Author: Бабкин А.В. Велданов В.А. Грязнов Е.Ф.
Tags: оружие вооружение артиллерийско-техническое имущество бронированные машины и специальные средства транспорта стрелковое оружие личное оружие боеприпасы и боевые отравляющие вещества управляемые и неуправляемые ракеты и реактивные снаряды военная техника военное оборудование военное дело боеприпасы
ISBN: 978-5-7038-4237-9
Year: 2016
Text
Боеприпасы
БОЕПРИПАСЫ
Под общей редакцией заслуженного деятеля науки
Российской Федерации, доктора технических наук,
профессора В. В. Селиванова
Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов
по университетскому политехническому образованию
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальности «Боеприпасы и взрыватели»
направления подготовки «Оружие и системы вооружения»
В двух томах
Том 2
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. - Москва :
Б75 Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016.
ISBN 978-5-7038-4237-9
Т. 2. — 551, [1] с.: ил.
ISBN 978-5-7038-4239-3
Во втором томе приведены характеристики эффективности действия рассмотренных
в первом томе видов боеприпасов. Изложены основные понятия, принципы применения
оружия нелетального действия. Рассмотрены классификация устройств и принципы
действия взрывателей (взрывательных устройств) боеприпасов различного назначения,
а также общие сведения о средствах инициирования. Описаны конструктивно-схемные
решения, процессы функционирования и параметры действия бетонобойных боеприпасов,
боеприпасов вспомогательного назначения, а также устройств динамической защиты.
Содержание учебника соответствует курсу лекций, читаемых авторами в МГТУ
им. Н. Э. Баумана, а также многочисленным публикациям, посвященным исследованиям
и разработкам средств поражения и боеприпасов.
Для студентов и аспирантов технических университетов и машиностроительных
вузов, курсантов военных училищ, слушателей и адъюнктов военных академий.
УДК 623.45
ББК 68.8
ISBN 978-5-7038-4239-3 (т. 2)
ISBN 978-5-7038-4237-9
© Оформление. Издательство МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2016
Оглавление
Список сокращений......................................................5
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы.......................................6
8.1. Классификация бетонобойных боеприпасов...................6
8.2. Бетонобойные артиллерийские снаряды......................9
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные
бомбы....................................................... 11
8.4. Неуправляемые авиационные ракеты с проникающими боевыми
частями.......................................................20
8.5. Бетонобойные боеприпасы и боевые части комбинированного
действия с кумулятивным предзарядом...........................22
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых
авиационных ракет............................................26
8.7. Перспективные бетонобойные и проникающие боеприпасы.....37
8.8. Расчетные зависимости для оценки функционирования
бетонобойных и проникающих боеприпасов.......................40
8.9. Эмпирические зависимости расчета проникания.............43
Список рекомендуемой литературы.......................................46
Глава 9. Динамическая защита..........................................48
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия...............48
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую
защиту.......................................................60
9.3. Особенности взаимодействия динамической защиты
с бронебойными подкалиберными снарядами......................73
9.4. Невзрывная динамическая защита и перспективы ее применения.... 76
9.5. Характерные образцы динамической защиты.................77
Список рекомендуемой литературы.......................................88
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения......................90
10.1. Классификация и общие сведения о боеприпасах вспомогательного
назначения...................................................90
10.2. Помехосоздающие боеприпасы.............................92
10.3. Осветительные боеприпасы............................. 113
10.4. Фотоосветительные боеприпасы..........................124
10.5. Дымовые боеприпасы................................... 125
10.6. Ориентирно-сигнальные боеприпасы......................141
10.7. Агитационные боеприпасы...............................143
10.8. Практические и учебные боеприпасы.....................144
Список рекомендуемой литературы..................................... 154
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия
боеприпасов..........................................................155
11.1. Роль расчета эффективности действия боеприпасов
в проектировании систем.....................................155
11.2. Классификация целей и средств поражения, структура показателей
эффективности действия......................................157
4
Оглавление
11.3. Объектное представление исходных данных для расчетов
эффективности действия...................................... 165
11.4. Объектная модель стрельбы............................. 181
11.5. Объектная модель боеприпасов...........................202
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия............207
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва................217
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия...224
11.9. Особенности оценки эффективности боеприпасов
непосредственного действия...................................246
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях .... 253
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности
действия.....................................................270
Список рекомендуемой литературы.......................................293
Глава 12. Оружие нелегального действия................................295
12.1. Основные понятия и принципы классификации оружия
нелетального действия........................................295
12.2. Физические принципы функционирования оружия нелетального
действия.....................................................308
12.3. Медико-биологические аспекты разработки и применения
оружия нелетального действия.................................372
12.4. Критерии применимости оружия нелетального действия.....379
12.5. Международно-правовые аспекты разработки и применения оружия
нелегального действия........................................382
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ..................388
12.7. Сценарии возможного применения оружия нелегального
действия.....................................................405
Список рекомендуемой литературы.......................................409
Глава 13. Взрыватели боеприпасов....................................416
13.1. Общие сведения о взрывателях и взрывательных устройствах
боеприпасов. Основные понятия, термины и определения.........416
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ.
Требования, предъявляемые к ВУ. Огневая цепь механических и
электромеханических ВУ.......................................420
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов. Общие принципы
устройства и действия........................................438
13.4. Особенности устройства и принципы действия контактных
механических ВУ боеприпасов различного назначения............460
13.5. Дистанционные взрыватели и трубки......................488
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели
и ВУ контактного и дистанционно-контактного действия.........495
13.7. Неконтактные взрыватели и взрывательные устройства.....514
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных
радиовзрывателей.............................................529
Список рекомендуемой литературы.......................................550
Список сокращений
АгитАБ — агитационная авиационная бомба
АиТО — атомное и термоядерное оружие
АПТ — агитационно-парашютная тара
БД — база данных
БП — боеприпасы
БТТ — бронетанковая техника
ВДЗ — встроенная динамическая защита
ВПП — взлетно-посадочная полоса
ГДК — газодисперсный канал
ГМ — геометрическая модель
ГПЭ — готовый поражающий элемент
ГСН — головка самонаведения
ГЦ — групповая цель
ДАБ — дымовая авиационная бомба
ДЗ — динамическая защита
ДИСО — диалоговая система оптимизации
ДОСАБ — дневная ориентирно-сигнальная
авиационная бомба
ЖБУ — железобетонные укрытия
ЗВП — зона возможных поражений
ИВВ — инициирующее взрывчатое
вещество
ИП — источник питания
ИПМ — инерционный предохранительный
механизм
ИС — инициирующая система
ИЭД — искровой электродетонатор
КВО — круговое вероятное отклонение
КДЦ — контактный датчик цели
КЗ — кумулятивный заряд
КЗП — координатный закон порвжения
КМВУ — контактное механическое взрыва-
тельное устройство
КС — кумулятивная струя
КЭ — кинетический элемент
ЛОЦ — ложная отвлекающая цель
ЛУЦ — ложная уводящая цель
ЛЦ — ложная цель
МДВ — механизм дальнего взведения
МПИ — механизм подачи импульсов
МСЛ — механизм самоликвидации
МЭГ — магнитоэлектрический генератор
НАР — неуправляемая авиационная ракета
НВ — неконтактный взрыватель
НВУ — навигационное вычислительное
устройство
НДЦ — неконтактный датчик цели
ОЦ — огневая цепь
ОНД — оружие нелетального действия
ПАБ — практическая авиационная бомба
ПВРД — прямоточный воздушно-реактив-
ный двигатель
ПД — продукты детонации
ПИМ — предохранительно-исполнитель-
ный механизм
ПКР — противокорабельная ракета
ПМ — предохранительный механизм
ППП — пакет прикладных программ
ПТС — пиротехнический состав
ПУИ — практическое учебное имущество
пц — площадная цель
ПЭГ — пьезоэлектрический генератор
РБК — разовые бомбовые кассеты
РВ — радиовзрыватель
РПГ — ручной противотанковый гранатомет
САУ — самоходная артиллерийская установка
СББ — средства ближнего боя
СП — система предохранения
СПЗ — система постановки завес
ТЗ — техническое задание
УА — уязвимый агрегат
УАБ — управляемая авиационная бомба
УАР — управляемая авиационная ракета
УВ — ударная волна
УЗП — условный закон поражения
УКЗ — удлиненный кумулятивный заряд
УМ — ударный механизм
ФОТАБ — фотоосветительные авиационная
бомба
ФСС — функционально-структурная схема
ФСУ — функциональная схема уязвимости
ЦНС — центральная нервная система
ЦПМ — центробежный предохранительный
механизм
ЦПУ — центральный прибор управления
ШПУ — шахтно-пусковая установка
ЭВ — электровоспламенитель
ЭД — электродетонатор
ЭДЗ — элемент динамической защиты
ЭМВУ — электромеханическое взрывательное
устройство
ЭПУ — электрическое пусковое устройство
ЭЦ — элементарная цель
ЭШП — электрошоковая пуля
ЭШУ — электрошоковое устройство
Глава 8
Бетонобойные боеприпасы
8.1. Классификация бетонобойных боеприпасов
Боеприпасы, действие которых основано на использовании энергии удара
с последующим внедрением в преграду и взрывом боевого заряда на заданной
глубине, образуют класс ударно-проникающих БП, к которым могут быть от-
несены проникающие и бетонобойные БП. Они предназначены для поражения
глубоко расположенных в толще земли или хорошо защищенных слоями стали
и бетона объектов.
К объектам поражения относят следующие группы целей: фортификацион-
ные сооружения (огневые сооружения, наблюдательные и командные пункты,
убежища), стартовые позиции ракет (ШПУ, пункты управления пуском), аэро-
дромные объекты (ангары для самолетов, горючесмазочных материалов, ВПП),
склады (обычных и ядерных БП), военно-промышленные предприятия (произ-
водственные предприятия, энергетические сооружения) и политико-админи-
стративные объекты.
Эти объекты, как правило, являются стационарными. Их местоположение
часто хорошо известно неприятелю до начала военных действий. Вследствие
невозможности перемещения этих объектов обороняющаяся сторона ограничена
в своих действиях по их защите. Наиболее дешевый и часто самый эффективный
способ защиты таких целей - их сильное укрепление. Для аэродромов защитные
мероприятия заключаются в утолщении ВПП и постройке железобетонных укры-
тий (ЖБУ) для самолетов. Другие важные объекты могут находиться в подземных
бункерах. Для повышения защищенности заглубленных объектов над ними может
быть построено многоэтажное здание. Некоторые объекты, такие как ШПУ, за-
воды по производству химического оружия, могут располагаться глубоко в земле
или внутри горных массивов и иметь мощную естественную защиту.
Объекты поражения, как правило, представляют собой многослойные, раз-
несенные преграды сложной конструкции (табл. 8.1). Слои этих преград состоят
из таких материалов, как грунт, железобетон, сталь, керамика, асфальт различ-
ной толщины (от нескольких миллиметров для стали и керамики до нескольких
метров для железобетона и десятков метров для грунта). Физико-механические
характеристики материалов преград изменяются в широком диапазоне. Только
для изготовления ШПУ применяется бетон марок 350-600. Марка соответству-
ет пределу прочности (в кгс/см2) при сжатии стандартного кубика из бетона
с длиной ребра 200 мм (прочность кубика Л_). В зависимости от марки цемента
и используемого заполнителя (гранит, базальт, стальные опилки - стальбетон,
полимерная пропитка - полимербетон) прочность бетона на сжатие может до-
стигать 80... 100 МПа.
Таблица 8.1. Общая классификация типов целей
Тип цели Тип защитной конструкции Эквивалентная толщина железобетона, м Конструктивное исполнение
Объект системы боевого управ- ления, связи и разведки Уплотненный грунт, железобетон 1,8 Элею ген( L Оперативный пункт управления рические Вычислите ораторы средст) \ 1,8 м -р льные ва
Наземный объ- ект системы бое- вого управления Уплотненный грунт (2,4 м), бетонная арка (1,8 м) 2,1 5,5 м — Хранилище
Командный пункт^
Вспомогательные помещения
ЖБУдля самолетов Цементированный грунт (1,8 м), армированная арка (2,4 м), стальная облицовка (10 мм) 3,0 сч 20 м X с
Т 15 М г 40 м
Командный пункт (один под- земный уровень) Железобетон (3,7 м) 3,7 Бетон 3,7 ] м
J 1 . 1
/ Подземный бункер
Продолжение табл. 8.1.
Тип цели Тип защитной конструкции Эквивалентная толщина железобетона, м Конструктивное исполнение
Укрытие на слу- чай тревоги для ракет класса земля-земля Армированный грунт (6 м), железобетон (4 м) 4,6-5,8 2,0 м у 2,0 м / L — 1 1 1 2,9 м 2,9 м
ПУ
Многоэтажное наземное зда- ние (подземный бункер) Шесть надземных этажей один подвальный этаж высота 2,4 м) 5,5-6,4 — 3,0 М
1 / 1 L2 м
/ Железобетон
ШПУ Глубина расположения в грунте 8: днища 26-50 м, железобетон 0,3-1,4 м, стальной стакан 7-10 мм 1,4-10 '22ЛА
77Т7?\ т L 26-50 м 1 _ £ 'Л. 22^'7777
ВПП Асфальт (7) 35-50 мм, бетон (2) 0,3-0,7 м, обработанный цементом грунт (3) 0,2-0,3 м 0,5-1,0 250 350 40 1 2 3
8.2. Бетонобойные артиллерийские снаряды
9
По типу поражаемых целей (толщине пробиваемой преграды и глубине
проникания) зарубежные и отечественные проникающие БП можно отнести
к двум классам:
- проникающие БЧ ракет типа Maverick, AGM-130 (США), 9М723К1 - Искан-
дер (Россия), авиационные бомбы типа DURANDAL (Франция), GBU-15, GBU-24,
GBU-27, GBU-28 (США), ФАБ, БетАБ, КАБ (Россия) массой 100.. .2000 кг, пред-
назначенные для поражения как ВПП, железобетонных укрытий и защитных
сооружений, так и глубокорасположенных (до 30...50 м) объектов;
- кассетные бетонобойные БП типа STABO (Германия), BLU-106 (США),
SG357 (Великобритания), ВАР-100 (Франция), РБК-500 (Россия) массой, не пре-
вышающей 40 кг, используемые в основном для поражения ВПП, промышлен-
ных объектов и фронтовых фортификационных сооружений.
Проникающие и бетонобойные БП по удлинению разделятся на группы:
- 4.. .6 диаметров (характерна криволинейность и непредсказуемость тра-
екторий, особенно в малопрочных грунтовых преградах);
- 7... 12 диаметров (свойственна прямолинейность траекторий в силу ста-
билизирующего воздействия, вызываемого контактом боковой поверхности
с инерционно движущейся преградой - стенками каверны).
По типу функционирования проникающие и бетонобойные БП разделяются на:
- БП кинетического действия, обеспечивающие пробитие преграды за счет
своей кинетической энергии, которая определяется массой БП и его скоростью;
могущество таких БП достигается увеличением их массы и сообщением допол-
нительной скорости с помощью реактивных двигателей;
- тандемные БП (БЧ двойного действия) с одним или несколькими куму-
лятивными предзарядами и расположенным за ними проникающим блоком,
использующиеся при наличии ограничений по массе и габаритам БП.
По типу оружия проникающие и бетонобойные БП можно подразделить на:
- артиллерийские снаряды;
- неуправляемые и управляемые АБ и разовые бомбовые касеты (РБК);
- БЧ неуправляемых и управляемых ракет.
Тип оружия придает существенные особенности проникающим и бетоно-
бойным БП. Средство их доставки к цели определяет облик и конструктивные
характеристики БП. Так, артиллерийская система предъявляет высокие требо-
вания к прочности корпуса снаряда при метании, а также вносит ограничения
по его удлинению при стабилизации в полете вращением. Менее строгие тре-
бования по прочности при доставке к цели предъявляют к БЧ неуправляемых
и управляемых ракет и авиационных бомб. Однако при этом должны быть
учтены требования по стыковке с реактивным разгонным двигателем и взаи-
модействие с отсеком управления полетом.
8.2. Бетонобойные артиллерийские снаряды
Первые образцы бетонобойных БП (артиллерийские снаряды) появились
на вооружении после Первой мировой войны, когда развитие фортификационной
техники сделало возможным широкое применение железобетонных сооружений
10
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
в условиях не только позиционной, но и маневренной войны. Стрельба по же-
лезобетонным сооружениям одними фугасными или бронебойными снарядами
была неэффективной, так как первые разрушались при ударе о прочную прег-
раду, а вторые не обладали необходимым могуществом фугасного действия.
Это обстоятельство потребовало введения на вооружение артиллерии снарядов,
обладающих прочностью, достаточной для действия по железобетону, и по воз-
можностям мало уступающих фугасным снарядам по фугасному действию.
Такие снаряды, получившие наименование бетонобойных, приобрели конструк-
тивные особенности, которые характеризуют их как промежуточный тип между
бронебойными и фугасными снарядами.
Основные требования, предъявляемые к бетонобойным снарядам, следующие:
- мощное ударное и фугасное действие;
- достаточная прочность при ударе в железобетонную преграду;
- стойкость снаряжения при ударе;
- высокая кучность боя и дальнобойность.
Для обеспечения мощного ударного действия бетонобойный снаряд должен
обладать возможно большей кинетической энергией при ударе в преграду, быть
прочным и иметь заостренную головную часть. Высокое фугасное действие
обеспечивает содержание большого количества мощного и малочувствительного
к удару ВВ и наличие взрывателя, вызывающего подрыв заряда в необходимый
момент проникания. Требования по высокой кучности боя и дальнобойности для
бетонобойных снарядов не менее важны, чем все остальные. Это обусловлено от-
носительно малыми размерами огневых сооружений (долговременные огневые
точки, деревоземляные огневые сооружения и т. д.), наблюдательных и командных
пунктов и необходимостью ведения огня по ним на любых дальностях. Общее
могущество действия современных бетонобойных снарядов должно приводить
к разрушению оборонительных сооружений с толщиной же-
лезобетонных стенок и перекрытий порядка 1,5...2,5 м при
стрельбе на дальность 14... 16 км.
Современные бетонобойные артиллерийские снаряды
(рис. 8.1) состоят из корпуса, ввинтного дна, донного взрыва-
теля и заряда ВВ. Они выполняются калибрами 152 мм (снаряд
2 53-Г-530Ш) и 203 мм (снаряды 53-Г-620Ш, 53-Г-620Т) с от-
носительной массой Cq = 11,5... 17,5 кг/дм3 и коэффициентом
наполнения ос = 7... 18 %, имеют дальнобойную форму. Полная
длина снаряда колеблется от 4 до 5 клб. Увеличение длины
бетонобойного снаряда ограничено условиями его устойчи-
вости в полете, прочности при ударе и обеспечения высокой
кучности боя. Головная часть бетонобойных снарядов ожи-
вально-конической формы (радиус оживала - 8... 12 клб, вы-
сота конуса - 0,6.. .0,7 клб) выполняется заостренной, длиной
3 2.. .3 клб, с малым углом у вершины (20.. .25°).
4 Рис. 8.1. Бетонобойный артиллерийский снаряд:
1 - корпус; 2 - заряд ВВ; 3 - ведущий поясок; 4 - дон-
3 ный взрыватель; 5 - ввинтное дно
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные бомбы
11
Для упрощения производства, предотвращения возможных повреждений
в условиях служебного обращения и улучшения антирикошетных свойств вер-
шина снаряда притуплена, что не оказывает существенного влияния на балли-
стику снаряда и его ударное действие. Ввиду большой длины головной части
цилиндрическая составляющая бетонобойных снарядов сравнительно короткая
(1,2.. .1,75 клб). Наименьшая ее длина ограничивается условием правильности
ведения снаряда по каналу ствола орудия.
Запоясковая часть бетонобойных снарядов представляет собой сочета-
ние весьма короткого цилиндра длиной от 0,10 до 0,15 клб и конуса длиной
0,5...0,6 клб. Толщина стенки оболочки определяется из условия прочности
корпуса снаряда при ударе в преграду, в результате чего толщина стенки убы-
вает от головной части к донной. Толщина головного свода и толщина стенок
цилиндрической части оболочки изменяются от 0,7 до 1,5 и от 0,1 до 0,2 клб
соответственно. Бетонобойные снаряды снабжены верхним и нижним центри-
рующими утолщениями и одним ведущим пояском. При изготовления корпусов
снарядов используют хромистые стали марок 46Х и 46X12.
Для снаряжения бетонобойных снарядов, которое осуществляется залив-
кой, шнекованием или футлярным методом (за рубежом), применяется тротил.
Снаряды приводятся в действие у цели с помощью донных взрывателей
типа КТБ, ДБТ с двумя установками: «О» на фугасное (инерционное) действие
и «3» на замедленное действие, обеспечивающее подрыв снаряда после про-
бития преграды или остановки в ней снаряда.
Для увеличения проникающей способности бетонобойные снаряды могут
выполняться подкалиберными, что приводит к существенному возрастанию
(в два и более раз) глубины проникания за счет повышения поперечной нагрузки
(отношения массы снаряда к площади его поперечного сечения). Однако такие
снаряды более сложны в изготовлении, так как оснащены ведущим устройством
в виде отделяемых секторов и стабилизирующим оперением. Помимо этого они
обладают заметно меньшим коэффициентом наполнения по сравнению с кали-
берными снарядами, а следовательно, и небольшим фугасным действием.
8.3. Неуправляемые бетонобойные
и проникающие авиационные бомбы
К неуправляемым авиационным бомбам, предназначенным для поражения
объектов, защищенных грунтом и бетоном, относят толстостенные фугасные
бомбы, бетонобойные АБ и разовые бомбовые кассеты в снаряжении БЭ бетоно-
бойного действия. Головные части этих БП конструктивно мало отличаются
от бетонобойных снарядов: они имеют аналогичную форму и похожие основные
относительные размеры. Коэффициент наполнения у АБ выше, чем у снарядов,
и составляет 15...25 %. Корпус АБ изготовляют из прочных сталей типа 30ХГСА,
30ХГСН и снаряжают тротилом, ТА или ТГАФ. Поскольку при наружной под-
веске авиационные бомбы подвергаются длительному аэродинамическому
нагреву, к ВВ предъявляют дополнительные требования по термостойкости.
12
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Конструктивные особенности таких БП определяются схемой их применения
и заключаются в наличии узлов подвески к носителю и узлов стабилизации (хво-
стовое оперение у БетАБ-500, парашют у БетАБ-500 ШП) и разгона (двигатель
у БетАБ-500 ШП).
Авиационные бомбы типа БетАБ-500 сбрасывают с высоты 30 ... 5000 м
и при пикировании со скоростью полета 600 ... 1200 км/ч. Они должны про-
никать в усиленные железобетонные преграды толщиной порядка 1 м, укрытые
слоем грунта до 3 м (ВПП аэродромов, дамбы, сооружения полевого типа, пло-
тины, железобетонные мосты и др.). Аналогичные задачи возлагаются и на тол-
стостенные фугасные авиационные бомбы ФАБ-250тс и ФАБ-500тс.
Рис. 8.2. Бетонобойная авиационная бомба БетАБ-500:
1 - головка; 2 - заряд ВВ; 3 - подвесное ушко; 4 - центральная часть корпуса; 5 - стакан;
6-детонатор; 7- фланец; S-дно; 9-взрыватель; 10- жгут и удлинитель ЭПУ; 77 - бо-
бышка; 72 - конус; 73 - крышка люка; 14 - тарелка; 75 - перо стабилизатора; 16 - кольцо
Конструкции ФАБ-250тс и ФАБ-500тс похожи на конструкцию бетоно-
бойной авиационной бомбы БетАБ-500 (рис. 8.2) - они имеют прочный корпус
с массивной головной частью оживальной формы, донный взрыватель. Основное
отличие состоит в величине коэффициента наполнения: у БетАБ-500 он ниже
(табл. 8.2).
Корпус БетАБ-500 состоит из головки, фланца, средней части и снабжен
двумя подвесными ушками для установки на бомбодержатель, расположенными
Таблица 8.2. Основные характеристики толстостенных ФАБ, БетАБ и BLU-109/B
Характеристика ФАБ-250тс (Россия) ФАБ-500тс (Россия) БетАБ-500 (Россия) BLU-109/B (США, Франция)
Масса, кг:
БП 256 508 477 874 (без оперения) 1000 (с оперением)
ВВ 61,4 102,1 76 240
Коэффициент наполнения, % 23,6 20,1 15,9 24
Диаметр корпуса, мм 300 400 350 370
Длина, мм 1500 1500 2200 2400
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные бомбы
13
симметрично относительно центра масс АБ. На фланце закреплено дно со ста-
каном для размещения детонатора и взрывателя. Размещение детонатора и сна-
ряжение АБ взрывателем осуществляются до подвески ее на бомбодержатель
через крышку люка стабилизатора, вскрываемую при подготовке АБ к примене-
нию. Взрыватель снабжен жгутом электрического пускового устройства (ЭПУ)
и удлинителем для подключения его к механизму подачи импульсов (МПИ)
бомбодержателя. Стабилизатор выполнен в виде сварного конуса с тарелкой
для обеспечения жесткости и четырех надкалиберных перьев с кольцом. Для
крепления стабилизатора во фланце корпуса предусмотрены бобышки с резь-
бовыми гнездами. При бомбометании электрический импульс от МПИ переда-
ется на взрыватель, осуществляя его дальнее взведение. При встрече с целью
взрыватель инициирует ВВ с задержкой, необходимой для проникания и про-
бития преграды.
Среди зарубежных неуправляемых бетонобойных (проникающих) АБ наи-
более известной стала BLU-109/B (рис. 8.3), которая схожа по конструкции
и компоновке с БетАБ-500. В связи с увеличением защитных свойств стацио-
нарных военных сооружений командованием ВВС США в середине 1980-х гг.
было сформулировано требование к проникающим БП - обеспечить поражение
самолетных ангаров, бункеров органов управления, складов вооружения и т.п.,
расположенных на поверхности, в подземных сооружениях или имеющих при-
родную защиту (в пещерах и утесах). Разработка проникающей АБ базировалась
на известной конструкции универсальной бомбы с небольшим лобовым сопро-
тивлением Мк 84 (США). Хотя боеприпас BLU-109/B разрабатывался как бом-
ба свободного падения, был предусмотрен также вариант этого БП в качестве
боевой части УАБ или ракеты. Существует ряд ракет класса воздух-поверх-
ность и бомб, в которых применена боевая часть BLU-109/B: УАБ GBU-10,
GBU-15, GBU-24, GBU-27, GBU-31, ракета класса воздух-земля AGM-130.
Проектируемая во Франции совместно с США бомба с БЧ BLU-109/B имеет
аналогичное наименование.
Бомба BLU-109/B с небольшим лобовым сопротивлением (см. табл. 8.2)
по форме и конструкции напоминает универсальную бомбу Мк 84 массой
908 кг. В качестве заряда ВВ используются тритонал или менее чувствитель-
ное к температуре ВВ PBXN-109. Бомбы, применяемые ВМС США, снабже-
ны тепловым защитным покрытием. Взрыватели FMU-143/B или FMU-143
(D2)/B устанавливаются в хвостовой части бомбы и используются совместно
2
3 4
Рис. 8.3. Бетонобойная авиационная бомба BLU-109/B:
1 - проникающая боевая часть; 2 - подвесное ушко; 3 - конус; 4 - перо стабилизатора
14
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
с детонатором FZU-32B/B, размещаемым на наружной поверхности бомбы.
Пуск БП BLU-109/B производится в диапазоне скоростей 560... 1200 км/ч.
При подходе к цели на малой высоте самолет осуществляет крутой набор
высоты для сброса бомбы на траекторию свободного полета. Чтобы достичь
максимального эффекта проникания, бомбы свободного падения сбрасывают
с самолета F-117A на крутом пикировании. В зависимости от угла встречи
бомба пробивает железобетонное укрытие толщиной 1,8...2,4 м.
Сброс АБ типа БетАБ-500 ШП (табл. 8.3) проводят с низких высот (170... 1 000 м)
при скорости носителей 700...1100 км/ч. При поражении ВПП они обеспечивают
площадь повреждений бетонного покрытия до 150 м2. Низкие высоты сброса этих
АБ требуют надежного ее отставания от самолета после отделения для гарантии
безопасности самолета при встрече бомбы с преградой, разворота АБ в сторону
преграды в целях уменьшения вероятности рикошета, а также увеличения ско-
рости встречи с преградой для обеспечения необходимой проникающей способ-
ности. Все это достигается в АБ с помощью тормозного парашюта и разгонного
реактивного двигателя.
Таблица 8.3. Основные характеристики бетонобойных авиационных бомб
с разгонным двигателем
Характеристика БетАБ-500 ШП (Россия) DURAND AL (Франция) ВАР-100 (Франция) BLU-106 (США)
Масса, кг:
БП 380 185 37 19,5
ВВ 77 15 3,5 3,0
БЧ — 100 20 —
Коэффициент наполнения, % 20,3 8,1 9,4 15,4
Диаметр корпуса, мм 325 223 100 100
Длина, мм 2509 2490 1800 1105
БетАБ-500 ШП (рис. 8.4, а) включает в себя головную часть, двигатель,
контейнер с парашютом, исполнительные устройства (пиропатроны, устройство
отделения парашюта), авиационное ВУ, состоящее из ЭПУ и взрывателя. Корпус
головной части содержит головку в виде притупленного оживала, центральную
часть с подвесными ушками и дно, выполненных из прочной стали и сваренных
между собой. На дне закреплен стакан с взрывателем. Головная часть бомбы
снаряжена ВВ, имеющим компенсирующую полость. Реактивный двигатель
представляет собой корпус с блоком, в котором находятся концентрично рас-
положенные сопла. Для воспламенения топлива он снабжен пиропатроном.
В контейнер входит корпус, содержащий дно с осями для крепления парашюта и
перья стабилизатора. В контейнере размещены парашют и устройство вскрытия
парашюта, состоящее из крышки в его донной части с пиропатроном отстрела,
а также системы отделения парашюта. Авиационное ВУ оснащено жгутом для
обеспечения электрической связи с самолетом.
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные бомбы 15
При отделении бомбы от самолета (рис. 8.4, б) запускаются все систе-
мы, необходимые для ее функционирования. С помощью пиропатрона про-
исходит отделение крышки контейнера и раскрытие парашюта, в результате
чего осуществляется интенсивное торможение бомбы и ее нормализация
Рис. 8.4. Конструкция (а) и схема функционирования (б) бетонобойной авиационной
бомбы БетАБ-500 ШП:
7 - головка; 2 - заряд ВВ; 3 - подвесное ушко; 4 - центральная часть корпуса; 5 - ком-
пенсирующая полость; 6 - стакан; 7 - дно; 8 - взрыватель; 9 - топливо; 10 - реактив-
ный двигатель; 77 - сопло; 12 - пиропатрон запуска реактивного двигателя; 13 - ЭПУ;
14 - устройство отделения парашюта; 75 - дно контейнера; 16- ось; 17 - пиропатрон
отстрела крышки контейнера; 18 - контейнер; 19 - парашют; 20 - перо стабилизатора;
21 - крышка контейнера
16
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
по отношению к горизонтальной поверхности преграды, после чего срабаты-
вает устройство отделения парашюта и запускается реактивный двигатель.
Бомба приобретает дополнительную скорость, что позволяет ей пробивать
железобетонную преграду толщиной до 1 м, укрытую слоем грунта, а также
броню толщиной до 550 мм.
Среди зарубежных АБ для бомбометания при горизонтальном полете на ма-
лых высотах наиболее известной и состоящей на вооружении в 19 странах мира
является DURANDAL (Франция) (см. табл. 8.3). Она создавалась в соответствии
с требованиями ВВС Франции к оружию, предназначенному для вывода из строя
аэродромов и бетонных укрытий и применения с малых и сверхмалых высот.
В рамках программы DURANDAL был разработан универсальный переходник,
который позволяет использовать бомбу на всех соответствующих стандарту
НАТО 356-мм подвесных узлах-бомбодержателях. Таким образом, носителем
этой бомбы может стать любой самолет НАТО. В США авиабомбе DURANDAL
присвоили обозначение BLU-107/B.
Конструктивно авиабомба DURANDAL включает в себя четыре основных
отсека (рис. 8.5, а). Боевая часть массой 100 кг, снабженная взрывателем, раз-
мещена в носовой части. За БЧ расположены система зажигания и твердото-
пливный разгонный двигатель. Двигатель и БЧ соединены узлом соединения
в виде стальных колец. За двигателем находится отсек, закрепленный с помо-
щью сбрасываемого зажимного кольца и содержащий два парашюта (тормозной
и основной).
Сброс АБ осуществляется на высоте около 50 ... 75 м при скорости самоле-
та-носителя 180... 280 м/с, после чего выпускается первый тормозной парашют,
и бомба очень быстро затормаживается до скорости 25 м/с. На высоте около 40 м
раскрывается второй парашют. После достижения бомбой угла пикирования
в 30° парашютная система отделяется, срабатывает механизм боевого взвода
и запускается разгонный двигатель, работающий в течение 0,45 с. К моменту
встречи с целью скорость авиабомбы DURANDAL составляет 250 м/с. При
встрече с преградой срабатывает контактный взрыватель, и, пробив бетонное
перекрытие толщиной до 0,7 м, бомба взрывается. Взрыватель также может быть
настроен перед взлетом на подрыв БЧ через несколько часов. Взрыв бомбы под
покрытием В1Ш приводит к образованию воронки диаметром до 5 м и глуби-
ной 2 ... 3 м, окруженной разбросанными на площади около 200 м2 крупными
обломками бетонного покрытия.
Авиационная бомба ВАР-100 (Франция) (ВАР - Bombe Acceleree de Pene-
tration) по конструкции и принципу действия (рис. 8.5, б) аналогична бомбе
DURAND AL, но отличается (см. табл. 8.3) меньшими массогабаритными харак-
теристиками (общая масса - 37 кг, диаметр - 100 мм, длина - 1800 мм), а также
способом подвески на самолет-носитель: связками в кассеты по две группы
из шести-восьми или девяти бомб с помощью специальных переходников. Сброс
бомб ВАР-100 из такой кассеты происходит последовательно через определенные
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные бомбы
17
Рис. 8.5. Бетонобойные авиационные бомбы:
а - DURANDAL: 7 - тормозной и основной парашюты; 2 - перо стабилизатора; 3 - раз-
гонный двигатель; 4 - взрыватель; 5 - БЧ; 6 - противорикошетная головная часть;
б - ВАР-100: 7 - контейнер с парашютами; 2 - разгонный двигатель; 3 - электронное
устройство; 4 - узел подвески; 5 - взрыватель; 6 - БЧ; 7 - пьезоэлектрический контактный
датчик взрывателя
интервалы времени на высотах полета самолета-носителя вдоль ВПП до 50 м
(оптимальной считается высота 80 м) и скоростях 600 ... 1000 км/ч. В резуль-
тате взрыва на полосе образуются воронки на расстоянии 15 м одна от другой.
Каждая бомба способна пробивать бетонное покрытие толщиной около 40 см,
причем подрыв заряда ВВ после пробивания покрытия может осуществляться
практически мгновенно (через 5 мс) или с различным временем замедления (до
нескольких часов) в зависимости от установки взрывателя. ВАР-100 могут при-
меняться и в качестве обычных бомб: в этом случае летчик в полете перед их
сбрасыванием должен отключить систему воспламенения ракетного ускорителя.
Бетонобойная авиабомба BLU-106 (США) (условное наименование при
создании ВКЕР - Boosted Kinetic Energy Penetrator), представляющая собой
кассетный БП, может использоваться как для вывода из строя ВПП, так и для
уничтожения самолетов в ЖБУ. По конструкции эта бомба схожа с ВАР-100,
но обладает меньшей массой и длиной (общая масса -19,5 кг, диаметр -100 мм,
длина - 1105 мм). Она имеет цилиндрический корпус, в котором размещаются
БЧ, твердотопливный ракетный ускоритель, вытяжной и тормозной парашю-
ты. После отстрела из кассеты БП стабилизируется в полете с помощью рас-
крывающегося хвостового оперения. Затем срабатывает парашютная система,
которая тормозит его и ориентирует под углом около 65° относительно земной
поверхности. При достижении определенной высоты отстреливается парашют,
включается в работу ускоритель и бомба разгоняется до скорости, при которой
бронебойный наконечник БЧ пробивает бетонное покрытие цели, после чего
с небольшой задержкой производится подрыв заряда ВВ.
Для повышения эффективности поражения бетонных объектов большой
протяженности, таких как ВПП, используются разовые бомбовые кассеты
18
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
в снаряжении бетонобойными БЭ. Ниже приведены основные характеристики
отечественных РБК:
РБК-500 БетАБ РБК-500У БетАБ-М
Масса, кг................................ 525
Число элементов в кассете................ 12
Диаметр корпуса, мм...................... 450
Длина, мм............................... 2500
480
10
450
2495
Разовая бомбовая кассета РБК-500 БетАБ (рис. 8.6, а) предназначена для
поражения ВПП, рулежных дорожек современных аэродромов и автострад.
В состав данной РБК входят 12 БЭ, каждый из которых должен пробивать
400 мм бетонного покрытия и обеспечивать площадь повреждения около 4 м2.
Применяются такие БП при сбрасывании с высот 200... 10000 м при скорости
носителей 500... 1000 км/ч.
Корпус РБК-500 БетАБ включает в себя обтекатель, жгут для электриче-
ской связи с МПИ самолета, головку, стабилизатор и подвесные ушки. Вну-
три корпуса размещена арматура, с помощью которой в нем закреплены БЭ
и стабилизатор. В арматуру входят механизм расцепления и вышибные заряды
с устройством их воспламенения, обтюратор для предотвращения прорыва
пороховых газов при отделении БЭ из корпуса. Боевые элементы (рис. 8.6, б)
состоят из проникателей с ВВ и взрывателем, установленных в стаканах, ко-
торые выполняют роль стволов для метания проникателей. Внутри стаканов
расположены метательные заряды с воспламенителями, снаружи - футляры
с парашютами и устройствами их распаковки.
После отделения от самолета по истечении определенного времени вклю-
чается механизм расцепления и воспламеняются вышибные заряды. При дей-
ствии пороховых газов на обтюратор происходит выброс БЭ из корпуса кассеты
и их разделение друг от друга и от арматуры. Затем срабатывают устройства
распаковки парашютов БЭ. После раскрытия парашюта срабатывают воспламе-
нители и вышибные заряды каждого из БЭ. В процессе отстрела проникателей
взводятся их взрыватели, а при внедрении проникателя в преграду срабатывает
взрыватель и осуществляется подрыв его заряда ВВ.
Разовая бомбовая кассета РБК-500У БетАБ-M по своему устройству и функ-
ционированию в основном совпадает с РБК-500 БетАБ. Отличия состоят в кон-
струкции разгонного устройства проникателей (рис. 8.6, в). В кассете РБК-500У
БетАБ-M их разгон происходит с помощью реактивных двигателей, а также из-за
наличия тормозных парашютов не только у БЭ, но и у самой РБК, осущест-
вляющих торможение и разворот корпуса РБК в сторону преграды еще до от-
деления БЭ (рис. 8.6, г). Боевые элементы по устройству и функционированию
схожи с бомбой BLU-106 (США). РБК-500У БетАБ-M применяется для метания
с высот 300...5000 м при скоростях самолета в диапазоне 500... 1200 км/ч для
создания 10 очагов поражения.
8.3. Неуправляемые бетонобойные и проникающие авиационные бомбы
19
б
Рис. 8.6. Разовая бомбовая кассета калибра 500 кг (а) в снаряжении бетонобойными
боевыми элементами РБК-500 БетАБ (б), боевой элемент РБК-500У БетАБ-М (в)
и основные этапы его функционирования (г):
7 - обтекатель; 2 - механизм расцепления с вышибными зарядами; 3 - головка; 4 - обтю-
ратор; 5 - жгут электрической связи с МПИ самолета; 6 - стакан; 7 - проникатель; 8 - ВВ;
9 - перо стабилизатора; 10 - взрыватель; 77 - метательный заряд; 12 - воспламенитель;
13 - футляр с парашютом; 14 - устройство распаковки парашюта; 75 - подвесное ушко;
16- арматура; 7 7 - корпус; 18 - стабилизатор
20
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
8.4. Неуправляемые авиационные ракеты
с проникающими боевыми частями
Повышение проникающей способности бетонобойных БП связано с суще-
ственным увеличением скорости их встречи с преградой, что применительно
к АБ не всегда может быть реализовано. Неуправляемые авиационные ракеты
(НАР), имеющие мощные разгонные двигатели, позволяют осуществить про-
никание со скоростями в 2 раза (и более) выше (гиперзвуковые ракеты) ско-
ростей АБ.
Неуправляемые авиационные ракеты предназначены для поражения
одиночных малоразмерных наземных (прочных, бронированных или легко-
уязвимых) и воздушных целей, живой силы противника, а также для вывода
из строя ВПП аэродромов. Неуправляемые авиационные ракеты снаряжают-
ся БЧ кумулятивно-осколочного, проникающего, осколочно-фугасного или
объемно-детонирующего действия, а также стреловидными ПЭ. Целевое на-
значение НАР определяется видом поражающего действия их боевых частей.
НАР С-8БМ (табл. 8.4) имеет бетонобойную БЧ проникающего действия,
а НАР С-13 (рис. 8.7, а) и С-1 ЗТ - проникающие БЧ. Эти ракеты предназначены
для уничтожения самолетов в ЖБУ, а также объектов военной техники и живой
силы, находящихся в особо прочных укрытиях. НАР С-13Т помимо проникаю-
щей БЧ снабжена дополнительной осколочно-фугасной БЧ и служит для унич-
тожения самолетов в усиленных укрытиях различного типа, а также командных
пунктов и пунктов связи. НАР С-8 применяются для пуска из 20-ствольных
блоков Б-8М1 (самолеты) или Б-8В20А (вертолеты). Пуск НАР С-13 произво-
дят из 5-ствольного пускового блока Б-13. Блоки и пусковые устройства НАР
подвешиваются на стандартные балочные держатели, устанавливаемые на точки
подвески под крыльями самолета.
Таблица 8.4. Основные характеристики отечественных НАР с бетонобойными БЧ
Характеристика С-8БМ С-13 С-13Т
Диаметр (НАР/БЧ), мм Длина, мм Масса, кг: ракеты БЧ ВВ Коэффициент наполне- ния БЧ, % Боевая эффективность Дальность пуска, м Скорость ракеты, м/с 80/68 1510 15,2 7,41 0,6 8,1 0,8 м железо- бетона 1200-2200 450 122/90 2540 57 21 1,82 8,7 3 м грунта + + 1,0 м железобетона 1100-3000 650 122/90 3100 75 21 + 16,3 1,8+ 2,7 8,7/16,6 6 м грунта + 1,0 м же- лебетона (20 м2В1Ш) 1100^4000 500
8.4. Неуправляемые авиационные ракеты с проникающими боевыми частями
21
а
Рис. 8.7. НАР С-13 (а), проникающая боевая часть НАР С-13 (б) и двухмодульная
боевая часть НАР С-13Т (в):
7 - корпус БЧ; 2 - обтекатель; 3 - дно; 4 - взрыватель 9-К-730; 5 - опора; 6 - разрывной
заряд; 7 - корпус БЧ второго модуля; 8 - стакан защитный; 9 - втулка
22
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Проникающие БЧ ракет С-8БМ, С-13 и С-1 ЗТ характеризуются следующими
общими особенностями:
- выполнены подкалиберными (диаметр БЧ меньше диаметра ракеты), что
позволяет увеличить поперечную нагрузку, а следовательно, и проникающую
способность;
- оснащены толстостенным корпусом с большим сводом головной части
(рис. 8.7, б);
- имеют притупленную головную часть для повышения антирикошетных
свойств и улучшения прочностных характеристик при взаимодействии с пре-
градой под большим (от нормали) углом;
- снабжены донным взрывателем инерционного действия.
