер, 3,55 3,64 3,75 3,22 3,10 3,22 4,00 4,00 дечника соответ 0,260 0,525 0,630 0,648 2,130 0,648 0,825 1,600 ственно.
416 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы снаряда до цели и большая настильность траектории. Вместе с тем малая масса БПС отрицательно сказывается на внешних баллистических свойствах, приводя к резкому падению скорости на траектории и снижению бронепробиваемости на дальностях свыше 1000 м. Первые БПС имели неотделяемый от сердечника поддон катушечной формы (рис. 7.8) с кольцевым пазом в центральной части для сокращения массы снаряда. Некоторое уменьшение падения скорости БПС на траектории было достигнуто выполнением поддона обтекаемой формы (рис. 7.9). Помимо этого в таких снарядах используются сердечники большего удлинения, чем у снарядов с катушечными поддонами, что обеспечивает дополнительное увеличение бронепробиваемости. Подкалиберные снаряды также применялись для орудий с цилиндрокони- ческим стволом (рис. 7.10), в которых в процессе выстрела поддон обжимался, что улучшало внешние баллистические характеристики снаряда и уменьшало падение скорости на траектории. Однако от таких орудий пришлось отказаться вследствие их низкой живучести. Радикальное улучшение внешних баллистических свойств может быть по- лучено только при использовании поддона, отделяемого от активного снаряда (сердечника в защитной металлической оболочке). Разделение происходит по- сле вылета снаряда из орудия за счет различия в силах сопротивления воздуха Рис. 7.8. БПС с поддоном катушечной формы: 1 — баллистический наконечник; 2 - бронебойный сердечник; 3 - поддон; 4 - трассер Рис. 7.9. БПС с поддоном обтекаемой формы: 1 - баллистический наконечник; 2 - головка; 3 - гайка; 4 - бронебойный сердечник; 5 - об- текатель; 6 - поддон; 7 - ведущие пояски; 8 - трассер; 9 - канавка для обжима дульца гильзы; 10 - центрирующее утолщение
7.3. Бронебойные подкалиберные снаряды, стабилизируемые вращением Рис. 7.10. БПС для орудий с цилиндроконическим стволом: 1 - баллистический наконечник; 2 - головка; 3 - бронебойный сердечник; 4 - корпус; 5 - трассер Рис. 7.11. БПС с отделяющимся поддоном: 1 - головка; 2 - бронебойный сердечник; 3 - корпус активного снаряда; 4 - поддон; 5 - стопорный винт; 6 - ведущий поясок; 7 - трассер; 8 - камора движению активного снаряда и поддона, а также под влиянием остаточного дав- ления пороховых газов, которые заполняют при выстреле камору, выполненную в донной части поддона, либо с помощью центробежной силы (для поддона, состоящего из отдельных секторов). Отечественные БПС с отделяющимися поддонами (рис. 7.11) имеют сердеч- ник из твердого сплава типа ВН-8 или ВН-10, который смонтирован в корпусе с приваренной головкой. Такая сборка представляет собой активный снаряд, закрепленный в поддоне с помощью стопорных винтов. В каморе 8 во время выстрела накапливаются пороховые газы под высоким давлением, которые по- сле вылета снаряда расширяются, срезают стопорные винты и разъединяют ак- тивный снаряд и поддон с помощью набегающего воздушного потока. По такой схеме выполнены снаряды для отечественных нарезных пушек, в частности, 122-мм БПС ЗБМ11 с сердечником из твердого сплава ВН-10 массой 2,81 кг и поддоном из стали ЗОХГСА с четырьмя стопорными винтами. Зарубежные БПС, стабилизируемые вращением, как правило, снабжены отделяющимися секторными поддонами (рис. 7.12, 7.13). По классификации НАТО их относят к снарядам типа APDS (Armour Piercing Discarding Sabot) - бронебойным подкалиберным снарядам с отделяемым поддоном. Такой снаряд состоит из активного снаряда и поддона. Активный снаряд содержит твердо- сплавный сердечник, заключенный в стальную оболочку. Поддон включает в себя верхнюю часть, изготовленную из легкого сплава, на которой есть верх- нее и нижнее центрирующие утолщения, и стальное дно с ведущим пояском. Активный снаряд скреплен с ведущим устройством посредством обжатия его
478 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.12. БПС с отделяющимся секторным поддоном: 1 - баллистический наконечник; 2 - головка; 3 - бронебойный сер- дечник; 4 - корпус активного сна- ряда; 5 — поддон с секторами; 6 - трассер Рис. 7.13. БПС L52A1 с отделя- ющимся секторным поддоном верхней части, на которой предусмотрены три продольных паза, расположенных под углом 120°. В зоне верхнего центрирующего утол- щения оставлены перемычки трапециевидно- го сечения, обеспечивающие конструктивную прочность детали в условиях служебного об- ращения. В момент выстрела верхняя часть оседает вниз, что приводит к разрыву пере- мычек. Разъединенные части поддона (сектора) движутся в стволе вместе со стальным дном и активным снарядом. При вылете за дульный срез под действием центробежной силы и силы сопротивления воздуха происходит отделение деталей ведущей части от активного снаряда. В начале 1960-х гг. широкое распростране- ние в странах НАТО получили 105-мм нарез- ные пушки L7 (Великобритания) и их моди- фикация М68 (США). В боекомплект этих пушек входили БПС типа APDS двух видов: снаряд L28A1 с сердечником из карбида воль- фрама обладал относительно высокой броне- пробивной способностью при небольших углах встречи; снаряд L52A1 (см. рис. 7.13) (внешне похож на снаряд L28A1) с сердечником из пла- стичного тяжелого вольфрамового сплава ус- тупал сердечнику снаряда L28A1 при действии по броне при малых углах, но превосходил его при действии по броне при больших углах встречи. Пробиваемая толщина стальной бро- ни средней твердости при обстреле перечис- ленными снарядами на дальность 2 км под углами 0...300 составляла 250...300 мм, а под углами 60...70° - 110... 120 мм. Большие углы наклона брони современных танков (до 82°), а также применение защитных экранов отрицательно сказываются на броне- пробиваемости БПС, стабилизируемых вра- щением. С ростом углов встречи существенно возрастает их тенденция к рикошетированию, которая может быть несколько снижена выпол- нением головной части сердечников в виде со- четания двух конусов или с выемкой в вершине головной части. Однако рикошет при встрече под углом пробития может и не произойти, так как воз-
7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды 479 можно разрушение сердечников вследствие возникающих в процессе взаимодей- ствия с броней значительных изгибающих моментов и слабой сопротивляемости твердых металлокерамических сплавов изгибным и растягивающим усилиям. По этим же причинам часто происходит разрушение сердечников после проби- тия стальных защитных экранов, так как в результате резкого снятия нагрузки в них возникают большие растягивающие напряжения. Рассмотренные БПС стабилизируются в полете вращением, что наклады- вает определенные ограничения на длину снаряда, а следовательно, и на его бронепробиваемость. 