Функционируют НАР следующим образом: после запуска ракетного дви-
гателя НАР движется в направлении к цели; при попадании в нее срабатывает
донный взрыватель и с некоторым замедлением осуществляется инициирование
ВВ боевой части.
Ракета С-13Т (рис. 8.7, в) за счет применения двух разделяющихся авто-
номных БЧ, первая из которых является проникающей (аналог БЧ НАР С-13),
позволяет повысить количество ВВ, заносимого за преграду, а также обеспе-
чить разнесение зон подрыва БЧ за преградой, что резко увеличивает эффек-
тивность НАР С-13Т по сравнению с НАР С-13 при сохранении проникающей
способности. В основу разработки НАР С-13Т положен принцип модульности,
при котором можно либо исключить вторую БЧ (второй модуль) (в этом случае
НАР С-13Т превращается в С-13), либо заменить ее на БЧ другого назначения.
8.5. Бетонобойные боеприпасы и боевые части
комбинированного действия с кумулятивным предзарядом
В настоящее время существуют две концепции решения проблемы
поражения заглубленных целей: применение БП с высокой кинетической
энергией, имеющих большие массогабаритные характеристики и скорость
встречи с преградой, и БП с тандемным размещением кумулятивного и
фугасного зарядов.
Поскольку на вооружении ВВС США находятся самолеты В-52 и F-l 11,
способные нести на борту весьма тяжелые СП, то в США уделяется большое
внимание разработке проникающего оружия с очень высокой кинетической
энергией: к такому оружию относятся АБ большой массы (1000.. .2000 кг) с про-
никающими БЧ - BLU-109/B (массой порядка 900 кг) и BLU-113 A/В (массой
2000 кг). Также проведены испытания БЧ, оснащенных двигателями или не-
которыми другими средствами, позволяющими развивать скорость к моменту
удара свыше 1200 м/с. Потенциальной областью использования указанных БП
может служить комплексный БП непосредственной атаки JDAM (Joint Direct
Attack Munition).
8.5. БетонобойныеБПи БЧкомбинированного действия с кумулятивным предзарядом 23
Стремясь получить такие же или более эффективные средства пора-
жения, некоторые европейские страны, не располагающие тяжелыми бом-
бардировщиками или имеющие самолеты, способные нести боевое снаря-
жение в пределах 1000 кг, направляют свои усилия на разработку других
технологий, которые позволяют минимизировать массу СП. Это привело
к созданию БЧ тандемного типа (рис. 8.8, а), когда один или несколько КЗ,
установленных в носовой части БЧ перед основным проникающим модулем,
осуществляют предварительную обработку цели так, что модуль проника-
ющего типа срабатывает более эффективно. Кумулятивный заряд в течение
Рис. 8.8. Кинетические и тандемные БЧ:
а - функционирование: 1 - кинетическая БЧ; 2 - тандемная БЧ; 3 - кумулятивный
предзаряд; 4 - проникающая БЧ; 5 - дистанция подрыва БЧ; 6 - КС; б - область боевого
применения в зависимости от угла встречи (от нормали к поверхности преграды) и угла
атаки: 1 - граница отказов кинетической БЧ; 2 - расчетная граница отказов тандемной БЧ;
3 - расчетная граница рикошета тандемной БЧ; 4 - граница рикошета кинетической БЧ;
5 - область работоспособности кинетической БЧ
24
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Рис. 8.9. Малокалиберная бетонобойная бомба STABO:
1 - взрыватель; 2 - кумулятивный заряд; 3 - проникающий фугасный заряд; 4 - парашют
нескольких миллисекунд приводит к значительному разрушению бетонных
конструкций. Такое предварительное воздействие максимизирует способ-
ность проникающего модуля разрушить цель за счет уменьшения толщины
оставшегося защитного слоя и создания канала по линии движения к цели,
облегчающего ее поражение. Потеря скорости проникающего модуля зависит
от его массы и формы головной части проникающего снаряда, а также рас-
стояния от КЗ и составляет не более 10%. Более одного КЗ может потребо-
ваться в том случае, когда необходимо поразить сильно заглубленные цели,
а ограничения внешнего диаметра не позволяют увеличить внешний калибр.
В этом случае отдельные заряды выполняют самостоятельные функции и их
конструкции отличаются друг от друга. Первый заряд проделывает отверстие
в преграде, второй такой же заряд достигает максимальной глубины, прокла-
дывая путь для проникающей БЧ. Между двумя КЗ необходимо размещать
взрывозащитный демпфер. Преимущество тандемной БЧ - ее антирикошет-
ные свойства (рис. 8.8, б) и способность эффективно воздействовать при
более пологих углах встречи (обычно около 60° от нормали по сравнению
с 25...30° для проникающих БЧ с высокой кинетической энергией - кинети-
ческих БЧ). В то же время такая БЧ более сложна в конструкции и ее труднее
интегрировать в корпус БП.
Одним из первых бетонобойных БП (табл. 8.5) с кумулятивным предза-
рядом стала малокалиберная бетонобойная бомба STABO (Starthbahn Bombe)
(рис. 8.9), разработанная для бомбовой кассеты MW-1, в которой размещалось
до 200 шт. STABO.
В Великобритании созданы две тандемные бетонобойные БЧ (см. табл. 8.5):
BROACH (Bomb Royal Ordance Augment Charge) и LANCER (модификация бо-
лее мелкого варианта БЧ суббоеприпаса LANCE), предназначенные для пораже-
ния ЖБУ. По своему принципу действия, устройству, массовым характеристикам
и боевой эффективности эти БП сходны между собой. Отличительная особен-
ность БЧ BROACH - наличие программируемого взрывательного устройства
FMU-157/B HTSF (Hard Target Smart Fuze).
8.5. Бетонобойные БПи БЧ комбинированного действия с кумулятивным предзарядом 25
Таблица 8.5. Характеристики бетонобойных БП с кумулятивным предзарядом
Характеристика STABO (Герма- ния) LANCE (Велико- британия) BROACH, LANCER (В ел икобритания) MEPHISTO (Германия)
Диаметр, мм 132 160 — 240
Длина, мм -600 -300 — Проникающего блока - 2300
Масса, кг:
БП 16,8 — 450 500
кумулятивного блока / ВВ 0,6/- — -/91 -/45
проникающего блока / ВВ -/- -/5 -/55 -/56
Боевая эффективность ВПП ЖБУ 6,1-9,1 м грунта, 6,1-9,1 м грунта,
3,4-6,1 м желе- 3,4—6,1 м желе-
зобетона зобетона
б
Рис. 8.10. Основные блоки и элементы бетонобойной БЧ с кумулятивным предза-
рядом MEPHISTO (а) и бетонобойная БЧ с кумулятивным предзарядом MEPHISTO
в ракете KEPD-350 (б):
1 - неконтактный взрыватель; 2 - кумулятивный предзаряд; 3 - ПИМ; 4 - проникающий
блок; 5 - ВВ; 6 - взрыватель с тремя режимами подрыва ВВ проникающего блока
26
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Боевая часть MEPHISTO (Multi-Effect Penetrator High Sophisticated and
Target Optimised), поражающая бетонные преграды (рис. 8.10, а), разработа-
на по заказу министерства обороны Германии для оснащения УАР KEPD-350
и KEPD-150 (Kinetic Energy Penetrator and Destroyer) класса воздух-земля
(рис. 8.10, б). В ней используется электромеханический ПИМ, входящий
в состав взрывателя PIMPF (Programmable Intelligent Multi-Purpose Fuze),
который выполнен по технологии SHAFT (Smart Hard target Attack Fuzing
Technology). Отличительная черта этого устройства - способность распо-
знавать большое количество преград разных типов путем сравнения данных,
заложенных в его электронную память, с информацией, которая поступает
со встроенного акселерометра, измеряющего ударные ускорения. Это по-
зволяет определить количество преград с разной плотностью и твердостью,
а также пройденное расстояние и правильно вычислить время подрыва
основного заряда ВВ. Кумулятивный и проникающий блоки заполняются
нечувствительным к ударным нагрузкам ВВ. Для подрыва КЗ на желаемом
расстоянии от цели используется обычный электронно-оптический датчик.
Корпус КЗ может быть выполнен с надрезами, формирующими осколки
для поражения площадных легкоуязвимых целей. Подрыв КЗ в этом случае
осуществляется в воздухе при подлете к цели. Для подрыва ВВ проника-
ющего блока применяется взрыватель с тремя режимами подрыва: в воз-
духе, при контакте с преградой и после проникания на заданную глубину.
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб
и управляемых авиационных ракет
Управляемые АБ - это один из основных видов ВТО, сочетающего в себе
высокую точность попадания, мощную БЧ и относительно низкую стоимость.
Важной характеристикой каждого боеприпаса считается отношение массы БЧ
к его общей массе. Так, для неуправляемых АБ это отношение близко к единице,
у УАР класса воздух-поверхность оно составляет 0,2.. .0,5, а для УАБ - 0,7.. .0,9,
т. е. при одинаковых с УАР общей массе и дальности применения УАБ способна
доставить к цели почти вдвое большую БЧ, что более предпочтительно при по-
ражении прочных и заглубленных целей. В тех случаях, когда необходимо по-
разить цель без захода самолета-носителя в зону действия ПВО (на дальности
100 км и более), преимуществом обладают УАР.
Управляемая АБ снабжена системой управления (ГСН, автопилотом, ор-
ганами управления), которая позволяет минимизировать промах относительно
точки прицеливания. Она может включать в себя следующие элементы:
- координатор или датчик цели;
- БЧ и ВУ;
- автопилот, контролирующий положение УАБ относительно центра массы,
траектории полета и выполняющий функции системы стабилизации;
- органы управления (обычно аэродинамического типа);
- аэродинамический модуль;
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых авиационных ракет 27
- стартовый или маршевый двигатель (для увеличения дальности УАБ
на малых высотах);
- двигатель-ускоритель (для повышения проникающей способности при
контакте с целью).
В настоящее время окончательно сформировались два типа УАБ: коррек-
тируемые и планирующие.
Корректируемая АБ - это управляемая АБ, траектория движения кото-
рой находится в пределах «трубки» рассеивания траекторий бомбы относи-
тельно баллистической траектории, проходящей через цель. Дальность ее
действия - 10... 15 км, точность наведения (круговое вероятное отклонение
(КВО))-3... 13 м.
Управляемая планирующая АБ - это управляемая АБ, траектория движе-
ния которой содержит четко выраженный планирующий участок, а дальность
ее действия превышает баллистический относ УАБ и составляет 20...80 км,
КВО-3...5м.
Существующие и разрабатываемые в России и за рубежом УАБ в зависимо-
сти от типа системы наведения, дальности применения и точности наведения
можно классифицировать по четырем поколениям:
- система наведения, в которой ГСН лазерная (флюгерная полуактивная)
или телевизионная; дальность применения- 8...10 км, КВО - 10...30 м;
- система наведения с лазерной ГСН (флюгерная полуактивная модифи-
цированная с кодирующим устройством) или телевизионная; дальность при-
менения - 12 км, КВО -9 м;
- система наведения, в которой ГСН лазерная (лазерная гиростабилизиро-
ванная, наведение методом пропорциональной навигации), телевизионная или
тепловизионная; дальность применения - 80 км, КВО - 3 м;
- система наведения радиометрическая, разностно-дальномерная, комплек-
сированная инерциально-спутниковая; дальность применения - 90... 100 км,
КВО-1...5м.
Разработанные в России УАБ (табл. 8.6) с бетонобойными и проника-
ющими БЧ могут быть отнесены ко второму и третьему поколениям (рис. 8.11).
Головка наведения (самонаведения) - это, как правило, автономный опти-
ко-электронный прибор, имеющий механические и электрические функцио-
нальные связи с остальной частью ЛА. Он реагирует на физический признак
12 3 4 5 6 7 8
Рис. 8.11. Основные блоки отечественных УАБ:
1 - ГСН; 2 - электрический соединитель с бортом самолета-носителя; 3 - передний
приборный отсек; 4 - элемент крепления к подвесным устройствам самолета; 5 - отсек
с БЧ; 6 - аэродинамическая поверхность; 7 - задний приборный отсек; 8 - рулевой орган
28
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Таблица 8.6. Характеристики отечественных УАБ, способных поражать
защищенные грунтом и бетоном цели
Характеристика КАБ-1500Л-Пр КАБ-1500Л-Ф КАБ-500Кр
Масса, кг:
БП 1500 1560 520
БЧ 1100 1180 380
ВВ 210 450 100
Тип БЧ Подкалиберная фугасно-проника- Фугасная Бетонобойная
ющая
Коэффициент наполнения, %:
УАБ 14 29 19
БЧ 19 38 26
Диаметр корпуса, мм 580 580 350
Длина, мм Размах оперения, мм: 4600 4600 3050
сложенного 850 850 —
выпущенного 1300 1300 750
Тип системы наведения Полуактивная Полуактивная Телевизионная
лазерная лазерная корреляционная
КВО, м 7 7 3
поражаемого объекта, формирует и передает управляющие сигналы в систему
управления. В переднем приборном отсеке располагаются элементы бортовой
автоматики, датчики, приборы, бортовой соединитель для электрической
связи УАБ с бортом самолета-носителя и т. п. Элементы крепления к под-
весным устройствам самолета-носителя представлены подвесными ушками,
рым-болтами, упорами и т. п. Отсек с БЧ является определяющим весовым ком-
понентом изделия и представляет собой несущий корпус с элементами подвески.
В состав отсека входят исполнительные устройства, приводящие в рабочее со-
стояние БЧ. Аэродинамические поверхности и рулевые органы обеспечивают
управляемое движение на траектории автономного полета. Аэродинамическая
схема УАБ - «бесхвостка», т. е. рули расположены сзади оперения. Рулевые
органы снабжены пневматическим, гидравлическим или электрическим при-
водом. В заднем приборном отсеке находятся приборы системы управления
и энергопитания.
Авиационные управляемые бомбы КАБ-1500Л-Пр и КАБ-1500Л-Ф (рис. 8.12, а)
схожи по устройству и отличаются только типом боевой части (см. табл. 8.6), про-
сты и надежны в эксплуатации, а также являются эффективным средством пора-
жения различных целей.
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых авиационных ракет 29
Рис. 8.12. Управляемая АБ калибра 1500 кг с лазерной системой наведения ее
крестообразное оперение с бипланными рулями и флюгерное устройство головки
наведения (б), КАБ-1500Л-Пр с подкалиберной фугасно-проникающей БЧ (в),
КАБ-1500Л-Ф с фугасной БЧ (г):
1 - флюгерное устройство; 2 - аэродинамическая поверхность; 3 - передний приборный
отсек; 4 - электрический соединитель с бортом самолета-носителя; 5 - боевой отсек;
6 - подвесные ушки; 7 - электротехническое пусковое устройство; 8 - хвостовой при-
борный отсек; 9 - раскрывающееся хвостовое оперение; 10 - бипланный руль
30
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Эти бомбы оснащены лазерной полуактивной системой самонаведения,
использующей флюгерное устройство (рис. 8.12, б) для ориентации оси чув-
ствительности лазерного приемника ГСН по вектору скорости.
Аэродинамическая схема АБ - «бесхвостка». В кормовой части рас-
положено крестообразное оперение, за которым находятся бипланные рули
(см. рис. 8.12, б), обеспечивающие высокие маневренные характеристики.
Переднее и заднее оперение выполнены складывающимися, что позволяет
размещать БП не только на внешней подвеске, но и в бомбоотсеках больших
самолетов.
Мощная проникающая авиационная бомба КАБ-1500Л-Пр (рис. 8.12, в)
предназначена для поражения наземных (надводных) малоразмерных особо
прочных и заглубленных целей типа ЖБУ, складов ядерного оружия, командных
пунктов. Применяется в составе комплексов вооружения самолетов фронтовой
авиации Су-24М и Су-27ИБ с высот 1...15 км при скорости 550...1700 км/ч,
проникает в грунт на глубину 10...20 м и пробивает железобетонное перекры-
тие толщиной до 3 м.
Боевая часть - фугасно-проникающая подкалиберная (см. рис. 8.12, в), об-
ладающая высокой проникающей способностью.
Авиационная бомба КАБ-1500Л-Ф того же калибра снабжена фугасной
калиберной БЧ (рис. 8.12, г), выполненной на базе стандартной неуправляемой
АБ ФАБ-1500. Предназначена для поражения прочных целей типа военно-про-
мышленных объектов, железобетонных укрытий, обладает мощным фугасным
действием. При взрыве такого БП в грунте образуется воронка диаметром
до 20 м. Внешне эта АБ аналогична КАБ-1500Л-Пр.
При всех достоинствах лазерная система наведения УАБ имеет ряд недо-
статков. Будучи полуактивной, она требует непрерывной подсветки цели лазер-
ным лучом вплоть до момента попадания АБ. Кроме того, при больших высотах
бомбометания увеличивается диаметр лазерного пятна на поверхности земли,
что снижает точность попадания. Эти недостатки отсутствуют у телевизионной
системы самонаведения.
Авиационная бомба КАБ-500Кр (рис. 8.13, а) калибра 500 кг предназначена
для поражения наземных (надводных) целей типа железнодорожных мостов,
ЖБУ, В1Ш, фортификационных сооружений, узлов коммуникаций и др. Приме-
няется в составе комплексов вооружения самолетов фронтовой авиации с высот
0,5...5,0 км при скорости 550... 1100 км/ч.
Телевизионная система наведения корреляционного типа обеспечивает
возможность поражения замаскированных целей. Головка самонаведения
КАБ-500Кр (рис. 8.13, б) фиксирует взаиморасположение различных оптически
контрастных объектов. При этом цель может и не выделяться на фоне местности,
а БП будет наводиться на условную точку, заданную маркером. Аэродинамиче-
ская схема АБ - «бесхвостка» с крестообразным неподвижным оперением, а ее
боевая часть - бетонобойная, калиберная (рис. 8.13, в).
Основу арсенала российских УАБ составляют боеприпасы с проникающей
БЧ. Концепция использования КАБ предусматривает поражение максимально
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых авиационных ракет 31
в
Рис. 8.13. Авиационная бомба КАБ-500Кр (а), ее крестообразное оперение с рулями
и телевизионно-корреляционная ГСН (б), бетонобойная БЧ КАБ-500Кр (в):
1 - телевизионно-корреляционная ГСН; 2 - аэродинамическая поверхность; 3 - передний
приборный отсек; 4 - электрический соединитель с бортом самолета-носителя; 5 - бо-
евой отсек; 6- подвесные ушки; 7 - электротехническое пусковое устройство; 8- хво-
стовой приборный отсек; 9 - хвостовое оперение; 10- руль
защищенных целей. Проникающая БЧ, находящаяся в толстостенном корпусе,
обладает еще и вторичным осколочным действием, а ее проникающая способ-
ность существенно зависит от поперечной нагрузки БЧ (отношения массы БЧ
к площади ее поперечного сечения). Чем она выше, тем больше глубина про-
никания, поэтому масса БЧ в большей степени, чем масса ВВ, является оп-
ределяющим показателем огневой мощи УАБ.
Зарубежные УАБ, прежде всего в США, выполняются с использованием
унифицированных БЧ, которые применяются в различных бомбах и в управля-
емых ракетах. Примером таких УАБ могут служить конструкции, разработан-
ные и разрабатываемые в рамках программ PAVEWAY по единым принципам
на базе существующих обычных авиационных бомб (рис. 8.14). Создава-
емые по этим программам УАБ практически одинаковы по конструкции
32
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Рис. 8.14. Основные блоки зарубежных УАБ второго поколения:
1 - двухстепенной карданный подвес; 2 - блок электроники; 3 - электронный модуль;
4 - отсек управления с механизмом энергопитания и вычислителем; 5 - взрыватель;
6 - механизм привода взрывателя; 7 - крыльевой блок с механизмом раскрытия крыла
(крыло убрано); 8 - крыльевой блок (крыло выпущено); 9 - хвостовой переходный эле-
мент конструкции; 10 - БЧ; И - носовой переходный элемент конструкции; 12 - рулевой
привод; 13 - управляющие аэродинамические поверхности; 14 - аэродинамический
стабилизируемый координатор (флюгерное устройство); 75 - приемник лазерного
излучения
и компоновке: передний отсек оснащен лазерным КЦ (второе поколение - флю-
герным, третье - гиростабилизированным), блоками наведения и управления
с источником питания, рулями и приводом рулей; центральный отсек содержит
БЧ штатной бомбы; хвостовой отсек интегрирован с аэродинамическими по-
верхностями. Рули и хвостовые аэродинамические поверхности, сопрягаемые
с БЧ, отличаются друг от друга размерами в зависимости от калибра. Все
остальные элементы системы идентичны. Выполнены УАБ по аэродинами-
ческой схеме «утка» и имеют общую с обычными бомбами систему подвески
на самолет-носитель. Совершенствование таких АБ определяется в основном
совершенствованием системы наведения. Наиболее полно идея использования
идентичных элементов реализуется в АБ модульной конструкции. В УАБ мо-
дульной конструкции применяются шесть основных элементов: БЧ; комплект
аэродинамических поверхностей (с крестообразным или плоским раскрыва-
ющимся крылом для УПАБ); системы наведения и управления; переходник
и блок связи. С помощью переходников на корпус БЧ устанавливают аэроди-
намические поверхности.
В зависимости от условий боевого применения и типа цели из модулей мо-
жет быть собран оптимальный вариант БП наибольшей эффективности.
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых авиационных ракет 3 3
1 - лазерная гиростабилизированная система наведения; 2 - БЧ; 3 - переходной
элемент; 4 - крыльевой блок
Наиболее массовыми УАБ за рубежом стали АБ GBU-24 и GBU-27 (США),
которые при использовании в них проникающей боевой части BLU-109/B полу-
чили наименование GBU-24A/B (рис. 8.15), GBU-24B/B, GBU-27/B (табл. 8.7).
Боевая часть BLU-109/B применяется в УАБ модульной конструкции: GBU-10G,
GBU-10H, GBU-10J; GBU-31 (V) 3/В, GBU-31 (V) 4/В. Эта БЧ также нашла ис-
пользование и в управляемой ракете: AGM-130 (рис. 8.16) представляет собой мо-
дульную УАБ GBU-10, которая снабжена твердотопливным ракетным двигателем,
отделяемым от ракеты после завершения его работы (60 с). GBU-27/B (рис. 8.17, а)
имеет меньшие по сравнению GBU-24 габариты корпуса и оперения, что позво-
ляет размещать ее в небольшие бомбовые отсеки малозаметного боевого само-
лета F-l 17А. Боевая часть этих бомб способна пробивать до 2,4 м железобетона.
GBU-28/B (рис. 8.17, б) была разработана в короткие сроки (17 дней)
во время войны в Персидском заливе в 1991 г. при использовании существу-
ющих системы наведения и взрывателя от боевой части BLU-109/B и изготов-
лении корпуса БЧ из отрезка пушечного ствола калибром 203 мм. Боевая часть
BLU-113/B такой УАБ позволяет поражать объекты, расположенные на глубине
до 30 м, и пробивать бетонные преграды толщиной до 6 м.
В 2011 г. в США принята на вооружение сверхтяжелая управляемая противо-
бункерная авиационная бомба GBU-57/B - Massive Ordnance Penetrator (MOP)
(рис. 8.17, в). Длина авиабомбы составляет 6,23 м, ее масса- 13 600 кг. На цель
бомба выходит с помощью наводки по координатам GPS. По информации раз-
работчика - авиастроительной корпорации Boeing бомба способна проникать
преграду из бетона с кубиковой прочностью 35 МПа и 70 МПа на глубину 60 м
и 8 м соответственно. Бомба оснащена программируемым взрывателем, обе-
спечивающим оптимальное время подрыва БЧ.
Проникающую способность можно повысить различными средствами.
Рис. 8.16. УАБ AGM-130:
1 - система наведения; 2 - БЧ; 3 - сис-
тема управления; 4 - твердотопливный
ракетный двигатель
34
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Таблица 8.7. Основные характеристики УАБ (США) с проникающими БЧ
Характеристика GBU-24A/B; GBU-27/B GBU-28/B (GBU-37) J-250 SSB GBU-57/B
Масса, кг:
БП 1065; 984 2130 113,2 13 600
БЧ 874 2004 95 9000
ВВ 240 306 22,6 2400
Тип БЧ Коэффициент наполнения, %: BLU-109/B BLU-113AZB — BigBLU
УАБ 24 14 20 18
БЧ 27 15 24 27
Диаметр корпуса, мм 370 370 152 800
Длина, мм Размах опе- рения, мм: 4320; 4240 5840 1830 6230
сложенного 940;720 720 — —
выпущен- ного 2000;1680 1680 — —
Тип системы Полуактивная Полуактивная Космическая Космиче-
наведения лазерная гироста- билизированная лазерная гироста- билизированная навига- ция + лазер- ская навига- ция + лазерный
КВО, м 3 3 ный локатор локатор
Боевая 1,8-2,4 м 6,0 м 1,8 м 6,0 м
эффективность железобетона железобетона или 30,0 м грунта железобетона железобетона
1. Увеличение поперечной нагрузки с помощью существенного увеличения
массы БЧ путем:
- выполнения БЧ с удлинением (отношением длины к диаметру) до 10... 12 -
УАБ GBU-28/B (см. рис. 8.17, б), J-250 SSB (Small Smart Bomb) (рис. 8.18);
- использования более плотных, чем сталь, материалов, например вольфра-
ма (БЧ JAST-1000, США), для AGM-158 (табл. 8.8) - ожидаемая эффективность
этой БЧ массой 432 кг находится на уровне БЧ BLU-109/B массой 874 кг.
8.6. Боевые части управляемых авиационных бомб и управляемых авиационных ракет 35
Рис. 8.17. УАБ GBU-27/B (a), GBU-28/B (0 и GBU-57/B (в)
2. Обеспечение высокой скорости встречи за счет применения:
- разгонного реактивного двигателя для БЧ BLU-116В (AUP), представля-
ющей собой корпус из высокопрочной стали с примесями никеля и кобальта,
который разгоняется реактивным ускорителем; при массе этой БЧ 750 кг ожи-
дается, что пробиваемость возрастет в 2 раза (около 4 м железобетона); плани-
руется замена существующей БЧ BLU-109/B на BLU-116B;
- проникающих БЧ на гиперзвуковых и межконтинентальных ракетах.
3. Выполнение БЧ по тандемной схеме с кумулятивным предзарядом
(см. табл. 8.5).
Рис. 8.18. УАБ J-250 SSB:
1 - ВВ; 2 - корпус бомбы; 3 - взрыватель; 4 - система наведения; 5 - система
управления (источник питания, рулевые поверхности)
36
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Таблица 8.8. Основные характеристики УАР (США) с проникающими БЧ
Характеристика AGM-130C AGM-86D AGM-158 JASSM AGM-65F Maverick
Масса, кг:
БП 1353 1750 1023 307
БЧ 874 545 432 136
ВВ 240 — 103 —
Тип БЧ Коэффициент наполнения, %: BLU-109/B AUP-3M JAST-1000 —
УАР 18 — 10 —
БЧ 27 — 24 —
Диаметр корпуса, мм 370 693 БЧ-370 450 х 550 БЧ-295 305
Длина, мм 3950 6320 БЧ - 2400 4260 БЧ-1820 2490
Размах выпущенного оперения, мм 1500 3650 2700 720
Тип системы наведе- ния ИНС/GPS с телевизион- ной или тепло- визионной ГСН ИНС/GPS ИНС/GPS с тепловизи- онной ГСН Теплови- зионная
Дальность полета, км 45 (160) 1200 500 25
Боевая эффективность 1,8-2,4 м желе- зобетона 6,0 м железо- бетона или 30,0 м грунта 1,2-2,1 м железобе- тона —
Примечание. ИНС - система. инерциальная система наведения; GPS - спутниковая навигационная
8.7. Перспективные бетонобойные и проникающие боеприпасы
37
8.7. Перспективные бетонобойные
и проникающие боеприпасы
Проблема поражения глубокорасположенных объектов может решаться с по-
мощью миниатюрных термоядерных бомб мощностью 0,01.. .0,1 кт. Разработка
такого оружия невозможна без решения определенных технических, а также
юридических проблем, связанных с запретом испытаний ядерного оружия. Тех-
нические проблемы, с одной стороны, состоят в возможности создания надежного
взрыва малого заряда, обеспечения сохранности при проникании в прочную
преграду как корпуса АБ, так и самого заряда, а с другой стороны - в надежном
проникании АБ на значительную глубину (до 70 м для заряда мощностью 0,1 кт),
что необходимо для исключения выброса из-под земли радиоактивных газов.
Юридические проблемы заключаются в действующих запретах на испытания
ядерных зарядов, а также в ограничениях на исследования и разработку мало-
мощного ядерного оружия в связи с опасностью его распространения в виде
так называемых чемоданных бомб. В США ранее была создана маломощная
бомба В61-7. В настоящее время там разработали заглубляющийся ядерный
боеприпас В61-11, установив ядерную начинку из предыдущей конструкции
бомбы В61 в корпус из закаленной стали с новым обтекателем для обеспечения
способности ее заглубления в грунт. Однако проблемы реализации ударостой-
кости заряда, прочности корпуса и достижения требуемой глубины проникания
еще далеки от разрешения. Для обеспечения необходимой прочности корпус АБ
может быть выполнен из артиллерийского ствола, как это сделали у проника-
ющей АБ GBU-28 (рис. 8.19). Форма головной части и ее заострение должны
быть оптимизированы из условия достижения заданной глубины проникания.
Для исключения пластических деформаций корпуса его можно укрепить, нане-
ся на него сверхпрочный материал, который изготовлен на основе углеродных
Рис. 8.19. Противобункерная АБ с маломощным ядерным зарядом:
1 - GPS и пусковой механизм; 2 - прочная оболочка с углеродными нанотрубками;
3 - существующий запал «пушечного» типа; 4 - твердотопливный ракетный двигатель;
5 - аэродинамическая поверхность, управляемая GPS; 6 - амортизатор из пористого
алюминия; 7 - корпус изартиллерийского ствола; 8 - обедненный уран; 9 - заостренный
наконечник головной части
38
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
нанотрубок. В качестве устройства запуска ядерной реакции допускается ис-
пользовать какой-либо тип запала уже существующего термоядерного оружия,
который в целях уменьшения перегрузок при проникании можно поместить
в амортизатор из пористого алюминия. Следует иметь в виду, что устойчивое
движение боеголовки в грунте может быть обеспечено только при подлете
бомбы практически перпендикулярно к поверхности внедрения. В связи с этим
возможны сравнительно простые методы защиты подземной цели от проника-
ющей бомбы. Например, соответствующую площадь земной поверхности над
защищаемым подземным сооружением можно покрыть бетонными пирами-
дами, что приведет к рикошетированию или разрушению ядерного заряда, а его
фрагменты могут стать трофеем противника, т. е. должна быть предусмотрена
система уничтожения бомбы в начальный момент рикошета.
Эффективность проникающих БЧ можно существенно повысить путем раз-
мещения их на гиперзвуковых ЛА, разработке и созданию которых во многих
странах уделяется большое внимание. Гиперзвуковой полет реализуется при
скорости ЛА порядка М = 4...5 с помощью воздушно-реактивных двигателей,
которые в 4-10 раз эффективнее классических ракетных двигателей.
Для приведения в действие гиперзвуковых прямоточных воздушно-реак-
тивных двигателей (ПВРД) требуется применение ускорителей. Но даже в этом
случае (при скоростях полета порядка М = 4.. .7) двигатели не выходят на полно-
стью сверхзвуковой режим работы, и поток воздуха через гиперзвуковой ПВРД
остается частично дозвуковым. В результате этого большинство гиперзвуковых
ПВРД созданы для работы по принципу, допускающему действия с дозвуковыми
и сверхзвуковыми потоками воздуха в двигателе.
В отличие от обычных реактивных двигателей, где для сжатия воздушного
потока применяются вращающиеся компрессоры, гиперзвуковые ПВРД для
сжатия воздушного потока в двигателях используют форму своих ЛА и их ско-
рость движения. Так как гиперзвуковые ПВРД работают на кислороде воздуха
и не требуют окислителей, они легче обычных ракетных силовых установок
и могут обеспечить большую грузоподъемность. Один из вариантов создава-
емого в США гиперзвукового ЛА (рис. 8.20) имеет следующие характеристики:
Рис. 8.20. Двухрежимный ПВРД гиперзвукового ЛА:
1 - воздухозаборник сверхзвуковой камеры сгорания; 2 - дозвуковая камера сгорания;
3 - сверхзвуковая камера сгорания; 4 - воздухозаборник дозвуковой камеры сгорания
8.7. Перспективные бетонобойные и проникающие боеприпасы
39
дальность полета - 1100 км; скорость полета - 1340 м/с на высоте 30 км; масса
ракеты- 1050...1135 кг; массаБЧ- 115...140 кг. Двигатель конструктивно (рас-
четный удельный импульс - не менее 600 с, общая длина - около 4,5 м, макси-
мальный диаметр - до 0,5 м) будет включать в себя лобовой многосегментный
воздухозаборник, две камеры сгорания - дозвуковую и сверхзвуковую, распо-
ложенные тандемно, и расширяющееся сопло.
В воздухозаборнике происходят первоначальное сжатие воздушного потока
и распределение его между камерами сгорания. Около 25 % воздуха подводится
для первоначального сжигания топлива (керосина) в дозвуковой камере сгорания
(газогенераторе), предназначенной для подготовки обогащенной ТВС, разгона
потока и для его подачи через четыре входных устройства в сверхзвуковую каме-
ру сгорания, где происходят впрыск и горение основного топлива (максимальная
температура газа в камере сгорания составляет ~2200 °C).
Высокие скорости встречи с преградой могут обеспечить сравнительно
небольшим боевым частям этих ЛА проникание на значительные глубины. Так,
исследования, проведенные в США, показали, что БЧ массой 30.. .75 кг при скоро-
сти встречи 1200... 1350 м/с способны проникать в бетонную преграду на глубину
6,0... 10,5 м. Это в 3—4 раза выше проникающей способности штатных БЧ по срав-
нению с BLU-109/B и почти в 2 раза-по сравнению с BLU-113А/В. При таких ско-
ростях взаимодействия с преградой существенное значение приобретают вопросы
сохранения прочности корпуса БЧ и стойкости снаряжения, а также устойчивости
движения (отсутствие искривления траектории и разворота БЧ в преграде).
Работы, проведенные в МГТУ им. Н. Э. Баумана, показали, что пути повы-
шения эффективности ударного действия БП могут быть сведены к следующим
двум направлениям.
Для первой группы БП (малого удлинения) обеспечивается управление
траекторией движения БП в преграде путем изменения начальных условий
их взаимодействия с преградой (углов атаки и угловых скоростей) как на эта-
пе полета, так и непосредственно в момент встречи с преградой в зависимо-
сти от типа преграды и условий боевого применения. Это достигается либо
с помощью системы управления, либо с помощью специальных импульсных
газодинамических устройств, срабатывающих в момент контакта с преградой
в направлении, вызывающем искривление траектории при проникании в глубь
преграды, существенно увеличивая глубину проникания, либо выполнением кор-
пуса боеприпаса асимметричным по форме (патенты США 4085678 и 4090446)
или с эксцентриситетом массы.
Для второй группы БП (большого удлинения) обеспечивается управле-
ние физико-механическими свойствами материалов преграды и корпуса БП,
коэффициентом трения корпуса БП о преграду путем введения в нее в процессе
проникания или нанесения на поверхность БП вещества, уменьшающего трение
(патент США 3580178). Возможно также управление инерционным расшире-
нием материала преграды за счет создания кавитаторов с конструктивными парамет-
рами, изменяющимися в зависимости от прочностных характеристик преграды.
Проникание на значительные глубины может быть в основном достигнуто
применением БЧ проникающего типа большого удлинения.
40
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
8.8. Расчетные зависимости для оценки
функционирования бетонобойных и проникающих боеприпасов
Глубина поражения преграды проникающим БП складывается из глубины
его проникания в результате кинетического воздействия (ударного действия)
и размера зоны разрушения, образуемой при взрыве заряда ВВ (фугасного дей-
ствия). Для проникающих БП основным является ударное действие.
Характер проникания БП в преграду во многом определяют условия встречи
БП с преградой, при которых угол встречи между вектором скорости и нормалью
к поверхности преграды не равен нулю. При этом угол атаки (между вектором
скорости и осью тела) обычно отличается от нуля и может не находиться в пло-
скости полета тела. Эти условия приводят к тому, что сопротивление среды в раз-
личных точках поверхности проникающего тела оказывается неодинаковым.
В результате вектор результирующей силы сопротивления среды не совпадает
с осью симметрии тела, траектория его движения искривляется и может пред-
ставлять пространственную кривую.
При пространственном проникании движение тела с шестью степенями
свободы может быть описано уравнениями движения твердого тела в общем
случае. Уравнения его движения - это уравнения движения центра масс С тела
и вращательного движения вокруг него:
^ = М, (8.2)
dt
где т — масса тела; vc и Кс - скорость центра масс С тела и его кинетический
момент; F и М - сила сопротивления среды и ее момент относительно центра
масс С тела.
Уравнения (8.1) и (8.2) образуют систему обыкновенных дифференциальных
уравнений, которая может быть решена численным интегрированием, например
методом Рунге-Кутты. При этом силовые факторы, вызванные сопротивлени-
ем грунта F и ее моментом М, определяются интегрированием выражений для
нормального и касательного Тя удельных сопротивлений прониканию по всей
поверхности тела с учетом возможности отсутствия контакта части его поверх-
ности со средой:
F= /р(ояп+тят)Ж;
М=/р(ояп+тят)Л,
где пит- единичные векторы нормали и касательной в рассматриваемой точке
поверхности тела, причем направление единичного вектора касательной т совпа-
дает с направлением проекции вектора v на плоскость, касательную к поверхности
8.8. Зависимости для оценки функционирования бетонобойных и проникающих БП 41
Рис. 8.21. Силовые факторы,
действующие на поверхности
проникающего БП
тела в рассматриваемой точке (рис. 8.21); ds -
элементарная площадка в окрестности рас-
сматриваемой точки; 5к - поверхность тела,
находящаяся в контакте с грунтом; р - ради-
ус-вектор рассматриваемой точки поверхности
тела относительно его центра масс С.
Для определения силовых факторов не-
обходимо знать распределение нормального
ая и касательного тя удельных сопротивлений
среды по поверхности проникающего тела.
Независимо от его формы удельные сопротив-
ления о ит в какой-либо точке поверхности
тела, находящейся в контакте с преградой,
являются функциями физико-механических
свойств среды и vn - проекции скорости v
рассматриваемой точки на вектор нормали к поверхности тела в этой точке.
В общем виде эти функции для большинства грунтов записываются одинаково:
^=^Я2+^И+С;
(8.3)
где Л, В, С-коэффициенты, характеризующие свойство среды оказывать сопро-
тивление прониканию; ц- коэффициент трения материала преграды о корпус тела.
Коэффициенты А, В, С в зависимостях (8.3) могут определяться различ-
ными способами. Возможен путь получения этих коэффициентов через стан-
дартные физико-механические характеристики (плотность, сжимаемость, угол
внутреннего трения, сцепление, пористость, модуль сдвига) - аналитическое
или численное решение задач проникания с позиций механики сплошной сре-
ды. Возможно нахождение указанных коэффициентов на основании обработки
экспериментальных данных по прониканию тел в преграды.
Грунтовые преграды представляют среды с различными физико-механиче-
скими свойствами. В табл. 8.9 представлены значения основных физико-меха-
нических характеристик некоторых типов грунтовых преград: р - плотность,
а - пористость, Уо - сцепление, G - модуль сдвига, фв - угол внутреннего трения,
а также и значения коэффициентов поверхностного трения ц.
Таблица 8.9. Физико-механические характеристики грунтовых преград
Преграда р, кг/м3 а У0,МПа G, МПа <рв, градус ц
Насыпной грунт 1400... 1600 0,20... 0,40 0,1 5 10... 30 0,20
Глинистый грунт 1752 0,20 0,1... 1,0 100 10... 20 0,15
Плотная глина 1800 0,05 1,0 100 20 0,23
Плотный грунт 1800... 2000 0,20 1 ... 10 50 20 ... 35 0,23
42
Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Окончание табл. 8.9
Преграда р, кг/м3 а У0,МПа G, МПа <рв, градус Н
Слабые горные породы Прочные горные породы 2000 ... 2200 2400 ... 2600 0,05 ... 0,20 0,01 10 100 2000 10 000 35 ... 40 45 ... 50 0,30 0,30
Коэффициенты Л, В, С в зависимостях (8.3), характеризующие свойства
среды оказывать сопротивление прониканию, могут определяться путем аппрок-
симации множества результатов численного моделирования задачи проникания
с позиций механики сплошной среды при варьировании значений физико-
механических характеристик среды. Ниже представлены выражения для коэффи-
циентов, полученные на основе обобщения данных численного моделирования
более 200 отдельных задач:
А = {1,23 + 0,238а -1,6а2 + [0,0846 + 0,00123 ln(G / G6) -
- 0,0586|1в - (0,267-0,00087 ln(G / G6) - 0,19цв )а]цв х
х (23 + ln(G/G6))}p;
В = {(0,984 ln(G / G6) + 5,87)|iB + [(0,74 - 4,31цв) х
х ln(G / G6) - 26,45цв +17]a}|iB (ln(G / G6) + 23)0,001 x
хрл/^/Рб’
C = [0,015 8 ln(G / G6) + 0,192 - 0,03 67У0 / Уоб - 0,145а] x
х[1п(С/Сб) + 23]У0,
где G6 - 104МПа; У06 = 102 МПа; p6 = 2600 кг/м3 - базовые значения размерных
физических величин, входящих в аппроксимирующее выражение (в качестве
их выбраны значения, являющиеся верхними пределами изменения указанных
физических величин), цв = tg((pe) - коэффициент внутреннего трения.
Приближенные значения коэффициентов в (8.3) для бетона как функций его
плотности, прочности и диаметра тела могут быть получены по зависимостям
Л = р; 5 = 0; С = /(|i)(28-91gJ)7?z -IO6,
где р - плотность бетона, кг/м3; d- диаметр тела, мм; Rz - кубиковая прочность
бетона, МПа;/(ц) ~ (0,2...0,3)/(0,6 + ц) - функция, определяемая коэффици-
ентом поверхностного трения тела о бетон (ц = 0,33 - для поверхностей тел
после механической обработки, ц = 0,15 - для поверхностей после шлифовки).
При проведении оценочных расчетов проникания в грунты и бетон можно
воспользоваться простыми зависимостями для определения коэффициентов
А, В, С через коэффициенты свойств преграды в известных эмпирических фор-
мулах Забудского-Майевского и Березанской (АНИИ).
8.9. Эмпирические зависимости расчета проникания
43
В связи с тем, что бетон имеет отличающиеся практически на порядок
пределы прочности при сжатии и растяжении, при пробитии телами бетон-
ной преграды в последней могут происходить разрушения в виде тыльного
и лицевого отколов. Образование откольных воронок существенно влияет
на силу сопротивления и кинематику проникания (особенно при движении
тела в лицевых и тыльных слоях преграды), т. к. физико-механические ха-
рактеристики разрушенного бетона в откольных воронках значительно от-
личаются от характеристик неразрушенного бетона. Поэтому одним из спо-
собов учета характерного разрушения бетонной преграды стало изменение
коэффициентов А, В и С для бетона в лицевых и тыльных слоях преграды
на коэффициенты Ad, Bd, Cd. На основании анализа результатов численного
решения задачи механики сплошной среды и данных экспериментальных ис-
следований соотношения между коэффициентами могут быть представлены
в следующем виде:
Л =0,77/4; 5 =0,425; С. = 0,39С.
Замена коэффициентов происходит для частиц материала преграды, нахо-
дящихся в лицевых и тыльных зонах разрушения, размеры которых для преград
толщиной более 3—4 диаметров БП следующие:
Df D Н Hf
_Л = 4.„5; _l=7.„9; _l = 2; -^- = 1,5,
d d d d
где Df- диаметр зоны лицевого откола; d - диа-
метр проникающего тела; D - диаметр зоны
тыльного откола; Нг - толщина зоны тыль-
ного откола; Hf— толщина зоны лицевого откола
(рис. 8.22).
Характеристики движения БП в процессе его
проникания (координаты, скорость, осевая и боко-
вая силы) находятся из решения системы уравне-
ний, которая включает в себя уравнения движения
(8.1) и (8.2), записанные в проекциях на оси под-
вижной и связанной с телом системах координат,
и кинематические уравнения, связывающие под-
вижную и неподвижную, связанную с преградой,
системы координат.
Рис. 8.22. Тыльная и лице-
вая откольные воронки при
проникании БП в бетон:
b - толщина преграды
8.9. Эмпирические зависимости расчета проникания
Для оценки проникающего действия (в основном глубины проникания) ис-
пользуют эмпирические зависимости, среди которых наиболее известны фор-
мулы Забудского - Майевского и Березанская (после ее усовершенствования
получила название формулы АНИИ). При определении глубины проникания
принимается допущение о прямолинейном движении БП в преграде.
44 Глава 8. Бетонобойные боеприпасы
Формула Забудского - Майевского имеет следующий вид:
h = —ln(l + 6,&o)cos av,
i 7 2 1 и / v '
axbxTta
где h - глубина проникания БП относительно лицевой поверхности преграды, м;
т - масса БП, кг; d - диаметр БП, м; v0 - скорость встречи БП с преградой, м/с;
- угол встречи с преградой, отсчитываемый от нормали к поверхности пре-
грады; av - коэффициенты свойств преграды (табл. 8.10).
Таблица 8.10. Значения коэффициентов свойств преграды
(формула Забудского - Майевского)
Преграда flj-lO'6 ZylO6 ц
Камень:
хорошего качества 54,1 15 0,35
среднего » 43,2 15 0,35
Кирпич 31,0 15 0,35
Свеженасыпанная земля 6,9 60 0,30
Земля:
насыпная (суглинок) 4,5 60 0,20
сырая 2,6 80 0,12
Формула Березанская (формула АЛИИ) записывается следующим образом:
7 w т
h^KK^v<
а
cos (nav)
7C0S av '
где К - коэффициент формы головной части снаряда (К- 1,3 - для снарядов
дальнобойной формы): К = 1,0 - для снарядов недальнобойной формы); К - ко-
эффициент свойств преграды; п - коэффициент, характеризующий способность
снаряда к изменению его траектории в преграде (п = 1,82 - для снарядов даль-
нобойной формы; п = 2,62 - для снарядов недальнобойной формы); (табл. 8.11).
Глубина проникания снарядов определяется при условии, что снаряды при
ударе и проникании в преграды сохраняют прочное состояние (не разрушаются
и не деформируются). Коэффициенты А, В, С в выражении (8.3) находят через
коэффициенты ах, Ь} (см. табл. 8.10) в формуле Забудского - Майевского с учетом
коэффициента трения ц преграды о БП по следующим зависимостям:
Л = 5 = 0; С = -^~
0,5 + -ц 1 + -ц
8 2^
8.9. Эмпирические зависимости расчета проникания
45
Эти коэффициенты определяются через коэффициент К} (см. табл. 8.11)
формулы АНИИ как
Л = 0; В = ——С = 0
/Tj (0,59 +1,4ц)
Таблица 8.11. Значения коэффициента свойств преграды (формула АНИИ)
Преграда ^•10б И
Грунт:
торфяно-болотистый 16 0,10
средней плотности 11-13 0,20
глинистый 10 0,15
плотный 6,0-8,5 0,23
Свеженасыпанная земля 13-15 0,20
Песчаная насыпь 9,0 0,38
Глина плотная 7,0 0,23
Песок слежавшийся 4,5 0,39
Кирпичная кладка 2,0-2,5 0,35
Булыжный камень 2,5 0,38
Известняк, песчаник 2,0 0,30
Бетон:
слабый R =20-30 МПа 2 1,2-1,5 0,15-0,33
средний R2 = 30-60 МПа 0,75-1,20 0,15-0,33
прочный Rz - 60-100 МПа 0,50-0,75 0,15-0,33
Полученные значения коэффициентов могут быть использованы не толь-
ко при решении уравнений движения (8.1) и (8.2), но и самостоятельно для
определения характеристик прямолинейного проникания: максимальной
силы сопротивления и глубины проникания по нормали к поверхности
преграды:
Л„ах = С1+Hctg М(^оsin2 +О;
, 2т ( Asin2 X Л /о ..
h =-----5-------------5— In 1 +-------vn cos (8.4)
JKj2(l + pctg X)sin2X C )
и
71/7 2
Fmax = G + HCtg Sin
46
Список рекомендуемой литературы
4т
----=------------vn cos а
Bud1 (1 + Ц ctg X) sin X
(8-5)
где Fmax - максимальная сила сопротивления, Н; h - глубина проникания, м;
X = arctg(2Zr4/tZ); - длина головной части, м.
Следует иметь в виду, что при скоростях встречи менее 200...300 м/с воз-
можен рикошет БП от преграды. При малых скоростях это может происходить
и при встрече с прочной преградой по нормали, но с углом атаки порядка 5°.
При взрыве заряда ВВ, находящегося в корпусе БП, зона разрушения (глу-
бина проникания), образованная ударным воздействием, которое рассчитыва-
ется по формулам (8.4) и (8.5), будет увеличена на радиус зоны разрушения /?р,
сформированной при взрыве:
RP = ^pV™bb’
где К? - коэффициент податливости материала преграды взрыву; твв- масса
ВВ в корпусе БП, кг.
Значения коэффициента К? в зависимости от материала преграды приве-
дены ниже:
Рыхлая земля.................................... 1,40
Обыкновенный грунт (целина)..................... 1,07
Песок....................................... 1,00-1,04
Глина с песком.................................. 0,96
Известняк и песчаник............................ 0,92
Каменная кладка................................. 0,84
Бетон........................................... 0,77
Железобетон................................... 0,60-0,70
Список рекомендуемой литературы
Велданов В. А. Прикладная теория удара: учеб, пособие. М.: Изд-во Ml ТУ им. Н.Э. Бау-
мана, 2012.
Велданов В. А. Закон сопротивления прониканию ударников в грунт // Оборонная
техника. 1995. № 4.
Велданов В. А., Исаев А. Л., Маринчев Д. В., Пушилин Ю. М. Программа расчета
на ПЭВМ параметров процесса взаимодействия ударника с преградой / Численные методы
решения задач теории упругости и пластичности. Новосибирск: ИТПМ СО РАН, 1992.
Дудка В.Д.. Чуков А. Н., Шмараков Л. Н. Высокоточные боеприпасы различного
целевого назначения: учеб, пособие. Тула: ТулГУ, 2002.
Егоров К, Перспективные бетонобойные авиационные боеприпасы ведущих стран
НАТО // Зарубежное военное обозрение. 2001. № 2.
Егоров С. Высокоточное бомбовое вооружение авиации // Военный парад. 1994. № 2.
Каренин И. Авиационное оружие для нанесения ударов по аэродромам // Зарубеж-
ное военное обозрение. 1984. № 12.
Клайн С. Дж. Подобие и приближенные методы. М.: Мир, 1968.
Маликов В. Г. Шахтные пусковые установки. М.: Воениздат, 1975.
Список рекомендуемой литературы
Оружие России: каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ
«Военный парад», 1997.
Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. XII: Боеприпасы и сред-
ства поражения. М.: Изд. дом «Оружие и технология», 2006.
Проблемы создания корректируемых и управляемых авиационных бомб / под ред.
Е. С. Шахиджанова. М.: Инженер, 2003.
Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973.
Сагомонян А, Я. Проникание. М.: МГУ, 1974.
Справочник артиллерийских боеприпасов, подлежащих утилизации и уничтоже-
нию / под ред. А. А. Каллистова. М.: СП «Нова», 1992.
Средства воздушного нападения зарубежных стран: программы развития высоко-
точного оружия / под ред. Б. Ф. Чельцова и С. В. Ягольникова. М.: 2 ЦНИИ МО, 2003.
Третъяков Г М. Боеприпасы артиллерии. М.: Воениздат, 1947.
Уилсон Дж. Миниатюрные ядерные бомбы // Популярная механика. 2002. № 12.
Шахиджанов Е. ГНИЛ «Регион»: высокоточное управляемое оружие // Военный
парад. 1999. № 3.
Широкорад А. Б. История авиационного вооружения. Минск: Харвест, 1999.
Щербаков Р. Программа создания гиперзвуковых управляемых ракет // Зарубежное
военное обозрение. 2003. № 6.
Jane’s Intenational Defence Rewiew. 1996. № 7.
Jane’s Intenational Defence Rewiew. 1998. № 1.
Глава 9
Динамическая защита
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
Оценка стойкости монолитной бронезащиты
к воздействию противотанковых средств поражения.
Необходимость динамической защиты
До недавнего времени основным способом защиты бронетехники от дей-
ствия кумулятивных БП и БОПС было бронирование объектов защиты (в ос-
новном тяжелой бронетехники) однородной по составу стальной броней,
обеспечивающей инерционное и прочностное сопротивление прониканию КС
и бронебойных сердечников. Проникающая способность обоих типов СП может
быть оценена с помощью соотношения
L = y\l /А
VPu
где L - глубина проникания; т| - коэффициент эффективности, учитывающий
прочностные свойства взаимодействующих материалов и качество изготовления
КБП или БПС; I — эффективная длина КС или сердечника БОПС; р — плотность
материала КС или БПС; рп - плотность материала преграды.
Бронебойные подкалиберные снаряды из обедненного урана или ВНЖ
плотностью рс ~ 18 г/см3 и длиной 600...900 мм при скорости 1700 м/с имеют
коэффициент эффективности Г| = 2/3. При воздействии на стальную броневую
преграду глубина проникания такого БПС составит
Z=-|(600...900)J^; А = 600...900 мм.
Современные кумулятивные СП способны формировать КС длиной
1250... 1500 мм и более. Принимая для них т| = 0,9 и рс ~ 8,9 г/см3, получаем
оценку глубины проникания медной КС в стальную преграду:
Т = 0,
L = 1200... 1440 мм.
Таким образом, для обеспечения зашиты от ударно-проникающего действия
существующих кумулятивных БП и БОПС необходимая толщина монолитной бро-
невой преграды должна быть более 1000 мм. Даже если учесть увеличение толщины
преграды по ходу проникания СП вследствие наклона преграды (при наклоне пре-
грады на угол 0 - 60° L = b /cos 0 = 2b, где b - толщина преграды), все равно необхо-
димая толщина преграды составит не менее 500 мм, что уже поражает воображение.
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
49
Использование различных типов комбинированной брони, дифференциро-
вание бронирования, увеличение углов наклона брони и другие конструктивные
мероприятия без существенного повышения массы брони не способны защитить
объекты бронетехники от современных противотанковых СП.
Радикальным способом усиления бронезащиты от действия ударно-прони-
кающих БП без существенного увеличения массы и толщины преграды стали
изобретение и применение динамической зашиты (ДЗ).
Принцип действия динамической защиты.
Исторические сведения о ее разработке и применении
Высокая проникающая способность КС и сердечников БОПС во многом
определяется их прямолинейной формой. Из опыта известно, что возмущение
прямолинейной формы КС и сердечника БОПС приводит к резкому уменьшению
глубины пробития. Принцип действия ДЗ заключается в воздействии на боковую
поверхность КС или сердечника БОПС движущихся под углом к средству по-
ражения элементов преграды, в качестве которых обычно выступают стальные
пластины (рис. 9.1). Это воздействие приводит к отклонению (возмущению
прямолинейной формы) КС или сердечника БОПС, разрушению или сраба-
тыванию проникающего тела, вследствие чего существенно уменьшается глу-
бина пробития основной части преграды, расположенной за устройством ДЗ.
В зависимости от источника энергии, приводящей в движение элементы пре-
грады, различают взрывную и невзрывную ДЗ.
Основой взрывной ДЗ являются плоские элементы динамической защи-
ты (ЭДЗ), состоящие из двух металлических пластин и заключенного между
ними слоя ВВ. Инициирование детонации в слое ВВ осуществляется при
воздействии средств поражения - КС, сердечника БОПС или порождаемых
при их проникании ударных волн и осколочных потоков. Образующиеся при
Рис. 9.1. Принцип действия взрывной ДЗ:
1 - кумулятивный заряд; 2 - элемент ДЗ; 3 - поврежденная КС; 4 - пластины; 5 - заряд ВВ;
U- скорость взрывного метания пластин
50
Глава 9. Динамическая защита
детонации слоя ВВ продукты ускоряют пластины, которые при подходе к КС
или сердечнику БОПС воздействуют на их боковую поверхность. В зарубеж-
ной литературе взрывная ДЗ называется ERA (Explosive Reactive Armour -
взрывная реактивная броня).
В невзрывной ДЗ между пластинами вместо ВВ размещается слой инерт-
ного в химическом отношении сжимаемого материала (резины, оргстекла и др.),
называемого наполнителем. При проникании КС через такой ЭДЗ в наполни-
теле формируется расходящаяся УВ. Ускорение пластин осуществляется под
действием давления за фронтом этой УВ, из-за сильного затухания которой
оно локализуется в области воздействия КС. Тем не менее возникшее движение
пластин (выпучивание) смещает на траекторию КС отдельные участки пластин,
которые примыкают к области воздействия КС. Смещение еще не пробитых
участков пластины на траекторию КС повреждает последнюю и приводит к по-
тере проникающей способности КС в преграду, расположенную за ДЗ (рис. 9.2).
Источник энергии, необходимый для функционирования невзрывной ДЗ, - сама
КС. Несмотря на то что вследствие локального ускорения пластин невзрывная
ДЗ обладает меньшей эффективностью по сравнению с взрывной, она представ-
ляет значительный практический интерес, поскольку не содержит в себе заряд
ВВ. В зарубежной литературе невзрывная ДЗ называется NERA (Non Explosive
Reactive Armour - невзрывная реактивная броня).
В настоящее время альтернативы использованию ДЗ в том или ином вари-
анте для защиты бронетехники от ударно-проникающих БП нет. Важнейшие
достоинства ДЗ в отличие от других систем зашиты: 1) высокая эффективность
и надежность функционирования; 2) простота конструктивного исполнения;
3) постоянная готовность к функционированию в автоматическом режиме
(слой ВВ - это не только источник энергии, но и своеобразное сенсорное сред-
ство обнаружения факта нападения). Несмотря на простоту конструкции боль-
шинства устройств ДЗ, физика функционирования ДЗ весьма сложна и до насто-
ящего времени не все процессы, определяющие ее защищающую способность,
полностью изучены.
Рис. 9.2. Принцип действия невзрывной ДЗ:
1 - кумулятивный заряд; 2 - элемент ДЗ; 3 - поврежденная КС; 4 - пластины; 5 - инертный
наполнитель
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
51
Разрабатывать ДЗ начали независимо в разных странах после Второй миро-
вой войны в обстановке строгой секретности. Поэтому говорить о приоритете
разработок очень трудно. Что касается СССР, то уже в 1949 г. появились две
статьи советских авторов П.Т. Алексеева, И. А. Бытенского, Г. В. Миронова
и М. Д. Буланова, в которых предлагалось использовать энергию зарядов ВВ,
установленных на броню, для защиты от действия КБП. Современное (или
близкое к нему) оформление ДЗ получила несколько позднее, когда при МФТИ
в 1956 г. создали группу по изучению новых методов защиты бронетанковой
техники, руководителем которой стал М. А. Лаврентьев, а в состав вошли
Б. В. Войцеховский, В. Л. Истомин (МФТИ), А. И. Платов (ВНИИ Стали) и дру-
гие. В 1960-х и 1970-х гт. усилиями ВНИИ Стали, ЦНИИХМ и других органи-
заций были разработаны ЭДЗ типа «рамка» для установки на танк Т-64 и ЭДЗ
типа «крест» для танка Т-72. Однако практического использования ни та, ни
другая по разным причинам не нашли. Эти типы ДЗ будут рассмотрены далее.
Основной недостаток взрывной ДЗ - достаточно интенсивное взрывное
и ударное воздействие на защищаемый объект, что может уменьшить его жи-
вучесть и повредить внешнее оборудование. Кроме того, образующиеся при
срабатывании ДЗ высокоскоростные фрагменты представляют опасность для
пехоты и легкобронированной техники, которые сопровождают танки. Именно
эти обстоятельства долгое время служили психологическим препятствием для
установки ДЗ на советские танки. Лишь только после того, как ДЗ продемон-
стрировала свою высокую эффективность в боевых условиях во время войны
в Ливане 1982 г., началось широкое оснащение советских танков динамической
защитой. Имеющийся научный задел позволил за несколько лет разработать
и установить на основные боевые танки комплекс навесной противокумуля-
тивной ДЗ «Контакт», которая выполнена на основе плоского ЭДЗ, состоящего
из двух штампованных стальных пластин толщиной 2 мм и размещенного между
ними слоя пластичного ВВ на основе гексогена толщиной 6 мм. К этому времени
относится интенсификация работ по созданию универсальной противокумуля-
тивной и противоснарядной ДЗ «Контакт-5».
Работы в области ДЗ за рубежом, судя по публикациям рассекреченных па-
тентов, начались в 1960-е гг. Первые основные патенты в ФРГ (М. Хелд, фирма
МВВ) датируются 1970-1972 гг. Работу в области ДЗ начиная с середины 1970-х гг.
также проводили в Израиле, где были применены впервые в боевых условиях
в ходе войны в Ливане 1982 г. Для противодействия широко распространенным
в то время в Ливане противотанковым кумулятивным гранатам ПГ-9 на старые
танки М48АЗ, М60 и «Центурион» с уровнем бронезащиты 140... 180 мм были
установлены коробчатые конструкции с плоскими ЭДЗ, обеспечивающими за-
щиту не только от ПГ-9, но и от кумулятивных снарядов БК-14М. Основой такой
ДЗ, получившей название Blazer, стал плоский ЭДЗ, который включал в себя две
штампованные стальные пластины толщиной 3 мм и размещенный между ними
слой пластичного ВВ на основе гексогена толщиной 4 мм.
После внедрения навесной ДЗ стало ясно, что весь арсенал имевшихся в то
время моноблочных КБП стал практически бесполезен. Начался следующий
этап развития тандемных КБП и совершенствования БОПС, что в свою очередь
52
Глава 9. Динамическая защита
привело к разработке новых устройств ДЗ, обладающих противоснарядной
стойкостью и способных противостоять тандемным КБП.
Классификация устройств динамической защиты
Поскольку терминология в области ДЗ еще не устоялась, трудно дать завер-
шенную классификацию устройств ДЗ. В предыдущем подразделе в зависимо-
сти от вида источника энергии ДЗ разделили на взрывную (ЭДЗ содержит заряд
ВВ) и невзрывную (у ЭДЗ нет заряда ВВ). При этом рассмотрена только такая
невзрывная ДЗ, которая функционирует вследствие поглощения кинетической
энергии фрагмента КС, израсходованного при проникании через ЭДЗ. Эта энер-
гия идет на деформирование и ускорение пластин - обкладок ЭДЗ. Наполнитель
ЭДЗ - рабочее тело, преобразующее с помощью ударно-волновых процессов
поглощенную энергию в кинетическую энергию локального движения пластин
и работу их деформирования.
К невзрывной ДЗ следует отнести также магнитодинамическую защиту,
в которой ускорение пластин осуществляется электромагнитной энергией, за-
пасенной в плоских катушках индуктивности. Использование электромагнитной
энергии для защиты бронетехники не ограничивается магнитодинамической за-
щитой - известны и другие методы противокумулятивной электродинамической
защиты, основой которых является непосредственное воздействие на КС мощ-
ного электрического тока.
В литературе обсуждается комбинированная или гибридная ДЗ, содержа-
щая как заряд ВВ, так и инертный наполнитель (рис. 9.3). Предполагается, что
слой инертного наполнителя способствует как частичному поглощению лидера
КС, пропускаемого взрывным ЭДЗ, так и снижению проникающей способности
хвостовых элементов КС. Кроме того, наличие в тыльной части комбинирован-
Рис. 9.3. Динамическая защита с ком-
бинированными ЭДЗ:
1 - взрывной ЭДЗ; 2 - невзрывной ЭДЗ;
3 - пластины; 4 - заряд ВВ; 5 - инерт-
ный наполнитель
ного ЭДЗ инертного сжимаемого напол-
нителя смягчает удар стальных пластин
по корпусу защищаемого объекта. Дина-
мическая защита с комбинированными
ЭДЗ установлена на БТР МПЗ (Изра-
иль) и на БМП Bradley (США).
По характеру расположения на за-
щищаемом объекте различают навес-
ную ДЗ (additive ERA) и встроенную ДЗ
(integrated ERA).
Навесная ДЗ предназначена для за-
щиты объектов, которые были разра-
ботаны до появления ДЗ. Навесная ДЗ,
представляющая собой контейнеры с рас-
положенными в них в один, два или более
рядов ЭДЗ, закрепляется на поверхности
защищаемого объекта (рис. 9.4). Типич-
ные примеры навесной ДЗ - «Контакт»
и Blazer. Контейнеры не только защищают
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
53
Рис. 9.4. Схема навесной ДЗ «Контакт»:
1 - контейнер; 2 - ЭДЗ-1; 3 - ЭДЗ-2; 4 - основная броня
ЭДЗ от эксплуатационных нагрузок и частично от воздействия пуль и осколков,
но и участвуют во взаимодействии с КС. Как правило, навесная ДЗ используется
только для защиты от действия кумулятивных БП и содержит в себе ЭДЗ с от-
носительно тонкими пластинами толщиной 2.. .3 мм. Такие пластины не способ-
ны оказать существенное воздействие на БОПС. Кроме того, ЭДЗ навесной ДЗ
снаряжается относительно малочувствительным пластичным ВВ типа ПВВ-5А,
которое недостаточно надежно инициируется при воздействии сердечников БОПС.
К навесной ДЗ относится и польская ДЗ ERAWA (рис. 9.5). Разработчики
этой ДЗ заявляют достаточно высокую защищающую способность ДЗ ERAWA-1
Рис. 9.5. Схема взрывной ДЗ:
Элементы динамической защиты ERAWA-1 и ERAWA-2: а - схема ЭДЗ ERAWA-1:
1 - корпус ЭДЗ; 2 - заряд ВВ; 3 - лицевая пластина из стали высокой твердости (НВ 500)
толщиной около 6 мм; 4 - тонкая металлическая крышка; 5, 6 - винты; 7 - кронштейн
высотой 30 ... 50 мм; б - схема ЭДЗ ERAWA-2:1 - корпус ЭДЗ; 2 - двойной слой ВВ,
разделенный тонкой металлической пластиной 3 из стали высокой твердости; 4 - тонкая
металлическая крышка; 5 - керамическая пластина; б - металлическая пластина из стали
высокой твердости; 7- заклепка или винт; 8 - кронштейн высотой 30... 50 мм; 9 - шпилька,
прикрепляющая ЭДЗ к кронштейну; 10- гайка
54
Глава 9. Динамическая защита
Рис. 9.6. Внешний вид (а) и схема расположения удлиненных
кумулятивных зарядов в ДЗ «Нож» (Украина) (б)
от моноблочных кумулятивных БП и ДЗ ERAWA-2 - от тандемных кумуля-
тивных БП и от сердечников БОПС первого поколения. Габаритные размеры
ЭДЗЕЯА'\УА-1 составляют 150x150x26 мм, масса—2,9 кг; габаритные размеры
ЭДЗ ERAWA-2 - 150x150x46 мм, масса 4,7 кг.
В отличие от описанных выше устройств ДЗ, основным элементом кото-
рых является плоский заряд ВВ, размещенный между металлическими или
комбинированными пластинами, которые и воздействуют на средства пора-
жения после возбуждения детонации в заряде ВВ, в украинской навесной ДЗ
«Нож» (рис. 9.6) воздействие на атакующие КС и сердечники БОПС осущест-
вляется плоскими кумулятивными струями, формируемыми удлиненными
кумулятивными зарядами (УКЗ), располагаемыми в контейнерах с размерами
250x130x26 и 250x130x36 мм параллельно короткой стороне в количестве
7 шт. Заряды размещены в контейнере в непосредственной близости друг
от друга, что обеспечивает передачу детонации между ними. Кроме того,
передачу детонации между отдельными УКЗ обеспечивают дополнительные
удлиненные заряды, которые располагаются в контейнере поперек основных
кумулятивных зарядов снизу.
Для защиты вертикальных и горизонтальных поверхностей УКЗ размещают
под углом относительно направления воздействия средств поражения. Разработ-
чики ДЗ «Нож» заявляют, что она обеспечивает защиту от действия сердечников
БОПС, кумулятивных БП, в том числе и типа «ударное ядро». Однако в печати
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
55
Рис. 9.7. Схема универсальной ДЗ «Контакт-5» (Россия):
1 - крышка блока; 2 - ЭДЗ; 3 - перегородка; 4 - основная броня; Ъ - толщина плиты
(крышки)
высказываются сомнения относительно высокой эффективности защищающей
способности ДЗ «Нож».
Для снижения эффективности действия не только кумулятивных СП,
но и БОПС, выстреливаемых из танковых пушек, была разработана встроенная
ДЗ (ВДЗ). Встраивание ДЗ в конструкцию броневой защиты танка равносильно
разделению его брони на относительно тонкий внешний и толстый внутренний
слои и разнесение их на достаточно большое расстояние, позволяющее уста-
новить между ними ЭДЗ того или иного типа. Такая компоновка бронезащиты
защищает ЭДЗ от воздействия пуль, осколков и малокалиберных снарядов и по-
зволяет использовать для снаряжения ЭДЗ более чувствительные взрывчатые
составы, детонирующие при попадании не только КС, но и сердечников БОПС.
Воздействие на сердечник БОПС осуществляется наружным экраном, толщина
которого значительно превосходит толщину пластин ЭДЗ.
Отечественная универсальная ДЗ «Контакт-5» (рис. 9.7) представляет собой
промежуточный переходный вариант от навесной ДЗ к встроенной. Воздействие
на боковую поверхность сердечников БОПС осуществляется достаточно тол-
стой крышкой блока ДЗ - 15... 25 мм, которая разгоняется под действием удара
пластин ЭДЗ и давления расширяющихся продуктов детонации их зарядов.
Большие размеры крышки и ее относительно невысокая скорость значительно
увеличивают время функционирования ДЗ и тем самым обеспечивают защиту
от воздействия тандемных кумулятивных БП с небольшим временем задержки
срабатывания основного заряда.
Дальнейшее развитие ВДЗ получила в отечественной модульной ДЗ «Ре-
ликт», в которой реализуется воздействие на сердечники БОПС метаемых
взрывом тяжелых пластин как навстречу, так и вдогон сердечника (рис. 9.8).
В этой ДЗ используется более чувствительный взрывчатый состав, обеспе-
чивающий надежное возбуждение детонации при воздействии сердечников
БОПС на больших дальностях. В связи с относительной невысокой скоростью
56
Глава 9. Динамическая защита
Рис. 9.8. ДЗ «Реликт» и ее компоновка на башне и верхней лобовой детали (ВЛД)
танка
метания тяжелых пластин и их достаточно большими продольными размерами ДЗ
«Реликт» способна обеспечить защиту от действия тандемных кумулятивных СП.
У разработчиков ДЗ имеются резервы
по дальнейшему повышению защищающей спо-
собности от действия противотанковых БП. Это,
в частности, использование в устройствах ДЗ
специальных энергетических материалов, обе-
спечивающих увеличение времени воздействия
на БП и одновременно снижающих интенсив-
ность воздействия на защищаемый объект за счет
локализованного в области воздействия экзотер-
мического химического превращения; использо-
вание различных вариантов тандемной ДЗ.
При защите от кумулятивных БП плос-
ких поверхностей большой площади иногда
более рационально использовать контейнеры
с многослойным расположением ЭДЗ (рис. 9.9).
При этом слои располагают таким образом,
Рис. 9.9. Контейнер с много- чтобы проникающая через контейнер КС пере-
слойным расположением ЭДЗ: секала два ЭДЗ.
1 - контейнер; 2 - плоский ЭДЗ; Для предотвращения передачи детонации
3 - пористый наполнитель; между ЭДЗ в соседних слоях пространство
4 - перегородки
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
57
между ними заполняют низкоплотным пористым наполнителем и разделяют
дополнительными перегородками из различных материалов.
При срабатывании взрывной ДЗ защищаемый объект подвергается весьма
интенсивным нагрузкам. При защите тонкобронных проекций танков и легко-
бронированной техники необходимо снижение этих нагрузок до приемлемого
уровня, для этого используют различные демпферы, располагаемые между
контейнерами и защищаемым объектом.
В принципе защита объектов бронетехники от различных противотанковых
средств поражения может быть обеспечена с помощью взрывной ДЗ. Основное
препятствие на этом пути - все увеличивающая масса заряда ВВ в устройствах
защиты, необходимая для противодействия новым и перспективным БП. Взрыв
заряда ВВ в одном блоке такого устройства может привести к повреждению
защищаемого объекта. Уменьшить массу одновременно взрывающегося ВВ мож-
но путем использования взрывчатых составов, испытывающих при воздействии
КС или БПС локальное детонационно-подобное превращение. Применение
таких взрывчатых составов актуально также для защиты легкобронированной
техники (БМП, БТР) и тонкобронных проекций танка (крыши башни и мотор-
но-трансмиссионного отделения).
Уменьшить массу одновременно взрывающегося ВВ можно также путем
управления процессами инициирования и распространения детонации в за-
ряде ВВ устройства ДЗ. В зарубежной литературе есть сведения о разработке
концепции адаптируемой, или «умной», ДЗ (Smart Armour), схема которой
основана на применении специальных датчиков и микропроцессоров. Датчи-
ки находят местоположение и скорость КС или БПС, затем микропроцессоры
определяют оптимальное время срабатывания нужного блока ДЗ. Такая ДЗ
должна содержать взрывательные устройства и по своей идеологии ближе
к активной защите.
Минимизация воздействия ДЗ на защищаемый объект и на окружение может
быть осуществлена и другими способами. Поскольку основную опасность при
функционировании взрывной ДЗ представляет воздействие высокоскоростных
стальных фрагментов, предлагается существенно уменьшить или даже вовсе
исключить их поражающее действие. На этом основана концепция ДЗ с кон-
тролируемым повреждением объекта защиты - COHERA (Controlled-Harm
Explosive Reactive Armour), разрабатываемая известным израильским ученым
М. Мейслесс. В ДЗ COHERA стальные пластины ЭДЗ заменяются на пластины
из материалов, не образующих при срабатывании ЭДЗ опасных фрагментов.
По замыслу М. Мейслесса идеальный материал обкладок ЭДЗ при взрыве ВВ
должен диспергироваться на мелкие частицы, не опасные для персонала и обо-
рудования, расположенного в непосредственной близости. Известно множество
хрупких (стекла, керамика) и прессованных из порошков материалов, которые
при контактном взрыве разрушаются подобным образом. Проблемным остается
вопрос обеспечения эффективного воздействия такой ДЗ на КС и БПС.
Одним из конкретных воплощений концепции COHERA является ДЗ
CLARA (Composite Lightweight Adaptable Reactive Armour) - легкая композит-
ная адаптируемая ДЗ, в которой стальные корпуса ДЗ заменены на корпуса
58
Глава 9. Динамическая защита
из легких композитных материалов, например
стеклопластиков, органопластиков или кера-
мики (рис. 9.10). Разрушение таких корпусов
не приводит к образованию высокоскоростных
осколков, опасных для техники и личного со-
става. В качестве материалов корпусов можно
использовать сверхвысокомолекулярный сверх-
высокопрочный полиэтилен Dayneema, широко
применяемый в средствах локального и индиви-
дуального бронирования.
Для минимизации взрывного воздействия
на защищаемый объект необходимо уменьшать
массу взрывающегося ВВ при срабатывании ДЗ.
Рис. 9.10. Внешний вид ДЗ с этой целью для снаряжения ЭДЗ используют
CLARA локально реагирующие во взрывном режиме
(локально детонирующие) взрывчатые составы.
За рубежом такую ДЗ называют SLERA (Self-Limited Explosive Reactive Armour)
или LRA (Locally Reacting Armour) - самоограничивающаяся ДЗ (локально ре-
агирующая ДЗ). В этой ДЗ используются ВВ, локально реагирующие только
в области воздействия КС или БПС, что позволяет уменьшить количество взры-
вающегося ВВ и снизить тем самым его воздействие на защищаемый объект.
Для защиты легкоброной техники используется навесная ДЗ, которая лег-
ко уязвима при обстреле из стрелкового и малокалиберного артиллерийского
оружия. Предохранение ДЗ от срабатывания при воздействии пуль и малока-
либерных снарядов возможно путем снаряжения ЭДЗ малочувствительными
взрывчатыми составами, возбуждение детонации в которых возможно только
при весьма интенсивном воздействии, например простреле КС. ДЗ, для снаря-
жения которой используются малочувствительные взрывчатые составы, назы-
вают малочувствительной, или малоуязвимой, ДЗ. В зарубежных источниках
малоуязвимую ДЗ называют IRA (Insensitive Reactive Armour). Примером IRA
является французская ДЗ Brenus. Необходимо отметить, что разработка ДЗ малой
уязвимости соответствует общей концепции НАТО о разработке вооружения
малой уязвимости.
Рассмотренные типы ДЗ содержат в себе ВВ, что накладывает весьма
существенные ограничения на их производство, хранение, транспортировку
и эксплуатацию. Поэтому следующим шагом в развитии ДЗ стала замена ВВ
на энергетические материалы, которые по международной классификации
не являются взрывчатыми, но которые при интенсивном воздействии быстро
в течение нескольких микросекунд экзотермически реагируют с образовани-
ем газов. К числу таких материалов можно отнести составы на основе смесей
окислитель - горючее, содержащие дополнительные компоненты: связующее
(например, силиконовый каучук, полиуретан, азидополимеры и др.), катализа-
тор и стеклянные или полимерные микросферы, служащие сенсибилизатором.
Такую ДЗ называют невзрывной ДЗ в узком смысле. В зарубежной литературе
9.1. Динамическая защита и принцип ее действия
59
для этой ДЗ используется сокращение NxERA (Non-Explosive Reactive Armour).
По эффективности действия NxERA близка к ДЗ SLERA.
Весьма широко в специальной литературе обсуждается ДЗ, в которой не ис-
пользуются ни ВВ, ни другие энергетические материалы. В зарубежной литера-
туре сокращенно такая ДЗ называется NERA (Non-Energetic Reactive Armour).
В качестве наполнителя ЭДЗ используются инертные в химическом отношении
легкие сжимаемые материалы (типа ПММА, поликарбоната и др.) с высокой
скоростью звука. Источником энергии для функционирования такой ДЗ является
КС, создающая интенсивные ударные волны в наполнителе. Ранее сокращение
NERA использовалось для обозначения невзрывной ДЗ.
Кроме перечисленных типов ДЗ в литературе обсуждаются различные типы
гибридной брони, содержащей те или иные типы ДЗ. К их числу можно отнести
IERA (LERA) - Intensive Explosive Reactive Armour (Lightweight Enhanced Reac-
tive Armour) - усиленная ДЗ - по-видимому, разновидность гибридной брони
L-VAS (Light Vehicle Armour System), предназначенной для защиты легкоброн-
ной техники, в которой, возможно, в лицевом слое используется ДЗ типа ERA
или IRA, а в тыльном слое — NERA или пассивная броня. Этот тип ДЗ уста-
новлен только на БМП Warrior.
В заключение настоящего раздела следует кратко рассказать о ячеистой
броне (рис. 9.11). Повышенная стойкость ячеистой брони к воздействию КС
объясняется следующим образом. Если в среде, в которую проникает КС, дей-
ствует давление, то возможно схлопывание каверны - восстановление сплош-
ности среды, и ее вновь нужно пробивать. Кроме того, схлопывание каверны
может быть несимметричным относительно КС. Тогда воздействие движущегося
а
б
Рис. 9.11. Схема ячеистой брони:
а - уцарно-волновые процессы в ячейке без ВВ (7 - баллистическая УВ в наполнителе
ячейки; 2 - отраженная УВ; 3 - захлопывающаяся каверна); б - ударно-волновые
процессы в ячейке с зарядом ВВ (7 - фронт баллистической УВ; 2 - фронт отраженной УВ;
3 - фронт УВ, образующийся при детонации заряда ВВ; 4 - схлопывание каверны;
5 - заряд ВВ)
60
Глава 9. Динамическая защита
по направлению к КС материала отклоняет или повреждает КС, уменьшая тем
самым ее проникающую способность. Условие схлопывания каверны - доста-
точно высокое давление в среде по сравнению с ее прочностью. Если в преграде
содержится малопрочная сжимаемая среда, то эффект схлопывающейся каверны
может быть реализован как за счет отражения баллистической УВ (возника-
ющей при проникании КС в эту среду) от ограничивающих малосжимаемых
стенок или перегородок, так и созданием в среде повышенного давления при
взрыве небольшого заряда ВВ, инициирование детонации в котором осущест-
вляется КС. Стенки ячеек могут иметь различную форму, в том числе быть
плоскопараллельными.
9.2. Проникание кумулятивной струи
через взрывную динамическую защиту
Основные физические процессы, возникающие при проникании
кумулятивной струи через взрывную ДЗ
Импульсное рентгенографирование процесса взаимодействия КС с ЭДЗ
показывает, что прошедшая через ЭДЗ кумулятивная струя состоит в общем
случае из трех частей (рис. 9.12):
1) относительно короткой, практически не поврежденной и маловозму-
щенной головной части КС (лидера);
2) значительно поврежденной основной части КС;
3) неповрежденной хвостовой части КС, проникающей через ЭДЗ без
всякого взаимодействия с ее пластинами.
Увеличение эффективности ДЗ требует решения таких задач, как умень-
шение длины лидера, увеличение степени повреждения основной части КС
и недопущение прохождения через ДЗ хвостовой части КС без воздействия
на нее пластин ДЗ. При решении этих задач необходимо понимание физи-
ческих процессов, возникающих при проникании КС через ЭДЗ и определя-
ющих эффективность защищающей способности ДЗ. К ним относят:
1) формирование отверстий в пластинах ЭДЗ при их пробитии КС;
2) инициирование детонации в заряде ВВ ЭДЗ;
3) взрывное метание пластин ограниченных поперечных размеров;
4) взаимодействие движущихся пластин с КС.
В настоящее время достигнут достаточно высокий уровень понимания
этих физических процессов.
Рис. 9.12. Вид КС после прохождения через ЭДЗ:
А - головная часть КС (лидер); В - поврежденная часть КС; С - неповрежденная
хвостовая часть КС
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 61
Формирование отверстия в пластине при пробитии ее КС. Один из наи-
более значимых факторов, определяющих длину лидера, - размер отверстия
Jote, образующегося в пластине ЭДЗ при пробитии ее головным элементом КС.
Известно, что при уменьшении толщины пластины размер отверстия умень-
шается из-за воздействия волн разгрузки, образующихся вследствие движения
материала в сторону поверхностей, что существенно ослабляет стадию ради-
ального инерционного течения материала пластины. При ударе под углом раз-
мер отверстия в направлении удара увеличивается, а само отверстие принимает
эллиптическую форму.
Возможный подход к определению размеров отверстий в пластинах при
их пробитии КС - это использование зависимостей диаметров отверстий, об-
разующихся в полубесконечных преградах, от времени, но с ограничением
времени радиального течения материала. Естественно предположить, что время
формирования отверстия в пластине te пропорционально времени ее пробития:
v8
t =-------------------------------------,
<ynpcos о
где v — эмпирический коэффициент; 8 - толщина пластины; &пр - скорость про-
никания КС; 0 - угол между КС и нормалью к пластине. Используя зависимость
диаметра отверстия в полубесконечной преграде от времени, можно получить
следующие выражения:
где Jmax - максимальный диаметр отверстия в пластине; <з?отв - диаметр отвер-
стия в полубесконечной преграде из материала пластины; <з?кс, цкс - диаметр
и скорость КС; отд - динамический предел текучести материала пластины;
ркс и Рпл - плотности материалов КС и пластины. Выражения (9.1) учитывают
также и угол воздействия КС. Наилучшее согласие с результатами экспериментов
достигается при v = 4,5.
Инициирование детонации в заряде ВВ ЭДЗ. Инициирование детонации
в заряде ВВ ЭДЗ - это важнейший процесс, определяющий работоспособность
ДЗ. Характеристика инициирующей способности КС - параметр G = v2KCdKC.
Поскольку заряд ВВ ЭДЗ представляет собой тонкий слой, ограниченный
с обеих сторон металлическими пластинами, инициирование в нем детонации
при интенсивном локализованном воздействии КС обладает рядом особенно-
стей. Основная характеристика процесса инициирования детонации, которая
определяет длину лидера, - это время задержки возникновения детонации тд
после достижения КС лицевой пластины или слоя взрывчатого вещества ЭДЗ.
62
Глава 9. Динамическая защита
Рис. 9.13. Схема нагружения за-
ряда ВВ ЭДЗ предшествующей
ударной волной:
N' - фронт предшествующей УВ;
Д - диаметр области воздействия
Асимптотический характер геометрии
взаимодействия КС с тонким слоем ВВ по-
зволяет разделить процесс инициирования
детонации на два этапа:
1) локальное инициирование детонации
в области воздействия (создание детонаци-
онного очага);
2) распространение детонации из дето-
национного очага на окружающее ВВ.
Механизм инициирования детонации
в области воздействия КС зависит от тол-
щины 3] лицевой пластины ЭДЗ. При вза-
имодействии КС с лицевой пластиной об-
разуется мощная ударная волна N\, которая
с затуханием распространяется в пластине.
Первоначально ВВ нагружается именно
этой УВ, переходящей из пластины в заряд
ВВ (рис. 9.13). Если толщина пластины 31
не превосходит (3.. .5)JKC и заряд ВВ облада-
ет достаточно высокой чувствительностью,
то инициирование детонации осуществляется этой УВ в течение ее первого
пробега по заряду ВВ или при отражении от тыльной пластины. Критерий
ударно-волнового инициирования детонации при воздействии КС под углом
записывается в виде неравенства
/ х Y
G > 6КР 1+^- cos-'e,
\ ^кс J
где GKp - критическое значение характеристики ударно-волновой чувствительно-
сти зарядов ВВ при интенсивном локализованном воздействии КС; ц - коэффици-
ент, равный отношению плотностей материалов пластины и КС; 0 -угол между
нормалью к поверхности пластины и КС. Для эластичных и пластичных взрывча-
тых составов, применяемых для снаряжения ЭДЗ, составляет 10.. .20 мм3/мкс2.
У высокочувствительных взрывчатых составов с малым значением кри-
тического диаметра детонации (dKp < 1 мм) возбуждение детонации в области
воздействия КС обеспечивает ее распространение в радиальном направлении
на окружающее ВВ. К таким взрывчатым составам можно отнести, например,
эластичные составы типа ЭВВ-34 или ХТХ-8003 на основе мелкодисперс-
ного ТЭНа с dKp < 0,5 мм и с расстоянием не более 1 мм, на котором плоская УВ
с амплитудой порядка 10 ГПа переходит в детонационную. Характерное вре-
мя задержки возникновения детонации тд в заряде взрывчатого вещества ЭДЗ
по такому механизму определяется временем распространения предшествующей
ударной волны по слою ВВ:
h
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 63
где h - толщина слоя ВВ; Увв - средняя скорость ударной волны в заряде ВВ,
величина тд = /г/D, где D - скорость детонации заряда ВВ ЭДЗ.