7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды В начале 1960-х гг. стало очевидно, что улучшение характеристик бро- непробиваемости стабилизируемых вращением снарядов типа APDS не име- ет перспектив, так как их относительная длина (отношение длины снаряда к калибру) уже достигла верхнего предела, равного приблизительно 5-7, и при дальнейшем ее увеличении угловая скорость, которая может быть со- общена снаряду в нарезном стволе, не будет обеспечивать устойчивости по- лета снаряда на траектории. От этого недостатка практически избавлены БОПС, применяемые для стрельбы из нарезных и гладкоствольных пушек. Такие снаряды оснащены стабилизатором, который обеспечивает устой- чивость полета снаряда. По классификации НАТО их относят к снарядам типа APFSDS (Armour Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot) - бронебой- ным подкалиберным с отделяемым поддоном, стабилизируемым оперением. Такое конструктивное исполнение снарядов позволяет сосредоточить большую кинетическую энергию на малой площади контакта с броней, что определяет их высокую эффективность. Сообщение скорости БОПС и обтюрация пороховых газов осуществляются либо с помощью ведущего устройства тянущего типа (рис. 7.14, а\ выполнен- ного в виде нескольких закрепленных на корпусе секторов, либо с помощью ведущего устройства толкающего типа (рис. 7.14, б), снабженного поддоном, который расположен за стабилизатором. Возможно и их совместное исполь- зование в виде ведущего устройства комбинированного типа (рис. 7.14, в). Высокая бронепробиваемость таких снарядов объясняется большой относи- тельной длиной (до 10 и более диаметров корпуса), а их значительно лучшее действие под большими углами по сравнению с БПС с твердосплавными сер- дечниками - изготовлением корпусов из пластичных высокоплотных сплавов. В России и за рубежом получили распространение в основном БОПС с ведущими устройствами тянущего типа. При этом российские снаряды из- начально выполнялись с ведущими устройствами в виде колец с одной ЦП (рис. 7.15). Роль второй ЦП выполнял калиберный стабилизатор, размах ло- пастей которого был равен диаметру артиллерийского ствола. Зарубежные конструкторы использовали тянущие ведущие устройства катушечного типа с двумя ЦП (рис. 7.16), позволяющими выполнять у снарядов подкалиберные
480 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.14. БОПС с ведущим устройством тянущего (а\ толкающего (6) и комбини- рованного (в) типов: 1 - активный снаряд; 2 - обтюрирующий поясок; 3 - отделяемый сектор; 4 - толкающий поддон; 5 - центрирующая втулка стабилизаторы (размах лопастей меньше диаметра ствола). Ведущее устрой- ство в виде колец имеет меньшую массу, чем ведущее устройство катушеч- ного типа, поэтому начальная скорость таких БОПС на 50... 150 м/с выше, чем у аналогичных снарядов с ведущими устройствами катушечного типа. Однако из-за большого размера калиберного стабилизатора потеря скорости у таких снарядов при полете на дальность 2 км больше (170...180 м/с), чем у снарядов с подкалиберным стабилизатором (70...95 м/с). С учетом этого фактора скорость взаимодействия с броней на дальность более 2 км у снарядов с калиберным стабилизатором на 50... 100 м/с ниже, чем у снарядов с подка- либерным стабилизатором. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды могут быть выпол- нены без сердечника и с сердечниками из твердого или тяжелого сплавов (см. рис. 7.15). Первые БОПС были цельнокорпусными, т. е. без сердечников, что существенно увеличило бронепробиваемость под большими углами по срав- нению с БПС, стабилизируемыми вращением. Несмотря на это, такие БОПС уступали в бронепробитии БПС, стабилизируемых вращением, при малых углах встречи (взаимодействие с лобовой броней башни танка). Твердосплавные сер- дечники, размещаемые в корпусе, обеспечили повышение эффективности БОПС при таких условиях взаимодействия. В дальнейшем получили распространение
7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды 481 Рис. 7.15. БОПС с ведущим устройством в виде колец без сердечника (а) и с сердеч- ником (б): 1 - баллистический наконечник; 2 - броне- бойный наконечник (демпфер-локализатор); 3 — корпус; 4 - секторное ведущее кольцо; 5 - обтюрирующий поясок; 6 - стабилизатор; 7 - трассер; 8 - трассерная гайка; 9 — твердосплав- ный сердечник Рис. 7.16. БОПС с ведущим устройством катушечного типа: 1 - баллистический наконечник; 2 - цилиндрические вкладыши; 3 - секторное ведущее устройство; 4 - корпус; 5 - кольцевой обтюратор; 6 - ленточный обтюратор; 7 - стаби- лизатор; 8 - трассер сердечники из тяжелых сплавов на основе вольфрама и обедненного урана. Для уменьшения вероятности рикошета сердечника при взаимодействии под углом его располагают в хвостовой части корпуса. Российские БОПС В 60-е гг. XX в. все вновь разрабатываемые отечественные танки были осна- щены гладкоствольными орудиями калибра 115 (танк Т-62) и 125 мм (танки Т-64, Т-72, Т-80, Т-90), что позволило сократить потери при движении снаряда в кана- ле ствола и перейти к новой схеме стабилизации снаряда оперением. Это в свою очередь способствовало, с одной стороны, повышению бронепробиваемости
482 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы БОПС за счет увеличения длины снаряда, а с другой - увеличению бронепроби- ваемости кумулятивными снарядами путем исключения отрицательного влияния вращения снарядов на формирование КС. Все элементы БОПС, кроме отделяемого при вылете из ствола ведущего устройства, представляют собой активную часть снаряда, которая непосредствен- но участвует в поражении цели. В нее входят корпус, баллистический и броне- бойный (демпфер-локализатор) наконечники, сердечник, стабилизатор и трассер. Корпус - основная поражающая часть снаряда, изготовляемая из легиро- ванной стали. В его головной части есть оживальная или резьбовая часть для крепления бронебойного наконечника, в хвостовой части - резьба для установки стабилизатора, а в средней части корпуса - кольцевые проточки или резьба для крепления секторов ведущего кольца. Термообработкой достигается высокая твердость корпуса, которая уменьшается от головной к хвостовой части снаряда. Корпус изготовляют из стали 60ХНМ или 35X3НМ. Основные характеристики росссийских БОБС приведены в табл. 7.5. Баллистический наконечник предназначен для улучшения баллистической формы снаряда, изготовляется из тонколистовой качественной стали марок 08кп или 10кп и крепится на бронебойном наконечнике закаткой. Бронебойный наконечник (демпфер-локализатор) имеет то же назначение, что и в калиберных БС. Кроме того, в некоторых снарядах в наконечнике раз- мещается бронебойный сердечник. Бронебойный наконечник, изготовляемый из стали ЗОХГСА или тяжелого вольфрамового сплава ВНЖ-90, крепится к кор- пусу припоем или с помощью эпоксидного компаунда. Бронебойный сердечник служит для увеличения поражающего действия активного снаряда. Он делается из твердого (ВН-8) или тяжелого (ВНЖ-90) сплава вольфрама или из сплава на основе обедненного урана УЦН (уран-цинк- никель). Сердечники из ВН-8 имеют длину порядка двух-трех его диаметров, а применение ВНЖ-90 или урана позволяет выпускать сердечники длиной до 10 и более диаметров. Стабилизатор необходим для центрования снаряда в гильзе и при движении по каналу ствола, но главное его назначение - это обеспечение устойчивости полета снаряда на траектории. Стабилизатор, изготовляемый из стали 40ХФА, крепится к корпусу с помощью резьбы. Внутри корпуса гайкой закреплен трассер. На лопастях стабилизатора есть односторонние скосы, служащие для поддержания вращения снаряда на траектории за счет воздействия боковой со- ставляющей силы сопротивления воздуха. Такое вращение с относительно не- большой угловой скоростью (15.. .20 об/с) улучшает кучность. Ведущее кольцо воспринимает давление пороховых газов при выстреле и предназначено для центрования снаряда в канале ствола. Оно состоит из трех секторов с углом раствора 120° каждый. В канавке боковой поверхности секто- ров закреплен обтюрирующий поясок, который кроме обтюрации пороховых газов при выстреле скрепляет сектора в кольцо. На внутренней поверхности сектора сделаны выступы в виде кольцевой гребенки для соединения с корпусом. В секторах некоторых БОПС выполнены тангенциальные отверстия диаметром 3.. .4 мм. Оси отверстий наклонены в тангенциальной плоскости под углом 50°,