Для инициирования детонации в тонких слоях менее чувствительных ВВ
(глубоко флегматизированных пластичных ВВ типа ПВВ-5А или С-4) при
воздействии КС, когда диаметр области воздействия сравним по величине
с критическим диаметром детонации или меньше его, требуется не только ини-
циирование детонации в области воздействия, но и выполнение условия рас-
пространения детонации из локального детонационного очага на окружающее
ВВ. Это условие описывается неравенством, связывающим диаметр области
воздействия dQ, толщину слоя ВВ h и критическую толщину слоя ВВ hKp:
1—— COS(p*
d0
Угол наклона ф* стационарного детонационного фронта к поверхнос-
ти заряда ВВ для свободных зарядов ВВ составляет приблизительно 45°, а
для зарядов, ограниченных стальными пластинами, - «80...85°; h ~ d /2:,
d0 ~ (1...2)<з?кс. Характерное время задержки возникновения детонации по та-
кому механизму равно времени проникания КС через слой ВВ тд = h/vnp, где
vnp - скорость проникания КС в заряд ВВ. В общем случае тд = ah /vnp, где
а = 0...1 - эмпирический коэффициент. Значение а = 0 соответствует иници-
ированию детонации после пробития КС лицевой пластины еще до ее входа в слой
ВВ; при а = 1 детонация возникает после проникания КС через слой ВВ перед ее
входом в тыльную пластину; а = 0,5 соответствует инициированию детонации
в момент достижения КС середины слоя ВВ. Для обоих механизмов ударно-вол-
нового инициирования детонации время задержки не превышает 1 мкс.
При увеличении толщины лицевой пластины ЭДЗ сверх некоторой кри-
тической 81кр амплитуда предшествующей УВ становится недостаточной для
быстрого инициирования детонации. Последующее нагружение слоя ВВ осу-
ществляется волной сжатия, формирующейся в ВВ при приближении проника-
ющей в пластину КС к границе раздела пластина-ВВ (рис. 9.14). При толщине
лицевой пластины 8] < (3...5)й?кс трудно разделить вклады предшествующей
УВ и последующей волны сжатия в инициирование детонации. Можно лишь
отметить, что волна сжатия, образуемая движущейся границей раздела, уско-
ряет переход предшествующей УВ в детонационную. При большей толщине
экранирующих пластин 8t > 5dKC основную роль в инициировании детонации
начинает играть волна сжатия. При инициировании детонации в заряде взрыв-
чатого вещества ЭДЗ волной сжатия время задержки инициирования детона-
ции возрастает и может достичь нескольких микросекунд. Большое время
задержки тд объясняется десенсибилизацией ВВ при его предварительном
сжатии предшествующей УВ.
К числу особенностей инициирования детонации в экранированных тонких
слоях ВВ, важных для разработки ДЗ, следует отнести также существование
предельной толщины лицевой пластины 81шах = (10... 12)<з?кс, при превышении
64
Глава 9. Динамическая защита
Рис. 9.14. Схема нагружения заряда ВВ ЭДЗ волной сжатия:
Nt - фронт предшествующей УВ; D - скорость детонации
которой инициирование детонации в ВВ не происходит даже при воздействии
высокоскоростных головных элементов КС.
Как правило, проблем с инициированием детонации в зарядах взрывчатого
вещества ЭДЗ при воздействии КС мощных кумулятивных зарядов не возникает.
Некоторые проблемы имеют место при воздействии на ЭДЗ малокалиберных
предзарядов тандемных КБП первого поколения.
Взрывное метание пластин ЭДЗ ограниченных поперечных размеров.
Как отмечалось выше, эффект ДЗ основан на взаимодействии средства пора-
жения с движущейся пластиной. Поэтому правильное определение скорости
метания пластин важно для расчета эффективности ДЗ.
Наиболее простой и распространенной моделью, позволяющей получить
конечные зависимости для скорости взрывного метания пластин ЭДЗ U, стала
одномерная энергетическая кинематическая модель, которую связывают с име-
нами Р. Гарни, К.П. Станюковича, Г. И. Покровского. Эта модель обычно при-
меняется для анализа плоского метания параллельных пластин толщиной 81
и 32, между которыми расположен заряд ВВ толщиной h, или для метания ци-
линдрических или сферических оболочек, наполненных ВВ.
Формулы для расчета скорости метания пластин разной толщины 3j и 8 2
при линейном распределении скорости ПД (несимметричная схема) имеют вид
2
_______________33,________________
34-31 + Р1+22(р1 + 2₽2 + 6)
1 3, (32 + 2)2 VPl Р2 '
(9-2)
где Q — теплота взрыва, отвечающая за метательное действие.
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 65
Коэффициенты нагрузки 0] и 02 определяются основными конструктивными
характеристиками ЭДЗ:
Р _ Рвв^ . р _ Рвв^
РплА Рпл2^2
где р , pra2 - плотности материалов метаемых пластин; рвв - плотность мета-
емого заряда ВВ.
Если одна из метаемых пластин отсутствует, то 1 /02 = 0, и из зависимостей
(9.2) получим следующие выражения для скорости пластины при односторон-
нем ограничении слоя ВВ:
о _ Рвв^ .
РплД
(9-3)
При стремлении массы метаемой пластины к нулю (1 / 0 —> 0) из последней
зависимости можно найти скорость истечения [/тах продуктов мгновенной де-
тонации в вакуум. Совершая в (9.3) предельный переход при 1 /0 —» 0, получим
U = л/бЗ.
max V
Если эту зависимость подставить во вторую формулу (9.2), то вместо зависимо-
сти (9.3) можно записать другое выражение для определения скорости метания
пластины при одностороннем ограничении заряда ВВ:
Трудности возникают и при определении величины Q. В большинстве отече-
ственных работ для этого используют приближенное соотношение, следующее
из политропного уравнения состояния ПД и соотношений теории детонации,
Р2
2(к2-1)’
где к - показатель политропы ПД (к ~ 3 - для высокоплотных ВВ).
Для полноты изложения приведем формулу для расчета скорости метания
пластин в симметричной схеме, когда метаемые пластины одинаковы (распре-
деление скорости ПД - линейное):
30 _ Р 30
6 + 0 л/fc2-1\6 + 0
Рассмотренный подход дает неплохие результаты при расчете скорости
метания относительно тонких пластин достаточно больших поперечных раз-
меров. Если же толщина пластины возрастает до 15.. .25 мм и более, а толщина
66
Глава 9. Динамическая защита
слоя ВВ остается по порядку величины равной 10 мм, то скорости пластин
площадью примерно 0,1 м2, определенные с помощью приведенных выше со-
отношений, оказываются сильно завышенными. При малых коэффициентах
нагрузки (Р < 0,1) существенными становятся потери энергии вследствие боко-
вого истечения ПД. Анализ эффекта бокового истечения ПД с использованием
энергетического кинематического подхода в двухмерном приближении позво-
ляет предложить следующую методику расчета скоростей метаемых пластин.
Сначала с помощью зависимостей (9.2) находят скорости метания пластин [7
(z = 1,2 - номер пластины) в одномерном приближении. После этого рассчиты-
вают толщины слоев ВВ hx и h2, разлетающихся в направлении соответственно
первой и второй пластин. При линейном распределении скорости ПД метаю-
щего заряда ВВ
1 +
А 1
max 2
^maxl >
h2 = h-hy.
Далее вычисляют активные коэффициенты нагрузки 0а( = Рввй,/рплД. Учет
бокового истечения ПД из-под пластин проводят с помощью параметров вы-
дувания ж, которые определяют, задавая распределения скоростей продуктов
детонации вдоль направления метания (z-направление) и в боковом направлении
(r-направл ение):
w -
где Ф - параметр формы метаемых пластин; - параметры, характеризующие
распределение скоростей ПД. Для пластин в виде прямоугольника с размерами а
и b параметр формы находят из соотношения Ф = (а + b) hn/ (аЬ), где п - 1-2 - ко-
эффициент, зависящий от отношения а/b. Скорости метания пластин U с учетом
бокового истечения ПД рассчитывают по формуле U. = U / w.. Удовлетвори-
тельное согласие расчетных и экспериментальных скоростей метания достига-
ется при = 1/6, Е,г = 1/12, п = 1,4.
Для анализа начальной стадии взаимодействия КС с ЭДЗ необходимо учесть
время разгона пластины т . Особенно это важно для определения длины лиде-
ра КС, проникающего через ЭДЗ. При метании тонкой пластины скользящей
детонационной волной, как это имеет место в ЭДЗ, время разгона пластины
можно оценить, предполагая, что ускорение пластины постоянно, а давление,
действующее на пластину, равно некоторому среднему давлению pt. Тогда при
известной конечной скорости пластины получим следующее соотношение для т :
т - Р-5С/
р р.
где рпл - плотность материала пластины; U - конечная скорость метания пла-
стины; р* - (0,5...1,0)/?н, гдерн - нормальное давление детонации.
Ускорение рассматриваемого участка пластины начинается после того,
как его достигает детонационный фронт. Поэтому время начала движения участ-
ка пластины, отстоящего на расстояние х от места возникновения детонации
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 67
в заряде ВВ, включает в себя время достижения детонационной волной этого
участка х/D и т . Ускоренная пластина поворачивается относительно первона-
” а п • U
чального положения на угол р = 2 arcsm •
Взаимодействие движущихся пластин с КС. Механизм взаимодействия
КС с движущимися пластинами весьма сложен и характеризуется трехмерными
нестационарными динамическими процессами срабатывания, отклонения и раз-
рушения КС. Точка К пересечения КС с пластинами перемещается вдоль КС
Рис. 9.15. Кинематика взаимодействия КС с пластинами ЭДЗ в системе координат,
связанной с точкой К пересечения КС с пластинами
со скоростью U. (ось х направлена вдоль КС). В системе координат, связанной
с этой точкой, взаимодействие КС с пластинами эквивалентно слиянию двух
потоков, направленных вдоль КС и пластин (рис. 9.15). Скорости этих потоков
УКС / “ ^КС ~ (_ 1) 5? ’
cos 0
ипл1=и^е.
Режим взаимодействия КС с пластинами определяется соотношением потоков
масс КС mvr, и пластины т . в точке К. Для mvr, пт можно записать следу-
КС I пл I КС I пл I J
ющие выражения:
mKC i ~ Ркс^кс/>
Шпл I ~ ^/К^КсРпл^пл Р
где к<7кс - ширина реза в пластине; к - параметр, характеризующий ширину реза
в пластине (к > 1). С учетом выражений для скоростей сливающихся потоков
отношение потоков масс можно представить в виде
_ mKCi _ Ркс ^КС f ^КС (—1)
'«пл, Рпл 4к5,. Wg0 sinoj
68
Глава 9. Динамическая защита
Экспериментальное исследование взаимодействия КС с ДЗ показывает, что
при X. > 1 реализуется стационарное непрерывное взаимодействие КС с пласти-
ной, в результате которого КС, частично срабатываясь, уменьшаясь в диаметре
и отклоняясь по направлению, перерезает пластину. При этом изменяется форма
поперечного сечения - КС, расширяется в боковом направлении. Как правило,
стационарный режим реализуется при взаимодействии высокоскоростных эле-
ментов КС как с лицевой, так и с тыльной пластинами ДЗ. Низкоскоростные
элементы КС в стационарном режиме взаимодействуют только с достаточно
тонкими лицевыми пластинами ДЗ, движущимися навстречу КС. Анализ рент-
генограмм показывает, что влияние лицевых пластин ДЗ на КС приводит к ее
преждевременному разрушению.
При Л.(. < 1 поток массы пластины в точке взаимодействия превосходит по-
ток массы КС, и режим взаимодействия оказывается нестационарным: КС пе-
риодически взаимодействует с пластиной и образует в ней отверстия - каждое
очередное взаимодействие реализуется при столкновении КС с краем предыду-
щего отверстия в пластине, которое смещается на траекторию КС вследствие ее
движения. В результате часть КС расходуется на пробитие пластины, а оставшая-
ся возмущенная часть проникает через пластину и воздействует на основную
преграду. Нестационарный режим характерен для взаимодействия КС с тыльной
пластиной, перемещающейся в направлении движения КС.
Описанный процесс подтверждается рентгенограммами процесса взаимо-
действия КС с ДЗ (рис. 9.16), полученными в НИИ Стали.
Элементы ДЗ состояли из двух стальных пластин из малоуглеродистой ста-
ли, между которыми размещался слой ВВ из эластичного взрывчатого состава
Рис. 9.16. Рентгенограммы взаимодействия медных КС с элементами ДЗ:
а - толщина лицевой пластины - 2 мм, тыльной -1 мм, репер установлен на расстоянии
190 мм от элемента; б - толщина лицевой пластины -1 мм, тыльной - 2 мм, репер установлен
на расстоянии 220 мм от элемента; в - толщина лицевой и тыльной пластин - 2 мм, репер
установлен на расстоянии 180 мм от элемента; толщина слоя ВВ - 3 мм; угол между
КС и элементом ДЗ - 30°
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 69
на основе ТЭНа толщиной 3 мм. Толщина пластин в разных опытах составляла
1 и 2 мм. В качестве кумулятивных зарядов использовались лабораторные за-
ряды из флегматизированного гексогена плотностью 1,65 г/см3 диаметром 56 мм
с медной конической облицовкой с углом раствора конуса 50°. Глубина пробития
преграды из гомогенной броневой стали этими кумулятивными зарядами при их
установке на расстоянии 150 мм от преграды составляла 238±13 мм, скорость
головных элементов КС равнялась 8000±250 м/с, диаметр головных элементов
полностью вытянутой КС составлял 1,9±0,1 мм. Как видно из рентгенограмм,
состояние КС после прохождения элемента ДЗ зависит от толщины пластин
и порядка их расположения и свидетельствует о периодическом взаимодействии
КС с пластинами.
Исходя из того, что пластины ДЗ разлетаются в противоположных направ-
лениях, можно было ожидать, что их воздействие будет создавать в КС попереч-
ные возмущения также в противоположных направлениях. Однако большинство
известных рентгенограмм и протонограмм процесса взаимодействия КС с ДЗ
показывают, что после прохождения ДЗ в КС имеются возмущения лишь от дей-
ствия тыльной пластины (см. рис. 9.16).
М. Хельд объяснял этот эффект своеобразным «фильтрующим» действием
тыльной пластины. Его объяснение становится понятным из рис. 9.17.
Поперечные возмущения КС, образованные в процессе взаимодействия
с лицевой пластиной, срезаются при пересечении тыльной пластины и на выходе
из устройства ДЗ остаются только поперечные возмущения одного направления,
образованные в результате взаимодействия КС с тыльной пластиной. Если это
Рис. 9.17. Прохождение кумулятивной струи через разлетающиеся пластины ДЗ
по Хельду:
1,2- лицевая и тыльная пластины ДЗ; 3 - кумулятивная струя; 4 - поперечные возму-
щения в КС, образовавшиеся в результате воздействия лицевой пластины; 5 - поперечные
возмущения в КС, образовавшиеся в результате воздействия тыльной пластины; 6 - раз-
рывы КС, образовавшиеся в результате срезания тыльной пластиной возмущений в КС
от воздействия лицевой пластины
70
Глава 9. Динамическая защита
так, то воздействие на КС лицевой пластины частично уменьшает эффектив-
ность действия тыльной пластины, поскольку приводит к дополнительному
расходованию ее материала на срезание поперечных возмущений в КС от воз-
действия лицевой пластины.
Однако при внимательном анализе рентгенограмм и протонограмм пред-
ложенный М. Хельдом механизм «фильтрующего» действия тыльной пластины
не находит подтверждения, поскольку при прохождении высокоскоростной
части КС через лицевую пластину в КС не обнаруживается развитых попереч-
ных возмущений не только на наших рентгенограммах (см. рис. 9.16), но и на
рентгенограммах, приведенных в его работах, и на протонограммах, приве-
денных в работе О.В. Свирского с соавторами.
И. Ф. Кобылкиным разработана модель нестационарного взаимодействия
КС с тонкими пластинами ДЗ. На основе анализа процесса взаимодействия
КС с движущимися пластинами ДЗ оценена величина бокового импульса,
передаваемого КС смещающимися под углом пластинами. Основной особен-
ностью взаимодействия КС с ДЗ является то, что за один и тот же промежуток
времени с лицевой пластиной взаимодействует элемент КС большей длины,
чем с тыльной. Поскольку величина поперечной скорости, сообщаемой КС
при взаимодействии с лицевой пластиной, меньше перпендикулярной к КС
составляющей скорости пластины, то взаимодействие основной части КС
с лицевой пластиной имеет непрерывный характер и приводит к срабатыва-
нию КС в поперечном направлении (уменьшению диаметра КС) и отклонению
на небольшой угол. При взаимодействии КС с тыльной пластиной приобре-
таемая КС величина поперечной скорости превосходит перпендикулярную
к КС составляющую скорости пластины, вследствие чего КС периодически
Рис. 9.18. Схема прохождения кумулятивной струи через разлетающиеся
пластины ДЗ:
1,2 - лицевая и тыльная пластины ДЗ; 3 - КС; 4 - поперечные возмущения в КС, об-
разовавшиеся в результате воздействия тыльной пластины
9.2. Проникание кумулятивной струи через взрывную динамическую защиту 71
отскакивает от пластины и взаимодействие КС с тыльной пластиной имеет
нестационарный дискретный характер и формирует в КС поперечные воз-
мущения, которые, развиваясь, приводят к ее искривлению и последующему
разрушению.
Согласно разработанной модели схема прохождения основной части КС че-
рез разлетающиеся пластины ДЗ принимает вид, представленный на рис. 9.18.
Взаимодействие основной части КС с лицевой пластиной имеет непрерывный
характер и приводит к некоторому уменьшению ее диаметра (срабатыванию
в поперечном направлении) и отклонению на небольшой угол а. Взаимодей-
ствие КС с тыльной пластиной имеет нестационарный дискретный характер
Рис. 9.19. Пространственно-временная диаграмма процесса проникания КС
в преграду, оснащенную ДЗ:
I - часть КС, израсходованная при пробитии ЭДЗ; II - лидер (головной элемент КС,
проникающий через ЭДЗ); III - поврежденная часть КС; IV - неповрежденная часть
КС; 1 - воздействие лидера; 2 - воздействие поврежденной части КС; 3 - воздействие
неповрежденной части КС
72
Глава 9. Динамическая защита
и формирует в КС поперечные возмущения, которые, развиваясь, приводят к ее
искривлению и последующему разрушению.
Возникающие в КС поперечные возмущения можно рассматривать как по-
перечные волны в струе, находящейся в пластической состоянии. В связи с не-
высокой скоростью их распространения (~ 100 м/с) эти волны локализованы,
а их развитие приводит к быстрому разрушению деформированных участков КС.
Пространственно-временная диаграмма процесса проникания КС с ли-
нейным распределением скорости в преграду, оснащенную ДЗ, представлена
на рис. 9.19.
Для того чтобы продемонстрировать возможности ДЗ, с помощью инженер-
ной методики, разработанной И. Ф. Кобылкиным, был выполнен количествен-
ный анализ защищающей способности модельного ЭДЗ, состоящего из двух
стальных пластин толщиной 2 мм и слоя ВВ, которое обеспечивает скорость
их метания U- 1300 м/с. Расчеты проводились для медной КС с линейным рас-
пределением скорости. Характеристики КС: dyc = 2 мм; максимальная скорость
головного элемента v0 - 8000 м/с; минимальная скорость хвостового элемента
Отт = 2000 м/с; поперечная скорость элементов КС vd= 8 м/с; время разрушения
КС th - 100 мкс. Кумулятивная струя с такими характеристиками обеспечивала
пробитие стальной преграды на базовую глубину А6аз = 500 мм при расстоянии
установки кумулятивного заряда S = 500 мм. Длина пластин ЭДЗ составляла
250 мм, расстояние их установки = 300 мм.
Рис. 9.20. Зависимости глубины остаточ-
ного проникания КС в преграду, оснащен-
ную ДЗ, от скорости элементов КС (а),
угла взаимодействия (б), координаты точ-
ки попадания КС в ЭДЗ (в)
9.3. Особенности взаимодействия динамической защиты с БПС 73
Из анализа вклада различных элементов КС в остаточное пробитие основ-
ной преграды для угла взаимодействия 0 = 65° и - Z2 = 125 мм (рис. 9.20, а)
следует, что хвостовые элементы КС полностью поглощаются ЭДЗ. Основны-
ми характеристиками защищающей способности ЭДЗ являются зависимость
глубины остаточного проникания Loct от угла взаимодействия 0 (рис. 9.20, б)
(минимальная величина £ост достигается при 0 - 65...15°) и зависимость £ост
от координаты 1Х точки попадания КС в ЭДЗ (рис. 9.20, в). Глубина остаточ-
ного проникания слабо зависит от при попадании КС в нижнюю часть ЭДЗ
(/] >100 мм), когда основное воздействие на КС оказывает лицевая пластина.
Если поток массы КС в точке пересечения с пластиной ЭДЗ не превосходит или
сравним с потоком массы материала пластины (Л, < 1), то в первом приближе-
нии можно считать, что в процессе взаимодействия КС с пластиной происходит
полное поглощение КС (срабатывание, рассеяние, отклонение на большие углы)
и фрагмент КС, взаимодействующий с пластинами ЭДЗ, не принимает участия
в пробитии основной преграды.
9.3. Особенности взаимодействия динамической защиты
с бронебойными подкалиберными снарядами
На настоящем этапе развития противотанковых БП бронебойные оперен-
ные подкалиберные снаряды с отделяемыми поддонами (в англоязычной лите-
ратуре - APFSDS) и тяжелосплавными сердечниками представляют серьезную
угрозу для танков. В ближайшей перспективе их бронепробиваемость может до-
стичь 800.. .900 мм, и одним из эффективных способов существенного снижения
проникающей способности можно считать использование в составе броневой
защиты устройств ДЗ.
Возмущение траектории БОПС
путем придания ему угла атаки и угло-
вой скорости вращения, его деформи-
рование и разрушение осуществля-
ются при воздействии движущейся
пластины на боковую поверхность
БПС (рис. 9.21). Контактному взаи-
модействию пластины с БОПС пред-
шествуют инициирование детонации
в заряде взрывчатого вещества ДЗ,
ускорение пластин, выборка зазора
между БОПС и боковой поверхностью
отверстия в плите, образованного при
его проникании.
Все это занимает некоторое время
t3, за которое снаряд проникает за пла-
стину на расстояние
Рис. 9.21. Схема взаимодействия дви-
жущейся пластины с БПС:
Мо - момент относительно точки О
74
Глава 9. Динамическая защита
L
I U-
COS0
где i - номер пластины (1 - лицевая пластина, 2 - тыльная пластина). Именно
на расстоянии /0 от головной части снаряда осуществляется первоначальное
приложение нагрузки со стороны движущейся пластины к боковой поверхности
снаряда. После выбора зазора снаряд нагружается ударом. Верхний уровень
амплитуды ударной нагрузки F можно оценить исходя из соотношения
_db sin0.,
уд COS0 пл пл '
где d—диаметр снаряда; 5 - толщина пластины; с - скорость звука в материале
3
пластины. Длительность ударного импульса т будет равна т
уд 3cwcos0
g
Так как 0 == 60°, то туд ~. Ударный импульс / , действующий на снаряд
Спл
на расстоянии Zo от головной части снаряда,
Лд=7?УДТУЛ=Рпл^2фё6-
Вследствие перемещения снаряда относительно пластины в дальнейшем
снаряд подвергается скользящей боковой нагрузке. Зависимость координаты
точки приложения нагрузки от времени описывается соотношением
х = L +1 v - (-1Y ' и.
0 V 7 COS0)
Контактная сила взаимодействия определяется режимом взаимодействия.
Если взаимодействие сводится к перерезанию снарядом движущейся пластины,
то для поперечной силы Fn можно получить следующее выражение:
db ( 2 ТТ1 . 2?|
<\д + з РплЦ sin 0 I,
Fn = а
COS0
где отд - динамический предел текучести материала движущейся пластины.
Торможением снаряда вследствие действия сил трения в зоне контактиро-
вания снаряда с пластиной в первом приближении можно пренебречь.
Дальнейший анализ движения снаряда определяется моделью материала
снаряда. Наиболее просто анализируется движение абсолютно жесткого недефор-
мируемого снаряда, плоское движение которого под действием рассмотренных
выше сил описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
dvv rd(i)
' dt * dt
где m - масса снаряда; I-момент инерции снаряда относительно его центра масс;
v - поперечная скорость центра масс; (й - угловая скорость вращения снаряда;
dv „ т tZco Г
т—~ = Fn; I— = F ,
dt n dt 12 J
9.3. Особенности взаимодействия динамической защиты с БПС
75
Рис. 9.22. Различные случаи проникания БОПС в преграду, оснащенную ДЗ
Z. - длина снаряда. Интегрирование этой системы уравнений не представляет
труда. В качестве начальных условий следует использовать значение скорости
Vyo= IyJ тп начальное значение угловой скорости (Оо = /удт (/с / 2 - /0) /I.
При воздействии на снаряд лицевой пластины, движущейся навстречу ему,
при х < 1с/2 (точка приложения нагрузки находится между вершиной и центром
масс снаряда) происходит увеличение угла атаки, т. е. денормализация снаряда,
при х > lj2, наоборот, - нормализация снаряда. Воздействие тыльной пластины
при тех же условиях приводит к противоположным эффектам.
В результате воздействия движущихся пластин динамической защиты БОПС
деформируется и разрушается, а его отдельные части приобретают разные
угловую скорость и углы атаки (рис. 9.22). Если при небольшом искривлении
БОПС в основном сохраняет свою бронепробивную способность, то при раз-
рушении БОПС она резко уменьшается. Глубина проникания БОПС в преграду
снижается и при увеличении угла атаки у (угла между осью снаряда и вектором
скорости) сверх некоторого критического, равного примерно 12... 15°. Основная
причина этого состоит в том, что ударник начинает взаимодействовать с прегра-
дой не только своей головной частью, но и боковой поверхностью. Вследствие
этого уменьшается эффективная длина ударника /эф. Формально при небольших
углах атаки /эф можно предположить, что длина /эф равна проекции ударника
на направление проникания /эф = I cos у. При больших углах атаки правильней
считать эффективную длину ударника пропорциональной его диаметру:
‘эф ~ . + ^-2 >
sin у
где Хр Л2 - эмпирические постоянные.
76
Глава 9. Динамическая защита
Экспериментальное и теоретическое изучение процесса проникания
удлиненных ударников в сильно наклоненные стальные плиты показывает, что
можно выделить следующие стадии взаимодействия:
1) рикошет и диспергирование головной части ударника;
2) пробитие преграды центральной частью ударника;
3) проникание хвостовой части ударника.
Рикошет ударников от преграды при воздействии под большими угла-
ми резко снижает бронепробивное действие, поэтому явление рикоше-
та используется для повышения стойкости бронезащиты к воздействию
кинетических БП. Условия рикошета обычно определяются зависимостью
угла рикошетирования от скорости ударника для каждой конкретной пары
ударник - преграда. При воздействии удлиненных ударников из тяжелых
сплавов со скоростью 1500...1700 м/с на броневые преграды угол рикошета
достигает 80°, что практически исключает рикошетирование БПС, поскольку
наклон преграды в реальных конструкциях, как правило, не превышает 80°.
Одним из способов уменьшения угла рикошета является придание пре-
граде скорости, направленной от ударника, когда составляющая скорости
преграды вдоль линии воздействия направлена в ту же сторону, что и ско-
рость ударника. Именно такая ситуация возможна при взаимодействии БПС
с тыльной пластиной ДЗ.
9.4. Невзрывная динамическая защита
и перспективы ее применения
Один из перспективных путей снижения нагрузок от действия ДЗ на защи-
щаемый объект - использование невзрывной ДЗ, построенной на основе пло-
ских ЭДЗ с инертным наполнителем, в качестве которых применяют различные
пластмассы, стекло, керамику, резину, парафин и смеси на его основе и т. п. При
проникании КС через такой ЭДЗ в наполнителе формируется расходящаяся УВ.
Ускорение пластин осуществляется под действием давления за фронтом УВ,
из-за сильного затухания которой оно локализуется в области воздействия КС
(см. рис. 9.2). Тем не менее возникшее движение перемещает на траекторию КС
непробитые участки пластины, что приводит к повреждению части КС и потере
ее проникающей способности в преграду, расположенную за ЭДЗ. Основной
источник энергии для ускорения пластин - это кинетическая энергия элемента
КС, израсходованная на преодоление наполнителя. Подобный эффект локаль-
ного «вспучивания» относительно тонких пластин, размещенных за броневой
преградой с прокладкой из сжимаемого материала, использовался ранее для
увеличения противокумулятивной стойкости преград.
Вследствие локального ускорения пластин невзрывная ДЗ обладает меньшей
эффективностью по сравнению с взрывной ДЗ (полностью поглотить КС с по-
мощью однорядной невзрывной ДЗ невозможно). Однако отсутствие заряда ВВ
в ЭДЗ делает невзрывную ДЗ весьма привлекательной для защиты от действия
КБП объектов и сооружений, где нельзя использовать взрывную ДЗ и можно
9.5. Характерные образцы динамической защиты
77
применять многорядное расположение невзрывных ЭДЗ. К таким объектам
относятся, например, стационарные блок-посты и подобные им сооружения,
различные транспортные контейнеры.
Неожиданное применение невзрывная ДЗ может получить для защиты
от действия КБП атомного и термоядерного оружия. Распространенность руч-
ного противотанкового гранатометного вооружения дает возможность исполь-
зовать его при террористических нападениях на объекты хранения и средства
транспортировки атомного и термоядерного оружия (АиТО). При достижении
КС блоков АиТО, содержащих одновременно делящиеся и взрывчатые веще-
ства, вполне реально возбуждение взрывных процессов в заряде ВВ, поскольку
КС характеризуются высокой инициирующей способностью. Конечно, ядерный
взрыв при таком воздействии произойти не может, но разрушение контейне-
ра, диспергирование делящегося вещества и, как следствие, радиоактивное
загрязнение окружающей среды способны привести к аварии, сопоставимой
с чернобыльской. Кумулятивные БЧ распространенных РПГ характеризуются
достаточно высокой эффективностью: толщина пробиваемой сплошной прегра-
ды из броневой стали достигает 0,5...0,8 м (и это не предел). Получается, что
для предотвращения воздействия КС на блоки АиТО транспортный контейнер
по защищающей способности должен походить на современный танк, причем
со стороны наиболее защищенной фронтальной проекции. Ситуация усугубля-
ется тем, что использование взрывной противокумулятивной ДЗ, характеризую-
щейся высокой эффективностью, затруднено или даже невозможно. По мнению
авторов, решение состоит в применении невзрывной противокумулятивной ДЗ
для поглощения высокоскоростной части КС и в допущении возможности воз-
буждения в зарядах взрывчатого вещества АиТО недетонационного низкопоряд-
кового взрывного процесса, при котором реагирует небольшое количество ВВ
вдоль траектории проникания КС при воздействии оставшейся низкоскоростной
хвостовой части КС. Возможность предотвращения возбуждения детонации
определяется особенностью градиентных кумулятивных струй, заключающей-
ся в том, что инициирующая способность различных участков (элементов) КС
изменяется в широких диапазонах - от чрезвычайно высокой у головных вы-
сокоскоростных элементов КС до относительно невысокой у низкоскоростных
хвостовых элементов КС, которые проникают через заряды некоторых ВВ без
возбуждения детонации. Сведение к минимуму количества прореагировавшего
ВВ предотвращает разрушение контейнера, который должен обладать повы-
шенной стойкостью к действию внутреннего взрыва.
9.5. Характерные образцы динамической защиты
Объемные элементы динамической защиты
Основа большинства отечественных и зарубежных устройств ДЗ - пло-
ские ЭДЗ. Однако до принятия их на вооружение создавались также объем-
ные ЭДЗ коробчатого вида. В настоящее время эти разработки имеют скорее
78
Глава 9. Динамическая защита
Рис. 9.23. ЭДЗ типа «рамка»
исторический интерес. Важное свойство
ЭДЗ типа «рамка» (рис. 9.23) - независи-
мость их противокумулятивной стойкости
от угла воздействия КС. Так, ЭДЗ кубиче-
ской формы со стороной внутренней по-
лости 60 мм, толщиной внутренних сталь-
ных обкладок 3 мм, толщиной слоя ВВ (ТГ
40/60) 5 мм, с наружным корпусом из стали
толщиной 0,5 мм снижает бронепробитие
КЗ диаметром 85 мм на 56 % при воздей-
ствии под углами 0 и 60° от нормали.
Дальнейшим развитием схем объемных ЭДЗ стало создание ЭДЗ типа
«крест» (рис. 9.24), снаряжение которых осуществлялось пластичными или
эластичными ВВ. Предполагалось, что воздействие на проникающую КС
будет усиливаться за счет вставки во внутреннюю полость облицованного
металлическими пластинами крестообразного заряда ВВ. Уровень сниже-
ния бронепробития этими ЭДЗ при воздействии на них КБП, пробивающим
около 400 мм сплошной преграды из броневой стали, составлял 35...44%.
На основе ЭДЗ «крест» разработали опытные конструкции ДЗ навесного
и встроенного типов для одного из отечественных танков. Как показали экс-
периментальные исследования, основной вклад (~ 80 %) в снижение броне-
пробития вносит наружная кольцевая часть ЭДЗ, поэтому крестообразный
заряд ВВ удалили из внутренней полости. Трубчатый ЭДЗ типа «кольцо»
(рис. 9.25) имел наружный корпус из алюминиевого сплава, трубчатый слой
ВВ и внутреннюю облицовку из алюминиевого сплава или стали. Примерно
при той же эффективности, что и у ЭДЗ типа «крест», ЭДЗ «кольцо» более
технологичен в изготовлении, обладает меньшей общей массой и содержит
небольшое количество ВВ.
Рис. 9.24. ЭДЗ типа «крест»
Рис. 9.25. ЭДЗ типа «кольцо»
9.5. Характерные образцы динамической защиты
79
Динамическая защита с плоскими ЭДЗ
Плоские ЭДЗ представляют собой две металлические пластины, между
которыми размещен слой ВВ. Конструктивно их выполняют таким образом,
чтобы при эксплуатационных нагрузках предотвратить истечение ВВ из-под
пластин, а также передачу детонации в поперечном направлении от одного эле-
мента к другому. Конструктивное оформление комплекса ДЗ зависит от вида ДЗ.
В комплексе навесной динамической защиты ЭДЗ на броне танка устанавливают
в специальных контейнерах, оснащенных узлами крепления к основной броне.
Контейнер - это штампованный полый корпус из листовой стали толщиной не-
сколько миллиметров. Внешняя стенка контейнера выполняет роль взводящего
экрана для КБП, вызывающего срабатывание взрывателя. Для обеспечения воз-
действия на ЭДЗ именно КС предусматривается зазор между ЭДЗ и внешней
стенкой контейнера.
Комплекс навесной ДЗ «Контакт». В каждый контейнер навесной ДЗ «Кон-
такт» (рис. 9.26) устанавливается по два плоских ЭДЗ, располагаемых относи-
тельно друг друга под небольшим углом, что обеспечивает практически полное
перекрытие расстояния между отдельными контейнерами и прохождение КС
через два или три ЭДЗ в зависимости от точки ее попадания. Контейнеры крепят-
ся на защищаемом участке брони таким образом, чтобы угол между нормалью
к поверхности контейнера и горизонтальной поверхностью составлял 55.. .85°.
Масса ВВ в одном ЭДЗ - 0,26 кг, масса ЭДЗ - 1,35 кг, масса контейне-
ра - 5,5 кг. Полный комплект навесной ДЗ, устанавливаемой на танк Т-72,
состоит из 227 контейнеров общей массой (вместе с крепежом) примерно
1400 кг, суммарная масса ВВ - 118 кг. Установка ДЗ «Контакт» на танк по от-
ношению к действию КБП эквивалентна увеличению толщины брони вдоль
траектории проникания КС на 350.. .450 мм в зависимости от типа КБП. При
Рис. 9.26. Образцы отечественной бронетехники с навесной динамической защитой:
а - танк Т-72 с комплексом ДЗ «Контакт»; б - боевая машина пехоты БМП-3 с ком-
плексом контейнерной ДЗ для легкобронированных машин
80
Глава 9. Динамическая защита
этом достигается многократный (10-20 раз) выигрыш по массе в сравнении
со сплошной броней.
К навесной ДЗ предъявляют достаточно жесткие требования. ВВ, кото-
рым снаряжают ЭДЗ, должно обладать относительно невысокой чувствитель-
ностью, в частности, не взрываться при ремонтных ударных воздействиях,
не детонировать при обстреле боеприпасами стрелкового оружия, малока-
либерными (23...30 мм) снарядами и при воздействии осколков. Возникшее
горение в ЭДЗ не должно переходить в детонацию и не передаваться между
соседними ЭДЗ, контактирующими по торцевой поверхности. В то же время
при воздействии КС в заряде взрывчатого вещества ЭДЗ необходима надеж-
ность инициирования детонации при температуре -50...+50 °C. На рис. 9.26
приведены фотографии танка Т-72 с ДЗ «Контакт» и боевой машины пехоты
БМП-3 с контейнерной ДЗ.
Комплекс навесной ДЗ «Контакт» может быть установлен не только на танки
российского производства, но и на танки других стран.
Комплекс навесной ДЗ Blazer. Толщина стальных пластин-обкладок пло-
ского ЭДЗ Blazer (рис. 9.27, а) составляет 3 мм, толщина слоя ВВ - 4 мм, расчет-
ная скорость метания пластин - 900 м/с (рис. 9.28). В качестве ВВ используют
пластичное ВВ на основе гексогена (типа С-4, состоящее из 91,5 % гексогена
и 8,5 % пластичной связки). На танки ЭДЗ устанавливают в контейнерах с толщи-
ной стенки 3 мм. В отличие от ДЗ «Контакт» в ДЗ Blazer ЭДЗ имеют несколько
типоразмеров, например, на танке М48АЗ применялись ЭДЗ следующих раз-
меров: 260 х 200 х 10; 260 х 250 х 10; 300 х 200 х 10; 380 х 200 х 10. Установ-
ка ДЗ Blazer на танки М48АЗ с уровнем бронирования 140... 180 мм сделала
практически неэффективными распространенные в то время моноблочные КБП,
поскольку ДЗ уменьшала глубину проникания КС приблизительно на 450 мм
при угле воздействия 65° и при размещении в контейнере двух ЭДЗ.
Характеристики рассмотренных комплексов навесной ДЗ почти одинаковы.
Можно отметить, что при почти равной эффективности масса ДЗ «Контакт»
несколько меньше массы ДЗ Blazer.
В настоящее время ДЗ широко применяется многими странами мира, ис-
пользующими технологии России и Израиля для повышения защищенности
бронетехники. Приведем некоторые примеры.
Фирмы Giat и SNPE (Франция) производят блоки ДЗ Brenus, которые
можно устанавливать на всех типах средне- и тяжелобронированных машин
(см. рис. 9.27, б). Корпорация Norinco (Китай) выпускает ДЗ для танков
Т-59 и Т-80/88. Оснащает свои танки ЭДЗ и Пакистан. Польша разработала
ДЗ ERAWA (см. рис. 9.25) для установки на танки Т-72. Эти ЭДЗ примерно
в 2 раза короче ЭДЗ, используемых в ДЗ «Контакт», что обусловливает их
меньшую эффективность. Чехия также предлагает комплекты ДЗ для танка
Т-72, устройства которых содержат один плоский ЭДЗ по размерам больший,
чем ЭДЗ производства России.
9.5. Характерные образцы динамической защиты
81
Рис. 9.27. Образцы иностранной бронетехники с навесной динамической защитой:
а - танк М-60 с комплексом израильской навесной ДЗ Blazer; б - французский танк
АМХ-30 с ДЗ Brenus; в - английский танк Challenger-2 с ДЗ фирмы BAE Systems;
г - американский танк Ml А2 с ДЗ ARAT
Рис. 9.28. Схема ЭДЗ Blazer:
1 - заклепка скрепляющая обкладки ЭДЗ (10 шт.); 2 - отверстие для крепления ЭДЗ (8 шт.)
82
Глава 9. Динамическая защита
Фирма Royal Ordnance (Великобритания) предложила свои модули
ДЗ Ramor-A, которые использовались для дополнительной защиты танков
Challenger-1 во время войны в Персидском заливе в 1991 г. Италия закупила
такие модули для своей тяжелой колесной бронемашины Centauro. На рис.
9.27, в и г представлены фотографии современных английского и американ-
ского танков с навесной ДЗ.
Использование ДЗ для защиты легкобронированной техники. За рубе-
жом ДЗ широко применяется для защиты БТР, БМП и даже военных бронеав-
томобилей от действия наиболее широко распространенных кумулятивных БП
с глубиной бронепробития до 300 ... 350 мм. Основные усилия разработчиков
ДЗ для ЛБТ направлены на повышение ее безопасности и снижение побочных
эффектов. Наиболее перспективными в этом направлении считаются гибридные
схемы ДЗ, сочетающие взрывную ДЗ с различными типами невзрывной ДЗ.
На рис. 9.29 представлены примеры использования ДЗ для защиты от кумуля-
тивных БП.
Рис. 9.29. Комплексы ДЗ на образцах иностранной легкобронированной техники:
а - ДЗ LERA на БТР Stryker; б - ДЗ L-VAS на БТР Ml 13; в - ДЗ BRAT на БМП М2
Bradley
9.5. Характерные образцы динамической защиты
83
Комплексы встроенной ДЗ «Контакт-5» и «Реликт». С помощью легких
комплексов навесной ДЗ не представляется возможным решить задачу защи-
ты бронетехники от действия БОПС. Поскольку в реальных боевых условия
на бронетехнику воздействуют не только кумулятивные БП, но и БОПС, то для
ее защиты необходима универсальная ДЗ, обеспечивающая защиту как от ку-
мулятивных БП, так и от БОПС.
Встроенные комплексы тяжелой ДЗ «Контакт-5» (рис. 9.30, а) и «Реликт»
(рис. 9. 30, б), разработанные в НИИ Стали (Россия), позволяют решить задачу
защиты тяжелой бронетехники от воздействия как кумулятивных, так и ки-
нетических современных БП. В этих комплексах на КС и сердечники БОПС
осуществляется взрывное метание тяжелых пластин толщиной 15...25 мм,
причем возбуждение детонации в зарядах ВВ ДЗ происходит при воздействии
атакующих БП.
Рис. 9.30. Танки Т-72Б и Т-90С с встроенной ДЗ
а - танк Т-72Б с комплексом ВДЗ «Контакт-5»; б - танк Т-90С с комплексом ВДЗ
«Реликт»
Некоторые характеристики современных комплексов ДЗ, приведенные в
литературе и интернете, представлены в табл. 9.1. Поскольку большая часть
работ в области ДЗ бронетехники засекречена, то приведенные в табл. 9.1
данные характеризуют конкретные образцы ДЗ только в общих чертах и дают
представление о широте использования ДЗ. Незаполненные графы таблицы
свидетельствуют об отсутствии данных.
Примеры применения ДЗ для усиления защиты бронетехники можно про-
должить. Принцип действия ДЗ хорошо известен, ЭДЗ просты по конструкции
и технологии изготовления, и любая страна с достаточно развитой промыш-
ленностью может самостоятельно разрабатывать и выпускать комплексы ДЗ.
Таблица 9.1. Современные комплексы динамической защиты
Обозначение ДЗ, фирма-разработчик, (страна) Уровень защиты Состав и тактико-технические характеристики На какие машины установлена или предполагается устанавливать ДЗ
Blazer, Rafael + IMI (Израиль) РПГ-7, ПТУРЫ: АТ-3; «Малютка» с моноблочной БЧ; эквивалент стойко- сти - 80 ... 300 мм стали Комплект из 56 контейнеров 32 типоразмеров; масса комплекса - 890 кг; масса контейне- ров - 5,2 ... 28,3 кг; масса ЭДЗ - 2,65 ... 4,0 кг; количество ЭДЗ в контейнерах - 1 ... 6 шт.; общая масса ВВ - 38,4 кг. Снаряжение ЭДЗ — пластит С-4 (91,5 % гексоген, 8,5 % - связка). Площадь перекрытия 80 % по лобовой проек- ции и 75-80 % по бортам Танки М-48, М-60, М-60А1, «Центурион»
Super Blazer, Rafael + IMI (Израиль) ПГ-7, ПТУРЫ, ОБПС Плоские тонкие контейнеры Танки Merkava Mk 2, Mk 3, Sabra П и П1, М-60
ДЗ IRA (Д 3 с низкочувстви- тельным BB), Rafael (Израиль) ПГ-7 При малых скоростях удара в снаряжении не возбуждается взрыв, обеспечивает перехват лидера. Используется в гибридных схемах ДЗ БМП CV9035, масса комплекса 4 т
ДЗ NERA (Non-Energetic Reactive Armour), Rafael (Израиль) Состоит из слоев: керамика-резина-сталь; широко используется в гибридных схемах ДЗ, массовый коэффициент 4,5 ... 5 БТР МПЗ
LERA (Lightweight Enhanced Reactive Armour) - облегчен- ная усиленная ДЗ General Dy- namics, Rafael (CHIA, Израиль) Разновидность гибридной брони. Использова- на ДЗ с нечувствительным ВВ в сочетании с пассивной защитой БТР Stryker. Проведено более 1500 натурных испытаний
L-VAS (Light Vehicle Armour System) IMI, Ltd (Израиль) ПГ-7В, АТ-3; «Ма- лютка», 20-мм снаряды Гибридный тип ДЗ, включает легкую ДЗ с ВВ + NERA или NxRA. Масса 2 т на машину. Используется взрывчатый состав LBR (Low- Buming-Rate - ВВ с низкой скоростью взрыв- ного превращения) БТР М113А1, VAB, LAV. Установлена на 450 БТР МПЗ израильских ВС
CLARA (Composite Lightweight Adaptable Reactive Armour - композит- ная легкая адаптируемая ДЗ), Dynamit Nobel Defence GmbH + + Verseidag-Indutex GmbH (Германия) РПГ-7В и ПТУР с уровнем 350 мм Металлические пластины заменены на компо- зитный и керамический материалы не металлического модуля 18,5 кг; толщина 100 мм, поверхностная плотность - 270 кг/м2. Ис- пользуется материал Dyneema; применяется в гибридных структурах защиты с использова- нием пассивной брони типа Ultrax БМП Мардер 1А5
ARAT (Abrams Reactive Ar- mour Tile) GD (США) РПГ типаПГ-7 Комплект из 62 БДЗ, используется ЭДЗ типа ХМ32 Танки Ml А1 и M1A2SEP с комплектом TUSK (для действий в городских условиях)
BRAT (Bradley Reactive Ar- mour Tile) на базе ДЗ фирмы Rafael. GD (США) РПГ Комплект из 96 ЭДЗ пяти типов, в том числе 18 типа М3 (лобовая проекция); 8 клино- образная типа М4 (верхняя часть лба); 55 типа М5 для бортов; 7 типа Мб (лобовая проекция башни); 8 клинообразных типа М7 для башни БМПМ2А2 Bradley
SLERA (Self-Limited Explosive Reactive Armour) (США, Израиль) Используется энергетический материал с са- мозатухающим взрывным превращением
NxRA (Non-Explosive Re- active Armour) для Stryker (США) РПГ Используется в составе гибридной брони на БТР Stryker (по бортам); масса всего комплек- са 3,62 т БТР Stryker
ДЗ US Army BRL (США) ЭДЗ с тонколистовым ВВ фирмы Ensign Bickford БМП М2А2 Bradley
ДЗ IERA (Intensive Explosive Reactive Armour) - усиленная ДЗ (США) Разновидность гибридной брони, в которой в качестве лицевого слоя используется ДЗ с ВВ БМП Warrior
Продолжение табл. 9.1
Обозначение ДЗ, фирма-разработчик, (страна) Уровень защиты Состав и тактико-технические характеристики На какие машины установлена или предполагается устанавливать ДЗ
ROMOR-A, Royal Ordnance (В еликобритания) РПГ Устанавливается в виде «гармошки» на ослаблен- ные зоны; имеет меньшие, чем у Blazer, размеры и простое крепление к броне. БДЗ имеет размеры 150x300 мм. Установка одного контейнера за- нимает 5 мин. ДЗ не срабатывает при попадании 30-мм снарядов. На танке «Чифтен» устанавлива- ется 160 БДЗ, обеспечивая защиту в углах ±30° Centauro (Италия), Challenger-1 в 1991 г. Warrior, М-60, Чифтен
VARMA, Vickers Defense Systems (Великобритания) Только против РПГ иПТУР Используется в сочетании с пассивным вари- антом VARMA для обеспечения комплексной защиты Challenger-1, Warrior
ERAWA-1 (однослойная второго поколения), WITU (Польша) От РПГ (до 350 мм) в секторе ±70°. Сни- жение бронепробив- ных характеристик РПГ иПТУР на 50... 70 % (24) ЭДЗ имеют меньшие, чем у 4С20, размеры. Однослойная ДЗ. Площадь защиты на Т-72 - 9 м2. На башне установлено 208 БДЗ, на корпу- се - 118, на экранах бортов - 84. ДЗ нечув- ствительна к обстрелу пулями калибра 14,5 мм и снарядами калибра 20...30 мм Танки Т-72 Ml, ПТ-91, ВМР-1
ERAWA-2 (двухслойная второго поколения), WITU (Польша) Имеет двухслойное расположение ЭДЗ и ми- нимум ослабленных зон
CERAWA-l (Composite ERA), WITU (Польша) От РПГ до 350 мм в углах ±70° Вместо стальных корпусов использованы по- лимерные или композитные материалы БМП-1
УДЗ «Нож» модульного типа, ГП БЦКТ «МИКРОТЕК» (Украина) ОБПС, ПТУР, РПГ, УЯ Общая масса комплекса - 3 т; тип ЭДЗ - ХСЧКВ 34/16; общее число ЭДЗ - 172 шт. Воз- действие на КС и сердечники БОПС осущест- вляется плоскими КС, образующимися при срабатывании УКЗ Танк Т-84 «Булат» и Т-84 «Оплот» (с 2003 г. на во- оружении СВ Украины)
ДЗ FY-I, -П, -Ш, -IV, НОРИНКО (Китай) FY-1 - только от мо- ноблочных КБП; FY-П —от КС и БОПС; FY-Ш - от тандем- ных КБП; FY-IV - от всех ПТС ЭДЗ 330x200x85 мм, вес -свыше 10 кг (FY- IV); 28 контейнеров устанавливается на ВЛД, 15 - на башне и крыше Танк Туре-90-Ш) (МВ2000А1 Khalid), легком танке Туре-62, танках Т-59, 80/88, 88С/96 и Туре-99
НКДЗ «Контакт-1», НИИ Стали (РФ) РПГ и ПТУР с уров- нем пробития до 600 мм Общая масса комплекса ДЗ на танке Т-72 - 1,4 т; общее число контейнеров - 227 шт. Т-55, Т-62, Т-64, Т-72, Т-80
ВДЗ «Контакт-5» (Тяжелая ДЗ), НИИ Стали (РФ) Против БОПС, ПТУР, РПГ, в том числе с тандемными кумулятивными БЧ Общая масса комплекса ДЗ-1,5 т; общее число ЭДЗ - 360 шт. Т-72Б, Т-80У, Т-90
ДЗ «Реликт» (Тяжелая ДЗ мо- дульного типа), НИИ Стали (РФ) Против современных и перспективных ОБПС, ПТУР и РПГ, в том числе с тан- демными БЧ Общая масса комплекса ДЗ - 2,3 т; тип ЭДЗ - 4С23; общее число ЭДЗ - 394 шт. Т-72Б, БМПТ, Т-72БМ/Т- 72М1М, Т-90
ДЗ для ЛБМ, НИИ Стали (РФ) РПГ и ПТУР с уровнем пробития до 600 мм Используются новые ЭДЗ типа 4С24, содержа- щие уменьшенное число ВВ БМП-3, БМП-2, БТР-90
88
Список рекомендуемой литературы
Список рекомендуемой литературы
Войцеховский Б. В,. Истомин В. Л. Динамическая антикумулятивная защита // Фи-
зика горения и взрыва. 2000. № 6.
Григорян В.А., Кобылкин И. Ф. , Дорохов Н. С. и др. Частные вопросы конечной бал-
листики / под ред. В. А. Григоряна. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.
Григорян В. А., Белобородъко А. Н. Терехин И. И. и др. Расчет и синтез структур бал-
листической защиты танков: учеб, пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
Григорян В. А., Дорохов Н. С., Кобылкин И. Ф. и др. Невзрывная противокумулятив-
ная динамическая защита // Оборонная техника. 2002. № 1-2.
Григорян В. А., Дорохов Н С. Эволюция динамической защиты легкобронированных
машин // Обозрение Армии и Флота. 2010. № 1(26). С. 32-36.
Дерибас А. А. Физика упрочнения и сварки взрывом. Новосибирск, 1980.
Дорохов Н. С. Динамическая защита «Нож». Мифы и реальность // Техника и во-
оружение. 2014. № 10. С. 9-12.
Иванов А. Г. Федоренко А. Г. Сырунин М.А. О возможности повышения безопас-
ности ядерного оружия // Физика горения и взрыва. 1995. Т. 31. № 2.
Кобылкин И. Ф.. Григорян В. А.. Дорохов Н. С. и др. Невзрывная противокумуля-
тивная динамическая защита контейнеров для хранения и транспортировки устройств,
содержащих делящиеся и взрывчатые вещества / Тр. V Всеросс. конф. «Актуальные
проблемы защиты и безопасности». СПб.: НПО СМ, 2002.
Кобылкин И. Ф., Григорян В. А., Дорохов Н С., РототаевД, А. Проникание кумуля-
тивных струй через взрывную динамическую защиту // Оборонная техника. 2002. № 11.
Кобылкин И. Ф., Дорохов Н С. Взаимодействие кумулятивной струи с движущи-
мися пластинами динамической защиты // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 4.
Кобылкин И. Ф. Возбуждение детонации в экранированных тонких слоях ВВ куму-
лятивными струями // Физика горения и взрыва. 2015. Т. 51. № 3.
Кобылкин И. Ф., Селиванов В. В. Возбуждение и распространение взрывных превра-
щений в зарядах взрывчатых веществ. М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. - 354 с.
Кобылкин И. Ф.. Шабанов В.М.. Носенко НИ Исследование взрывного метания
пластин ограниченных размеров // Оборонная техника. 1996. № 8-9.
Орленко Л. П. Защита от удлиненных элементов // Оборонная техника. 1994. № 3.
Тарасенко А. Комплексная защита бронетанковой техники // Техника и вооружение.
2007. №2,3.
Теория и конструкция танка: В Ют. /под ред. П.П. Исакова; Т. 2: Комплексная за-
щита. М.: Машиностроение, 1990.
Федоров С. В., Бабкин А. В., Ладов С. В. и др. Выбор параметров электродинами-
ческой защиты против кумулятивных средств поражения танков // Оборонная техника.
2002. № 1-2.
Физика взрыва: В 2 т. / под ред. Л.П. Орленко. М.: Физматлит, 2002.
Ватеа N., Sela N., RavidМ. An Analytical Model for Shaped-Charge Jet Interaction with
Reactive Armour and Residual Penetration / The 14th Intern. Symp. on Ballistics. Quebec,
Canada. 1993.
Список рекомендуемой литературы
89
Goldsmith W. Rewiew. Non-ideal projectile impact on targets // Int. J. of Impact
Engineering. 1999. vol. 22, no 2-3.
Gov N., Kivity Y.. Yaziv D. On the Interaction of a Shaped-Charge Jet with a Rubber Filled
Metallic Cassette/The 13th Intern. Symp. on Ballistics. Stockholm. 1992.
HeldM, Armour // The 14th Intern. Symp. on Ballistic. Quebec, Canada. 1993.
Held M.. Mayseless M.. Rototaev D. Explosive Reactive Armor // The 17th Intern. Symp.
on Ballistics. Midrand, South Africa. 1998.
Mayseless M., Erlich Y., Falcovitz Y.. Rosenberg G. Interaction of Shaped-Charge Jets
with Reactive Armour // The 8th Intern. Symp. on Ballistics. Orlando, USA. 1984.
Mayseless M., Marmor E., Gov N., Kivity Y., Falcovitz J. Interaction of Shaped-Charge
Jet with Reactive or Passive Cassettes // The 14th Intern. Symp. on Ballistics. Quebec, Canada.
1993.
Naz P, Penetration and Perforation of a Steel Target by Copper Rods. Measurement of
Crater Diameter // The 11th Intern. Symp. on Ballistic. Brussels. 1989.
Ogorkiewich R.M. JANE’s International Defense Review. 1997. № 5.
Ripley T., Biass E. H, Новые решения в области броневой защиты боевых машин //
Armada International. 2002. № 5.
Rosenberg G., Yeshurun Y., Mayseless M. On the ricochet of long rod projectiles / The
14th Intern. Symp. on Ballistics. Quebec, Canada. 1993.
Rosenberg Z.. Dekel E. Terminal ballistics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2012.
p. 323.
Szendrei Th. Analytical Model for High-Velocity Impact Cratering with Material
Strengths: Extension and Validation // The 15th Intern. Symp. on Ballistics. Jerusalem, Israel.
1995.
Thoma K., Vinckier D., Kiermeir J., Deisenroth U., Fucke W. Shaped-Charge Jet
Interaction with Highly Effective Passive Sandwich Systems - Experiments and Analysis //
Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1993. № 5. Vol. 18.
Yaziv D., Frilling S., Kivity Y. The Interaction of Inert Cassettes with Shaped-Charge
Jets // The 15th Intern. Symp. on Ballistics. Jerusalem, Israel. 1995. URL:http://btvt.narod.
ru/noz.html
Глава 10
Боеприпасы вспомогательного назначения
10.1. Классификация и общие сведения
о боеприпасах вспомогательного назначения
Настоящая глава посвящена особенностям конструкций, устройству и дей-
ствию БП вспомогательного назначения. Под этим термином будем понимать
не только артиллерийские снаряды (и БП других систем оружия), используемые
для выполнения учебно-практических задач и испытательных стрельб (учебные,
практические, системопробные БП), но и все типы БП, непосредственно не пред-
назначенные для поражения цели, а способствующие выполнению боевой за-
дачи или препятствующие действиям противника (противорадиолокационные,
дымовые, осветительные, целеуказательные, агитационные и др.). Следует от-
метить, что в некоторых нормативных документах, в частности, относящихся
к артиллерийским выстрелам, такие типы БП (помехосоздающие, осветитель-
ные, пристрелочно-целеуказательные и т. д.) классифицируют как выстрелы
со снарядами специального назначения, в других, например, принадлежащих
к области авиационных БП, они определяются двойным термином - авиацион-
ные бомбы вспомогательного (специального) назначения и неуправляемые ави-
ационные ракеты вспомогательного (специального) назначения.
Современные АБ вспомогательного назначения применяются для освеще-
ния местности при действии авиации в ночных условиях и при ночном воздуш-
ном фотографировании, для прицельного бомбометания благодаря маркирова-
нию целей, постановки дымовых завес, а также при обучении летного состава
прицельному бомбометанию, доставки и распространения на территории про-
тивника агитационной литературы, обеспечения радиоэлектронного противо-
действия и решения ряда других задач, связанных с тренировкой летного и ин-
женерно-технического составов.
Ранее некоторые из вышеперечисленных типов АБ назывались также авиа-
ционными бомбами специального назначения, однако в современном, более
узком понимании к специальным относят, как правило, ядерные АБ, а задачи,
связанные с фоторазведкой, освещением, задымлением и т. п., решают с помо-
щью соответствующих типов АБ вспомогательного назначения.
Полная номенклатура современных АБ вспомогательного назначения вклю-
чает следующие типы бомб:
- осветительные (светящиеся) АБ (САБ);
- фотоосветительные АБ (ФОТАБ);
- дневные и ночные ориентирно-сигнальные АБ (ДОСАБ, НОСАБ);
- дымовые АБ (ДАБ);
10.1. Классификация и общие сведения о боеприпасах вспомогательного назначения 91
- практические АБ (ПАБ);
- агитационные АБ (АгитАБ) и агитационно-парашютная тара (АПТ).
Авиационные БП вспомогательного назначения есть также в классе НАР
типа С-8, которые включают следующие типы ракет (калибр НАР 80 мм): С-8ОМ
с осветительной БЧ, С-8П и С-8ПМ с БЧ, снаряженной дипольными отражате-
лями, а также С-8Ц и С-8ЦМ (целеуказательные НАР). Эти ракеты используют
для освещения местности, решения задач, связанных с созданием пассивных
помех наземным и самолетным РЛС, и целеуказания наземных целей.
В соответствии с классификацией, установленной нормативными докумен-
тами, выстрелы подразделяют по назначению на боевые, холостые, практические,
учебные и системопробные. Боевые выстрелы используют для боевой стрельбы -
со снарядами основного и вспомогательного (специального) назначения они со-
ставляют боекомплекты орудий. Холостые выстрелы (отсутствует снаряд) пред-
назначены для звуковой имитации стрельбы, а практические - для учебно-боевой
стрельбы. Учебные выстрелы - это макеты выстрелов, служащие для изучения
устройства, принципа действия, обучения правилам и приемам обращения с ними.
Системопробные выстрелы применяют для испытаний артиллерийских орудий.
К артиллерийским снарядам основного назначения относятся снаряды,
предназначенные для поражения различных целей: осколочные, осколочно-
фугасные, фугасные, бетонобойные, бронебойные, кумулятивные, зажигатель-
ные и другие, рассмотренные выше (за исключением зажигательных) в соот-
ветствующих главах данной книги.
Противорадиолокационный снаряд - БП помехообразующего действия,
создающий помехи в работе радиолокационных систем. В общем случае под
помехообразующим действием понимается действие БП, при котором созда-
ются помехи применению противником средств наблюдения, обнаружения,
наведения, управления и разведки за счет образования точечных источников
излучения и физических полей (завес), отражающих или поглощающих тепло-
вые, акустические и электромагнитные волны.
Дымовой снаряд - снаряд помехообразующего действия, служащий для
постановки дымовых завес, пристрелки и сигнализации. Характеристики мо-
гущества действия дымовых снарядов: кроющая способность дымового обла-
ка, его стабильность, размеры (в м2) в момент разрыва снаряда и по истечении
заданного времени.
Пристрелочно-целеуказательный снаряд - снаряд сигнального действия,
предназначенный для целеуказания и пристрелки, посредством которого создают
сигналы для ориентации, оповещения, управления и целеуказания.
Осветительный снаряд используется для освещения местности в районе
цели. Световой поток образуется при сгорании специального пиротехнического
состава. Помимо рецептуры осветительного состава факторами, влияющими
на могущество действия осветительных БП, являются: конструкция снаряда,
тип и параметры освещаемого объекта, прозрачность атмосферы, удаление ос-
ветительного элемента от освещаемого объекта.
92
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Агитационный снаряд применяется для переброски агитационной литературы.
К артиллерийским снарядам вспомогательного назначения (в их изна-
чальном понимании) относятся также снаряды, служащие для выполнения
учебно-практических задач и испытательных стрельб (учебные, практические,
системопробные).
Учебный снаряд - макет артиллерийского снаряда, предназначенный для
изучения его устройства или обучения правилам и приемам обращения с ним.
Практический снаряд используется для учебно-боевых стрельб, а систе-
мопробный снаряд - для испытаний артиллерийского орудия на прочность
и функционирование противооткатных устройств.
Согласно требованиям к маркировке артиллерийских выстрелов и их
элементов на снарядах вспомогательного назначения (дымовых, пристрелоч-
но-целеуказательных, осветительных, агитационных, практических и др.) до-
полнительно наносится отличительная окраска. На дымовых снарядах вместо
шифра ВВ ставится шифр дымообразующего вещества, на агитационных - над-
пись «АГИТ». На учебных снарядах над индексом снаряда помещают надпись
«УЧЕБНЫЙ», на системопробных после индекса снаряда через тире - «СИ-
СТЕМ», а на практических - «ПРАКТ».
Учитывая специфику и весьма широкую номенклатуру БП вспомогатель-
ного (специального) назначения, имеющихся на вооружении Сухопутных войск
РФ, ВВС и ВМФ, их классификация и дальнейшее более подробное описание
в настоящей главе будут построены не по принадлежности БП к системам во-
оружения видов вооруженных сил и родов войск, а преимущественно по их
назначению (типу) и принципу действия, аналогично описанию БП и СП
основного назначения в предыдущих главах книги.
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
Боеприпасы радиолокационных и оптико-электронных помех
Все более широкое применение УР с радиолокационными и инфракрасны-
ми ГСН привело к возрастанию значения активных средств радиоэлектронной
борьбы. К их числу относятся и противорадиолокационные и противоинфра-
красные боеприпасы (снаряды оптико-электронных помех), используемые для
создания ложных целей (ЛЦ) и отвлечения противника от действительных целей.
Ложная цель должна отвечать нескольким требованиям: во-первых, жела-
тельно, чтобы ее излучение превосходило по интенсивности излучение действи-
тельной цели или хотя бы было ему равно; во-вторых, характеристики излучения
ложной и действительной целей должны быть сходными; в-третьих, необходимо
нахождение ЛЦ в зоне поиска ГСН.
Эффективность действия противорадиолокационных и противоинфракрас-
ных боеприпасов в значительной мере обусловлена способностью обнаружения
атакующих ракет противника, т. е. быстротой реакции, дальностью действия
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
93
БП, а также условиями окружающей среды, например, наличием ветра и его
скоростью.
Боеприпасы данного типа применяются в основном в ближнем бою, когда
ГСП ракеты противника уже захватила цель. Если в это время в зоне поиска
ГСН создается ЛЦ, то ГСН направляет ракету на центр излучения обеих целей
(центроидный эффект), т. е. ракета не попадает в действительную цель. При
атаке низколетящих самолетов противника, когда время реакции так мало, что
опознавание самолетов и использование средств ПВО уже невозможно, в пер-
вую очередь должны использоваться средства РЭБ, в том числе и противоин-
фракрасные боеприпасы.
Противорадиолокационные БП, предназначенные для борьбы с актив-
ными радиолокационными ГСН, создают дипольное облако, отражающее
радиолокационные сигналы и, таким образом, имитирующее цель. Дипо-
ли изготовляются из металлизированного стекло- и нейлонового волокна
и металлических нитей различной длины, что позволяет отражать радио-
локационное излучение в широком диапазоне длин волн. Кроме дипольных
отражателей используют уголковые отражатели и линзы Люнеберга. Диполи
могут разбрасываться непрерывно во время полета снаряда или однократно
при его разрыве.
Противоинфракрасные БП изготовляют в виде точечных трассеров и трас-
серов с решеткой. В точечном трассере при очень высокой температуре горит
пиротехнический состав, создавая точечную цель с интенсивным излучением.
Трассеры с решеткой образуют цель большой площади, по форме и характе-
ристикам близкую к действительной, что позволяет формировать ЛЦ для УР
второго и даже третьего поколений с инфракрасными ГСН.
Можно выделить три группы пиротехнических составов инфракрасного из-
лучения (ИК-излучения). Первая группа имеет характеристики ИК-излучения,
близкие по своему спектральному распределению к излучению струи выхлоп-
ных газов реактивного двигателя. Подобное излучение могут генерировать
продукты термической деструкции органических соединений. Поэтому первая
из трех наиболее распространенных групп пламенных пиротехнических со-
ставов ИК-излучения содержит около 50 % органических горючих преимуще-
ственно ароматического ряда (нафталин, дифенил, антрацен и др.), способных
к интенсивному сажеобразованию, а также металлическое горючее (магний,
алюминиево-магниевый сплав) и окислитель, предназначенные в первую оче-
редь для установления необходимого температурного режима.
Вторая группа составов ИК-излучения содержит не кислородсодержащий
окислитель, а фторполимер (фторопласт-3,4), который одновременно является
и поставщиком окисляющего агента (фтора) для горючего, и сажи, необходи-
мой для обеспечения высоких излучающих свойств пламени. Такие составы
несколько уступают по удельной световой энергии составам с ароматическими
добавками, но позволяют изменять скорость горения от 2 до 30 мм/с, что реа-
лизует более высокую силу ИК-излучения.
94
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Третья группа составов ИК-излучения низкотемпературных тлеющих ис-
точников на подложке представляет собой смеси на основе оксида железа,
карбида циркония, древесного угля и фторполимера в качестве связующего.
ИК-излучение таких составов в 5-8 раз ниже первых двух, но благодаря боль-
шому числу горящих элементов обеспечивается развитая низкотемпературная
поверхность горения с достаточной интенсивностью ИК-излучения и спек-
тральным распределением, близким к излучению реальных военных объектов.
Составы на основе ароматических соединений и фторполимеров изготовля-
ют путем сухого смешивания; формование зарядов проводят глухим прессовани-
ем в оболочку. Высокое содержание в составе органического горючего и фтор-
полимеров улучшает его технологические свойства. Низкотемпературные тле-
ющие составы в жидком виде наносятся на инертную подложку (стеклоткань,
углеткань и др.) тонким слоем толщиной 0,2...0,4 мм на специальных пропи-
точных машинах. Из сушильного элеватора машины удаляется растворитель,
и полотно поступает на разрезку. Горение такого источника (модуля) излуче-
ния происходит по образующей квадратного или круглого элемента со скоро-
стью 1...3 мм/с, при этом инертная подложка разогревается до температуры
300...400 °C и является дополнительным источником ИК-излучения. Воспла-
менение смотанных в рулон или собранных в блок модулей осуществляется
со стороны одной из кромок, которую иногда покрывают воспламенительным
эластичным составом.
Противорадиолокационные БП
Малокалиберные выстрелы к авиационным пушкам (разработчик -
ОАО НПО «Прибор», Москва). На вооружении ВВС РФ имеются 23-, 30-
и 37-мм выстрелы (патроны) с противорадиолокационными снарядами, сна-
ряженными противорадиолокационными дипольными отражателями, и 23-мм
патроны со снарядами оптико-электронных (ИК) помех.
Противорадиолокационные снаряды создают пассивные помехи самолет-
ным и наземным РЛС противника. Постановка помех осуществляется выбросом
отражателей (стекловолокна диаметром десятки микрометров с напылением
из алюминия или цинка) из снаряда на траектории. В снаряд могут помещаться
отражатели одной или двух длин исходя из заданной длины радиоволны.
Создавая дипольное облако, ПРЛ-снаряды (рис. 10.1) препятствуют точному
срабатыванию радиовзрывателя ракеты на оптимальном расстоянии от самолета.
В зависимости от интенсивности облака это расстояние возрастает в несколько
раз, существенно снижая вероятность поражения бомбардировщика ракетой
противника. Помимо пассивных помех к самолетным (рис. 10.2) и наземным
РЛС противника могут применяться и активные помехи (рис. 10.3).
На вооружение были приняты четыре модификации 23-мм ПРЛ-выстрелов
к авиационным автоматическим пушкам АМ-23, ГШ-23, ГШ-6-23, НР-23
иНС-23 (рис. 10.4).
Для снаряжения снарядов специальным металлизированным волокном
используется галетный способ. Сами снаряды несколько различаются кон-
струкцией дна и укладкой галет с металлизированным волокном. Кроме того,
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
95
Рис. 10.1. Схема применения бомбардировщиком ПРЛ-средств:
7?взр - расстояние (радиус области) оптимального срабатывания НВУ ракет класса воз-
дух-воздух; 7?взр - расстояние срабатывания НВУ в условиях отражения радиоволн
от дипольного облака (R > R )
х взр взр7
существуют небольшие отличия в массогабаритных характеристиках патронов
и снарядов (табл. 10.1). Все выстрелы комплектуются латунной гильзой одного
типа (9-Г-056) длиной 115 мм и диаметром фланца 27 мм.
На вооружение были приняты девять модификаций 30-мм ПРЛ-выстрелов
к авиационной автоматической пушке НР-30 (рис. 10.5). Способ снаряжения
аналогичен 23-мм снарядам, а разные модификации отличаются массогаба-
ритными характеристиками (табл. 10.2) и укладкой галет в каморе снаряда.
Все 30-мм выстрелы комплектуются латунной гильзой одного типа (9-Г-104)
длиной 155 мм и диаметром фланца 41,5 мм.
Рис. 10.2. Схема постановки пассивных
помех РЛС самолетов и ГСН ракет
Рис. 10.3. Схема постановки актив-
ных помех наземной РЛС
96
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.4. 23-мм выстрелы 9-А-345 (а), 9-А-418 (б), 9-А-493 (в) и 9-А-548 (г)
с ПРЛ-снарядами к авиационным автоматическим пушкам
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
97
Таблица 10.1. Массогабаритные характеристики 23-мм ПРЛ-выстрелов (рис. 10.4)
Характеристика ПРЛ-выстрел
9-А-345 9-А-418 9-А-493 9-А-548
Длина, мм:
патрона 198,4-200,5 198,9-200,7 198,3-200,5 198,9-200,7
снаряда 104,7-107,2 104,7-107,2 102,7-104,9 105,5-106,9
Масса, кг:
патрона 0,336 0,339 0,325 0,339
снаряда 0,210 0,178 0,268 0,178
снаряжения 0,0147 0,0129 0,0130 0,0168
Таблица 10.2. Массогабаритные характеристики 30-мм ПРЛ-выстрелов (рис. 10.5)
Характеристика ПРЛ-выстрел
9-А-346 (а) 9-А-402 (б) 9-А-403 (в) 9-А-404 (г) 9-А-452 (д) 9-А-453 (ж) 9-А-494 (з) 9-А-495 (е) 9-А-496 (w)
Длина, мм:
патрона 264,2-267,1 264,1-267,8 264,1-267,8
снаряда 132,6-135,2 135,3-137,8 135,3-137,8
Масса, кг:
патрона 0,850 0,847 0,844-0,848
снаряда 0,345 (а, в); 0,309 (б); 0,385 0,382 (з); 0,384 (е);
0,344 (г) 0,386 (и)
снаряжения 0,0236 (а); 0,0200 (б); 0,0400 (д); 0,0375 (з); 0,0468 (е);
0,0226 (в); 0,0230 (г) 0,0460 (ж) 0,0490 (и)
ПРЛ-снаряды 23-мм и 30-мм состоят из стального корпуса (внутренний
объем которого образует камору), ведущего пояска, дна, вышибного устрой-
ства, толкателя, полуцилиндров, галет с металлизированным волокном, шайб,
колпачка или набора картонных прокладок. На корпусе снаряда есть центриру-
ющее утолщение, служащее для центрирования и правильного ведения снаряда
по каналу ствола пушки. На цилиндрической запоясковой части корпуса снаряда
предусмотрены две кольцевые патронные канавки, предназначенные для об-
жима дульца гильзы при сборке патрона. Ведущий поясок из меди запрессован
в кольцевую канавку на корпусе снаряда. В головную часть корпуса снаряда
вышибное устройство ввертывается на герметике и закрепляется кернением
в двух диаметрально противоположных точках.
В каморе корпуса снаряда размещены галеты дипольных отражателей,
разделенные между собой стальными шайбами. На верхнюю галету установ-
лен толкатель, на который помещен колпачок или набор картонных прокладок
для плотного поджатия толкателя взрывателем. Снизу камора снаряда закрыта
98
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
а
6
в
Рис. 10.5 (начало). ПРЛ-снаряды 30-мм выстрелов 9-А-346 (а), 9-А-402 (б), 9-А-403
(в), 9-А-404 (г)
стальным дном, внешняя часть которого обжата в специальную канавку на кор-
пусе снаряда. Герметичность каморы снаряда обеспечивается установкой ко-
лец из пластика под дно и в зарезьбовую канавку на вышибном устройстве.
Галета состоит из обернутых бумагой дипольных отражателей, представ-
ляющих собой металлизированные стеклянные нити (стекловолокно), диаметр
которых без покрытия составляет 35 мкм. Галета вкладывается в два стальных
полуцилиндра, которые вместе со стальными шайбами предохраняют ее от раз-
рушения при выстреле и в момент выброса из корпуса снаряда. Количество галет,
полуцилиндров и шайб зависит от вида снаряжения снаряда дипольными отражате-
лями (от длин дипольных отражателей), вид которых указан в маркировке патрона.
После срабатывания вышибного устройства на траектории движения сна-
ряда образуются пороховые газы, под давлением которых толкатель действует
на полуцилиндры, выдавливающие дно и выбрасывающиеся из корпуса снаряда
вместе с дном и галетами дипольных отражателей. При этом происходит отделе-
ние полуцилиндров от галет и разброс дипольных отражателей под действием
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
99
е
ж
3
и
Рис. 10.5 (окончание). ПРЛ-снаряды 30-мм выстрелов 9-А-452 (Э), 9-А-495 (е),
9-А-453 (ж), 9-А-494 (з), 9-А-496 (и)
центробежных сил и встречного потока воздуха, образующих облако, которое
создает помехи самолетным и наземным РЛС.
В качестве характерного примера ниже приведены основные технические
характеристики одного из 30-мм патронов с ПРЛ-снарядом:
Масса, кг:
патрона.................................................. 0,847
снаряда................................................... 0,405
отражателей............................................. 0,040
Число отражателей....................................... Не менее 480 000
Начальная скорость, м/с....................................... 780
Время до срабатывания вышибного устройства, с........ 6...8
Средняя эффективная площадь рассеивания дипольных
отражателей от одного снаряда, м2: через
7-9 с после вылета................................... 7...9
10-15 с.................................................. 10...13
30 с..................................................... 14...19
100
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.6. Выстрел 37 мм с ПРЛ-снарядом
Для авиационной автоматической пушки Н-37 также разработан 37-мм
ПРЛ-выстрел (рис. 10.6), укомплектованный латунной гильзой 6-Г-361 длиной
155 мм и диаметром фланца46 мм. ПРЛ-снаряд длиной 166,7... 168,5 мм, мас-
сой 0,727 кг, снаряженный галетным способом металлизированным волокном
массой 0,072 кг, отличается от аналогичных снарядов калибра 23 и 30 мм на-
личием баллистического наконечника, который при функционировании снаряда
на траектории выталкивается вместе с полуцилиндрами, содержащими галеты
дипольных отражателей, и конструкцией толкателя.
Патроны 23 мм со снарядами ИК-помех предназначены для создания помех
оптическим неконтактным взрывателям и тепловым ГСН управляемых ракет.
Постановка помех осуществляется генерацией электромагнитного излучения
в ИК-диапазоне длин волн. В конструкции патронов использовано воспламе-
нительное устройство всепогодного применения с несколькими ступенями
предохранения и фиксированным временем срабатывания. Основные техни-
ческие характеристики 23-мм патрона со снарядом оптико-электронных (ПК)
помех к авиационным автоматическим пушкам АМ-23, ГШ-23, ГШ-6-23, НР-23
и НС-23 представлены ниже:
Масса, кг:
патрона................................................. 0,329
снаряда.................................................. 0,176
Начальная скорость, м/с...................................... 700
Время действия воспламенительного устройства, с....... 0,8... 1,2
Общее время горения донного излучателя, с............... Не менее 3,8
ИК-диапазон излучения электромагнитных волн (создание
ИК-помех), мкм........................................ 1,8...6,0
В настоящее время на вооружении ВВС РФ находятся две модификации вы-
стрелов со снарядами ИК-помех, которые имеют индексы 9-А-546 (рис. 10.7, а)
и 9-А-547В (рис. 10.7, б). Их масса составляет 0,329 кг, а длина-198,7...201,0 мм
и 198,6...200,6 мм соответственно. В корпус снаряда запрессовывается малога-
зовый пиротехнический состав ПЭ-64-28 массой 0,044 кг. Оба 23-мм выстрела
комплектуются латунной гильзой одного типа (9-Г-056) длиной 115 мм и диа-
метром фланца 27 мм.
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
101
Рис. 10.7. Выстрелы 23 мм со снарядами ИК-помех 9-А-546 (а) и 9-А-547В (б)
Снаряд состоит из стального корпуса, внутренний объем которого образует
две - головную и донную (см. рис. 10.7, а) - или одну (см. рис. 10.7, б) каморы,
медного ведущего пояска, воспламенительного устройства, головного и донного
излучателей, а также картонных прокладок. Воспламенительное устройство вверты-
вается в головную часть корпуса снаряда на герметике и закрепляется кернением.
В головную камору устанавливается головной излучатель, включающий
в себя дюралюминиевую гильзу с запрессованными в нее излучающим, пере-
ходным и воспламенительным составами. На верхний торец головного излуча-
теля помещены картонные прокладки для обеспечения его плотного поджатия
воспламенительным устройством. Донная камора предназначена для запрессо-
вывания излучающего, переходного и воспламенительного составов донного
излучателя.
При выстреле в процессе движения снаряда по каналу ствола под действи-
ем силы инерции от линейного ускорения срабатывает воспламенительное
устройство и воспламеняется малогазовый пиротехническый состав, который
через 0,8... 1,2 с вызывает инициирование вышибного заряда. При этом проис-
ходят возгорание пиротехнических составов головного излучателя и отделение
вышибного устройства от корпуса снаряда. Воспламенение пиротехнических
102
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
составов донного излучателя осуществляется от пороховых газов в процессе
движении снаряда по каналу ствола при выстреле.
На вооружении ВВС РФ есть также противорадиолокационные НАР С-8П
и С-8ПМ (рис. 10.8), для пуска которых используются многозарядные блоки типа
Б-8, модернизированные Б-8М и Ml, а также Б-8-0 (с теплозащитой) и Б-8В20А
Рис. 10.8. Противорадиолокационная НАР С-8ПМ калибра 80 мм
(вертолетное исполнение). Ракеты С-8П и С-8ПМ (модификации отличаются
усовершенствованным РДТТ, измененным составом топлива и устройством узла
стабилизации) предназначены для защиты самолетов и вертолетов от обнаруже-
ния и сопровождения самолетными и наземными РЛС противника путем созда-
ния пассивных радиолокационных помех. Боевые части этих ракет снаряжают
дипольными отражателями из металлизированного стекловолокна, которые
выбрасываются из БЧ вышибным зарядом при срабатывании дистанционного
взрывателя (время формирования дипольного облака - около 3 с). Основные
технические характеристики противолокационных НАР С-8П (С-8ПМ) при-
ведены ниже:
Калибр, мм..................................
Тип пускового блока (устройства)............
Число ракет.................................
Максимальная скорость, м/с..................
Тип БЧ......................................
Время полета на активном участке, с.........
Дальность стрельбы, км......................
Длина ракеты, мм............................
Масса, кг:
окончательно снаряженной ракеты.............
БЧ........................................
80
Б-8М-1
20
610(565)
Противорадиолокационная
0,96...1,96 (0,5...1,2)
1,2...6,0
1650 (1624)
12,3 (12,1)
4,5
Турбореактивные снаряды-постановщики пассивных помех (разра-
ботчик - Институт прикладной физики, Новосибирск). Такие снаряды от-
носятся к вспомогательным боеприпасам ВМФ РФ и предназначены для за-
щиты кораблей малого, среднего и большого водоизмещения от управляемого
оружия с различными системами наведения (самонаведения) на ближних,
средних и дальних рубежах обороны. В настоящее время разработаны и со-
стоят на вооружении снаряды ТСП-47, ТСТ-47, ТСО-47; ТСП-60У, ТСТ-60У;
СР-50, СО-50 и СК-50 для комплексов ПК-2, ПК-16, ПК-10, размещаемых
на кораблях различного класса.
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
103
Снаряды-постановщики созданы на основе банка данных о характеристиках
физических полей защищаемых объектов, алгоритмах работы и характеристи-
ках информационных каналов наведения ракет. Отработаны различные виды
снаряжения в составе боеприпасов для комплексов ПК-2, ПК-10, ПК-16, обе-
спечивающих имитацию полей излучения и (или) рассеяния электромагнитных
волн кораблями различного класса.
Подбор комплектов снаряжения и конструкция БП позволяют распределять
источники излучения в пространстве с учетом получения необходимых значений
эффективности поверхности рассеяния, интенсивности в спектральных диапа-
зонах излучения, спектра пространственных частот. В результате ЛЦ не может
быть селектирована системой наведения управляемого оружия по признакам,
присущим кораблю.
Турбореактивные снаряды - постановщики помех к корабельному комплек-
су калибра 140 мм ПК-2 предназначены для защиты кораблей среднего водоиз-
мещения от управляемого оружия на средних и дальних рубежах обороны путем
постановки ложных целей для дезинформации систем наведения и отвлечения
ракет, атакующих корабль (рис. 10.9). Пуск снарядов производится из пуско-
вой установки ЗИФ-121 турельного типа с двумя открытыми направляющими
трубами. Установка обеспечивает автоматическое дистанционное наведение
по углу возвышения и азимуту, приведение направляющих труб на угол за-
ряжания и стрельбы, а также автоматическую установку взрывателя на снаря-
дах. Управление установкой осуществляется от системы приборов управления
стрельбой. Взрыватель - дистанционная механическая трубка ТМР-44.
В этом калибре разработаны и серийно производятся следующие три типа
снарядов (см. рис. 10.9, а, табл. 10.3):
ТСП-47 - снаряд радиолокационных помех;
ТСО-47 - снаряд комбинированных помех;
ТСТ-47 - снаряд оптико-электронных помех.
Таблица 10.3. Характеристики 140-мм турбореактивных
снарядов-постановщиков помех
Характеристика Снаряды
ТСП-47 | | ТСО-47 | | ТСТ-47
Длина, мм Масса, кг: 1105
снаряда 36,0 38,5 37,5
снаряжения 7,73 8,6 2,6
Тип снаряжения Дипольные отражатели Комбинированное ИК-элементы
Температурный диа- пазон применения, °C -40...+50
Дальность постанов- ки, м 500...6000
104
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
а
б
Рис. 10.9. Турбореактивные снаряды - постановщики помех калибра
140 мм (а) и схема их применения (б)
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
105
Снаряды - постановщики помех к корабельному комплексу калибра
120 мм ПК-10 используются для защиты кораблей малого, среднего и боль-
шого водоизмещения от управляемого оружия на ближних рубежах обороны
путем постановки в непосредственной близости от корабля уводящих ЛЦ
(рис. 10.10). Пуск снарядов производится из пусковой установки КТ-216 ком-
плекса ПК-10. В этом калибре разработаны и серийно выпускаются три типа
снарядов (см. рис. 10.10, а, табл. 10.4):
СР-50 - снаряд радиолокационных помех;
СО-50 - снаряд оптико-электронных помех;
СК-50 - снаряд комбинированных помех.
Таблица 10.4. Характеристики 120-мм турбореактивных
снарядов-постановщиков помех
Характеристика Снаряды
СР-50 | | СО-50 | СК-50
Длина, мм Масса, кг: снаряда снаряжения Тип снаряжения Температурный диа- пазон применения, °C 25,5 11,0 Дипольные отражатели 1226 25,0 7,3 ИК, лазерное -40...+50 25,0 9,1 Дипольные отражате- ли, ИК, лазерное
Турбореактивные снаряды - постановщики помех к корабельному комплексу
калибра 82 мм ПК-16 предназначены для защиты кораблей малого водоизмещения
от управляемого оружия на средних и дальних рубежах обороны путем поста-
новки ЛЦ для дезинформации систем наведения и отвлечения ракет, атакующих
корабль (рис. 10.11). Пуск снарядов осуществляется из автоматической корабель-
ной пусковой установки ПК-16 контейнерного типа с 16 направляющими трубами.