Таблица 7.5. Основные характеристики российских БОПС Индекс Год раз- работки Скорость, м/с Диа- метр, мм Длина полная / сердечника, мм Удлинение полное/ сердечника Масса актив- ной части, кг Броне- пробитие на 2 км, мм/60° Броне- пробитие на 2 км, мм/0° Материал корпуса / демпфер-локализатора / сердечника ЗБМ4 — 1650 42 Кал 571/- ибр 115 мм, с 13,6/- ipydue У-5ТС 4,05 — — 60ХНМ / 35ХГСА / - ЗБМ5 — 1650 44 554/- 12,6/- 3,89 — — 35X3HM/-/- ЗБМ6 - 1680 39 523/- 13,4/- 3,89 — - 35ХЗНМ/35ХГС/- ЗБМ21 - 1600 45 -/- -/- 4,47 — - 35ХЗНМ/ВНЖ-90/- ЗБМ28 - 1650 44 -/- —/— 4,91 — 350 УЦН/-/- ЗБМ9 1962 1800 42 Калиб 519/410 р 125 мм, ор 12,4 /10 у due Д-81 2Аа 3,62 16 140 290 60ХНМ/-/- ЗБМ12 1968 1800 42 545/410 13,0/10 3,68 180 400 35X3HM / ЗОХГСА / ВН-8 ЗБМ15 1968 1780 42 525/450 12,5/11 3,92 180 400 35X3HM / ЗОХГСА / ВН-8 ЗБМ22 1976 1760 44 560/450 12,8 /10 4,50 220 470 35X3HM / ВНЖ-90 / ВН-8 ЗБМ26 1983 1700 — -/470 -/13 4,85 230 490 35ХЗНМ/-/ВНЦ ЗБМ29 1982 1760 44 -/450 -/12 4,50 230 500 35ХЗНМ/-/УЦН ЗБМ32 1984 1700 - -/470 -/13 4,70 250 560 УЦН/-/- ЗБМ42 1986 1700 — -/520 -/16 4,85 230 520 Сталь / — / W-сплав ЗБМ42М 1998 1750 - -/610 -/22 - 270 600 W-сплав моноблочный ЗБМ46 1991 1650 28 -/640 -/26 4,95 300 650 УЦН/-/-
484 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы и при движении снаряда по каналу ствола орудия пороховые газы, выходя через эти отверстия, создают силу, которая придает снаряду вращение в стволе. Мате- риал ведущего кольца - сталь 35X3HM или 40ХФА, но для уменьшения износа ствола применяют и алюминиевые сплавы В95 и В96. Масса ведущего кольца у снарядов калибра 115 мм составляет 1,4... 1,7 кг, у снарядов калибра 125 мм - 2,0...2,1 кг. В связи с необходимостью увеличения удлинения корпусов до 20 их диаметров и более возникает проблема обеспечения устойчивости корпусов снарядов при метании, что требует увеличения базы контакта ведущего устрой- ства с корпусом. Это достигается применением секторного ведущего устройства прижимного типа с задней частью в виде обратного конуса большой длины Рис. 7.17. БОПС ЗБМ32: 1 - корпус из ураново- го сплава; 2 - секторное ведущее устройство при- жимного типа; 3 — по- лиамидный обтюрирую- щий поясок; 4 - резино- вый обтюратор; 5 — ста- билизатор; 6 - трассер (рис. 7.17), осуществляющего надежный контакт веду- щего устройства вдоль большой длины корпуса за счет давления пороховых газов на сектора в канале ствола. Такая схема ведущего устройства позволяет выполнять гребенчатое зацепление с малым шагом (зубьями мень- шей высоты), что в свою очередь повышает прочность корпуса снаряда при метании и взаимодействии с пре- градой, а также уменьшает аэродинамическое сопротив- ление в полете. Поскольку такие ведущие устройства можно выполнять двухбазовыми, появляется шанс ис- пользовать подкалиберные стабилизаторы, что сокра- тит потери скорости при полете снаряда. Выполнение обтюрирующего пояска из полиамида снижает потери на трение в канале ствола, увеличивает скорость мета- ния и уменьшает износ ствола. Увеличение базы центрования корпуса в ство- ле и, как следствие, уменьшение возмущений снаряда при выстреле могут быть обеспечены применением ведущих устройств с дополнительными опорными элементами, такими как пилоны (опоры в виде приз- матических выступов). Использование дополнительной опоры позволяет увеличить длину ведущего устройства и относительное удлинение активной части снаряда. При вылете снаряда из канала ствола под действи- ем центробежной силы и встречного потока воздуха сектора разрушают обтюрирующий поясок и на рас- стоянии 4...5 м отделяются от корпуса снаряда. Они разлетаются под углом не более 4° от направления стрельбы и могут лететь на дальность до 700 м, пред- ставляя опасность не только для живой силы, но и для легкобронированной техники. Наличие отделяющихся секторов позволило соз- дать снаряды с массой активной части, достигающей 80% массы всего снаряда. Небольшая общая мас- са обеспечивает снарядам при выстреле высокую
7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды 485 (до 1800 м/с) начальную скорость, что увеличивает дальность прямого вы- стрела (при которой высота траектории не превосходит высоты цели). Малое время полета и большая удельная энергия снаряда обусловливают высокое поражающее действие таких снарядов. Зарубежные БОПС За рубежом БОПС появились почти на 20 лет позднее, чем в России, и перво- начально разрабатывались для танковых нарезных орудий калибра 105 мм. В на- стоящее время осуществляется переход танковых пушек на калибр 120 мм (танки М1А1, М1А2 (США); Leopard-1, Leopard-2 (Германия); Leclerc (Франция); 90 (Япония). Причем почти во всех странах в танках применяются гладкоствольные орудия. Основные характеристики зарубежных БОБС приведены в табл. 7.6. Ис- ключение составляет Великобритания: танки Chieftain и Challendger оснащены 120-мм нарезными пушками L11A5 и L11A7 соответственно. Для зарубежных БОПС характерно использование двухбазовых секторных ведущих устройств катушечного типа, что, как отмечено выше, позволяет уста- навливать в снарядах подкалиберные стабилизаторы, уменьшающие падение скорости снаряда в полете. Передняя часть такого ведущего устройства вос- принимает давление пороховых газов, заполняющих полость между кольцами за счет наличия в нижней части кольца газодинамических отверстий, через которые пороховые газы из заснарядного пространства истекают в эту полость. Задняя (иногда и передняя) часть секторов скрепляется обтюрирующим пояском. Для уменьшения нутационных колебаний снаряда при выстреле не- обходимо плоскость, проходящую через центр масс ведущего устройства, со- вмещать с центром масс снаряда. Следует отметить, что отделение секторов ведущего устройства (рис. 7.18) за дульным срезом орудия оказывает влияние на возмущение снаряда и отклонение его траектории от точки прицеливания. Для обеспечения надежного одновременного отделения секторов в их передней части выполняются воздухозаборники. В остальном конструкции зарубежных БОПС во многом схожи с россий- скими: применяются сердечники из тяжелых сплавов и урана (рис. 7.19), ис- пользуется гребенчатое зацепление между ведущим устройством и корпусом снаряда (рис. 7.20). Увеличение бронепробиваемости таких снарядов достигается повышением скорости встречи снаряда с преградой, увеличением массы бронебойного сер- дечника и совершенствованием его конструкции, изготовлением бронебойного сердечника из специальных материалов с улучшенными физико-механическими свойствами. Основные усилия зарубежных конструкторов танковых БП со- средоточены на поиске оптимальной конструкции БОПС и новых материалов для изготовления их бронебойных сердечников. В последние годы в ряде за- рубежных стран разработаны БОПС с повышенной бронепробиваемостью, это достигнуто путем удлинения сердечников, а также путем использования в каче- стве материала бронебойного сердечника специальных сплавов с применением обедненного урана (238U).