Установка имеет дистанционное управление. Углы вертикального наведения
фиксированы от 0 до 60° через каждые 10°. Углы горизонтального наведения фик-
сированы от 10 до 60°. Взрыватель - дистанционная механическая трубка ТМР-44.
В этом калибре разработаны и серийно выпускаются два типа снарядов
(см. рис. 10.11, а):
ТСП-60У - снаряд радиолокационных помех;
ТСТ-60У - снаряд оптико-электронных помех.
Характеристики 82-мм турбореактивных снарядов - постановщиков помех
приведены ниже: ТСП-60У ТСТ-60У
Длина, мм 653 653
Масса, кг: снаряда 8,30 8,15
снаряжения 1,85 0,53
Тип снаряжения . Дипольные отражатели ИК-элементы
Температурный диапазон примене- ния, °C -40... +50
Дальность постановки, м 500... 1800 500... 1700
106
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
а
Рис. 10.10. Снаряды - постановщики помех калибра 120 мм (а) и схемы их при-
менения для постановки уводящих ЛЦ (б, в)
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
107
а
б
Рис. 10.11. Турбореактивные снаряды - постановщики радиолокационных и оптико-
электронных помех калибра 82 мм (а) и схема их применения (б)
108
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Универсальный корабельный комплекс выстреливания помех ВМС
Германии MASS (Multi-Ammunition Softkill System) производит компания
Rheinmetall Waffe Munition (RWM). Он разработан отделением авиацион-
ных и корабельных систем радиоэлектронного подавления фирмы RWM - Buck
Fronau (г. Фронау, Германия).
Комплекс MASS предназначен для постановки ложных отвлекающих и уво-
дящих целей (ЛОЦ и ЛУЦ), создающих физические поля, превосходящие соот-
ветствующие сигнатуры защищающегося корабля, на которые реагирует система
самонаведения противокорабельных ракет (ПКР), что приводит к ее подавлению
или к перенацеливанию на ЛЦ на конечном участке их траектории полета. При
постановке комплексом маскирующей завесы происходит срыв наведения УР
с полуавтоматической телевизионно-командной системой наведения и лазерной
полуактивной ГСН.
По мнению специалистов фирмы RWM, в настоящее время и на период
до 2030 г. наибольшую опасность для кораблей и судов будут представлять УР,
оснащенные ГСН, которые работают в следующих диапазонах:
• телевизионные (ТВ) ГСН - 0,4...1,0 мкм;
• инфракрасные и тепловизионные (ТПВ) ГСН - 3... 13 мкм;
• радиолокационные ГСН - 8... 18 ГГц;
• лазерные ГСН - 1,06 мкм (лазер на алюмоиттриевом гранате, легирован-
ном неодимом Nd:YAG) и 10,6 мкм (СО2-лазер);
• ГСН с полуавтоматическим командным наведением по линии визирования
(электронно-оптические (ЭО), ИК, ТПВ) - 0,4... 1,3 мкм;
• радиолокационные ГСН миллиметрового диапазона - 35...94 ГГц.
Кроме того, по кораблям, находящимся в своих пунктах базирования, могут
применяться УР и АБ с корректируемой инерционной навигационной системой
(ИНС), скоординированной с КРНС NAVSTAR, работающей на частотах 1575,42
и 1227,6 МГц.
Исследования, проведенные специалистами фирмы RWM, показали, что
в ходе боевых действий в прибрежной зоне перспективные ПКР, маневриру-
ющие в условиях типичных для таких районов сильных местных помех, будут
оснащаться комбинированными ГСН (ИК/ЭО, РЛ/ИК), борьба с которыми с по-
мощью существующих корабельных средств РЭП значительно усложнится. При
этом следует ожидать применения по кораблям и катерам УР малой дальности,
в том числе ПТРК с командной системой наведения по линии визирования и ла-
зерными полуактивными ГСН. К тому же в прибрежных районах возможности
маневрирования кораблей ограничиваются. На малых дистанциях пуска УР
сокращается подлетное время и соответственно сроки распознавания типа УР
и ее системы наведения. Поэтому, по оценке специалистов фирмы RWM, кора-
бельным комплексом постановки ЛЦ должны использоваться универсальные
снаряды - постановщики помех, обеспечивающие радиоэлектронное подавление
ракет с различными системами наведения.
Комплекс выстреливания помех MASS включает в себя от одной до ше-
сти 32-зарядных поворотных ПУ реактивного типа (в зависимости от класса
корабля), центральный прибор управления (ЦПУ) постановкой помех и 81-мм
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
109
многоспектральные снаряды помех. Основные тактико-технические характе-
ристики ПУ: масса - 330 кг; высота - 1,1 м; скорость наведения - 100 град/с;
ускорение наведения - 360 град/с2; радиус разворота - 1,3 м. Ударное воз-
действие при стрельбе на палубу не превышает 2 кН (продолжительностью
не более 10 мс).
Многоспектральные снаряды - постановщики помех калибра 81 мм пред-
назначены для постановки радиолокационных, инфракрасных и оптических
помех в следующих диапазонах:
• ультрафиолетовом - 0,3... 0,4 мкм (по спектральному составу и интенсив-
ности эквивалентному солнечному излучению);
• электронно-оптическом - 0,4... 1,1 мкм;
• лазерном - 0,4... 1,5 мкм и 10,6 мкм;
• инфракрасном - 2... 14 мкм (двухцветный);
• радиолокационном - 8... 18 ГГц.
В настоящее время ведется разработка снаряда для создания помех прием-
никам КРНС NAVSTAR, устанавливаемым на УР и УА.Б, а также снарядов для
создания помех с активными и пассивными радиолокационными ЛЦ в милли-
метровом диапазоне.
Каждый снаряд оснащается программируемым электронным взрывателем,
который позволяет осуществлять бесконтактную установку дальности поста-
новки ЛЦ (0...100 м) непосредственно перед стрельбой. Ошибка в выставле-
нии помехи в трех измерениях составляет 10... 15 см. После выстреливания
активной радиолокационной ЛЦ на заданной высоте срабатывает парашютная
система, и ЛЦ опускается на парашюте, с которым она соединена через враща-
ющийся блок подвески. Вращающийся блок может имитировать флуктуацию
РЛ-сигнала. Комбинированный снаряд используется для образования одно-
временно пассивной РЛ и ИК ЛЦ. Он снаряжается дипольными отражате-
лями и аэрозолем на основе микрокапсулированного красного фосфора.
Продолжительность образования маскирующей завесы инфракрасной ЛЦ
составляет 2...3 с. Продолжительность действия ЛЦ: активной РЛ - до не-
скольких минут; комбинированной ИК/РЛ - не менее 30 с, маскирующей
завесы - 20.. .30 мин.
По заявлениям представителей фирмы RWM, комплекс MASS способен
эффективно бороться с ракетами, ГСН которых имеют строб сопровождения
не более 12 м. По расчетам специалистов, для надежной защиты кораблей класса
«фрегат» необходимо устанавливать комплекс в составе двух ПУ. При этом для
кораблей с эффективной площадью рассеивания не более 5 тыс. м2, уровень за-
щиты с помощью комплекса MASS оценивается как «хороший», а с кораблей
с эффективной площадью рассеивания до 10, 15 и 20 тыс. м2 - как «приемле-
мый», «частичный» и «незначительный» соответственно. При постановке маски-
рующей завесы комплекс способен покрывать помехами площадью до 35 тыс. м2
и может эффективно использоваться для постановки ЛОЦ против ПКР, осна-
щенных активными радиолокационными ГСН, а при постановке ЛУЦ - против
всех известных типов ПКР и УР.
Комплекс выстреливаемых помех MASS принят на вооружение ВМС Герма-
нии в 2002 г., а до 2010 г. планировалось оснастить им большинство состоящих
по
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
на вооружении и вновь строящихся кораблей ВМС Германии, Польши, Норве-
гии, Швеции и Финляндии.
При разработке комплекса MASS широко применялись методы матема-
тического и полунатурного моделирования, которые в обязательном порядке
подтверждались полномасштабными испытаниями в условиях обстановки,
близкой к реальной. Периодически ОВМС стран НАТО проводят комплексные
исследовательские учения по РЭБ, в ходе которых проверяются возможности
комплексов постановки ЛЦ, находящихся на вооружении кораблей различных
классов стран НАТО, осуществляется подавление систем наведения УР самых
различных модификаций.
Так, в ходе учений, проведенных ВМС Германии в 2003 г., на самолетах
базовой патрульной авиации Р-ЗС «Орион» на внешних узлах подвески уста-
навливались до шести УР с разными типами ГСН. По заранее определенному
маршруту самолет начинал облет кораблей на предельно малой высоте, а опера-
торы (в составе экипажа) включали ГСН ракет в режиме эмуляции. При подлете
самолета к цели корабли выставляли ЛЦ, а на его борту осуществлялся аппа-
ратно-программный контроль за работой ГСН УР. В одном из эпизодов учений
комплекс MASS установили на тральщике ВМС Германии, а на самолете Р-ЗС
подвесили шесть УР: по две с ИК и РЛ ГСН и по одной с ЭО и ТПВ. При этом
радиолокационные ГСН работали в режиме перестройки несущей частоты.
По заявлениям представителей фирмы RWM, комплекс MASS отстрелял 11 за-
рядов, обеспечив 100 %-ное выполнение задачи.
Исследовательские учения по защите корабля от ПТРК (включая перенос-
ные), ПЗРК, а также УР и УАБ с полуактивными лазерными ГСН проводились
также в 2004 г. (район Балтийского побережья Германии). Подсветка цели для
УР и УАБ осуществлялась как с помощью подвесного прицельно-навигацион-
ного контейнера самолета, так и лазерными целеуказателями с берега. Во всех
случаях наведение было сорвано, в итоге и УР, и УАБ цель не поразили. Как
сообщали представители фирмы, при постановке маскирующей завесы про-
исходил срыв подсветки цели лазерными целеуказателями, в результате чего
и УР, и УАБ теряли управление и падали в воду, не долетев до цели.
Артиллерийские снаряды - постановщики активных помех. В боеком-
плекте артиллерийских систем 2А65 и 2С19 «Мета», состоящих на вооружении
Сухопутных войск РФ, имеется 152-мм выстрел ЗВРБ38 со снарядом ЗРБЗО
(разработчик - ОАО «НИМИ», Москва) для постановки активных радиопомех
тактическим средствам связи (в целях нарушения управления войсками) и управ-
ляемому оружию (рис. 10.12). Основные технические характеристики 152-мм
артиллерийского снаряда ЗРБЗО и его передатчика помех приведены ниже:
Масса снаряда, кг ..................................... 43,56
Максимальная дальность стрельбы, км.................... 22
Диапазон подавляемых частот, МГц................... 1,5...120
Радиус действия передаточных помех, м.............. 700
Продолжительность работы передатчика, мин.............. 60
Температурный диапазон применения, °C.................. ±50
10.2. Помехосоздающие боеприпасы
111
Рис. 10.12. Артиллерийский выстрел ЗВРБ38 калибра 152 мм со снарядом ЗРБЗО
для постановки активных радиопомех
Реактивные снаряды - постановщики помех к РСЗО (разработчик -
ОАО «НПО «СПЛАВ», Тула). Аналогичное назначение имеет 122-мм реактив-
ный снаряд РСЗО «Град» с передатчиком помех Р-032, содержащий в комплек-
те семь реактивных снарядов 9М519-1-7 с одинаковыми массогабаритными
и динамическими характеристиками. Комплект предназначен для создания
помех в КВ- и УКВ-диапазонах радиосвязи в целях дезорганизации системы
управления противника в тактическом звене путем подавления линий радио-
связи, пунктов управления войсками и оружием, наземных пунктов обработки
информации и т. п., а также для создания помех тактическим средствам связи.
112
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Каждый из семи реактивных снарядов, входящих в комплект, оснащен головной
частью (рис. 10.13, а) с передатчиком помех определенной литеры (рис. 10.13,6).
Основные технические характеристики 122-мм реактивного снаряда 9М519-1-7
и его передатчика помех Р-032 представлены далее:
Масса реактивного снаряда, кг .............. 66
Длина, мм............................................. 3025
Дальность стрельбы, км............................. 4,4... 18,5
Диапазон подавляемых частот, МГц............ 1,5...120
Радиус действия передаточных помех, м....... 700
Время непрерывной работы передатчика, мин.... 60
Вид и тип помехи.................................Заградительная, шумовая
а
б
Рис. 10.13. Головная часть 122-мм
реактивного снаряда РСЗО «Град»
9М519-1-7 (б/) и его передатчик по-
мех Р-032 (0
10.3. Осветительные боеприпасы
10.3. Осветительные боеприпасы
из
Осветительные снаряды и мины
Разработка первых осветительных снарядов в России началась еще до Пер-
вой мировой войны. В 1911 г. создали первые образцы осветительных пара-
шютных снарядов для полевых орудий (гаубиц) и орудий ближнего боя (первых
минометов или так называемых бомбометов). В Первую мировую войну при-
меняли осветительные снаряды к гаубицам калибра 122 и 152 мм к корпусам
шрапнелей с выбросом снаряжения через головное очко корпуса. В 122-мм
снаряде помещали два факела (в виде полуцилиндров) со своими парашютами,
а в 152-мм снаряде - четыре факела (в виде сегментов).
Основной недостаток данных конструкций снарядов - частые отказы в дей-
ствии. Кроме того, из-за непрочности внутренних деталей снаряды могли при-
меняться только для стрельбы на малых зарядах, из-за чего дальность стрельбы
не превышала 4...5 км.
После Первой мировой вой-
ны во всех странах, принимав-
ших участие в боевых действиях,
продолжались работы над новыми
осветительными снарядами, у ко-
торых осветительный элемент вы-
брасывался с парашютом через дно
снаряда (рис. 10.14, а). В 122-мм
осветительном парашютном двух-
факельном снаряде впервые был
реализован принцип двухфазного
выбрасывания снаряжения на тра-
ектории. Вначале под действием
большого вышибного заряда про-
исходит сброс стального цилин-
дра, содержащего два факела и два
парашюта; одновременно воспла-
меняется пороховой замедлитель,
помещенный в крышке цилиндра.
После его сгорания начинает гореть
второй (меньший) пороховой заряд,
находящийся внутри цилиндра под
Рис. 10.14. Осветительные парашют-
ные снаряд (а) и мина (б):
1 - парашют; 2 - осветительная звезд-
ка; 3 - вышибной заряд; 4 - взрыватель
114
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
факелами, который выбрасывает факелы с парашютами и воспламеняет осве-
тительный состав в факелах (рис. 10.15). Двухфазное выбрасывание резко со-
кращает скорость полета цилиндра к моменту сброса факела, вследствие чего
уменьшается сила рывка, испытываемая парашютом в момент его раскрытия.
Скорость снижения системы парашют - факел в этих снарядах уменьшалась
до 4.. .5 м/с вместо 10... 15 м/с и более в снарядах других конструкций. Данный
принцип послужил основой для создания ряда образцов парашютных снарядов
и мин.
Типовой 122-мм гаубичный осветительный снаряд (см. рис. 10.4, а) при
высоте разрыва около 500 м обеспечивает на местности освещение площадью
до 10 тыс. м2 в течение 50.. .55 с (сила света - до 500 тыс. кд). Для предотвра-
щения скручивания строп парашюта факел снабжен вертлюгом, вращающимся
на шарикоподшипниках. У осветительных мин (рис. 10.14, б) нет принци-
пиальных конструктивных отличий от рассмотренных выше осветительных
снарядов.
а
Рис. 10.15. Осветительный снаряд (а) и прин-
цип его действия (б):
1 - опорный цилиндр; 2 - дно; 3 - звездка;
4 - парашют
10.3. Осветительные боеприпасы
115
Некоторые характеристики действия
осветительных снарядов и мин
Освещенность предмета в направлении заданного угла от источника света
определяется по формуле
(ЮЛ)
_ Zcosa
Е^—
где 7- сила света источника, кд; D - расстояние источника света до точки осве-
щаемой поверхности при угле а.
Если в формуле (10.1) заменить D на h (h - расстояние от источника све-
та до поверхности предмета по перпендикуляру), то она при условии, что D =
= /г/cos а, примет следующий вид:
_ Zcos3a
=----3---
а h2
Радиус освещения г будет равен величине Atg а, т. е. при заданной силе света
источника радиус освещаемого района зависит от высоты, на которой находится
факел, и угла падения луча света.
Видимость и различимость местных предметов обусловлены такими фак-
торами, как:
- размер рассматриваемых целей;
- расстояние от цели до наблюдателя;
- контраст освещения между целью и фоном, на который она проектируется;
- острота зрения наблюдателя;
- освещенность цели;
- продолжительность наблюдения.
Первые четыре фактора не зависят от качества снаряда и определяются
условиями, при которых происходит наблюдение. От осветительных свойств
снаряда зависят только два последних фактора. На время освещения целей
большое влияние будет оказывать ветер: чем он сильнее, тем меньше времени
снаряд будет находиться в районе цели.
Наблюдения показывают, что скорость перемещения осветительных эле-
ментов на парашюте в горизонтальном направлении близка к скорости ветра.
Скорость перемещения осветительных элементов беспарашютных снарядов
в горизонтальной плоскости меньше зависит от скорости ветра и его направле-
ния, так как они всегда перемещаются в одну сторону (в направлении их полета).
Осветительные элементы после их выброса из снаряда падают вниз под действи-
ем силы тяжести. По имеющимся данным, скорость падения может достигать
30 м/с. При снижении силу сопротивления воздуха движению осветительного
элемента парашютного снаряда можно рассчитать по формуле
Я = СпРв5°2>
(Ю.2)
где сп - коэффициент сопротивления парашюта; рв - плотность воздуха (при рас-
четах принимается равной 1,25 кг/м3); S - площадь парашюта, м2; v - скорость
снижения парашюта, м/с.
116
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Обозначив через Q массу системы парашют - факел и принимая R = Q,
получим снижение системы с постоянной скоростью. Значение сп для плотной
ткани может быть принято 0,5. Наиболее выгодная форма купола - сфериче-
ский сегмент, в котором отношение высоты купола к его радиусу составляет 0,5.
По формуле (10.2) при указанных допущениях можно вычислить значения ско-
рости снижения парашютного факела и диаметра парашюта.
Для обеспечения равномерности освещения цели, а следовательно, и луч-
шего ее наблюдения необходимо, чтобы система парашют - факел снижалась
с минимально возможной скоростью (табл. 10.5).
Таблица 10.5. Характеристики действия осветительных снарядов и мин
периода Великой Отечественной войны
Наименование боеприпаса Среднее время горения факела, с Средняя скорость снижения, м/с Средняя сила света, тыс. кд Начало горения факела Конец горения факела
Высота, м Радиус освещения, м Освещенность, лк Высота, м Радиус освещения, м Освещенность, лк
122-мм осветительный снаряд 82-мм осветительная мина 107-мм осветительная мина 32,4 38,6 43,5 8,9 4,1 4,8 444 242 325 351 232 281 269 196 222 10,3 10,4 10,4 63 74 73 233 194 217 112,00 44,00 61,14
Основные технические характеристики современных отечественных осве-
тительных мин приведены ниже:
Калибр, мм....................................... 82 120
Масса, кг....................................... 3,6 16,8
Дальность стрельбы, м...................... 125...4000 1000...5300
Продолжительность эффективного действия, с 35 45
Сила света, млн кд.............................. 0,3 1,5
Следует отметить, что осветительные снаряды и мины в настоящее время
состоят на вооружении артиллерии армий почти всех государств. Так, на во-
оружении сухопутных войск стран НАТО имеются осветительные мины для ми-
нометов с длительностью свечения 30.. .40 с и силой света 0,9... 1,3 млн кд, а так-
же осветительные снаряды для ствольной артиллерии калибров 105 и 155 мм
с силой света 0,6... 1,6 млн кд. В ближнем бою для освещения местности поля
боя могут использоваться боеприпасы FFV545, выстреливаемые из 84-мм реак-
тивного гранатомета, сила света которых составляет 0,65 млн кд, длительность
свечения - 30 с, диаметр освещаемого пространства - 400...500 м.
10.3. Осветительные боеприпасы
117
Наряду с парашютными осветительными снарядами находят применение
и беспарашютные осветительные снаряды, которые содержат 20...24 освети-
тельных элемента, выбрасываемых обычно под действием вышибного заряда
через головную часть. Осветительные элементы располагаются в снаряде в не-
сколько ярусов, по 4.. .6 шт. в ярусе. После выброса зажженные осветительные
элементы снижаются и освещают местность.
К пиротехническим составам для осветительных БП предъявляют следу-
ющие общие требования:
- максимальный осветительный эффект (сила света, интенсивность излуче-
ния в заданном диапазоне видимого спектра и т. д.) при минимальном расходо-
вании состава (при этом плотность составов должна быть возможно высокой);
- достаточная механическая прочность, соответствующая требованиям
эксплуатации;
- максимально низкая чувствительность к механическим воздействиям, без-
опасность при изготовлении и применении (минимальные взрывчатые свойства
и минимальный тротиловый эквивалент);
- химическая стойкость и физическая стабильность при д лительном хранении;
- устойчивость по отношению к внешним тепловым воздействиям (невос-
пламеняемость от попадания искры и т. д.);
- нечувствительность к прострелу пулей;
- простота технологического процесса изготовления;
- отсутствие компонентов, оказывающих токсическое действие на чело-
веческий организм при изготовлении;
- недефицитность исходных материалов, наличие достаточной сырьевой
базы и т. д.
К осветительным составам предъявляются особые требования в отноше-
нии чувствительности к механическим воздействиям, вытекающие из условий
боевого применения. При использовании осветительных средств в составе
артиллерийских снарядов (преимущественно для гаубиц среднего калибра) не-
обходимо ограничивать чувствительность составов к удару допустимыми на-
пряжениями при выстреле, установленными для ВВ. Применение осветительных
и фотоосветительных АБ требует ограничения чувствительности используемых
в них составов к прострелу пулей, удару и пробитию корпусов АБ осколками
зенитных БП.
Эти обстоятельства исключили возможность применения хлоратных
составов в названных осветительных БП, что привело к необходимости ис-
пользования менее чувствительных составов на основе нитрата бария. Его
массовое содержание в осветительных составах может достигать 50...80 %
(табл. 10.6). Кроме того, образующаяся при разложении нитрата бария оксид
бария дает сплошной спектр с преобладанием желто-зеленой части, к кото-
рой человеческий глаз наиболее чувствителен. Соли натрия, распадающиеся
при горении с выделением атомов натрия, излучающих в желтом диапазоне
видимого спектра, увеличивают силу света осветительных составов, которые
содержат нитрат бария.
118
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Таблица 10.6. Пиротехнические составы осветительного действия
Компонентный состав Содержание, %
Нитрат бария 70 62 50 66 68 75 80
Магниевый порошок 12 — — 30 — 4 —
Алюминиевая пудра 2 — — — — — —
Алюминиевый порошок 12 — 36 — 28 18 15
Порошок алюминиево- 27 4
магниевого сплава
Кремнефтористый натрий 2 — — — — — —
Олифа натуральная 2 — — — — 3 6 (свыше 100 %)
Смола СФ-0112А — 11 — — — — —
Сера — — 9 — — — —
Индустриальное масло — — 1 — — — —
Идитол или щелак — — — 4 4 - —
Пороховая мякоть — — — — — — 5
Для получения при горении осветительных составов наибольшей интен-
сивности излучения необходимо, во-первых, наличие компонентов, при сгора-
нии которых образуются тугоплавкие вещества, находящиеся при температуре
горения в твердом (или труднолетучем жидком) состоянии, а во-вторых, высо-
кая температура горения состава. Этим требованиям удовлетворяют составы,
имеющие в качестве горючего алюминий, магний и их сплавы. Сгорая, металлы
образуют оксиды, находящиеся при температуре горения в твердом или жидком
состоянии, и выделяют большое количество теплоты, за счет чего достигается
высокая температура горения.
В качестве цементаторов, обеспечивающих осветительным составам
требуемую механическую прочность спрессованного изделия, применяют
идитол, бакелит, раствор канифоли в олифе, смолу СФ-0112А, серу. Цемента-
торы снижают яркость пламени и замедляют горение, поэтому их содержание
в составе ограничивают количеством 5...8 (до 10)%. Если при содержании
цементатора до 6 % скорость горения еще велика, то часть горючего вводят
в виде крупнозернистого металлического порошка, что также задерживает
горение. Состав (см. последний столбец табл. 10.6) применялся в снарядах
Погребнякова, причем пороховая мякоть в нем предназначалась для облег-
чения воспламенения.
Давление прессования осветительных составов выбирают в зависимости
от свойств состава и потребной скорости горения. Обычно пиротехнические
средства прессуют в оболочку под давлением 50... 100 МПа, а осветительные
звездки - 200.. .300 МПа. Изделиям чаще всего придают форму цилиндра, а с од-
ного торца при прессовании добавляют воспламенительный состав с нитью
стопина, служащей для зажигания.
10.3. Осветительные боеприпасы 119
Осветительные авиационные бомбы и ракеты
Наряду с осветительными снарядами и минами во время Великой Отече-
ственной войны 1941-1945 гг. широкое применение получили и осветительные
(светящие) АБ (САБ), в том числе благодаря большой концентрации их свето-
вой энергии в единице объема боевого заряда, компактности и простоте обра-
щения, а также возможности транспортировки на дальние расстояния. Эти БП
эффективно использовали в ночных операциях разведывательной и бомбарди-
ровочной авиации в ходе визуальной разведки и для освещения местности при
прицельном бомбометании, в совместных действиях авиации с кораблями ВМФ
и авиации с артиллерией. Одним из сценариев применения таких БП заключался
в корректировке артиллерийского огня с самолетов, наведении кораблей и под-
водных лодок ночью на флот противника, бомбардировщиков - на цели, а также
в освещении местности при посадках самолетов вне аэродромов. Иногда САБ
использовали для подсветки целей при ночных стрельбах сухопутной и морской
артиллерии.
Разработка САБ в нашей стране началась в 1930 г. на заводе № 67. К 1932 г.
там создали осветительную АБ массой 5 кг (ее рабочий вариант назывался
САБ-5), которую в том же году приняли на вооружение ВВС. Затем были спро-
ектированы и также поступили на вооружение авиационные бомбы САБ-3,
САБ-15 и САБ-25.
Интенсивное развитие авиации в предвоенный период, увеличение скоро-
сти и высоты ее боевых действий поставили перед конструкторами и промыш-
ленностью проблему создания новых мощных осветительных средств. В связи
с этим модернизивали САБ-15 и разработали новую - САБ-100-55, по силе
света практически не имевшую аналогов в мире (2,0...2,2 млн кд).
К началу Великой Отечественной войны на вооружении ВВС кроме про-
шедших модернизацию САБ-15 и САБ-ЗМ находились также посадочные
осветительные ракеты ПР-8 и ПР-4, применявшиеся для выбора подходящей
площадки при посадке самолета вне аэродрома и для ориентировки на местно-
сти. Непосредственно для выполнения самой посадки в дополнение к фарам -
основному средству обеспечения ночной посадки на аэродром - использовались
подкрыльные осветительные факелы Хольта.
Следует отметить, что округленное значение силы света факелов САБ в до-
кументации организационного характера всегда рассматривалось как средний
показатель. Реально эту характеристику в каждой партии БП уточняли отдельно,
и ее абсолютные значения сильно отличались. Кроме того, сила свечения фа-
кела в самом начале его действия и в конце существенно различалась, поэтому
в характеристиках зачастую указывали также ее среднее значение.
На практике в ходе Великой Отечественной войны пилоты строевых ча-
стей скорректировали и оптимизировали размеры освещаемых площадей, ко-
торые несколько отличались от опытных данных, полученных в ходе полигон-
ных и войсковых испытаний. Например, САБ-50-15 использовали на высотах
2000 м для создания светового пятна радиусом 3000 м, САБ-25 - на высоте
1500 м для образования пятна радиусом 3000 м, САБ-100-55 - на высоте
120
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
2000 м для формирования пятна радиусом 4000 м, а САБ-100-75 - на высоте
2500 м для создания пятна радиусом 2500 м. В пределах освещенной местности
разведчики и бомбардировщики могли работать без дополнительного расхода
осветительных БП. Естественно, это определяло и высоту срабатывания взры-
вателей АБ, а также строгое следование заданному высотному эшелону: с уве-
личением высоты наблюдения радиус просматриваемой местности уменьшался.
Осветительные авиационные бомбы калибра 3 кг. Как и все освети-
тельные АБ, САБ-3 состояла из корпуса и размещенного внутри него факе-
ла с парашютом (рис. 10.16). К цилиндрическому корпусу, изготовленному
из листовой стали, с помощью роликовой сварки приваривали штампованную
головку с упором для факела и втулкой с резьбой под взрыватель. В хвостовой
части на корпус плотно надевали сферическую крышку. В оболочке факела, вы-
полненной из патронной бумаги, размещалось снаряжение из осветительного,
переходного, зажигательного и воспламенительного составов. Переходной со-
став факела включал в себя основной осветительный и зажигательный составы
в равных пропорциях. Воспламенительный состав представлял собой густую
массу, приготовленную из пороховой мякоти на этиловом спирте. Купол пара-
шюта был сделан из хлопчатобумажной ткани.
Снаряженную дистанционными трубками САБ-3 сбрасывали как вручную,
так и с держателей самолетов. В соответствии с установленным временем за-
медления трубка срабатывала, зажигая воспламенительный состав факела.
При этом давлением продуктов горения факел выталкивался из корпуса АБ,
сбрасывая сферическое дно. В потоке воздуха парашют раскрывался, и сни-
жающийся на нем горящий факел освещал местность. Состав и конструкция
факела обеспечивали силу света около 90 тыс. кд. К 1937 г. были разработаны
новые составы снаряжения осветительных АБ с силой света около 200 тыс. кд,
что обеспечивало радиус освещения приблизительно 1000 м.
Развитие разведывательной авиации и появление на вооружении ВВС ско-
ростных бомбардировщиков выдвинули новые требования к осветительным АБ,
Рис. 10.16. Осветительная авиационная бомба САБ-3 для ручного сброса:
1 - взрыватель; 2 - корпус; 3 - подвесное ушко; 4 - факел; 5 - парашют; общая длина
(с взрывателем АГДТ-Б) - 525,6.. .529,6 мм; диаметр корпуса - 96,5 мм; масса неокон-
чательно снаряженной (без взрывателя) бомбы - 3,05 кг; сила света - 60... 100 тыс. кд;
время горения факела - 2,18 мин; скорость снижения факела - 3,2 м/с
10.3. Осветительные боеприпасы
121
Рис. 10.17. Штатная осветительная авиационная бомба САБ-ЗМ образца 1944 г.:
общая длина (с взрывателем АГДТ-Б) - 574,6.. .590,6 мм; диаметр корпуса - 96,5 мм; раз-
мах оперения -116,5 мм; расстояние от центра тяжести до головного среза -177 мм; масса
неокончательно снаряженной (без взрывателя) бомбы - 4,05 кг; сила света - 200.. .270 тыс.
кд; время горения факела - 2,4 мин; скорость снижения факела - 4,5 м/с
поскольку САБ-3 уже не удовлетворяли как по силе света и устойчивости, так и
по возможности их применения исключительно из кабины самолета. В резуль-
тате модернизации в 1938 г. на вооружение поступила осветительная АБ со ста-
билизатором САБ-ЗМ (рис. 10.17) (силу света увеличили до 200. ..270 тыс. кд,
были разработаны стабилизаторы, усовершенствованы конструкции хвостовой
части и парашюта). Только в период 1940-1945 гг. было произведено около
320 тыс. шт. САБ-3 и САБ-ЗМ (общее число осветительных АБ, выпущенных
за годы Великой Отечественной войны, составило 600 тыс. шт.).
Осветительные авиационные бомбы калибра 50 кг. Осветительная АБ
САБ-15, разработанная в 1936 г., при свечении позволяла посадить гидросамолет
на море или совершить вынужденную посадку тяжелого самолета на неподго-
товленную площадку, вести визуальную разведку на суше, освещать сухопут-
ные цели и бомбить их, однако силы света САБ-15 для освещения движущихся
морских целей и бомбометания по ним было все же недостаточно.
Конструктивно САБ-15 (рис. 10.18) была схожа со штатной САБ-3. Голов-
ные части корпусов штамповали из листового железа, вваривая в их верхнее
Рис. 10.18. Опытная осветительная авиационная бомба САБ-15 образца 1936 г.:
общая длина (с взрывателем АГДТ-Б) - 1098 мм; диаметр корпуса - 160 мм; размах
оперения - 234 мм; расстояние от центра тяжести до головного среза - 370 мм; масса не-
окончательно снаряженной (без взрывателя) бомбы -14,30 кг; сила света-90... 130 тыс.
кд; время горения факела - 6,12 мин; скорость снижения факела - 2,4 м/с
122
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.19. Штатная осветительная авиационная бомба САБ-50-15 образца 1944 г.:
общая длина (с взрывателем АГДТ-Б) -1090,6... 1106,6 мм; диаметр корпуса-160 мм; раз-
мах оперения - 234 мм; расстояние от центра тяжести до головного среза - 335 мм; масса
неокончательно снаряженной (без взрывателя) бомбы -14,80 кг; сила света - 600 тыс. кд;
время горения факела - 3,5 мин; скорость снижения факела - 2,4 м/с
основание втулку под взрыватель. Для воспламенения факела во втулке уста-
навливали вышибной заряд, содержащий 15г дымного ружейного пороха.
К цилиндрическому корпусу в виде трубы, свальцованной и сваренной по шву
с помощью роликовой сварки, приваривали четыре крыла стабилизатора. За-
дняя крышка из листового железа имела вид усеченного конуса, переходящего
в цилиндр. К ее конической части также приваривали четырехперистый стаби-
лизатор с тормозным диском. Цилиндр и задняя крышка крепились между собой
шплинтами. Все эти детали вальцевали и штамповали из кровельного железа
толщиной 0,50.. .0,75 мм. Оболочку факела, изготовленную из машинопатронной
бумаги, снаряжали осветительным (из трех слоев, различных по составу, коли-
честву и длине), переходным, зажигательным и воспламенительным составами.
После разработки и внедрения в 1941-1944 гг. новых рецептур и техно-
логий запрессовки пиротехнических составов в корпус факела САБ-15 (пере-
именованного в 1941 г. в САБ-50-15) (рис. 10.19) его сила света возросла
до 400...600 тыс. кд при продолжительности горения факела около 3,5 мин.
В темную ночь с высот 2000...3000 м благодаря функционированию САБ-15
были хорошо видны предметы в радиусе 300.. .500 м, далее - только их очерта-
ния. Силы света двух АБ было достаточно для разведки целей и бомбометания.
В довоенный период одновременно с 15-кг осветительной АБ разработали
25-кг бомбу САБ-25 (рис. 10.20), предназначенную для освещения водной поверх-
ности и визуальной разведки бомбардировочной и разведывательной авиации,
а также освещения целей при ночном бомбометании.
Назначение основных узлов и деталей САБ-25 было аналогично назначению
основных узлов САБ-15, но существовали значительные различия в устройстве
факела и его снаряжения. САБ-25 включал в себя цилиндрическую картонную обо-
лочку, внутреннюю гильзу, деревянный стержень, картонную крышку с шестью
отверстиями, тарельчатое дно, в центр которого приваривали скобу с отверстием
для болта и вырезом для вытяжного троса парашюта. В картонной оболочке факела
размещались осветительный, переходной, зажигательный и воспламенительный
составы. На испытаниях в стационарных и летных условиях средняя сила света
факелов САБ-25 составляла 60.. .700 тыс. кд, а средняя продолжительность время
горения - 2,5... 3,0 мин.
10.3. Осветительные боеприпасы
123
Рис. 10.20. Штатная осветительная авиационная бомба САБ-25 образца 1938 г.:
общая длина (с взрывателем ТМ-4Б) - 1262... 1267 мм; диаметр корпуса - 190 мм; размах
оперения - 267 мм; расстояние от центра тяжести до головного среза - 351... 355 мм; масса
неокончательно снаряженной (без взрывателя) бомбы - 23,00 кг; сила света - 700 тыс. кд;
время горения факела - 2,5.. .3,0 мин; скорость снижения факела - 3,0 м/с
Современные САБ предназначены для освещения местности в ночных
условиях при бомбометании и визуальной разведке и обеспечения боевых
действий других родов войск. Типовые конструкции осветительных АБ можно
рассмотреть на примере САБ-250-200 и САБ-250Т (разработчик ОАО «НПО
«Базальт»), характеристики действия которых приведены ниже:
САБ-250-200 САБ-250Т
Калибр, кг................................... 250 250
Масса, кг.................................... 200 215
Диаметр, мм.................................. 325 325
Длина, мм............................... 1500 2400
Число факелов, шт............................. 7 7
Сила света, млн кд...................... 9,7...10,2 8...10
Длительность горения факела, мин........ 6 6,0...8,5
САБ-250-200 предназначена для освещения местности в целях обеспечения
прицельного бомбометания и визуальной разведки в ночных условиях с высот
2500...20000 м при скорости носителя 500...1000 км/ч.
Термостойкая светящая авиационная бомба САБ-250Т используется с высот
2500.. .25 000 м при скорости носителя 700.. .2500 км/ч.
НАР осветительного действия
В настоящее время на вооружении ВВС имеются также НАР осветитель-
ного действия С-8-0 (С-8-ОМ), служащие для освещения местности в ночных
условиях в целях визуальной разведки и обеспечения боевых действий авиации
и других родов войск. Основные характеристики НАР осветительного действия
С-8-0 (С-8-ОМ) представлены ниже:
С-8-0 (С-8-ОМ)
Калибр, мм................................................ 80
Тип пускового блока (устройства)/количество ракет.... Б-8М-1/20
Максимальная скорость, м/с............................. 590 (545)
Тип БЧ............................................... Осветительная
Продолжительность полета на активном участке, с.. 0,96...1,96 (0,5...1,2)
124
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Дальность стрельбы, км............................. 1,2...4,0
Длина ракеты, мм................................... 1660 (1632)
Масса, кг:
окончательно снаряженной ракеты......................... 12,5(11,9)
БЧ............................................... 4,3
10.4. Фотоосветительные боеприпасы
Основные свойства фотоосветительных пиротехнических составов,
используемых в соответствующих типах БП (табл. 10.7), практически анало-
гичны свойствам осветительных составов за исключением продолжительно-
сти действия, составляющего десятые и сотые доли секунды. Для фотосмесей
характерна кратковременная вспышка с большой силой света. Так же, как и
другие пламенные составы, они включают в себя окислитель и металлическое
горючее, причем второй компонент имеется в избытке (наибольшую силу света
дают смеси с небольшим отрицательным кислородным балансом). При этом
металл окисляется не только газообразными продуктами горения окислителя,
но и воздухом, образуя оксиды и нитриды металлов. Массовая доля твердой фазы
в пламени фотоосветительных составов достигает 95 %, максимум излучения
лежит в ближней ИК-части спектра.
Таблица 10.7. Фотоосветительные составы
Компонентный состав Содержание, %
Нитрат бария 41 54 60
Магниевый порошок 52 40 40
Асфальтит 6 — —
Трикрезилфосфат 1 — —
Смола СФ-430А — 6 —
Фотоосветительные АБ предназначены для освещения местности и рас-
положенных на ней объектов при воздушном фотографировании в ночных ус-
ловиях. Типовые конструкции ФОТАБ были разработаны ОАО «НПО «Базальт»
(табл. 10.8).
Таблица 10.8. Характеристики ФОТАБ
Характеристика ФОТАБ-100-80 ФОТАБ-100-140 ФОТАБ-250Т
Калибр, кг 100 100 250
Масса, кг 80 140 275
Длина, мм 1500 1500 —
Диаметр, мм 240 240 —
Сила света, млн кд 2200 8000 4000
Продолжительность вспышки, с 0,15 0,06 0,25
10.5. Дымовые боеприпасы
125
ФОТАБ-100-80 предназначена для освещения местности при ночном воз-
душном фотографировании с высот 500... 10 000 м при скорости носителя
600... 1000 км/ч.
Термостойкая авиационная бомба ФОТАБ-100-140 предназначена для ос-
вещения местности при ночном воздушном фотографировании при скорости
носителя 500...2500 км/ч. Минимальная высота применения определяется ти-
пом используемой фоторегистрирующей аппаратуры, а максимальная высота
достигает 15 000 м.
10.5. Дымовые боеприпасы
Дымовые снаряды и мины
Дымовые боеприпасы служат для образования дымовых завес, маскиру-
ющих военные части и тыловые объекты, а также ослепления огневых позиций
батарей противника, огневых точек, наблюдательных и командных пунктов.
Кроме того, они могут обеспечивать целеуказание артиллерии и авиации, сиг-
нализацию и пристрелку. Наиболее эффективно дымовые БП используют для
задымления района расположения противника в целях его ослепления. Эффек-
тивность стрельбы при задымлении самих стреляющих снижается в значитель-
но меньшей мере, чем при задымлении цели. Стрельба по подвижным целям,
задымленным стреляющей стороной, становится неэффективной.
Дымовой снаряд (мина) состоит из корпуса, снаряжения (дымообразу-
ющего вещества), запального стакана с разрывным зарядом взрывателя или трубки
(рис. 10.21, а). При встрече с целью взрыватель инициирует детонацию разрывного
Рис. 10.21. Дымовые снаряд и мина (а) и действие дымового БП (б):
1 - дымообразующий состав; 2 - запальный стакан с ВВ; 3 - взрыватель
126
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
заряда, который, разрушая корпус, выбрасывает дымообразующее вещество
(рис. 10.21, б).
Дымокурящие снаряды (мины) отличаются от дымовых снарядов тем, что
имеют вышибной заряд из дымного черного пороха вместо разрывного заряда
и снабжаются дистанционной трубкой. Через определенное время после выстре-
ла под действием вышибного заряда шашки с дымообразующим веществом выб-
расываются из снаряда. На земле в результате термической возгонки происходит
дымообразование. В качестве дымообразующего вещества применяют белый
фосфор, триоксид серы в твердом виде или в растворе (олеум), различные жид-
кие и твердые смеси. В дымокурящихся снарядах используют различные твер-
дые смеси, способные к дымообразованию в результате термической возгонки.
Белые дымы лучше скрывают очертания предметов, чем черные. К веще-
ствам, формирующим белый дым, относятся белый фосфор, серный ангидрид
и хлорное олово. При горении фосфора образуется фосфорный ангидрид, ко-
торый взаимодействует с влагой воздуха с выделением мета- и ортофосфорной
кислот, создающих белый дым (туман).
Серный ангидрид - весьма летучее вещество, которое легко переходит
в парообразное состояние и, взаимодействуя с влагой воздуха, образует серную
кислоту. Пары серной кислоты, обладающие при обычной температуре весьма
малой упругостью, пересыщают пространство. Одновременно влага воздуха,
энергично взаимодействуя с серной кислотой, образует гидраты; при конден-
сации отдельные молекулы, сцепляясь между собой, формируют коллоидные
частицы, составляющие дисперсную фазу, в результате чего возникает белый
туман.
Хлорное олово SnCl4 в тонкораспыленном состоянии реагирует с влагой
воздуха, образуя ортооловянную кислоту H2SnO3, которая вместе с хлористым
водородом создает белый дым.
К дымообразующим относятся также составы Ершова (20 % КС1О3,10 % угля,
50 % NH4C1,20 % нафталина). При горении такого типа составов происходит воз-
гонка хлористого аммония и части нафталина, которые образуют дым. Составы
такого типа рассчитаны на неполноту сгорания, а продукты их горения содержат
много оксидов углерода, водорода, углеводородов и других горючих веществ. Для
устранения их воспламенения при смешении с воздухом вводят пламегасители
(углекислые соли - сода, мел, углекислый магний). На их разложение расходуется
значительное количество теплоты, вследствие чего понижается температура про-
дуктов горения. Кроме того, образующийся углекислый газ разбавляет продукты
горения, повышая температуру воспламенения последних. Роль пламегасителя
выполняет и хлористый аммоний.