Таблица 7,6, Основные характеристики зарубежных БОПС Индекс Орудие Год раз- работки Ско- рость, м/с Диа- метр, мм Длина, мм Удли- нение Масса активной части, кг Бронепроби- ваемость на 2 км, мм/60° Бронепроби- ваемость на 2 км, мм/0° Материал корпуса Калибр 105 мм L64A4 (Великобритания) L7 1978 1490 28 476 17 3,3 170 340 Вольфрам Mill (Израиль) М68 - 1455 33 327 9,9 3,9 170 340 » М774 (США) М68 1979 1508 26 346 13,3 3,4 180 360 Уран М833 (США) М68 1983 1485 24 427 17,8 3,7 230 460 » Калибр 120 мм OFL120G1 (Франция) CN120 - 1650 26 - - 3,6 270-290 540-580 Вольфрам DM23 (Германия) RhL44, RHL55 1985 1650 32 380 11,9 4,3 240 480 » DM33F1 (Германия) RhL44, RhL55 1988 1650 28 450 16 - 275 550 » DM43 (Германия) RhL44, RhL55 1995 1700 24 508 21 4,6 320-350 640-700 » DM53 (Германия) RhL44, RhL55 1996 1750 22 570 26 5,0 350-370 700-730 » М827 (США) M256 1984 1650 38 — - — 250 500 » М829 (США) M256 1986 1665 27 460 17 4,0 270-280 540-560 Уран М829А1 (США) M256 1990 1700 24,2 — — - 350 700 » М829А2 (США) M256 1992 1680 24,2 — — - 370 740 » М829АЗ (США) M256 2003 1640 22 800 36 6,0 400-420 800-830 » Калибр 140 мм ХМ946 (США) XM291 1997 1800 |24| 870 |зЫ 450-500 900-1000 Уран
7.4. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды 487 Рис. 7.18. Схема отделения секторов ведущего устройства катушечного типа 13 Рис. 7.19. 105-мм БОПС М735 (США): 1 - гайка трассера; 2 - основание обтюратора; 3 - наружное (проворачивающееся) кольцо обтюратора; 4 - сектор ведущего устройства (поддона); 5 - сердечник из обедненного урана; 6 - винт; 7 - малый баллистический наконечник; 8 - большой баллистический наконечник; 9 — направляющее кольцо поддона; 10 - корпус; 11 - внутреннее кольцо обтюратора; 12 - стабилизатор; 13 - трассер Повышенная эффективность БОПС с обедненным ураном по сравнению с традиционными боеприпасами на основе вольфрамовых сплавов объясня- ется физико-механическими свойствами материала сердечника (плотность - 19030 кг/м3 и прочность на разрыв - 1600 МПа). Но не только эти свойства определяют высокие бронебойные качества таких снарядов (плотность воль- фрама больше плотности урана). Важное значение имеют физико-химические свойства урана и его химическая активность, благодаря которой взаимодействие с броней уранового сердечника сопровождается значительным экзотермическим эффектом. Возможно, это и обусловливает его особые бронебойные свойства. Урановый сердечник входит в реакцию с броней танка, в результате чего выделя- ется тепловая энергия, обеспечивающая дополнительную бронепробиваемость. Есть и другие объяснения причин высокой бронепробиваемости урановых сна- рядов (например, выделение энергии межатомной связи урана). Существенная
488 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.20. 105-мм БОПС М735 с сердечником (а\ М774 (6) и М833 (США) с корпусом из обедненного урана (в): 1 - малый баллистический наконечник; 2 — большой баллистический наконечник; 3 - секторное ведущее устройство (поддон); 4 - проворачивающееся кольцо обтюратора; 5 - стабилизатор; б - трассер; 7 - корпус; 8 - сердечник и весьма отрицательная особенность этих снарядов - достаточно высокая радио- активность обедненного урана, в результате чего при разрушении сердечника в процессе пробития броневой преграды происходит радиоактивное заражение местности и пораженной цели осколками снаряда. Кроме того, высокая темпе- ратура и давление при взаимодействии сердечника и преграды в точке контакта приводят к образованию мелкодисперсных частиц различных ядовитых со- единений и, как следствие, происходит дополнительное заражение местности. Увеличение бронепробиваемости за счет удлинения снаряда обеспечивается переходом от вкладных сердечников (см. рис. 7.19) из тяжелых сплавов и обе- дненного урана к моноблочным корпусам (см. рис. 7.20, б, в) из этих же мате- риалов, что упрощает конструкцию снаряда и позволяет получить удлинение снаряда до 20 и более его диаметров. В США для 120-мм пушки М256 разрабо- таны БОПС М827 с корпусом из вольфрамового сплава (бронепробиваемость 250 мм под углом 60° от нормали) и М829 нескольких модификаций с корпусом из сплава обедненного урана Stabilia (бронепробиваемость 270... 420 мм под углом 60° от нормали, что соответствует пробиваемой толщине 540...830 мм брони по ходу движения снаряда). Бронебойные оперенные подкалиберные
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 489 а б в Рис. 7.21. 120-мм БОПС М829 (а), М829А2 (б) и М829АЗ (в) с корпусом из обе- дненного урана снаряды из обедненного урана помимо высокой бронепробиваемости обеспечи- вают повышенное заброневое действие по сравнению с БОПС из вольфрамовых сплавов. В боекомплект танка Ml А2, который принят на вооружение в 1992 г., входят БОПС М829А2 и М829АЗ (рис. 7.21). Кроме того в их конструкции, в от- личие от М829А1, вместо алюминиевого применен поддон из композиционного материала, что уменьшило массу снаряда на 30% и, как следствие, увеличило бронепробиваемость. Бронебойные оперенные подкалиберные снаряды, раз- работанные в Великобритании (CHARM3), Германии (DM43, DM53), Франции (OFL120G1), совместно Германией и Францией (PROCIPC) по своей эффектив- ности близки к снарядам М829 (США), в том числе и поздних модификаций. 7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических бронебойных боеприпасов Необходимость совершенствования БОПС определяется тем, что и в насто- ящее время, и в перспективе они представляют для танка наибольшую угрозу. В последние годы БОПС в значительной степени вытеснили из боекомплектов танков кумулятивно-осколочные снаряды. Из всего спектра средств поражения танков реальную конкуренцию БОПС пока составляют вновь разрабатываемые ПТУР с тандемными кумулятивными боевыми частями и гиперзвуковые ПТУР (ГПТУР) с бронебойными сердечниками. Наметившаяся тенденция к перехо- ду на новые калибры танковых пушек (140... 150 мм), очевидно, обострит эту конкуренцию. Основными особенностями функционирования современных БОПС, об- условившими приоритетность их разработки, являются:
490 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы - относительно слабая чувствительность БОПС по сравнению с кумулятив- ными БП к различного рода деструктивным воздействиям со стороны броневой защиты за счет ее многослойное™, разнесенности, наличия ДЗ (так, снижение бронепробивной способности современных БОПС на многослойных структурах защиты в 3-5 раз меньше, чем у кумулятивных БП); - более мощное заброневое действие БОПС по сравнению с кумулятив- ными снарядами; - слабая зависимость бронепробивной способности срабатывающихся моноблочных сердечников от углов встречи с броней, вплоть до углов в 50°. К достоинствам БОПС можно отнести и то, что длина их траектории в броне при взаимодействии под углом (толщина брони по ходу снаряда) практически равна длине траектории при пробитии по нормали, а благодаря тому, что в про- битую толщину входит и высота выбиваемой с тыльной стороны преграды пробки, может на несколько десятков миллиметров превышать длину траектории по нормали. Этому способствует и нормализация (поворот в сторону нормали к поверхности преграды) снаряда при прохождении тыльных слоев преграды. Совершенствование БОПС связано с реализацией концепции поражения танков с первого выстрела на дальностях 2,5.. .3,0 км, а в перспективе - до 6 км. Для осуществления этого необходимо уменьшить время полета снаряда, свести к минимуму ошибки при подготовке к стрельбе и увеличить результативность действия по цели на предельной дальности эффективного огня. Особое внима- ние следует уделить повышению поражающей способности БОПС по много- слойной броне с ДЗ. Можно выделить следующие направления увеличения эффективности дей- ствия кинетических бронебойных снарядов: - повышение начальных скоростей метания снарядов; - увеличение скорости взаимодействия снаряда с преградой за счет сниже- ния потери скорости полета снаряда на траектории или дополнительного разгона снаряда (его элементов) до встречи с преградой; - увеличение поперечной нагрузки (отношения массы активной части сна- ряда к площади его поперечного сечения) активной части снаряда; - конструктивные приемы. Повышение начальных скоростей метания снарядов Повышение скоростей метания осуществляется совершенствованием мета- тельных зарядов и улучшением параметров внутренней баллистики. Однако счи- тается, что этот путь скоро достигнет предела в рамках калибров 120... 125 мм. Поэтому не исключен переход на более мощные пушки, В США, Германии, Великобритании и Франции ведутся работы по созданию пушки традиционной конструкции с универсальной зарядной каморой под заменяемый ствол калибра 120 или 140 мм. По некоторым оценкам, при калибре 140 мм возможно почти двухкратное повышение дульной энергии и существенное увеличение мас- сы подкалиберного снаряда. Скорость метания из 140-мм орудия составляет 1800... 1900 м/с. К недостаткам таких орудий прежде всего относится суще- ственное уменьшение возимого боекомплекта.
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 491 Другим вариантом повышения начальной скорости метания снарядов при одновременном достижении некоторых компоновочных преимуществ является использование жидких метательных веществ (ЖМВ) - одно- или двухкомпо- нентных (рис. 7.22), в которых топливо и окислитель размещены отдельно. Это может привести к увеличению начальной скорости снаряда до 2000 м/с и более (на демонстрационной установке для 30-мм пушки фирмы General Electric была получена скорость 3100 м/с). Применительно к танкам особенно важен фактор увеличения боекомплекта, так как ЖМВ размещается более компактно, чем по- роховой заряд в гильзе. Электромагнитные пушки позволяют разгонять снаряды до скоростей в несколько километров в секунду. Существуют два типа таких пушек: рель- совые и катушечные (рис. 7.23). В рельсовых пушках электромагнитное поле, разгоняющее снаряд, создается электрическим током, текущим по рельсам, а в катушечном - по катушкам. Однако практическому применению таких пушек на танках препятствует необходимость решения многих технических проблем: создание мощного малогабаритного источника энергии с объемной плотностью энергии 20...30 МДж/м3, уменьшение износа и предотвраще- ние разрушения проводников и контактов, защита экипажа и оборудования от электромагнитного импульса. Появление в США танка, оснащенного 80-мм электромагнитной пушкой массой 2,7 т, предполагается не ранее 2020 г. Та- кое орудие будет метать снаряд массой 3 кг со скоростью 2500.. .3000 м/с при дальности прямого выстрела 4 км. Определенный практический интерес пред- ставляют разрабатываемые в США, Франции, Германии и Израиле комбиниро- ванные электротермические пушки, в которых разгон снаряда осуществляется метательным зарядом и электрической энергией. Несмотря на более низкую ожидаемую начальную скорость (не более 2500 м/с) по сравнению с электро- магнитными пушками, они обладают рядом преимуществ: большей надежно- стью и живучестью, меньшими габаритами и стоимостью. 13g sass Окислитель / Топливо Рис. 7.22. Пушка с двухкомпо- нентным ЖМВ Рис. 7.23. Рельсовая (а) и катушечная (6) электромагнитные пушки: 1 - снаряд; 2—электрический ток; 3 - рельс; 4 -катушка
492 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Легкогазовые пушки (рис. 7.24), как и электромагнитные, способны со- общать снаряду скорости в несколько километров в секунду. В качестве ра- бочего тела в них используются легкие газы (гелий, водород), имеющие вы- Рис. 7.24. Легкогазовая пушка: 1 - камера сгорания пороха; 2 - поршень; 3 - камера с рабочим телом (легким газом); 4 - снаряд; 5 - ствол; 6 - продукты сгорания пороха сокую скорость звука, в результате чего волнообмен при расширении объема газа в стволе при метании снаряда происходит с более высо- кой скоростью, чем в пороховых газах. Это способствует вырав- ниванию давления внутри ствола и увеличению скорости метания, которая, как и у электромагнитных пушек, сильно зависит от массы снаряда. Пушка массой 2 т сооб- щает снаряду массой 1 кг скорость 2500...3000 м/с. Основной, но не единственный недостаток легкога- зовой пушки - низкая скорострель- ность по причине сложности про- цедуры ее перезаряжания. Один из рациональных путей повышения начальной скорости метания активной части снаряда - минимизация массы таких непосредственно не уча- ствующих в процессе бронепробития частей, как ведущее устройство, хвостовое оперение, баллистический наконечник и др., для чего используются новейшие достижения в области материаловедения и точных технологий. Применение новых легких высокопрочных материалов для ведущего устройства, в том числе пластмасс типа нейлона и композиционных материалов, армированных углеводородными волокнами, существенно снижает массу ведущего устройства (снаряд М829А2, США). Увеличение скорости взаимодействия снаряда с преградой Минимизация потерь скорости активной части снаряда на траектории достигается совершенствованием ведущего устройства снаряда и аэродина- мических качеств его полетной части. Потеря дульной скорости современных серийных БОПС (например, М829А1 к 120-мм пушке танка М1А1) не пре- вышает 73,6 м/с на дистанции 2 км (для сравнения: аналогичный показатель для стабилизированных вращением БОПС типа APDS к зарубежным 105-мм пушкам составлял не менее 180 м/с, а первых поколений БОПС типа APFSDS - 120... 130 м/с). Уменьшение диаметра активной части снаряда и размаха перьев стабилизатора, выполнение стабилизатора подкалиберным (за счет применения двухбазовых ведущих устройств), а также увеличение удлинения снаряда по- зволяют сократить потери скорости снаряда при полете к цели. Выполнение корпусов бронебойного снаряда с головными насадками звездообразного сече- ния снижает лобовое аэродинамическое сопротивление при полете до 5... 10 %.
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 493 Уменьшить потери скорости снаряда и повысить устойчивость его движения на траектории можно путем выполнения снаряда трубчатой формы (рис. 7.25) с осе- вым сквозным отверстием (патенты ФРГ 3113070, Вели- кобритании 1507057,1541291,2180691, США 4413565). Увеличение скорости снарядов в полете может быть достигнуто применением в бронебойном снаряде твер- дотопливного (патенты США 3754507 (рис. 7.26, а\ ФРГ 1428658) или жидкостного реактивного двигателя (преимущественно для БОПС). Другой способ повы- шения скорости бронебойного сердечника снаряда - его отстрел на траектории из корпуса снаряда (патенты ФРГ 2948542, США 3842741) с помощью порохового заряда (рис. 7.26, б). Такую схему можно использовать для поражения ДЗ: отстреливаемый сердечник взводит ДЗ, а корпус снаряда осуществляет пробитие основной брони. Появление малогабаритных ракетных двигателей Рис. 7.25. Бронебой- ный снаряд трубчатой формы: 1 — корпус; 2 — тянущее ведущее устройство и высокоэнергетических твердых топлив к ним позволило подойти к созда- нию нового типа противотанкового оружия - гиперзвуковых противотанко- вых управляемых ракет, применяемых как с авиационных носителей, так и с различных наземных установок (рис. ГПТУР стала высокая скорость (по- рядка 1600... 1700 м/с) в конце актив- ного участка траектории на дальности 3...4 км и более, что дает возможность использовать боевую часть кинетиче- ского действия, представляющую собой длинный боевой элемент, аналогичный активной части БОПС. Боевые части перспективных ГПТУР должны обладать следующими харак- теристиками: масса - 5...6 кг; длина - не менее 700 мм; удлинение корпуса БЭ - 30 и более; бронепробиваемость - свыше 800...900 мм стальной брони по ходу. Рис. 7.26. БОПС с пороховым реактивным двигателем (а) и пороховым метатель- ным устройством (6): 1 - корпус; 2 - бронебойный сердечник; 3—метательный заряд; 4—воспламенительное устройство; 5 - сопло; 6- секторное ведущее устройство; 7 - продольное отверстие 7.27, а). Отличительной особенностью а б
494 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.27. Гиперзвуковая противотанковая управляемая ракета (а) и разрабатываемая в США ГПТУР X-Rod (0: 1 - сопловой блок; 2 - сопло; 3 - задняя часть стойки; 4 - корпус; 5 - заряд твердого топлива; 6 - бронебойный стержень; 7 - продольные ребра; 8 - передняя часть стойки; 9 - руль; 10 - отсек управления; 11 - ГСН; 12 - крыло (стабилизатор) Преимущество ГПТУР по сравнению с БОПС - при разгоне ракета ис- пытывает существенно более низкие перегрузки чем артиллерийский снаряд, что снижает требования по прочности к бронебойному элементу. Системы управления ГПТУР предусматривают работу нескольких каналов наведения (радиолокационного, лазерного, тепловизионного), обеспечивая высокую точ- ность попадания в подвижные и неподвижные бронецели. Наведение ГПТУР на конечном участке траектории полета перед непосредственной атакой цели может осуществляться с помощью ИК-датчиков. Недостатком ГПТУР стало относительно низкое бронебойное действие на участке разгона ракеты (на дальностях менее 1 км). В США разрабатывается ГПТУР X-Rod (рис. 7.27, б), которая при начальной скорости около 1100 м/с будет разгоняться до 1650 м/с. Проектированием критических (базовых) технологий для боеприпаса X-Rod занимается фирма S.G.Smith Associates, создавшая компоненты головки само- наведения миллиметрового диапазона длин волн и интегральные схемы для бортовой электронной аппаратуры. Применение трубчатых снарядов, снаряженных топливом (патенты ФРГ 2829591, 2856286, США 4523524) или использующих в качестве топлива материал корпуса снаряда (патент США 3561363), позволит наилучшим обра- зом объединить преимущества прямоточного воздушно-реактивного двигателя с устойчивым движением на траектории трубчатых снарядов.