Во время Второй мировой войны широко применяли дымовые составы на ос-
нове гексахлорэтана С2С16 и цинковой пыли, образующие серый дым, так как на-
ряду с белыми частицами хлористого цинка ZnCl2 выделяются черные частицы
углерода, для устранения которых в смесь вводили дополнительный окислитель
(например, хлорат натрия). В результате реакции горения данной трехкомпонент-
ной смеси образуется белый дым, не содержащий частиц углерода.
10.5. Дымовые боеприпасы
127
В настоящее время широкое распространение получили нашатырно-
антраценовые и металлохлоридные смеси, а также смеси, содержащие орга-
нические красители. В нашатырно-антраценовых составах за счет теплоты
экзотермических реакций происходит возгонка части хлористого аммония,
неокисленного антрацена, карбазола, фенантрена и других летучих приме-
сей технического антрацена, а также летучих продуктов их взаимодействия,
которые при соприкосновении с воздухом конденсируются, создавая дымо-
вую завесу. Если закрыть выход дыму, могут возникнуть реакции взрывно-
го разложения хлората калия. Скорость, равномерность и эффективность
процесса дымообразования определяются соотношением и свойствами
исходных компонентов, технологией изготовления смеси и снаряжением
изделий, а также их конструктивными особенностями. Изменение соотно-
шения компонентов в смеси в пределах ±2 % значительно меняет показатели
дымообразования.
Дымообразующие вещества формируются в результате реакции горения
компонентов металлохлоридных смесей, состоящих из органических хлор-
содержащих веществ и порошков металлов. При горении смеси выделяется
теплота, необходимая для образования пара хлорида металла. Хлориды весьма
гигроскопичны, поэтому, находясь во влажном воздухе, они реагируют с влагой,
что увеличивает концентрацию дыма. В качестве хлорсодержащих веществ
используют гексахлорбензол, гексахлорэтан и др. Металлические горючие
выбирают из расчета их энергичного реагирования с хлорсодержащими ком-
понентами при высокой температуре. Такими металлами являются алюминий,
магний и их сплавы.
Высокими маскирующими способностями обладает четыреххлористый
титан, поэтому вместо металлического горючего может использоваться титано-
магниевая руда.
Ниже приведены примеры дымообразующих составов:
а) маскирующий дым:
- антрацен - 44 %, хлорат калия - 32 %, хлористый аммоний (нашатырь) - 24 %;
- титаномагниевая руда - 24 %, алюминиевая пудра - 6 %, гексахлорэтан -
65 %, сера - 5 %;
- хлористый аммоний - 43 %, хлорат калия - 43 %, антрацен технический -14 %;
б) черный сигнальный дым:
- гексахлорэтан - 60 %, магниевый порошок - 22 %, антрацен технический -
18 %;
- хлорат калия - 60 %, антрацен технический - 40 %.
Маскирующее действие дымового облака во многом зависит от метеоро-
логических условий стрельбы и характера растительного покрова местности.
Ветер, дождь, снег и воздушные потоки отрицательно влияют на плотность
и стойкость дымовой завесы. Благоприятные условия для стрельбы дымовыми
снарядами: ветер со скоростью не более 5 м/с, направленный параллельно фрон-
ту задымления; отсутствие восходящих потоков воздуха; твердый грунт; густая
растительность в районе цели (табл. 10.9).
128
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Таблица 10.9. Характеристики действия (при благоприятных условиях)
дымовых снарядов периода Великой Отечественной войны
Калибр снаря- да, мм Размеры дымового облака (м) по истечении заданного времени от момента разрыва, с Время рассеивания ды- мового облака от момен- та разрыва (начало-ко- нец), с
5 15 35 55 90 120 150 180 210
76
122
76
122
Групповая стрельба (5 выстрелов) с максимальной скорострельностью
36...56
58...160
100 200 200 300 300 500 — — — —
90 230 150 350 200 570 250 600 300 600 330 720 370 770
В числителе - длина, в знаменателе - высота.
’ В числителе - начальная длина, в знаменателе - конечная длина.
60...97
112...212
Состоящий на вооружении в настоящее время 120-мм минометный вы-
стрел с дымокурящей миной предназначен для ослепления наблюдательных
пунктов и создания помех в работе оптико-электронной аппаратуры. Вы-
стрел формирует дымовое облако, не просматриваемое в видимом и ближнем
ИК-диапазоне волн. Аналогичный 82-мм минометный выстрел с дымовой
миной служит для постановки дымовых завес и целеуказания. Основные
технические характеристики 82- и 120-мм минометных выстрелов с дымовой
и дымокурящей минами (разработчик ОАО «НПО «Базальт»):
Калибр, мм..................................
Масса, кг...................................
Дальность стрельбы, м.......................
Время эффективного действия (дымообразо-
вания), с...................................
Дымовая завеса, м:
высота.....................................
длина....................................
82 3,5 125...4000 120 16,7 1000...6800
30 120
10 Более 10
20 Более 200
Комплект 40-мм выстрелов специального (вспомогательного)
назначения для подствольных гранатометов ГП-25 и ГП-ЗО
Как показывает опыт современных боевых операций, в том числе контр-
террористической направленности, пехотинцам приходится решать задачи
не только по огневому поражению противника. Довольно часто возникает
10.5. Дымовые боеприпасы
129
необходимость скрыть маневр подразделения, ослепить противника, осветить
местность или цель в ночных условиях, обозначить свое местоположение и т. д.
Для этого приходится кроме штатного оружия и боекомплекта к нему постоянно
иметь при себе сигнальные, дымовые, осветительные и другие пиротехнические
средства (шашки, патроны). Для приведения в действие таких средств требуется
дополнительное время, необходимое на снятие крышек и предохранительных
чек и т. д.
В целях устранения подобных недостатков и расширения возможностей
противопехотных гранатометов ФНПЦ «НИИ прикладной химии» (НИИПХ)
был разработан ряд специальных 40-мм выстрелов для подствольных грана-
тометов ГП-25 и ГП-30 (рис. 10.22). Такие выстрелы позволяют решать зада-
чи, возлага-емые обычно на БП вспомогательного назначения и специальные
пиротехнические средства, а также специфические задачи, присущие специ-
альным подразделениям правоохранительных органов (более подробно это
рассмотрено в гл. 12).
В частности, для создания дымовых завес на открытой местности, перед
естественными и искусственными укрытиями, а также очагов возгорания
на местности, в помещениях и небронированной технике, содержащих горючие
и легковоспламеняемые материалы, был разработан 40-мм выстрел ВГ-40ДЗ
с дымозажигательной гранатой (см. рис. 10.22, в). Одна такая граната может
поставить сплошную дымовую завесу длиной до 5 м и высотой до 2,5 м. Кроме
того, от одной гранаты выстрела ВГ-40ДЗ возникает до десяти очагов возгора-
ния. Дальность стрельбы гранатой - от 50 до 400 м. Стрельба из подствольных
гранатометов типа ГП-25 или ГП-30 возможна при установке его на 5,45-мм
автоматы АК-74 (АКС-74, АК-74М, АЕК-971, АН-94), 5,56-мм автоматы АК-101
и АЕК-972, а также на 7,62-мм автоматы АКМ (АКМС, АК-103, АЕК-973).
Часто при проведении контртеррористических операций, а также при
ведении боя в особых условиях (в городе, лесу, горах) или при попадании
под огонь противника, который ведется из засад, появляется необходимость
выиграть время для формирования боевого порядка подразделения или пере-
группировки, скрытного подхода с других направлений к позициям противни-
ка и защиты личного состава от прицельного огня. Для решения таких задач
в НИИПХ разработан 40-мм выстрел ГДМ-40 с дымовой гранатой мгновенного
действия, которая обеспечивает образование сплошного аэрозольно-дымового
облака размерами до 10 м в длину и до 3 м в высоту в течение 1...2 с после
выстрела. Продолжительности существования облака (20...30 с) вполне до-
статочно для совершения маневра и выхода из-под огня противника. Дальность
постановки аэрозольно-дымового облака от стреляющего выстрелом ГДМ-40
не превышает 50 м. Внешний вид выстрела ГДМ-40 и эффект его действия
показаны на рис. 10.23.
Аналогичная ГДМ-40 дымовая граната ГРД-40 к подствольному гранато-
мету ГП-25 предназначена для дистанционной прицельной постановки ды-
мовой маскирующей завесы мгновенного действия в целях защиты личного
состава от стрелкового оружия с оптическим и ночным прицелами в ближнем
ИК-диапазоне длин волн.
130
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.22. 40-мм выстрелы для подствольных гранатометов ГП-25 и ГП-30:
а - сигнальный; б - светозвуковой; в - дымозажигательный; г - термобаричес-
кий; д - осветительный парашютный; е - сигнальный комбинированный; ж - осве-
тительный беспарашютный
Рис. 10.23. Внешний вид 40-мм выстрела с дымовой гранатой ГДМ-40 (а) и его
действие (б, в)
10.5. Дымовые боеприпасы
131
Тактико-технические характеристики дымовой гранаты ГРД-40 приведены
ниже:
Калибр, мм.......................................... 40
Масса, кг.......................................... 0,26
Длина, мм........................................... 150
Дальность постановки завесы, м................. 50, 100,200
Размер завесы, м, спустя:
1с............................................... 10x10x10
2 с........................................... 20 х 20 X 20
3 с........................................... 25 X 25 X 25
Начальная скорость гранаты, м/с................ 70...75
Время маскирующего действия дымового облака при
скорости ветра 3... 5 м/с, с.................... Не менее 60
Помимо дымовых в НИИПХ создан также ряд выстрелов к подствольному
гранатомету со специальными пиротехническими возможностями. Одним из та-
ких выстрелов стал сигнальный комбинированный патрон (см. рис. 10.22, е),
который предназначен для одновременной подачи цветового огневого и
отраженного радиолокационного сигналов. После выстрела из подствольного
гранатомета такого патрона на высоте 300 м загорается яркая звездочка крас-
ного цвета, время горения которой составляет не менее 6 с. Кроме того, при
срабатывании патрона на этой же высоте образуется облако радиоотражающих
диполей площадью не менее 10... 12 м2, обеспечивающее прием отраженного
радиосигнала на дальности не менее 10... 12 км. Горение звездочки можно уви-
деть невооруженным глазом в дневное время на расстоянии до 3 км, а в ночное
время - почти за 10 км.
Для подачи цветового сигнала с использованием только одного подстволь-
ного гранатомета в НИИПХ разработан специальный сигнальный патрон
(см. рис. 10.22, а), осуществляющий подачу цветового сигнала красного или
зеленого цвета на высоте не менее 200 м. Время горения звездочки составляет
около 20 с, различить ее можно невооруженным глазом в дневное время на рас-
стоянии не менее 3 км, а в ночное время - не менее 10 км.
Для обеспечения освещения местности и подсветки целей в ночное вре-
мя в НИИПХ созданы специальные осветительные патроны для подстволь-
ных гранатометов типа ГП-25 или ГП-30. Это осветительный беспарашютный
(см. рис. 10.22, ж) и осветительный парашютный патроны (см. рис. 10.22, д).
Их основное отличие заключается в продолжительности освещения местности,
дальности и высоте постановки факела. Оба типа осветительных патронов, ис-
пользуемых для подствольных гранатометов, обеспечивают радиус освещения
местности до 250 м с уровнем освещенности не менее 1 лк. Дальность постановки
факела составляет 200 и 400 м для осветительного беспарашютного и освети-
тельного парашютного патронов соответственно. Время освещения местности
для беспарашютного патрона - не менее 9 с, а парашютного - не менее 20 с.
С применением вышеперечисленных пиротехнических средств и техно-
логий снаряжения выстрелов для подствольных гранатометов конструкторами
НИИПХ разработан также и комплект 60-мм ручных гранат, действие которых
во многом идентично действию описанных выше 40-мм гранат специального
(вспомогательного) назначения.
132
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
80-мм переносной комплекс «Пурга» предназначен для дистанционной
постановки маскирующей завесы в видимом и ИК-диапазонах длин волн,
а также защиты военных и гражданских объектов от управляемого оружия
с ИК-телевизионными, тепловизионными и лазерными системами наведения.
Комплекс «Пурга» состоит из ПУ, смонтированной на плите, пульта управления
стрельбой, соединительного кабеля и комплекта БП (гранат). Возможно гибкое
изменение кассетного снаряжения, а также числа стволов ПУ. Основные техни-
ческие характеристики 80-мм переносного комплекса «Пурга», разработанного
ОАО «НИМИ», представлены ниже:
Масса, кг:
комплекса с одной гарнатой............................ 16
комплекса с четырьмя гранатами........................ 34
гранаты................................................ 4
Калибр, мм............................................... 80
Дальность постановки, м............................. 50...1000
Длина гранаты, мм........................................ 500
Время, с:
формирования завесы................................. 1,0... 1,5
действия завесы.................................. 20...30
Геометрические размеры завесы от одной гранаты, м...60 х 160 х 160
Температурный диапазон применения, °C............... ±50
Эффект действия комплекса «Пурга» показан на рис. 10.24.
Рис. 10.24. Момент постановки аэрозольной завесы с использованием дымовых
гранат «Пурга»
Дымовые гранаты для защиты бронетанковой
и автомобильной техники
Для защиты объектов бронетанковой техники (БТТ), в том числе во время их
движения, специалистами НИИПХ созданы специальные боеприпасы - 81-мм
дымовые гранаты ЗД6 «Туча» и ЗД17 «Штора». При срабатывании гранат на
10.5. Дымовые боеприпасы
133
расстоянии до 250...350 м от стреляющих танка, БМП, БТР через несколько
секунд образуется дымовая завеса, маскирующая бронеобъект от противотан-
ковых средств с системами наведения, функционирующими в диапазоне длин
волн электромагнитного излучения от 0,4 до 14 мкм.
Дымовая граната ЗД6 предназначена для защиты объектов БТТ путем
создания маскирующей дымовой завесы при стрельбе из пусковых установок
бортовой системы 902 «Туча-2». На отечественных БТР, БМП и танках уста-
навливалось от 4 до 12 пусковых установок бортовой системы 902 «Туча-2»,
в частности, установка 902А имеет 12 стволов (по 6 на левой и правой сторо-
не башни, как показано на рис. 10.25, а); 902Б - 8 стволов; 902В - 6 стволов
(рис. 10.25, б); 902Г - 4 ствола. Пуск гранат ЗД6 может осуществляться по од-
ной, а также залпом по 3 или 6 штук. Одна такая граната при пуске обеспечивает
создание сплошного дымового облака шириной до 30 м и высотой до 10 м на
дальности 250...350 м от танка (рис. 10.25, в).
Особенностью конструкции показанных на рис. 10.26 дымовых гранат ЗД6
(а также гранат ЗД6М и ЗД17, о которых будет сказано далее) является двух-
камерный баллистический двигатель, подобный выстрелу ВОГ-25. Граната
ЗД6 состоит из цилиндрического корпуса, заполненного дымовым составом с
пиротехническим замедлителем, и разрывного заряда в центральном канале,
Рис. 10.25. Пусковые установки бортовых систем «Туча-2» (а - 902А; б - 902В)
и аэрозольная (дымовая) завеса, поставленная танком Т-90 (в)
134
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.26. Внешний вид (а, б) и отдельные элементы (в) 81-мм дымовых гранат ЗД6
а также поддона с метательным зарядом. Дно поддона имеет центральное
гнездо для электрокапсюльной втулки ЭКВ-ЗОМ, вокруг которой расположены
шесть отверстий. Снаружи у поддона есть кольцевая канавка для фиксации
гранаты в стволе пускового устройства и десять дополнительных боковых
отверстий. Корпус и поддон соединены закаткой. Крышка корпуса имеет
тесьмяную петлю.
Во всех случаях пуска гранат экипаж должен находиться внутри танка
или БМП. При незакрытых люках пуск блокируется. При нажатии кнопки
напряжение бортовой сети вызывает срабатывание электрокапсюльной втул-
ки и метательного заряда. Пороховые газы, образовавшиеся при сгорании
метательного заряда, выбрасывают гранату ЗД6 на дальность 250...350 м.
Горение замедлителя заканчивается разрывом гранаты и сгоранием 1,3 кг
дымового состава с образованием аэрозольной дымовой завесы серого цвета
шириной 10...30 м и высотой 3...10 м. Время постановки дымовой завесы
10...20 с. Спектральный диапазон маскирующего и помехового воздействия
составляет 0,4...0,76 мкм.
Со временем выявился ряд недостатков гранат типа ЗД6: относительно
длительное время постановки завесы после выстрела (от 6 до 10 с) и в связи
с бурным развитием тепловизионных и лазерных средств наблюдения и на-
ведения боеприпасов на цель - неспособность скрыть объект БТТ в спектрах
работы таких средств.
В связи с этим была разработана новая граната для использования в той же
системе постановки завес 902 «Туча-2» - дымовая граната ЗД6М, имеющая
1,2 кг дымового состава, образующего дым белого цвета.
Дымовая граната ЗД6М предназначена для защиты объектов БТТ путем
создания дымовой завесы не только маскирующего, но и помехового действия
при стрельбе из пусковых установок бортовой системы 902 «Туча-2».
Характеристики дальности действия и времени постановки маскирующего
и помехового облака остались практически такими же, как и у гранаты ЗД6,
но при этом образуемое ею облако обеспечивало «ослепление» приборов на-
блюдения и наведения противника, работающих на длинах волн 0,4 ...14 мкм.
Более подробно технические характеристики дымовых гранат систем «Туча»
и «Штора», а также модуля БТД приведены в табл. 10.10.
10.5. Дымовые боеприпасы
135
Таблица 10.10. Технические характеристики дымовых гранат
Характеристика ЗД6 ЗД6М ЗД17 Модуль БТД
Габаритные размеры: длина, мм диаметр, мм Масса изделия, кг Дальность постановки завесы, м Ширина завесы, м, не менее Высота завесы, м, не менее Время постановки завесы, с Время эффективного дымообразования, с Диапазон длин волн маскирующего действия завесы, мкм Температурный диапазон боевого применения гранаты, °C 220 81 2,34 200...350 10...30 3...10 10...20 60 0,4...0,76 -40...+ 50 220 81 2,3 200...350 10...30 3...10 10...15 45 0,4... 14 -40...+50 220 81 2,2 75...90 15 10 3 10 0,4...14 -50...-50 30 30...50 25 4 2 20 0,4...1,4 от -50
В связи с тем, что во многих странах на вооружение начали приниматься
противотанковые комплексы с самонаводящимися ракетами, которые поража-
ют объекты БТТ сверху, возникла необходимость ставить защитное облако не в
виде стены, а купола. К тому же необходимо было сократить время образования
этого облака.
Для решения задач по всеракурсной защите отечественных объектов БТТ
в России была создана автоматическая система постановки завес (СПЗ). Она
предназначена для создания помех ПТУР, имеющим полуактивную лазерную
головку самонаведения, работающую по отраженному от цели лазерному лучу
(типа Maverick, Hellfire), ПТУР и артиллерийским корректируемым снарядам
(типа Copperhead), которые используются с лазерными целеуказателями и даль-
номерами, а также для маскировки танка постановкой аэрозольной завесы. Для
использования в этой системе специалистами НИИПХ была создана дымовая
граната ЗД17.
Дымовая граната ЗД17 предназначена для защиты объектов БТТ от совре-
менного противотанкового оружия путем быстрой постановки перед объектом
дымовой завесы маскирующего и помехового действия при стрельбе из пусковых
установок бортовой СПЗ комплекса оптико-электронного подавления «Штора-1».
Существуют два режима работы СПЗ: автоматический и полуавтоматиче-
ский (в последнем решение о постановке дымовой завесы принимает командир).
В автоматическом режиме датчики системы «Штора-1» определяют момент и
направление пуска по объекту БТТ противотанкового средства с лазерной си-
стемой наведения. Башня танка с пусковыми установками 902 автоматически
поворачивается в нужном направлении и производится отстрел дымовых гранат
ЗД17, как показано на рис. 10.27.
Дальность постановки аэрозольной завесы гранатой ЗД17 составляет
50...80 м, размеры дымовой завесы от одной гранаты через 3 с после выстре-
ла - 10 м по высоте и 15 м по фронту. Дымовая граната ЗД17 в отличие от гра-
наты ЗД6 имеет 1,1 кг дымового состава в виде прессованных сегментов для
136
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Рис. 10.27. Танк Т-80У устанавливает завесу при помощи гранат ЗД17
облегчения разделения на элементы. Диапазон маскирующего и помехового
воздействия 0,4*-1А мкм.
Комплекс оптико-электронного подавления «Штора-1» в полном объеме
реализован на изделии «188» (танк Т-90), которое успешно прошло, все необ-
ходимые виды испытаний и принято на вооружение Российской армии (ком-
плекс также установлен на танк Т-80УК и на одной из модификаций БМП-3).
«Штора-1» также производится на Украине под названием «Стража» и установ-
лен на танке «Оплот». Характеристики системы «Штора-1» представлены ниже:
Вероятность срыва прицельного наведения противотанкового оружия
типов АТЛИС, ТАДС, ПЕЙВ-СПАЙК................................... 0,85
Вероятность срыва управляемых ракет с лазерной головкой самонаведе-
ния типа Maverick, Hellfire..................................... 0,8
Вероятность срыва управляемых артиллерийских снарядов типа
Copperhead...................................................... 0,8
Вероятность срыва наведения целеуказателей с электронно-оптическим
модулятором..................................................... 0,8-0,9
Вероятность срыва наведения противотанковых управляемых ракет с
телевизионными головками Maverick, Hellfire..................... 0,54
Вероятность срыва наведения противотанковых управляемых ракет типа
Milan, Hot................................................. 0,6
Повышение вероятности защиты от артиллерийских систем с лазерными
дальномерами, раз............................................ 1,3-3,0
10.5. Дымовые боеприпасы
137
Как показал опыт боевых действий в локальных военных конфликтах по-
следних десятилетий, в защите нуждаются не только боевые машины, действу-
ющие на поле боя, но и автомобильная техника, движущаяся, как правило, в
составе колонн. Причем автомобильная техника сама по себе очень уязвима
под огнем стрелкового оружия, не говоря уже про огонь ручных гранатометов.
В связи с этим при нападении на автомобильные колонны возросла необходи-
мость мгновенного скрытия от нападающего противника, как самих автомоби-
лей, так и высадки из них личного состава, создание боевого порядка и маневра
действующих на них подразделений сопровождения. Система 902 «Туча» для
БТТ не может использоваться на автомобилях, и для решения данной задачи
специалистами НИИПХ был разработан модуль бортовой транспортный
дымовой (Модуль БТД), который устанавливают на авто- и бронетехнику.
Он представляет собой пусковой контейнер, предназначенный для создания
маскирующей дымовой завесы, обеспечивающей прикрытие транспорта и
спецтехники от прицельного огня противника и скрытия маневров личного
состава. Один такой контейнер способен поставить в течение 2 с маскиру-
ющую и помеховую завесу длиной 25 м и высотой не менее 4 м (рис. 10.28).
Рис. 10.28. Эффект действия модуля БТД
Морские дымовые шашки
Если наземные боевые машины и транспортные средства при постановке
маскирующих дымовых завес могут быстро переместиться и, используя склад-
ки местности, укрыться, то на море можно уйти только на глубину, однако
это доступно только для подводных лодок. Для надводных боевых кораблей
138
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
морские средства постановки дымовых завес несколько отличаются от тех,
что используют в сухопутных войсках: другие требования по размерам обра-
зуемых завес, и по времени их установки и сохранения маскирующих средств,
и по спектру осуществляемого помехового воздействия. Если для борьбы с
БТТ радиолокационные системы наведения используются крайне редко, то
на флоте они нашли широкое применение. Следовательно, устанавливаемые
дымовые завесы должны перекрывать и этот диапазон.
В соответствии с данными требованиями в НИИПХ разработан ряд
средств постановки маскирующих и дезинформирующих завес, а также
средств, оказывающих помеховое воздействие на ГСН многих средств пораже-
ния высокоточного оружия. Одним из таких средств стала морская дымовая
шашка типа МДШ-1, предназначенная для постановки на море маскирующих
и дезинформирующих дымовых завес. Она применяется на борту корабля в
дистанционном шашкосбрасывателе с приведением в действие дистанционно
(электрическим способом) или вручную от запального патрона. При срабатыва-
нии запального патрона поджигается состав шашки, продукты горения которого
выходят в атмосферу и образуют дымовое облако длиной до 600 м и высотой
30 м. При этом уже через 5 с после срабатывания воспламенителя шашки
МДШ-1 она начинает интенсивно гореть с большим выделением маскирующе-
го дыма. Шашка МДШ-2 отличается от МДШ-1 более широким спектральным
диапазоном аэрозоля маскирующего действия (0,4...5,6 мкм) при меньшей (по
времени) продолжительности аэрозолеобразования (1,5 мин).
Для самоприкрытия боевых кораблей аэрозольными завесами в раз-
личных боевых ситуациях, включая маскировку от визуально-оптических,
телевизионных и лазерных систем разведки, была разработана шашка
дымовая морская МДШ-3. Она имеет такие же габаритные размеры, как
и шашки МДШ-1 и МДШ-2, но отличается по размерам постановки завесы
и времени его образования и существования, а также по спектру устанав-
ливаемых помех. Технические характеристики морских дымовых шашек
приведены ниже:
Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более МДШ-1 406 х 485 42 МДШ-2 406 х 485 42 МДШ-3 406 х 485 45
Длина аэрозольной завесы, м, не менее 600 150 100
Спектральный диапазон маскирующего действия аэрозоля, мкм 0,4-0,76 0,4-5,6 0,4-0,76
Продолжительность аэрозолеобразования, мин, не менее 5 1,5 20
Время выхода на режим, с 5 5 5
Дымовые авиационные бомбы
Дымовые БП имеются также и в классе авиационных бомб. Они предназна-
чены для постановки завес нейтрального дыма в целях маскировки боевых дей-
ствий войск, а также ослепления огневых точек, командных и наблюдательных
10.5. Дымовые боеприпасы
139
пунктов противника. Типовые конструкции дымовых АБ разработаны в ОАО
«НПО «Базальт». В частности, дымовую АБ калибра 500 кг ДАБ-500 исполь-
зуют для постановки дымовой завесы и создания помех системам поиска целей
и управления зенитными средствами противника. Она применяется с высот
50... 15 000 м при скорости носителя 500... 1400 км/ч. Характеристики ДАБ-500
приведены ниже:
Диаметр, мм............................................... 400
Длина, мм................................................ 2490
Масса, кг:
бомбы.................................................. 435
дымообразующего устройства.............................. 170
Продолжительностью формирования аэрозольной завесы, с .. . 60...90
Продолжительностью существования дымовой завесы, мин ... Не менее 15
Размеры непрозрачной завесы в видимом и ИК-диапазонах, м:
по длине............................................. 1000... 1500
высоте.............................................. 10... 100
Зарубежные боеприпасы для постановки дымовых завес
В настоящее время за рубежом для постановки дымовых завес во всех
родах войск, особенно в сухопутных, БП применяются с целью затруднить
противнику наблюдение и ориентировку.
К числу современных дымовых завес, ограничивающих видимость в оп-
тическом диапазоне, относятся:
• жидкостная завеса, которая образуется путем рассеивания в воздухе
тетрахлорида титана, хлорсульфоновой кислоты и тетрахлорида кремния
(во всех случаях для возникновения реакции необходим влажный воздух), при-
чем рассеивание проводится с помощью артиллерийских снарядов и ракет;
• пиротехнические завесы, прежде всего, завесы, создаваемые с помощью
гексахлорэтана и применяемые в составе гаубичных БП, мин, а также в виде
дымовых шашек и свеч;
• завесы из фосфорной кислоты, для которых используется как белый
(в минометных и гаубичных БП), так и красный (в БЧ ракет, снарядах и минах)
фосфор;
• масляные завесы применяют путем разбрызгивания масляных или водо-
масляных суспензий из газовыпускных систем бронемашин.
К дымовым завесам предъявляются следующие требования:
быстрое образование, позволяющее немедленно скрыть свои войска при
появлении противника;
устойчивость в течение нескольких минут, дающая возможность сменить
позицию или замаскироваться.
В качестве примера дымовых БП для постановки завес можно привести
110-мм реактивный снаряд DM25 системы залпового огня LARS (табл. 10.11).
140
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Этот снаряд с дистанционным взрывателем снаряжен дымовым зарядом, состо-
ящим из 336 таблеток прессованного красного фосфора. На высоте 400 м над
районом цели дымовой заряд выбрасывается, таблетки фосфора воспламеня-
ются и падают на землю. Одна ПУ LARS залпом из 36 снарядов может создать
дымовую завесу шириной 300.. .400 м, глубиной до 80 м и высотой до 5... 10 м,
сохраняющуюся в течение 15 мин.
Для буксируемой гаубицы 70 (FN-155-1) специалисты фирмы Rheinmetall
(ФРГ) разработали дымовой снаряд DM105 (см. табл. 10.11), снаряженный четырь-
мя дымовыми шашками. На высоте нескольких сот метров над районом цели шаш-
ки выбрасываются и создают на местности дымовую завесу шириной 300.. .400 м,
глубиной 15.. .20 м и высотой до 10 м, сохраняющуюся в течение нескольких минут.
Таблица 10.11. Боеприпасы для постановки дымовых завес,
состоящие на вооружении сухопутных войск стран НАТО
Тип БР Снаряжение Дальность дей- ствия, м Страна-раз- работчик
155-мм гаубичные БП:
DM45 Гексахлорэтан 24000 ФРГ
DM 105 » 4000...24000 ФРГ
М110 Белый фосфор 4000...24000 США
М110А1 То же 4000...28000 США
М110А2 » 4000...28000 США
ВЕМ116 Гексахлорэтан 4000... 18 000 США
Минометные БП калибра, мм:
120 Гексахлорэтан 1100...6000 США
120 » 1100...6000 ФРГ
81 Белый фосфор 500...3700 США
Тетрахлорид титана 600...2100 США
Красный фосфор 600...2100 ФРГ
60 Белый фосфор 200...1600 США
100,7 То же 5600 США
110-мм реактивный снаряд DM25 Красный фосфор 6000... 14 000 ФРГ
Боеприпасы танковых пушек (средство самозащиты):
DM15 Гексахлорэтан ФРГ
DM35 Красный фосфор ~30 ФРГ
М239 То же Велико- британия
Устройство ТЕСС Масло США
Стрелковые БП DM2 Гексахлорэтан 5 ФРГ
10.6. Ориентирно-сигнальные боеприпасы
141
Дымовые мины, выстреливаемые с бронемашин, создают меньшие по раз-
мерам и длительности действия дымовые завесы, которые сохраняются около
двух минут.
Стойкость дымовых завес, разумеется, зависит и от погодных условий. При
очень низких температурах дым, возникающий при горении, может слишком
быстро подниматься вверх. Ветер со скоростью 5... 10 м/с способствует быстро-
му распространению дымовой завесы, а при больших скоростях ее, наоборот,
рассеивает. Для создания некоторых видов дымовых завес необходима доста-
точная влажность воздуха.
В цели постановки дымовых завес входит не только затруднение оптической
видимости для противника, но и все большее значение приобретает проблема
борьбы с радиоэлектронной аппаратурой. Изучается также эффективность ды-
мовых завес как средства защиты от светового излучения тактического ядерного
оружия.
Развитие БП для постановки дымовых завес идет в следующих направлениях:
- ускорение дымообразования (уже созданы скоростные дымовые снаряды
и шашки, образующие дымовую завесу менее чем за 2 с);
- возможность маскировки от тепловизионных, оптических и электрон-
но-оптических разведывательных приборов (БП в сочетании с инфракрасными
и радиолокационными ЛЦ, см. разд. 10.2);
- возможность постановки обширных дымовых завес (обеспечивается, пре-
жде всего, системами залпового огня, способными создавать дымовые завесы
длиной в несколько километров).
10.6. Ориентирно-сигнальные боеприпасы
Дневные и ночные ориентирно-сигнальные авиационные бомбы пред-
назначены для создания на земле сигнальных точек, маркирующих цель или
ориентиры на местности, места высадки (выброски) десантов, а также обозна-
чающих маршруты при полете одиночных самолетов ночью или днем. Типовые
конструкции ориентирно-сигнальных АБ разработаны в ОАО «НПО «Базальт».
Основные боевые характеристики ДОСАБ и НОСАБ - дальность видимости
и время действия сигнала.
Термостойкая дневная ориентирно-сигнальная авиационная бомба
ДОСАБ-ЮОТ предназначена для обозначения целей, мест высадки воздуш-
ных десантов и создания сигналов на земле в дневное время. Ее применение
с высот 200...20000 м при скорости носителя 500...2500 км/ч обеспечивает
дальность видимости и различимость цвета огня факела (красный, черный,
белый) до 20 км.
Термостойкая ночная ориентирно-сигнальная авиационная бомба
НОСАБ-ЮОТМ создает на земле в ночных условиях сигнальные точки, ори-
ентирующие экипажи ударных авиационных групп. Ее использование с высот
142
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
130... 20 000 м при скорости носителя 500...2500 км/ч обеспечивает дальность
видимости и различимости цвета огня факела (зеленый, красный, желтый)
50...90 км. Основные характеристики 100-кг ориентирно-сигнальных авиацион-
ных бомб ДОСАБ-ЮОТ и НОСАБ-ЮОТМ приведены ниже:
Масса, кг....................
Длина, мм....................
Диаметр, мм..................
Дальность видимого сигнала, км
Продолжительность, мин.......
Высота применения, м.........
Скорость применения, км/ч....
ДОСАБ-ЮОТ 120 1560 240 До 20 Не менее 10 НОСАБ-ЮОТМ 115 1500 240 50...90 Не менее 10
эффективного горения
дымообразования факела
200...20000 130...20000
500...2500 500...2500
Ориентирная морская авиационная бомба ОМАБ-25-12Д служит для
образования на водной поверхности в дневное время хорошо видимого ори-
ентира в виде пятна и используется с высот 200...8 000 м при скорости носи-
теля до 550 км/ч. Бомба ОМАБ-25-8Н предназначена для создания на водной
поверхности в ночное время хорошо видимого ориентира в виде светового
сигнала и применяется с тех же высот и при таких же скоростях носителя, что
и бомба ОМАБ-25-12Д. Характеристики действия ориентирно-сигнальных
морских АБ представлены ниже:
ОМАБ-25-12Д
Диаметр, мм.............................. 153
Длина, мм................................ 870
Масса, кг................................ 12
Время, мин......................... 75
Дальность видимости ориентира, км.... До 26
ОМАБ-25-8Н
140
872
9,2
60...80
До 58
Целеуказательные НАР С-8Ц (С-8ЦМ) используют для создания на земле
сигнальных точек, маркирующих цель. Характеристики действия данных НАР
приведены ниже:
С-8Ц (С-8ЦМ)
Калибр, мм......................................... 80
Тип пускового блока (устройства)/количество ракет.. Б-8М-1/20
Максимальная скорость, м/с......................... 650 (605)
Тип БЧ............................................. Дымовой факел
Время полета на активном участке, с................ 0,96-1,96 (0,5-1,2)
Дальность стрельбы, км............................. 1,8-2,2
Длина ракеты, мм................................... 1 570 (1600)
Масса, кг:
окончательно снаряженной ракеты....................... 11,3(11,1)
БЧ.............................................. 3,3 (3,5)
10.7. Агитационные боеприпасы
143
10.7. Агитационные боеприпасы
Агитационные снаряды и мины
Агитационные БП предназначены для заброса в район расположения про-
тивника агитационной литературы. Агитационный снаряд состоит из корпу-
са, в верхней части которого над диафрагмой помещается вышибной заряд
из дымного пороха (рис. 10.29). Под диафрагмой размещают листовки, свер-
нутые в один или несколько расположенных друг над другом рулонов, которые
заключены в стальные полуцилиндры. У снаряда есть ввинтное дно и пороховая
дистанционная трубка. От луча огня дистанционной трубки воспламеняется
вышибной заряд, под действием которого стальные полуцилиндры с листовками,
срезая резьбу дна, выбрасываются (рис. 10.30).
Под действием центробежной силы и силы сопротивления воздуха полу-
цилиндры распадаются и листовки разбрасываются. Масса вышибного заряда
составляет 0,4.. .0,5 % массы снаряда, а масса листовок - около 4 %.
Рис. 10.29. Агитационные снаряд (а) и мина (б): Рис. 10.30. Принцип действия
1 - листовки; 2 - вышибной заряд; агитационного снаряда
3 - взрыватель (дистанционная трубка)
144
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
При высоте разрыва около 300 м и скорости ветра до 3 м/с листовки рассеи-
ваются на площади 2x4 км. Осадки в виде дождя и мокрого снега, восходящие
потоки воздуха, порывистый сильный ветер отрицательно влияют на нормальное
разлистование и рассеивание листовок. Чтобы уменьшить процент непригод-
ных для прочтения листовок, бумагу упрочняют. Однако при плохой укладке
листовки могут спрессовываться, что может привести к падению их в пачках.
Характеристики действия 122-мм агитационного снаряда приведены ниже:
Размер листовок, мм........................144 х 203
Количество выстрелов, шт..................... 9
Количество листовок, шт.:
всего выброшенных ...................... 3600
собранных................................ 3149
целых.................................... 1865
пригодных для чтения...................... 814
не пригодных для чтения................... 470
Доля листовок, %:
целых от числа собранных................ 59,2
поврежденных, но пригодных
для чтения.............................. 25,8
не пригодных для чтения, %............... 14,9
Агитационные авиационные бомбы
Агитационные АБ, блоки контейнерные фронтовые и парашютная та-
ра предназначены для доставки и разбрасывания с самолетов агитационных
листовок в районах расположения войск и в тылу противника. Агитационная
авиационная бомба АгитАБ-250-85 применяется с высот 500...9 000 м при
скорости носителя 500...800 км/ч. Основные характеристики АгитАБ-250-85
представлены ниже:
Калибр, кг.................................
Диаметр, мм................................
Длина, мм..................................
Тип снаряжения.............................
Масса, кг:
снаряда...................................
снаряжения..............................
250
325
1 500
Агитационные листовки
85...93
25...46
10.8. Практические и учебные боеприпасы
Практическими принято называть БП, используемые для тренировочных
(учебных) стрельб при обучении и тренировке личного состава. Применение их
обусловлено, прежде всего, экономическими соображениями - заменой дорого-
стоящих боевых снарядов и мин более дешевыми, изготовленными с использо-
ванием менее дефицитных и дорогих материалов. Основные требования к этим
изделиям сводятся к сохранению внешних габаритов и приемов заряжания, при-
менению одних и тех же таблиц стрельбы, прицелов. Практические бронебойные
10.8. Практические и учебные боеприпасы
145
снаряды производят из простых углеродистых сталей. У кумулятивных снарядов
может отсутствовать боевое снаряжение, а следовательно, и ряд необходимых
при боевом снаряжении внутренних деталей. Осколочно-фугасные снаряды
и мины также могут не иметь боевого снаряжения: камору заполняют инертным
веществом полностью или с наличием небольшой шашки ВВ в верхней части
для обозначения и имитации разрыва.
Конструкция и основные параметры практического снаряда и мины в каж-
дом конкретном случае определяются соответствующими требованиями к
боевому снаряду и мине. В морской артиллерии практические снаряды принято
называть ядрами.
Лафетопробные снаряды и мины используют для испытания на прочность
материальной части артиллерии, подбора и отработки пороховых метательных
зарядов. Основное требование к таким изделиям состоит в обеспечении оди-
наковых с боевым снарядом массы и конструктивного исполнения ведущего
устройства и запоясковой части корпуса снаряда. Для оценки прочности брони
и бетона (железобетона) могут применяться специально изготовляемые плито-
пробные и бетонопробные снаряды.
Гидроснаряды используют для испытания стрельбой отремонтированных
артиллерийских систем. Они состоят из деревянных пыжей-обтюраторов и
воды (для летних условий) или специальной жидкости с температурой за-
мерзания до -35 °C (для зимних условий).
Подбор гидроснарядов по массе проводится по результатам сравнения ха-
рактеристик работы противооткатных устройств и напряжений в деталях лафета,
возникающих при стрельбе штатными снарядами и гидроснарядами. При этом
максимальное давление пороховых газов в стволе во время
стрельбы гидроснарядами обычно меньше, чем при стрельбе
штатными снарядами. Поэтому прочность ствола проверяется
стрельбой лафетопробными снарядами.
Стрельбу гидроснарядами из орудий, снабженных дуль-
ными тормозами или эжекторами, необходимо осуществлять
без дульных тормозов и кожухов эжектора. У орудий с несъем-
ным дульным тормозом (изготовлен заодно со стволом) при
стрельбе гидроснарядами он закрыт специальным кожухом.
Перед выстрелом пыж-обтюратор забивают ручным
досыльником со стороны каморы, предварительно смазав
пушечной смазкой с торца меньшего диаметра и по боковой
поверхности (не менее половины его длины). Затем с дульной
части заливают подобранную для каждой артиллерийской
системы воду или специальную жидкость, обеспечивающую
Рис. 10.31. Учебно-практический снаряд:
1 - баллистический наконечник; 2 - корпус; 3 - плунжер; 4 - пру-
жина; 5 - ведущий поясок; 6 - донная часть с отверстием для из-
влечения снаряда из ствола после заряжания
146
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
при выстреле такие нагрузки на орудие, как при стрельбе штатными снарядами.
Стрельба гидроснарядами проверяет работу противооткатных устройств, полу-
автоматики всех механизмов орудия и деталей лафета.
Учебные снаряды и мины предназначены для освоения орудийными рас-
четами, курсантами военных учебных заведений устройства БП, приемов об-
ращения с ними у орудия (рис. 10.31). Для изучения устройства снарядов и мин
используют их разрезные макеты с имитацией инертного вещества и элементов
боевого снаряжения. Практические снаряды и мины применяют для обучения
расчетов приемам заряжания в качестве учебных.
Зарубежные учебно-практические и имитационные БП
Тенденция непрерывного возрастания стоимости артиллерийских систем
как в Российской армии, так и армиях зарубежных стран приводит к все более
широкому использованию на учениях и маневрах вместо боевых БП учебно-прак-
тических и имитационных БП, в связи с чем баллистические характеристики
последних должны приближаться к характеристикам боевых БП. Расширение их
использования в последнее время объясняется не только удорожанием боевых
снарядов, но в ряде случаев недостатком площадей на испытательных полигонах,
особенно в странах Западной Европы, а также высокими требованиями к безопас-
ности стрельбы.
Однако чем больше эти БП соответствуют боевым, тем они дороже и тем
большая зона безопасности для них требуется. Поэтому фирмы - разработчики
боеприпасов стремятся создать максимально простые практические БП с умень-
шенной дальностью стрельбы, которые в то же время приближаются к боевым
по наибольшему количеству параметров, особенно в отношении функций оружия.
Зарубежные учебно-практические и имитационные артиллерийские БП
в зависимости от их устройства и назначения подразделяются на учебные, хо-
лостые, с самоликвидацией, с малой (укороченной) дальностью, практические,
имитационные, подкалиберные (для артиллерийских тренажеров) и др.
Учебные боеприпасы предназначаются для тренировки в обращении с ору-
жием (в заряжании и разряжании). Они имеют те же параметры и по возможно-
сти ту же массу, что и боевые, и представляют собой обточенную алюминиевую
болванку. Центр тяжести в учебном снаряде должен быть расположен так же,
как и в боевом. Учебные БП отличаются от боевых рифленой гильзой, а на месте
капсюля в них может быть отверстие для того, чтобы не срабатывался ударник.