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 495 Рис. 7.28. БПС с одним (а) и двумя (б) зарядами ВВ: 1 - баллистический наконечник; 2 - броне- бойный сердечник; 3 - корпус; 4 - метатель- ный заряд ВВ; 5 - взрыватель; 6 - передний дополнительный заряд Представляет определенный инте- рес возможность увеличения скорости взаимодействия бронебойных сердеч- ников с преградой путем сообщения им дополнительного импульса за счет взры- ва БВВ в момент начального взаимодей- ствия (патент ФРГ 2036897 (рис. 7.28,а); 3049623, Франции 2176988). Примене- ние в таких снарядах дополнительного заряда ВВ повышает эффективность поражения брони, снабженной ДЗ (па- тент США 4648324 (рис. 7.28, 0). По- сле срабатывания переднего дополни- тельного заряда происходит взведение (срабатывание) ячейки ДЗ, а затем и ос- новного заднего заряда, сообщающего бронебойному стержню дополнитель- ную скорость. Увеличение поперечной нагрузки активной части снаряда Увеличение поперечной нагрузки активной части снаряда - сегодня один из самых надежных способов сосредоточения максимума кинетической энер- гии на минимальной площади контакта бронебойного снаряда с преградой и, как следствие, повышение бронепробиваемости. Такой способ может быть осуществлен с помощью удлинения (увеличение длины сердечника по от- ношению к диаметру) или увеличения плотности материала активной части снаряда. Удлинение современных БОПС достигает 20.. .25, а у перспективных снарядов его значение составит 40. В качестве высокоплотных материалов для изготовления корпусов БОПС используются сплавы вольфрама и обедненного урана плотностью 19000... 19300 кг/м3. Основная проблема в реализации указанного решения - обеспечить возмож- ность метания снаряда большого удлинения без потери его устойчивости и проч- ности в стволе баллистической установки. Эта проблема решается с помощью вы- полнения ведущего устройства комбинированного толкающе-тянущего цангового типа (патенты ФРГ 1262830,2041877,2212853; патент Великобритании 1446142, патент США 3961580), что создает контакт с корпусом удлиненного снаряда на большей (до 80... 100%) части его длины. При этом для уменьшения массы
496 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы а Рис. 7.29. Бронебойные снаряды боль- шого удлинения с ведущим устройст- вом из пластмассы (а) и раздвижным кор- пусом (6): 1 - баллистический наконечник; 2 - корпус; 3 - стабилизатор; 4 - пластмассовое веду- щее устройство; 5 - ствол; 6 - выдвижной бронебойный сердечник снаряда и сокращения потерь на трение при выстреле ведущее устройство мо- жет выполняться из пластических (па- тент Франции 2506925, рис. 7.29, а) или композиционных материалов (снаряд М829А2). Особый интерес представляет сна- ряд с малоплотным ведущим устрой- ством, изготовленным из прессованной пороховой смеси, которая является одно- временно частью порохового заряда (па- тент ФРГ 2319705). Удлинение снаряда может быть уве- личено, если он снабжен выдвигаю- щимся в полете относительно корпуса стержнем (рис. 7.29, б). Возможный путь решения этой задачи - телескопическая форма корпуса, т. е. в виде нескольких раздвигающихся в полете втулок (патенты Франции 2535450, США 7036434). При этом длина снаряда может быть увели- чена в 2 раза и более. При удлинении снарядов толщина пробиваемой брони возрастает про- порционально этому удлинению. В целом повышение эффективности броне- бойных снарядов за счет указанных решений может составить 10...30 %. Конструктивные приемы К конструктивным приемам в первую очередь относится использование для изготовления снарядов прочных материалов, в качестве которых применяют мо- нокристаллы высокоплотных металлов. Максимальный эффект достигается при использовании многослойных конструкций корпусов или сердечников снарядов. Высокоплотные элементы в оболочках могут быть соединены в единый корпус (патент Великобритании 2128299, рис. 7.30, а). Возможно выполнение корпуса в виде концентрических оболочек из материалов, отличающихся по твердости и ударной вязкости (патент США 4044679, рис. 7.30, б), прочных волокон кар- бида вольфрама, гафния (патент США Н343) или из прочной ленты, намотан- ной на бронебойный сердечник (патент США 4256039). Такие бронебойные элементы обеспечивают помимо увеличения бронепробиваемости их высокую
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 497 Рис. 7.30. БПС из материалов с различными механическими свойствами в виде продольных волокон (а) и концентрических оболочек (б): 1 - корпус; 2 - высокоплотные скрепленные стержневые элементы; 3 - защитные обо- лочки; 4 - концентрические оболочки из материалов различной твердости и ударной вязкости прочность и ударостойкость при взаимодействии с броней под большими углами и с ДЗ танка. Представляется перспективным использование для изготовления корпуса БС композиционных материалов и углепластиков. Во-первых, обладая малой плотностью, такие БС способны приобретать более высокие начальные скорости, чем стальные или тяжело сплавные снаряды. Во-вторых, имея высо- кую прочность, они прекратят срабатываться (разрушаться) при более высоких скоростях взаимодействия, что приведет к увеличению бронепробиваемости, ожидаемый порядок которого составит 10...20 %. Технологические приемы Придание сердечникам дифференцированных по длине свойств (большая твердость в передней части) обеспечивает более рациональное расходование массы сердечника на разных стадиях пробития броневых преград. Одна из по- пыток оптимизировать процесс расходования энергии снаряда в процессе пробития - сочетание в единой конструкции активной части БПС тяжело- сплавных (срабатывающихся) и твердосплавных (несрабатывающихся) эле- ментов. Термическая обработка позволяет получать материалы с заданными свойствами по прочности. Так, при определенном сплаве с другими металлами и термической обработке (сплавление с 2 % Мо или 0,75 % Ti, быстрая закал- ка разогретого до 850 °C сплава в воде или масле, дальнейшее выдерживание при 450 °C в течение 5 ч) уран становится тверже и прочнее стали (прочность на разрыв более 1600 МПа). В сочетании с большой плотностью это делает
498 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы уран чрезвычайно эффективным для пробивания брони, а именно, по сравне- нию с аналогичным по эффективности, намного более дорогим монокристал- лическим вольфрамом. Выполнение корпусов БПС многосекционными позволяет повысить их эффективность при поражении брони с динамической или активной защитой. Один из вариантов такого технического решения - изготовление бронебойных снарядов двухступенчатыми по функционированию. При этом сами снаряды - двухсекционные (патенты ФРГ 2629280, 1811331; Франции 2537264, США 4063512, 4102271), состоящие из кумулятивного предзаряда и проникающего модуля. Кумулятивный предзаряд может находиться как перед проникающим модулем (рис. 7.31, а\ так и позади него (рис. 7.31,6). Первая секция может быть сделана в виде лидирующего подкалиберного бронебойного элемента, который выстреливается из общего поддона (патент ЕПВ 0087502, рис. 7.31, в). Эта схе- ма имеет некоторое преимущество перед рассмотренными выше, так как в ней исключено отрицательное тормозящее и дестабилизирующее действие первой секции на бронебойный элемент. Возможны конструктивные решения, заключающиеся в перераспределении массы снаряда вдоль его корпуса путем изменения диаметра по длине. Напри- мер, уменьшение диаметра головной части позволяет сократить часть энер- гии снаряда, идущей на образование каверны, и тем самым повысить глубину проникания. Рис. 7.31. Двухсекционные снаряды для преодоления динамической и активной защиты с предзарядом ВВ (а, б) и с лидером (в): 1 - корпус (проникающий модуль); 2 — кумулятивный предзаряд; 3 - ведущее устройство; 4 - осевое отверстие; 5 - лидирующий бронебойный элемент
7.5. Пути увеличения эффективности действия кинетических ББП 499 Другой способ перераспределения массы снаряда состоит в выполнении его из отдельных элементов, распределенных вдоль оси снаряда. Эти элемен- ты могут быть прочно соединены или находиться в контакте - в таком случае механические свойства материалов этих частей должны значительно отличаться (патент ФРГ 3242591) по вязкости, прочности и хрупкости, что приводит к ло- кализации зон разрушения корпуса при взаимодействии с преградой и увели- чению бронепробиваемости. Корпус снаряда из отдельных последовательно расположенных вплот- ную элементов, не скрепленных между собой (патент Франции 2529320, ЕПВ 0088798, рис. 7.32, а), повышает антирикошетные свойства снарядов, приводя к нормализации (повороту в сторону тыльной поверхности снаряда) как отдель- ных элементов, так и корпуса снаряда в целом. В случае выполнения корпуса сегментированным - из отдельных элементов, разделенных вдоль оси снаряда воздушными промежутками или заполненными лег- кими пластичными материалами (патент США 4108072, рис. 7.32, б), повышается эффективность снаряда как по разнесен- ной экранированной броне, так и по ДЗ, предохраняя основной бронебойный кор- пус от волнового ударного нагружения. Следует ожидать повышения эф- фективности действия таких снарядов и по монолитной броне ввиду различно- го характера их взаимодействия с пре- градой - квазистационарного у сплош- ных снарядов и неустановившегося у сегментированных. При неустано- вившемся характере взаимодействия реализуются более высокие давления в зоне контакта снаряда с преградой, что способствует более интенсивному ее разрушению. При взаимодействии отдельного сегмента и преграды в них формируют- ся мощные УВ. Материалы преграды и элемента приобретают радиаль- ную скорость, что приводит к образо- ванию каверны. На следующем этапе Рис. 7.32. Снаряды в виде отдельных, последовательно расположенных элемен- тов -вплотную (а) и с промежутками (6): 1 - баллистический наконечник; 2 - кор- пус; 3 - бронебойные элементы (сегменты); 4 - бронебойный сердечник; 5 - вкладыши из пластичного материала б
500 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.33. Проникание сегментированного снаряда с зазором между элементами, равным одному (а) и двум его диаметрам (б) формируются волны разгрузки, разрушающие преграду и элемент снаряда и вы- носящие разрушенный материал из каверны. Следующий элемент ударяет по дну сформированной предыдущим элементом каверны. Экспериментально доказано, что для элементов длиной 0,5... 1,0 диаметра увеличение глубины сегментирова- ных снарядов по сравнению со сплошными может достигать 40 %. Существенное влияние на окончательный результат должна оказывать величина зазора между отдельными элементами. Например, при увеличении зазора между элементами от одного до двух диаметров проникающего элемента (рис. 7.33) глубина каверны увеличивается на 17 %. При большем зазоре предыдущий элемент успевает полно- стью сработаться и освободить пространство для следующего элемента снаряда. Оптимальные размеры элементов и зазоров между ними должны опре- деляться в зависимости от используемых материалов элементов и габаритов снаряда. 7.6. Основные расчетные зависимости для оценки бронебойного действия На результаты действия по броне кинетических бронебойных снарядов оказывают влияние различные факторы, среди которых наиболее важны ско- рость и угол встречи с преградой. О влиянии этих факторов можно судить по фазовым диаграммам (рис. 7.34), которые можно построить для конкретных снарядов и преград. Кривая баллистического предела разделяет зоны пробития
7.6. Основные расчетные зависимости для оценки бронебойного действия 501 1400 После пробивания снаряд дробится на мелкие осколки 1200 1000 200 0 20 40 60 80 Наклон к нормали, град Рис. 7.34. Фазовая диаграмма, характеризующая соударение снаряда диа- метром 6,35 мм по мишени из алюминиевого сплава толщиной 6,35 мм и непробития преграды. На диаграмме показаны отдельные зоны, характери- зующие состояние снаряда после взаимодействия с преградой. В конструк- торских разработках используются и более сложные диаграммы, например, показывающие прирост стойкости многопреградной брони в зависимости от толщины отдельных преград и расстояния между ними. При увеличении скорости встречи не всегда возрастает глубина проникания или толщина про- биваемой брони. В определенных условиях (сочетание физико-механических характеристик материалов снаряда и преграды) при достижении предельных скоростей может наблюдаться уменьшение глубины проникания, что являет- ся следствием разрушения снаряда при взаимодействии с преградой и смены механизма взаимодействия с преградой. Такой характер зависимости глубины проникания от скорости наиболее ярко проявляется при проникании компакт- ных снарядов (рис. 7.35). Характер взаимодействия недеформируемых и деформируемых при ударе снарядов имеет свои особенности. Взаимодействие с преградой недеформиру- емых снарядов изучалось в ФТИ им. А. Ф. Иоффе. Обработка результатов экс- периментальных и теоретических исследований позволила дать следующую трактовку процесса силового нагружения снаряда при проникании.
502 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Рис. 7.35. Зависимость приведенной глубины проникания Ытш от ско- рости удара компактного стального снаряда по свинцовой преграде Удельное нормальное сопротивление (давление) действующее на эле- ментарной площадке dS в окрестности какой-либо точки на поверхности прони- кающего снаряда (рис. 7.36), является функцией физико-механических свойств среды и vn - проекции скорости v рассматриваемой точки на вектор нормали п к поверхности тела в этой точке. В общем виде эта функция для большинства металлов записывается одинаково: и = Аг>2 + С, (7.1) п п ’ v 7 где А и С - коэффициенты, характеризующие свойство преграды оказы- вать сопротивление прониканию. В зависимости от глубины нахождения Рис. 7.36. Удельное нормальное сопротивление ап на поверхности проникающего тела: 1 - поверхностные слои преграды; 2 - глубинные слои преграды Рис. 7.37. Зависимость оп от нормальной составляющей скорости v: 1 - поверхностные слои преграды; 2 - глу- бинные слои преграды
7.6. Основные расчетные зависимости для оценки бронебойного действия 503 рассматриваемой точки поверхности тела в преграде и скорости взаимодействия снарядов с преградой они определяются различными величинами (рис. 7.37). При нахождении точки в поверхностных слоях (не более одного-двух диа- метров снаряда от лицевой или тыльной поверхности) при всех скоростях взаимодействия Л = рп; С = Ня, (7.2) при нахождении в глубинных слоях при скоростях vn выше критических оикр коэффициенты рассчитываются по формуле (7.2), а при скоростях vn ниже кри- тических vnKp коэффициенты равны: А = 0; С = А , ' уд.в’ где рп - плотность материала преграды; Н - динамическая твердость матери- ала преграды; А - удельная работа вытеснения объема материала преграды (табл. 7.7). УД'° Таблица 7.7. Физико-механические характеристики материалов Название р, кг/м3 НВ, МПа о. МПа Т а , МПа тд’ Я, МПа А , МПа уд.в’ %» Алюминий 2700 300 -80 250 560 810 340 Дюралюминий 2800 1100 370 490 1400 2200 590 Медь 8900 450 ПО 180 720 1200 220 Свинец 11340 50 16 40 80 100 70 Железо 7850 900 300 560 2000 2800 320 Сталь: низкой твердости 7850 2400 700 -1300 -3900 -6300 -550 средней » 7850 3200 900 -1500 -4500 -7700 -640 высокой » 7850 3900 1400 -1700 -5000 -8900 -700 Критическая скорость v находится экспериментально как скорость, при которой диаметр образуемой каверны начинает превышать диаметр снаряда d, а через твердость НВ материала преграды она приближенно определяется по зависимости / \°>5 I нв) %, ~ I Рп ) Удельная работа вытеснения объема материала преграды определяет- ся экспериментально как отношение начальной кинетической энергии снаряда к объему образуемой каверны, а приближенно может быть найдена в виде суммы статической и динамической твердостей, А^ = + НВ.
504 Глава 7. Кинетические бронебойные боеприпасы Силовые факторы, вызванные сопротивлением преграды, вычисляются ин- тегрированием выражения (7.1) для удельного нормального сопротивления прониканию по всей поверхности тела с учетом возможности отсутствия кон- такта части его поверхности со средой. В случае прямолинейного проникания снарядов с коническими головными частями максимальная сила Fmax сопро- тивления и глубина проникания h снаряда по нормали к поверхности преграды могут быть определены по зависимостям: = ^(^2sm2X+C); 7 ill h=----z—z—In 1 + And sin X I 74sin2X 2 --------COSOL., с где vQ - скорость встречи снаряда с преградой; av - угол встречи снаряда с пре- градой от нормали; т - масса снаряда. Для оценки параметров проникания снарядов с оживальной головной ча- стью последнюю можно представить в форме конуса с углом X, рассчитанным по формуле X = arcsin l8(R/d)-l \ 24(R/d)2 ' где R - радиус оживала. Подход Алексеевского - Тейта, являющийся модификацией гидродинами- ческой теории кумуляции и учитывающий прочностные характеристики мате- риала преграды (динамическую твердость и удельную работу вытеснения объ- ема) и снаряда (динамический предел текучести), используется для описания взаимодействия с преградой деформируемых (срабатывающихся) снарядов. Вместе с тем для проведения оценочных расчетов иногда оказывается до- статочным применение эмпирических зависимостей. Эмпирические зависимости расчета проникания Для оценки минимальной скорости снаряда, необходимой для пробития брони заданной толщины и с заданными свойствами, широко используется формула Жакоб де Марра _ б/°’75й0’7 ^ПСП “ 0,5 ’ т ’ cos av где г>псп - минимальная скорость встречи, необходимая для пробития снарядом бронеплиты (предел сквозного поражения - ПСП), м/с; Кь - экспериментальный коэффициент бронепробиваемости, учитывающий конструктивные особенности снаряда и плиты, включая свойства их материалов, специфику взаимодействия и вид поражения плиты; d - диаметр корпуса снаряда, взаимодействующего с бронеплитой, м; Ъ - толщина бронеплиты, м; т - масса снаряда, кг; о^ - на- чальный угол взаимодействия снаряда с плитой, измеряемый от нормали
7.6. Основные расчетные зависимости для оценки бронебойного действия 505 к поверхности бронеплиты. Для гетерогенной брони Кь равен (55...85) 103, для гомогенной - (45...55) 103 для калиберных БС и для оперенных подкалиберных снарядов со срабатывающимися корпусами - (55...85) 103. Для оценки глубины проникания срабатывающегося снаряда и минималь- ной скорости пробития им стальной плиты толщиной Ъ при скорости встречи 1500... 1800 м/с и угле их взаимодействия av можно воспользоваться следующими приближенными формулами: (73) ^ПСП где h - глубина проникания по нормали в полубесконечную преграду, м; Av А2 - эмпирические коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств материала снаряда (табл. 7.8); /с - длина снаряда, м; v0 - скорость встречи снаряда с преградой, м/с; ^пред1 - предельная скорость, при которой пре- кращается срабатывание снаряда в преграде (см. табл. 7.8); апсп - минимальная скорость снаряда, необходимая для пробития бронеплиты, м/с; Ъ - толщина пробиваемой бронеплиты, м; Д/z - приращение глубины проникания снаряда за счет разрушения им тыльных слоев плиты, Д/г = 0,5<7 + 0,08/с, м; d - диаметр корпуса снаряда, м. Таблица 7.8. Значения эмпирических коэффициентов Л, А, плотности и скорости ^пред1 для снарядов Материал снаряда Плотность, кг/м3 Сталь 7800 1,2 0,71 1150 Вольфрамовый сплав 17800 1,4 0,92 850 Предельную толщину пробиваемой бронеплиты с учетом формулы (7.3) находят как сумму глубины проникания h по нормали в полубесконечную пре- граду и величины Д/z. Для оценки взаимодействия срабатывающегося снаряда из вольфрамового сплава с броней низкой твердости НВэ = 2,55 ГПа под углом ос& = 60° может быть применена следующая эмпирическая формула Г. П. Меньшикова, полученная путем коррекции результатов расчетов по экспериментальным данным: гтт ~ + ci\L + a,L 4- a.L + aj> + aJ> + а,-PL + a^PL + cioP L, llUJl U I J Э О / О*7 ще a0 = 1442; ax = 21,48; a2=-0,3402; a3=-0,002748; a4 = 1028,5; as = 1001; a6 = 15,62; a. = 0,0582; a = 6,564; L = I Id-17,5; P = 2Ы1 -1. 7 ’ ’ 8 ’ ’ c ’’ c
506 Список рекомендуемой литературы Скорость <?псп при пробитии броневой твердости, отличающейся от НВэ (опре- деляется по формуле °ncn = Сп7(И+о,6НВ)/(1,4+о,6НВ3), где НВ, ГПа - твердость рассматриваемой бронепреграды. Список рекомендуемой литературы Баллистические установки и их применение в экспериментальных исследованиях / под ред. Н. А. Златина и Г. И. Мишина. М.: Наука, 1974. Брилев О. Танк на пороге XXI века (технический облик) // Военный парад. 1997. №4(22). Ведерников Ю.А., Щепановский В. А. Оптимизация реогазодинамических систем. Новосибирск: Наука, 1975. Велданов В. А. Прикладная теория уцара: учеб, пособие. М.: Изд-во Ml ТУ им. Н. Э. Бау- мана, 2012. Водопьянов М.Я. Теория и расчет артиллерийских снарядов: Лабораторный прак- тикум. СПб.: БГТУ, 2002. Воротилин М. С., Князева Л. Н., Чуков А. Н, Шмараков Л. Н Современные средства поражения бронетанковой техники: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2005. Григорян В. А., Белобородько А.Н., Терехин И. И, и др. Расчет и синтез структур баллистической защиты танков: учеб, пособие / под ред. В. А. Григоряна. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. Григорян В. А., Белобородько А, Н,Дорохов Н. С. и др. Частные вопросы конечной баллистики / под ред. В. А. Григоряна. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. Дудка В.Д., Чуков А.Н., Шмараков Л.Н. Высокоточные боеприпасы различного целевого назначения: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2002. ЗукасДж. А., Николас Т., Свифт X Ф. и др. Динамика удара: пер. с англ. М.: Мир, 1985. Ильин В. От Т-80 до «Черного орла» // Техника и вооружение. 2001. № 2. Носков Б. И. Малокалиберные выстрелы к автоматическим пушкам: учеб, пособие. М.: Изд-во «Вооружение. Политика. Конверсия», 1998. Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. ХП: Боеприпасы и сред- ства поражения. М.: Изд. дом «Оружие и технология», 2006 г. Оружие России: каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ «Военный парад», 1997. Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973. Растопшин М. Броня выигрывает соревнование. Концепция создания бронебойных подкалиберных снарядов нуждается в корректировке // Независимое военное обозре- ние. 2000. № 36. Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтоже- нию / под ред. А.А. Каллистова. М.: СП «Нова», 1992. Физика быстропротекающих процессов. Т. 2 / пер. с англ. Н. А. Златина. М.: Мир, 1971. Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников ГА. и др. Высокоскоростное взаимодей- ствие тел. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999. Широкорад А. Б. История авиационного вооружения. Минск: Харвест, 1999. Щербаков Р. Программа создания гиперзвуковых управляемых ракет // Зарубежное военное обозрение. 2003. № 6.
Учебное издание Бабкин Александр Викторович Велданов Владислав Антонович Грязнов Евгении Федорович Имховнк Николай Александрович Кобылкин Иван Федорович Колпаков Владимир Иванович Ладов Сергей Вячеславович Орленко Леонид Петрович Охитин Владимир Николаевич Ришняк Андрей Григорьевич Селиванов Виктор Валентинович БОЕПРИПАСЫ В двух томах Том 1 Редактор К. А. Осипова Технический редактор Э. А. Кулакова Художник А. С. Ключева Корректор Н.В. Савельева Компьютерная графика О, В. Левашовой, Н П. Новиковой Компьютерная верстка Л. А. Смирновой В оформлении использованы шрифты Студии Артемия Лебедева. Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана Подписано в печать 22.10.15. Формат 70x100 1/16. Усл. печ. л. 41,6. Тираж 600 экз. Заказ Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5, стр. 1. press@bmstu.ru www.baumanpress.ru Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5, стр. 1 baumanprint@gmail.com
DDT ВООРУЖЕНИЕ DD I И ВОЕННАЯ ТЕХНИКА В истории Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана практически со дня его основания существовали предпосылки для подготовки специали- стов - создателей военной техники. Однако лишь весной 1938 года постановлением Совнаркома эти предпосылки реализо- вались в образовании в Московском механико-машиностроительном институте (МММИ), как в то время назывался Университет, трех оборонных факультетов (артиллерийского, боеприпасного, танкостроительного) и переходе на подготовку специалистов по созданию приборов и систем для оборонной техники на факультете приборостроения. Одновременно упомянутым постановлением МММИ передавался из ведения Наркомата тяжелой про- мышленности в Наркомат вооружений. Так был официально образован первый в стране технический вуз, ориентированный на подготовку высококвалифицированных кадров для оборонной промышленности. Организация подготовки инженеров по оборонным специальностям явилась реакцией государства на складывающуюся в тот период международную обстановку. Создание в вузе оборонных факультетов стало важнейшей вехой в истории МГТУ им. Н.Э. Баумана, во многом определившей направление его развития на все последующие годы. Факультет специального машиностроения МГТУ им. Н.Э. Баумана - преемник оборонных факультетов - по праву снискал себе славу кузницы инженерных и научных кадров широ- кого спектра оборонных специальностей для ведущих организаций военно-промышлен- ного комплекса. Среди выпускников Университета - выдающиеся генеральные и главные конструкторы, известные ученые, руководители всемирно признанных промышленных и научно-исследовательских организаций, сотрудники которых ковали оружие Победы в годы Великой Отечественной войны, решали проблемы формирования ракетно-ядерного щита родины, создавали и продолжают создавать образцы техники, составляющие основу обороноспособности нашей страны, которые по своим характеристикам значительно пре- восходят иностранные аналоги. За истекшие годы в Университете сложились многочисленные научные школы и научно- педагогические коллективы мирового уровня, перечисление достижений которых достойно отдельного издания. Их труд остается не менее востребованным и сегодня. В целях сохранения научного и научно-педагогического наследия, обобщения опыта и знаний выдающихся учёных и специалистов, сосредоточенных в МГТУ им. Н.Э. Баумана - ведущем и старейшем техническим вузе России, принято решение об издании Библиотеки учебной литературы, направленной на повышение качества учебного процесса студентов по специальностям и направлениям подготовки дисциплин вооруженческого профиля. Члены редколлегии хотели бы выразить надежду, что выпускаемые в свет учебные посо- бия Библиотеки будут способствовать повышению квалификации выпускников не только МГТУ им. Н.Э. Баумана, но и других вузов Российской Федерации соответствующей направ- ленности. В 2016 году планируется выход следующих книг: «Основы теории принятия решений в автономных информационных системах управления средствами поражения» под ред. А.Б. Борзова «Наведение баллистических ракет» Л.Н. Лысенко «Мобильные средства стартовых комплексов» под ред. В.Н. Наумова и Г.0. Котиева «Термопрочность ракетных конструкций» В.С Зарубина и Г.Н. Кувыркина