Холостой выстрел (без снаряда) состоит из пластмассового патрона с дон-
ной частью, выполненной из меди (при больших калибрах - из стали), и служит
лишь для звуковой, оптической и функциональной имитации выстрела. С этой
целью патрон частично наполнен порохом, который воспламеняется с помо-
щью капсюля. После разрыва насечки в передней части патрона пороховые га-
зы устремляются вперед, поэтому зона безопасности при стрельбе может быть
очень небольшой (около 3 м для стрелкового оружия и 12...20 м при калибре
20...30 мм). При этом ни «снаряд», ни какие-либо твердые элементы выстрела
10.8. Практические и учебные боеприпасы
147
или частицы не выстреливаются, а наружу вылетает только пороховой нагар.
При использовании усилителей отдачи, которые навинчиваются на оружие вместо
дульного тормоза, возможна автоматическая стрельба из скорострельного оружия.
Недостаток практических БП, выполненных на основе корпусов штатных
снарядов (в том числе с охолощенным взрывателем и инертным наполнением
вместо боевого), - возможность их рикошетирования от цели или преграды.
В частности, применение таких БП с низколетящего самолета может при-
вести к его повреждению. Исследования, проведенные в Великобритании,
показали, что из 490 000 практических снарядов, выпущенных из авиаци-
онных пушек, 19 послужили причиной аварий самолетов, с которых велась
стрельба. Поэтому были разработаны самоликвидирующиеся практические
снаряды для 27-мм авиационных пушек. Корпус этих снарядов покрыт про-
дольными и поперечными насечками, а снаряжение состоит из прессованного
металлического порошка. При встрече с целью или при падении на землю
(в воду) под любым углом такие снаряды рассыпаются на мелкие, не отлета-
ющие далеко осколки.
В другом варианте боеприпаса с самоликвидацией снаряд содержит пласт-
массовый корпус, наполненный прессованным металлическим порошком.
Непосредственно после вылета снаряда из ствола имеющиеся на его корпусе
насечки разрываются под действием центробежной силы, металлический поро-
шок высыпается, и снаряд падает на землю. Такие снаряды калибра 20.. .40 мм
используются преимущественно для учебно-имитационной стрельбы из зенит-
ных установок по воздушным целям. При стрельбе по наземным целям зона
безопасности для калибра 20 мм составляет около 50 м в направлении стрельбы
и 25 м - в поперечном направлении; для калибра 35 мм - 80 и 40 м соответствен-
но, для калибра 40 мм - 100 и 50 м.
Боеприпасы с уменьшенной дальностью стрельбы наиболее близки к боевым
и выполняются в различных вариантах. Например, корпус малокалиберного сна-
ряда снабжается баллистическим наконечником и механизмом (взрывательным
устройством), отбрасывающим наконечник через определенное время по дости-
жении учебной дальности. При этом из-за повышенного сопротивления воздуха
(а в некоторых конструкциях еще и из-за потери гироскопической устойчивости)
дальность полета снаряда резко сокращается. Однако установка такого механизма
(взрывательного устройства) возможна только в снарядах калибра 30 мм и более.
Боеприпасы с уменьшенной дальностью стрельбы имеют большое значение
и при проведении учебных стрельб из танковых пушек, особенно БОБС. В слу-
чае промаха или рикошета при стрельбе данным снарядом он может улететь на
большое расстояние (до 30.. .50 км). Вследствие этого при проведении трениро-
вочных стрельб возникает проблема обеспечения безопасности, в том числе для
населения, на достаточно большой окружающей полигон территории. Для ее
решения фирмы - изготовители БП разработали различные конструкции учеб-
но-тренировочных БОБС, основанные на принципе ухудшения аэродинамических
характеристик снарядов после 30.. .5000 м полета (с тем, чтобы рикошетирующие
снаряды не вылетали за пределы полигона).
148
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
В одном из вариантов стреловидный сердечник снаряда снабжается насеч-
ками и через определенное время полета самоликвидируется с помощью пиро-
технических средств или малых подрывных зарядов (временной самоликвида-
тор использует, в частности, фирма Diehl). Снаряд может также иметь плавкий
наконечник или другое запирающее устройство, скрепляющее его части. Из-за
трения о воздух в полете спустя определенное время наконечник расплавляется
(или размягчается), снаряд распадается и его составные части падают на землю
раньше, чем снаряд достигнет границ полигона.
Фирма RWM разработала учебные бронебойные снаряды с уменьшенной
дальностью для 105- и 120-мм гладкоствольных танковых пушек, используя
детали существующих БС (рис. 10.32). При дальности до 2000 м они облада-
ют почти той же баллистикой, что и боевые БС (благодаря этому не требуется
вносить изменения в систему управления огнем танка), однако их максималь-
ная дальность стрельбы не превышает 7,5 км (при угле возвышения 10°), тогда
Рис. 10.32. 120-мм учебно-тренировочный снаряд М865, в конструкции которого
использованы технические решения фирмы RWM
как у боевых снарядов она составляет примерно 30 км. Уменьшение дальности
стрельбы обеспечивается хвостовым оперением с коаксиальными отверстиями.
При скоростях, отвечающих числам Маха 2 < М < 5, воздух проходит через от-
верстия, почти не оказывая сопротивления снаряду. При критической величине
скорости около М = 2 происходит аэродинамическое закупоривание отверстий,
а возникающая УВ резко повышает сопротивление воздуха и донный подсос
снаряда, снижая тем самым дальность стрельбы.
Есть и другие варианты конструктивного исполнения артиллерийских БП
для учебных стрельб из танковых пушек и артиллерийских тренажеров, а так
же практических БП (рис. 10.33).
10.8. Практические и учебные боеприпасы
149
б
Рис. 10.33. Боекомплект выстрелов (а) отечественных 125-мм танковых и противо-
танковых пушек с двумя практическими снарядами - кумулятивным ЗПП (б) и
подкалиберным ЗП31 (в)
150
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Учебный 120-мм выстрел с трассером общей массой 18,4 кг состоит
из трех основных частей (см. рис. 10.32): сгорающей гильзы, трехсекционного
ведущего устройства массой 2,7 кг и снаряда массой 3,2 кг и диаметром 38 мм.
Заряд из 8 кг нитроцеллюлозы, заключенный в гильзу, обеспечивает снаряду
начальную скорость 1700 м/с. Снаряд снабжен коническим оперением диа-
метром 85 мм с девятью отверстиями, которые реализуют аэродинамическое
торможение. Ограничение дальности полета учебного снаряда (7,5 км вместо
30 км) при максимальной высоте 700 м и безопасной боковой зоне 2 км позво-
ляет значительно расширить программу тренировочных стрельб даже на не-
больших полигонах при сохранении всех остальных боевых характеристик.
Поражение цели на расстоянии 2000 м происходит с той же точностью, что при
стрельбе 120-мм БОПС с трассером и разностью времени полета менее 0,5 с.
Средства для обучения стрельбе из реактивных
гранатометов типа РПГ и РШГ
Условия боевого применения РПГ и их возможности определяют необходи-
мость стрельбы на небольшую дальность порядка 150.. .300 м, т. е. когда против-
ник может оказать реальное и значительное огневое воздействие на гранатомет-
чика. Громкий звук выстрела, газопламенная струя или материал противомассы
позади гранатомета также не повышают комфортность при стрельбе.
Обеспечение высокой вероятности попадания на прицельной дально-
сти возможно при обязательном учете всех условий стрельбы, но в первую
очередь - бокового ветра и флангового движения цели. Все это требует
от гранатометчика умения правильно и быстро применять правила стрель-
бы в условиях боевого стресса. Именно поэтому высокая эффективность
использования реактивных гранатометов обеспечивается не только их до-
статочными боевыми свойствами, но в первую очередь высоким уровнем
подготовки стреляющих.
Для подготовки стрелков на завершающем этапе обучения все российские
реактивные противотанковые гранаты выпускаются как в боевом снаряжении,
так и с инертным снаряжением головной части. В инертном снаряжении РПГ
предназначены для учебно-практических стрельб, обозначаются индексом «И»
(инертная) и окрашиваются в защитный цвет с широкой черной полосой с двух
сторон трубы в ее передней части. Граната в инертном снаряжении имеет чер-
ную окраску головной части и надпись «инерт.».
Помимо РПГ в инертном снаряжении для начального обучения, а также для
совершенствования умения и поддержания необходимых навыков в стрельбе
из гранатометов, особенно для обучения правильного учета условий стрельбы
во всем их многообразии, в «НПО «Базальт» было создано практическое учебное
имущество (ПУИ) к отечественным гранатометным выстрелам ПГ-7В (ПУИ-7В,
рис. 10.34, а) и ТБГ-7В (ПУИ-7ТБГ, рис. 10.34, б), а также устройства ПУИ-26
(рис. 10.34, в) - для обучения стрельбе из РПГ-26 и ПУИ-Ш2 - для обучения
стрельбе из РШГ-2. Основные характеристики ПУИ-7В приведены ниже:
10.8. Практические и учебные боеприпасы
151
Калибр, мм:
устройства................................. 85
практической гранаты.................... 34,2
Масса, кг:
устройства.................................. 2,2
практической гранаты......................... 0,43
Давление в стволе гранатомета, кг/см2....... Не более 9,0
Начальная скорость гранаты, м/с................. 120
Тип БЧ....................................... Инертная
Сопряжение траектории с ПГ-7ВЛ, м........... 0...500
Назначенный ресурс, выстрелов................... 300
Рис. 10.34. ПУИ-7В (а), ПУИ-7ТБГ к выстрелу ТБГ-7В (б) и ПУИ-26 к реактивной
противотанковой гранате РПГ-26 (в)
152
Глава 10. Боеприпасы вспомогательного назначения
Основные характеристики ПУИ-7ТБГ следующие:
Калибр, мм:
устройства................................. 105
практической гранаты......................... 38
Масса, кг:
устройства................................. 4,5
практической гранаты......................... 0,8
ТипБЧ........................................ Инертная
Сопряжение траекторий с ТБГ-7В, м............. 0...500
Назначенный ресурс, выстрелов................... 300
Основные тактико-технические характеристики устройств ПУИ-26 и ПУИ-Ш2
представлены ниже: ПУИ-26 ПУИ-Ш2
Калибр, мм:
устройства 72,5 72,5
практической гранаты 42 42
Длина, мм:
устройства 770 770
практической гранаты 350 350
Масса, кг:
устройства 3,2 3,8
практической гранаты, кг 0,6 0,75
Тип БЧ Инертная Инертная
Сопряжение траектории, м 0...250 с РПГ-26 0...250 с РШГ-2
Назначенный ресурс, выстрелов... 300 300
Новые средства обучения представляют собой габаритные копии грана-
тометов РПГ-26 и РШГ-2. Вовнутрь устройств перед выстрелом помещают
практические гранаты с инертным снаряжением БЧ меньшего диаметра, дли-
ны и массы, чем боевые гранаты. При этом обеспечивается полное сопряже-
ние траектории практической гранаты с боевой на всех дальностях стрельбы.
Относительно высокий уровень звука выстрела и наличие газопламенной
струи также позволяют проводить обучение в условиях, приближенных к ре-
альным. Устройства можно применять многократно, их ресурс — не менее 300
выстрелов. Наличие сегодня в системе подготовки стрелков средств обучения
с необходимыми возможностями и свойствами позволяет значительно сни-
зить затраты на обучение при одновременном повышении уровня их умений
и навыков.
Таким образом, рассмотренные выше ПУИ, предназначенные для использо-
вания в учебно-практических целях и обучения приемам стрельбы в реальных
условиях, максимально имитируя боевой выстрел, обеспечивают многократное
применение и заменяют инертный выстрел при снижении стоимости учеб-
но-практического имущества и БП.
В заключение отметим, что большое число разновидностей учебно-практи-
ческих БП имеется не только в Сухопутных войсках, но и в ВВС (авиационные
бомбы, ракеты) и ВМФ (торпеды, мины). Приведем несколько примеров.
10.8. Практические и учебные боеприпасы
153
Практические АБ предназначены для обучения летного состава бомбоме-
танию с больших и малых высот боевого применения. П-50-75 калибра 50 кг
используется с высот 250...16 000 м при скорости носителя 600...1200 км/ч
(табл. 10.11).
Таблица 10.11. Основные характеристики ПАБ калибра 50 кг
Характеристика П-50-75 П-50Т П-50Ш
Масса, кг Диаметр, мм Длина, мм Способ обозначения точ- ки падения: дневной заряд ночной заряд Продолжительность, с: видимости облака днем видимости огня ночью 75 203 1064 Оранжевс Яркая в< 22 3 50 203 1044 )е облако г пышка До 35 До 16 49 203 1097 Имитация взрыва 30 30
Термостойкая ПАБ П-50Т служит для обучения летного состава бомбо-
метанию в любое время суток. П-50Т имеет три сигнальных элемента и при-
меняется с высот 200...25 000 м при скорости носителя 500...2500 км/ч.
Дальность обнаружения видимого светового и дымового сигналов составляет
не менее 4 км.
П-50Ш предназначена для обучения летного состава бомбометанию штур-
мовыми авиационными бомбами и применяется с высот 30.. .500 м при скорости
носителя до 1200 км/ч. Дальность наблюдения достигает 10 км.
Учебная противолодочная авиационная бомба УПЛАБ-50 используется
для обеспечения боевой подготовки подразделений противолодочной авиации
в торпедометании и бомбометании по подводным лодкам. Применяется с высот
150.. .2000 м при скорости носителя до 850 км/ч. Масса УПЛАБ-50 составляет
45 кг, время горения светодымового факела - 8... 10 мин.
Учебные образцы АБ - это разновидность БП, не пригодных для боевого
использования. Они подразделяются на учебно-разрезные (для изучения устрой-
ства боевых аналогов) и полноразмерные (для обучения правилам обращения
с боевыми АБ). Учебные АБ специально изготавливают на заводах из отбрако-
ванных на различных стадиях производства корпусов АБ. Иногда на практике
в качестве учебных образцов используют охолощенные боевые образцы АБ.
154
Список рекомендуемой литературы
Список рекомендуемой литературы
Авиационные боеприпасы / Под ред. Ф. П. Миропольского. М.: Изд-во ВВИА им.
Н.Е. Жуковского, 2010.
Вернидуб И. И. На передовой линии тыла. М.: ЦНИИНТИ КПК, 1993.
Горовой ГР., Бильдюкевич Н.А., Чулков В.П. Производство пиротехнических со-
ставов и средств. М.: Машиностроение, 1982.
Горст А. Г Пороха и взрывчатые вещества. М.: Оборонгиз, 1957.
Дик В. Н. Взрывчатые вещества, пороха и боеприпасы отечественного производства.
Минск: Охотконтракт, 2009.
Мельников В. Э. Современная пиротехника. М.: Издательство «Наука», 2014.
Миропольский Ф. П., Саркисян Р С., Вишняков О. Л., Попов А. М. Авиационные бое-
припасы и их исследование. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996.
Носков Б. И. Малокалиберные выстрелы к автоматическим пушкам: учеб, пособие.
М.: Вооружение. Политика. Конверсия, 1998.
Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 12: Боеприпасы и средства
поражения. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2006.
Оружие России: Каталог. Т. VII: Высокоточное оружие и боеприпасы. М.: АОЗТ
«Военный парад», 1997.
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.
ШидловскийА.А. Основы пиротехники. М.: Машиностроение, 1973.
Глава 11
Основные характеристики эффективности
действия боеприпасов
11.1. Роль расчета эффективности действия боеприпасов
в проектировании систем
Начало жизненного цикла любого изделия, предназначенного для пораже-
ния различных объектов, представляющих угрозу с точки зрения оперирующей
(принимающей решение) стороны, можно связать с понятием «цель», которое
в данном контексте обозначает и поражаемые объекты, и желаемый результат.
Логика развития военной техники такова, что появление потенциальной угрозы
в виде нового средства нападения вынуждает планировать разработку адекват-
ного средства поражения, способного эффективно нейтрализовать эти объекты
(цели). Требуемый уровень эффективности, при котором борьба с новой целью
(угрозой) может быть признана успешной, формулируется как цель (и основной
критерий качества) разработки средств поражения.
Итак, появление новых целей-объектов и формулировка целей-критериев
непосредственно предшествуют созданию БП и определенным образом влияют
на логику принятия решения на всех этапах проектирования и, в конечном счете,
на облик проектируемых изделий. Однако прямой связи между характеристи-
ками целей, критериями их поражения и проектируемыми по этим критериям
изделиями, конечно, нет.
Эффективность выполнения боевых задач в типовых ситуациях - это функ-
ция системы оружия, расходуемым элементом которой является БП. Когда при-
нимается решение о необходимости разработки нового изделия, имеется в виду
эффективность системы оружия в рамках военной доктрины и исходя из этого
разрабатывается техническое задание (ТЗ) на проектирование новых элементов
системы оружия, в том числе и БП.
Системный подход к развитию вооружения проявляется, в частности,
в том, что вновь проектируемые изделия создаются как многоцелевые, спо-
собные эффективно взаимодействовать с другими компонентами системы
оружия при решении разнообразных боевых задач. Возможность системного
анализа вариантов проекта на этапе исполнения ТЗ ограничивается в рамках
сформулированных целей и требований. Так, если объект проектирования -
артиллерийская система, при поиске путей повышения боевой эффективности
можно рассматривать принципиально разные способы обеспечения основных
боевых свойств (маневренности, живучести, скорострельности, дальнобойно-
сти, точности стрельбы и т. д.). Если проектируется только артиллерийский вы-
стрел, границы системной оптимизации сильно сужаются, но также возможно
156
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
оптимальное согласование начальной скорости, аэродинамических характери-
стик, дополнительных разгонных устройств, прочности при выстреле и т. п.
Чем ниже в системной иерархии находится объект проектирования, тем боль-
ше неуправляемых ограничений со стороны внешних подсистем, тем меньше
возможностей для его структурной оптимизации - наиболее действенного спо-
соба повышения эффективности проектируемых изделий. Это не создает боль-
ших проблем, если на всех этапах обоснования ТЗ на проектирование подсистем
проводится оптимальное согласование основных параметров и распределяемых
ресурсов (массы, габаритных размеров) по критериям эффективности действия,
и при выполнении ТЗ проект оптимизируется по тем же критериям.
Объектом оптимизации на предпроектной стадии могут служить обобщенные
модели функционирования подсистем. Обобщенная модель могущества действия
БЧ определенного типа по конкретной цели может быть представлена прогнози-
руемой зависимостью вероятности поражения G(r, Res) от промаха г при опти-
мальном использовании выделенного ресурса Res. Для получения этой зависи-
мости можно применять, например, осредненный по лучшим проектам удельный
закон поражения при единичном ресурсе <5, (г): G(r, Res) = G(r)Res. Обобщенная
модель ошибки наведения в виде плотности распределения промаха f(r, Res)
также параметрически зависит от выделенного ресурса. Тогда, принимая в каче-
стве критерия эффективности полную вероятность поражения цели
W(Res,Resl) — J G(r,Res)f(r,Resi)dr,
G>0
в результате оптимизации получим обоснованное распределение ресурсов
(Ае/, ResГ)- На этапе проектирования остается обеспечить конструктивную
и технологическую реализуемость проекта при ограничениях, зависящих от пре-
доставленного ресурса Res* и от характеристик системы наведения, заданных
с учетом ResV. При этом альтернативами становятся варианты конструктивной
схемы и ее параметрические реализации, представленные значениями вектора
проектных параметров X. Главным критерием отбора альтернатив остается
эффективность действия
W(X,Res*) = | G(r,X, Res*)f(r)dr,
G>0
где закон поражения уже связан с параметрами конструкции. Адекватное моде-
лирование всех характеристик функционирования F.(X) на этапе проектирования
позволяет провести оптимизацию проектных параметров по критерию эффек-
тивности действия с учетом всех ограничений, выделяющих в пространстве
проектных параметров допустимую область D(Res‘) - {X: F.(X, Res*) > F^, V i}:
max W(x), где индекс «тр» означает «требуемый».
D(Res')
Результат оптимального проектирования неявно зависит от распределения
ресурсовX(Res*, Res!*), как и результаты параллельно осуществляемого проек-
тирования других подсистем. Оценка эффективности системы по этим результа-
там на уровне генерального конструктора может привести к перераспределению
11.2. Классификация целей и СП, структура показателей эффективности действия 157
ресурсов с соответствующим уточнением ТЗ для повторного цикла проекти-
рования и т. д. При надлежащей организации отношений между проектными
подразделениями разных уровней итерационная процедура проектирования
сложных иерархических систем, состоящая из циклов обоснованной декомпо-
зиции и последующего синтеза по согласованным моделям функционирования,
сходится намного быстрее и надежнее, чем традиционные процедуры согласова-
ния, которые базируются на интуитивных волевых решениях. Схема получения
прогнозируемых W(Res, ResV) и вычисляемых критериев W(X, Res*) эффектив-
ности действия показывает, что надлежащая организация кооперативного про-
ектирования должна предусматривать:
• разработку обобщенных математических моделей подсистем и баз зна-
ний специалистами соответствующих уровней;
• интеграцию частных описаний в комплексную математическую модель
системы и базу знаний на уровне генерального конструктора;
• оптимальное распределение ресурсов проектируемой системы между
соисполнителями на основе комплексной модели и формирование обоснован-
ных частных ТЗ;
• оптимальное проектирование подсистем на основе рабочих математиче-
ских моделей;
• интеграцию комплексной модели функционирования системы на основе
проектов подсистем и оптимизацию требований к ним.
Эти вопросы естественным образом решаются в рамках компьютеризации
проектирования, развития корпоративных сетей, разработки системной мето-
дологии проектирования. Ориентация на объективно обоснованные решения
на всех уровнях - это хорошая альтернатива состязательным технологиям рас-
пределения ресурсов проектируемых систем, для которых характерно сознатель-
ное занижение оценок потенциальных возможностей в целях гарантированной
реализуемости заданий.
Центральное место в решении системных вопросов при проектирова-
нии объектов, предназначенных для поражения целей, занимают модели СП,
так как они определяют основной критерий оптимальности таких объектов -
эффективность действия.
11.2. Классификация целей и средств поражения, структура
показателей эффективности действия
Типы целей и показатели эффективности действия
Элементарной целью (ЭЦ) называется отдельный объект, выполняющий
определенные функции и неделимый на составные части, каждая из которых
могла бы действовать самостоятельно. Существенно различаются методики
оценки эффективности наземных целей (танк, самоходная артиллерийская
установка, радиолокационная станция, отдельное сооружение и т. п.), надво-
дных, подводных, воздушных целей (самолет, вертолет, ПКР). Для расчетов
158
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
эффективности проектируемых изделий из всего многообразия целей выделя-
ются типовые ЭЦ, данные о которых вместе с необходимыми моделями пора-
жающего действия составляют единую информационную и методическую базу,
позволяющую не только осуществлять расчеты, но и проводить сравнитель-
ный анализ альтернативных вариантов проекта по критерию эффективности
действия.
Прямыми расчетами определяются показатели физического ущерба, кото-
рый может быть нанесен цели попавшим в нее ПЭ, например, глубина и диа-
метр пробоины. Объектом таких расчетов является не реальная типовая ЭЦ, а ее
модель уязвимости, в которой структурные элементы цели в результате специ-
альных исследований заменяются на так называемую эквивалентную преграду.
Материал и толщину эквивалентной преграды подбирают так, что ее пробитие
равносильно выводу из строя соответствующего элемента цели. Структурно
простые ЭЦ в методиках оценки эффективности низшего уровня, используемых
обычно для предварительных расчетов на ранних этапах проектирования, за-
меняются обобщенной моделью, которая характеризует уязвимость цели эквива-
лентной преградой, а для вычисления вероятности попадания задается простая
геометрическая форма (цилиндр, параллелепипед) с соответствующими разме-
рами. Неоднородность цели с точки зрения уязвимости учитывается уязвимой
площадью каждой из проекций (граней), меньшей, чем геометрическая площадь.
Для описания сложных целей разрабатывается агрегатная модель, состо-
ящая из совокупности уязвимых агрегатов (УА), каждый из которых рассматри-
вается как обобщенная модель. Пространственное расположение УА задается
координатами их центров в целевой системе координат (ЦСК). Агрегатная мо-
дель бронированной цели содержит также описание внешнего экрана (брони) -
ее упрощенную (кусочно-линейную) геометрию, характеристики уязвимости
(толщина, материал). Этой информации достаточно для решения вопроса о воз-
можности поражения каждого отдельно взятого УА. Но нанесение физического
ущерба, даже приведшее к выводу из строя одного или нескольких УА, необя-
зательно означает нарушение боевого функционирования цели, т. е. частичную
или полную потерю ею одного или совокупности боевых свойств (способность
вести прицельную стрельбу, подвижность, наличие десантируемого состава
и т. п.). Информация о возможных сочетаниях поврежденных УА, необходимых
для поражения цели по заданному типу, содержится в функциональной схеме
уязвимости (ФСУ). Понятие поражения и ФСУ по тому или иному типу можно
записать формулами поражения следующего вида:
A —Aj + А2 + А^А4 +...,
В = А+В1+В2В3В4 + ...,
С —В + Cj + С2 + ...,
где А., В., С. - случайные события поражения z-ro УА в структуре агрегатной мо-
дели, вывод которого из строя безусловно или в определенных сочетаниях при-
водит к поражению по типу А, В или С. Тип поражения чаще всего определяется
минимально необходимым временем нарушения боевого функционирования:
11.2. Классификация целей и СП, структура показателей эффективности действия 159
• тип А - немедленное уничтожение или вывод из строя на время
не менее
• тип В - уничтожение за время t после действия поражающего фактора
или вывод из строя на время не менее tB;
• тип С - повреждение, вызывающее отказ от выполнения боевой задачи
или вывод из строя на время не менее tc;
• тип D (для воздушных целей) - невозможность совершить безаварий-
ную посадку.
Необходимое время нарушения боевого функционирования для каждого
типа поражения назначается исходя из уровня типовой боевой задачи и места
СП в системе вооружения, важности и особенности цели.
Единственная объективная оценка возможности поражения ЭЦ - вероят-
ность этого события. Вероятность поражения по заданному типу принимают
в качестве показателя эффективности действия по цели, состоящей из одной
ЭЦ - одиночной цели. Как правило, вероятность поражения ЭЦ является про-
межуточным результатом в методиках оценки эффективности действия по со-
вокупности ЭЦ, представляемых моделями групповой или площадной цели.
Групповая цель (ГЦ) - это совокупность ЭЦ, выполняющих единую (кол-
лективную) задачу, причем расположение каждой из них вполне известно, так
что можно установить факт поражения каждой ЭЦ в соответствии с принятым
понятием поражения.
Однородная ГЦ состоит из N одинаковых ЭЦ (группа однотипных само-
летов, колонна танков). Ущерб, наносимый однородной ГЦ, измеряется чис-
лом U пораженных ЭЦ или относительным числом Uom = U/N пораженных ЭЦ.
Но U и Uam являются случайными величинами и не могут служить показателем
эффективности действия по ГЦ. В качестве таковых может выступать матема-
тическое ожиданиеM[U] илиЛ/[(701н] =M[U/N], Так как в ГЦ можно определить
вероятность поражения каждой ЭЦ W., i = 1,2,..., N, то математическое ожида-
ние числа пораженных ЭЦ представляет собой сумму вероятностей поражения
N
ЭЦ: M[U] = Критерием эффективности действия по ГЦ может служить
2=1
выполнение условия P(U> U^) или P(Uom > wTp), где IP? и wTp - уровень нане-
сенного ей ущерба, выраженного абсолютным или относительным количеством
пораженных ЭЦ, при котором она не может выполнить коллективную
функцию.
Сложная {разнородная) ГЦ - это совокупность различных объектов (танк
в сопровождении пехоты, аэродром, завод). Основная трудность оценки эффек-
тивности поражения разнородных ГЦ заключается в формировании критерия
поражения, отражающего невозможность выполнения ею коллективной задачи.
Рассредоточенной считается ГЦ, элементы которой настолько далеко рас-
положены друг от друга, что средства поражения, направленные на одну ЭЦ,
не могут поразить другую. Сосредоточенная (компактная) ГЦ - при стрельбе
по одной цели возможно поражение и других ЭЦ, т. е. в полный эллипс рассеи-
вания попадает более одной цели.
160
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Группа объектов, расположенных на некоторой территории так, что их рас-
положение неизвестно, называется площадной целью (ПЦ). Даже если группа
ЭЦ имеет вполне определенное взаимное расположение, но оперирующая сто-
рона не обладает полной информацией об этом, цель должна рассматриваться
как площадная. Например, аэродром считают неоднородной площадной целью,
если при обстреле оперирующая сторона не владеет информацией о координа-
тах отдельных сооружений и тем более о расположении самолетов в момент
обстрела. Даже одиночную цель следует рассматривать как площадную, если
известна лишь область ее расположения. Характерным для ПЦ является то, что
стрельба ведется не по отдельным ЭЦ в пределах данной площади, а по всей
ПЦ как единому целому.
Модель ПЦ, как и обобщенная модель ЭЦ, содержит характеристики гео-
метрии и уязвимости. Геометрия ПЦ задается в форме прямоугольника или
круга с соответствующими размерами. Если площадная цель представляет со-
бой совокупность (скопление) ЭЦ, то ее уязвимость исчерпывающим образом
описывается соответствующими характеристиками ЭЦ. В этом случае модель
площадной цели дополняется сведениями о количестве ЭЦ и их распределении
в указанной площади. В условиях неопределенности распределение принима-
ется равномерным и его единственной характеристикой является плотность -
среднее число ЭЦ на единичной площади цели. Более общая модель уязвимости
ПЦ представляется критическим уровнем поражающих факторов (например,
критическим избыточным давлением на фронте УВ, достаточным для возник-
новения необходимых разрушений.
Ущерб, наносимый ПЦ, измеряется площадью зоны поражения 5пор, на ко-
торой имеются разрушения. Площадь зоны возможных поражений Sn в окрест-
ности точки срабатывания БП определяется могуществом действия и уязвимо-
стью цели не случайным образом, но из-за рассеивания точки срабатывания она
может лишь частично пересекаться с целью, поэтому 5пор - случайная величина
с возможными значениями в интервале [0, 5п]. Удобнее оценивать ущерб от-
носительной величиной, не зависящей от площади цели - долей пораженной
площади U = 5 / Su, возможные значения которой ограничены максимальной
долей пораженной площади ит = SJ5ц. Показателем эффективности действия
по ПЦ является средняя доля пораженной площади M[LQ, а критерием пора-
жения ПЦ может служить вероятность события (U> икр) при заданном уровне
критической доли пораженной площади, с превышением которой цель перестает
функционировать.
Выбор модели цели зависит не только от свойств самой цели, но и от прин-
ципа действия СП, условий стрельбы, располагаемой информации о координатах
цели. Например, подводную лодку, о положении которой известен лишь район
акватории, следует рассматривать (и обстреливать) как площадную цель. Сред-
няя доля пораженной площади в этом случае равна вероятности поражения цели.
При равномерном распределении координат цели относительная площадь зоны
поражения (если лодка находится в ней, она поражена) - это условная вероят-
ность поражения Р(А/и) - и. Полная вероятность поражения по интегральной
формуле полной вероятности с разрывной функцией распределения
IL 2. Классификация целей и СП, структура показателей эффективности действия 161
ит ит
Р(А)= J P(A/u)dF(u) + umP(U = ит) = / udF(u) + umP(U = um)
о о
совпадает с математическим ожиданием доли пораженной площади.
Но как только координаты лодки будут определены точно, бомбометание
ведется уже как по одиночной цели.
Типы БП и характеристики их поражающего действия
При оценке эффективности действия БП учитываются все виды пора-
жающего действия: механическое (пробивное, режущее), фугасное, иниции-
рующее, зажигательное. В зависимости от характера поражающего действия
по цели различаются БП осколочного, фугасного, кумулятивного, бронебой-
ного, бетонобойного и зажигательного действия. Большинство БП основного
назначения обладают комбинированным поражающим действием: осколочно-
фугасным, кумулятивно-осколочным, бронебойно-зажигательным, фугасно-
зажигательным и др. Степень поражающего действия, его достаточность для
вывода цели из строя являются предметом физических исследований, которые
проводятся в детерминированных условиях, насколько это возможно. При про-
ведении расчетов эффективности учитывается влияние случайных факторов,
разделяемых обычно по группам. Случайные факторы, которые проявляются
на этапе непосредственного действия БП по цели, определяют условную веро-
ятность поражения при срабатывании его в фиксированной точке с координа-
тами (х, у, z) на поверхности цели или в ее окрестности Р(А | х, у, z). Функция
G(x, у, z) = Р(А | х, у, z) называется координатным законом поражения (КЗП).
Характеристики случайных факторов, влияющих на положение точки срабаты-
вания (рассеивание траектории полета, ошибки наведения и управления, ошибки
срабатывания неконтактного взрывателя), определяют плотность распределения
точки срабатывания f(x, у, z). Вероятность поражения цели одним выстрелом
вычисляется по интегральной формуле полной вероятности:
- JJ G(x, y,z)f(x,y, z)dxdydz (11-1)
D
с интегрированием по максимальной области D срабатывания, в которой воз-
можно поражение цели, т. е. D = {х, у, z: G(x, у, z) > 0}. Это общая схема вы-
числения основного показателя эффективности действия по ЭЦ. Ее реализация
сильно зависит от характера области возможных поражений D. По этой причине
независимо от типа поражающего действия все БП подразделяются wa. ударные
и дистанционные.
Ударными называют БП, которые могут поражать цель только при не-
посредственном попадании в нее (например, бронебойные и бетонобойные).
В этом случае область возможных поражений D сужается практически до ви-
димой поверхности цели. Если цель малоразмерная, КЗП на ее поверхности
усредняют (в различных ракурсах обстрела: спереди, сбоку, сверху), заменяя
вероятностью поражения данным БП при одном попадании в цель.
162 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
В обозначениях
G(x, у, z) =
rv (x,y,z)eDn ..
„ , . А = \\f(x,y,z)dxdydz,
о, (х, у, z) е оц JDJ
где Da - область, занимаемая целью; f(x, у, z) - плотность распределения точек
попадания, формула (11.1) принимает вид W{ - г{Р{. Вероятность поражения
одним выстрелом меньше вероятности попадания в цель, а она в случае мало-
размерной цели и неуправляемого БП невелика. Поэтому W может служить
промежуточным показателем эффективности БП ударного типа, но не критерием
эффективности стрельбы. Для обеспечения приемлемого уровня вероятности
поражения производится несколько выстрелов (очередь, залп). Если п выстре-
лов независимы, а также независимы события поражения в каждом попадании,
вероятность поражения цели определяется как вероятность хотя бы одного по-
ражающего попадания:
Wn^-{\-rxPxy. (11.2)
При обстреле технически сложных целей, высокая живучесть которых
обеспечивается многократным резервированием УА, события поражения в не-
скольких попаданиях нельзя считать независимыми. В результате трудоемких
экспериментов определяется зависимость вероятности поражения данной цели
данным БП от числа попаданий Р(А | т). Функция G(m) = Р(А | т) называется
условным законом поражения (УЗП) цели и является основной характеристи-
кой действия ударных БП по ЭЦ. Если известен УЗП G(ni) и можно вычислить
вероятности гипотез рт п (вероятность т попаданий при совершении п выстре-
лов), то вероятность поражения цели при п выстрелах рассчитывают по форму-
ле полной вероятности, которая применительно к данному случаю называется
формулой Колмогорова:
w. = Xp,.»G(m). (11.3)
т-\
Таким образом, эффективность действия БП ударного типа определяется
его могуществом действия по отношению к данной цели, точностью стрельбы
и числом выстрелов в очереди. Из формулы (11.2) следует, что повышение лю-
бого из этих факторов приводит к увеличению вероятности поражения цели
за стрельбу. Например, имеют смысл как частная оптимизация с целью повыше-
ния условной вероятности поражения без ухудшения точности стрельбы, так и
мероприятия по повышению вероятности попадания без снижения могущества
действия (увеличение количества выстрелов в очереди).
Комплексная оптимизация по критерию вероятности поражения за стрель-
бу может дать намного больший прирост эффективности, но она затрагивает
все элементы системы оружия. Например, из формулы (11.2) можно получить
необходимое число выстрелов для поражения цели с требуемой вероятностью
.. Jg(i-y„)
!g<l - Pi)
11.2. Классификация целей и СП, структура показателей эффективности действия 163
Но реально количество выстрелов ограничено допустимой длиной очереди,
которая определяется условиями живучести ствола орудия, а этот показатель свя-
зан со всем комплексом свойств оруд ия и снаряда, вплоть до конструкции и харак-
теристик материала ведущего пояска. Кроме того, надо учитывать и тактическое
ограничение на продолжительность стрельбы из-за противодействия противника,
которое при данной скорострельности определяет возможное число выстрелов.
Дистанционные БП могут поражать цель не только при прямом попадании
в нее, но и при разрыве на некотором расстоянии от цели. Различают два типа
дистанционных БП: непосредственного и осколочного действия.
Боеприпасы непосредственного действия создают в окрестности точки
разрыва сплошное поле распределения поражающего фактора (например, избы-
точного давления на фронте УВ), уровень которого снижается по мере удаления
от точки разрыва. Область, в которой уровень поражающего фактора превышает
критический для данной цели, называется зоной поражения. Центрально-сим-
метричное поле взрыва имеет сферическую зону поражения радиусом Rn. Если
в нее попадает ЭЦ или ее часть, обеспечивается достоверное поражение. Это
значит, что КЗП принимает вид ступенчатой функции, равной единице в окрест-
ности ЭЦ, содержащей точки, удаленные от ЭЦ не более, чем на 7?п. Область
Dq = {х,у, z: G(x,y, z) = 1} называется обобщенной целью, попадание в нее равно-
сильно поражению цели. Вероятность поражения цели одним выстрелом в этом
случае вычисляется как вероятность попадания в обобщенную цель:
Wx = JJG(x, у, z)f(x, у, z)dxdydz = JJ f (x, у, z)dxdydz. (11.4)
d Do
Конечно, распределение поражающего фактора на агрегатах структурно слож-
ной цели отличается от его распределения в свободной среде на том же расстоянии
от центра взрыва, оно зависит также от дополнительных условий (ракурса цели,
взаимного положения агрегатов), часть которых является неопределенной при
оценке эффективности. Поэтому поражение можно считать достоверным только
до тех расстояний от центра взрыва, где уровень поражающего фактора превыша-
ет критическое значение с некоторым запасом, а дальше вероятность поражения
уменьшается до нуля при некоторой величине поражающего фактора, меньшей
критической. Но поскольку причины, определяющие действие поражающих
факторов, имеют не вероятностный, а неопределенный характер, КЗП для БП
непосредственного действия чаще всего принимают вид ступенчатой функции.
Таким образом, эффективность БП непосредственного действия оценивает-
ся так же, как эффективность БП ударного типа со ступенчатым УЗП при С?(1) =
= 1. Существенное отличие состоит в том, что могущество действия по данной
цели, измеряемое радиусом поражения 7?п (или площадью поражения 5п в общем
случае несимметричных полей), влияет на вероятность попадания в обобщенную
цель. Из-за характерного для фугасного действия быстрого спада поражающего
фактора с увеличением расстояния от центра взрыва повышение могущества
действия за счет выделения дополнительного ресурса (массы) может оказаться
неэффективным. Из формулы (11.4) следует, что вероятность поражения можно
увеличить как за счет расширения обобщенной цели, так и за счет уменьшения
164 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
промахов, выделяя часть ресурса на систему коррекции траектории. Комплекс-
ная оптимизация должна проводиться как оптимальное распределение ресурса
на обеспечение могущества действия и на мероприятия по повышению вероят-
ности попадания за счет бортовых устройств (высокоточные БП).
Боеприпасы осколочного типа поражают цель при срабатывании в окрест-
ности цели за счет создания поля ПЭ, попадание которых в уязвимый агрегат
цели может оказывать на него механическое разрушающее (пробитие), зажига-
тельное или инициирующее действие. В силу неоднородности УА и влияния
большого числа факторов на процесс пробития поражение носит случайный
характер, а его вероятность p(q, v) зависит от массы и скорости встречи ПЭ
с целью. Методы вычисления вероятности поражения цели осколочным полем
основаны на двух допущениях: распределение ПЭ в поле подчиняется закону
Пуассона; для поражения УА достаточно одного удачного попадания в него.
Можно считать, что цель малых размеров по сравнению с характерными раз-
мерами поля накрывается однородным полем ПЭ с плотностью, зависящей
от координат точки подрыва в целевой системе координат П(х, у, z). В любом
случае поле считается однородным в пределах каждого УА, т. е. П (х, у, z) — по-
стоянная плотность поля на z-м УА. Таким образом, в z-й УА с площадью про-
екции на картинную плоскость S. попадает в среднем in* = П;(х, у, z)pt(q, v')Sl
поражающих (или эффективных) элементов, а вероятность поражения опреде-
ляется как вероятность хотя бы одного поражающего попадания: Gt(x, у, z) = 1 - e~m'.
Если для поражения цели, состоящей из п УА, достаточно вывести из строя
хотя бы один из них, КЗП цели вычисляется по формуле
п / п \
G(x,y,z) = l-P[(l-G(.(x,y,z)) = l-exp =
,=1 V /=1 7 (11.5)
= 1 - exp -f П(х, у, z^p^q, v)St .
\ i=l J
В поле ПЭ с плотностью П(х,у, z), постоянной на проекции цели с суммар-
п
ной площадью проекций всех УА цели Уц = ^5(., среднее число эффективных
1=1
попаданий в формуле (11.5) можно представить как произведение характеристик
поля (плотности), цели (площади) и действия ПЭ по данной цели (вероятности
ее поражения одним попавшим ПЭ):
= П(х,у, z^pt(q, V)St = П(х,у, zjS^Ptcp v),
i=\ i=l
где P(q, v) — полная вероятность поражения цели одним попавшим в нее ПЭ,
если считать вероятностью попадания в z-й УА его относительную площадь
S./S, а р. - условной вероятностью поражения цели при попадании ПЭ в z-й
УА. Величина
S, («, и) = SHq 0 = £ Д («, 0S, (11.6)
i=l
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 165
является обобщенной характеристикой уязвимости данной цели к действию ПЭ
массой q и скоростью соударения v и называется функцией уязвимости цели.
В ориентировочных расчетах функция уязвимости полностью характеризует
размеры и уязвимость цели и дает возможность вычислить КЗП при известных
характеристиках поля ПЭ:
G(x,y, z) = i-e’n(x’bz)5>'(9,0). (11.7)
Полную вероятность поражения цели одним выстрелом можно получить
по формуле (11.1) при известном законе распределения точек срабатывания
У(х, у, z). Если эффективность оценивается на промежуточных этапах проекти-
рования, когда параметры рассеивания еще неизвестны, пользуются показателем
могущества действия - интегралом КЗП по области опасных разрывов Dop -
= {х, у : G(x,y) > 0}. Чаще всего этот способ оценки могущества применяется
в случае рассеивания на плоскости:
5пр= Я G(x,y)dxdy. С11-8)
G(x,y)>0
Величина 5пр с размерностью площади называется приведенной площадью
поражения. По этому показателю справедливо отдается предпочтение тому ва-
рианту конструкции, который имеет доминирующие значение КЗП по сравне-
нию со всеми альтернативными вариантами. Однако такая ситуация нетипична,
поскольку предполагает заведомо неравноценные варианты. Например, можно
увеличить плотность поля за счет увеличения количества ПЭ при соответствую-
щем уменьшении массы q. При этом среднее число попаданий эффективных ПЭ
(а значит, и вероятность поражения цели) может возрасти на малых промахах,
где энергии ПЭ достаточно, чтобы вероятность P(q, v) снизилась несущественно.
Но легкие ПЭ быстрее теряют скорость, поэтому на больших промахах плот-
ность эффективных попаданий уже меньше, чем в первоначальном варианте.
Сравнение по показателю 5пр в общем случае может противоречить результату
сравнения по критерию W\, который учитывает закон распределения промахов.
11.3. Объектное представление исходных данных
для расчетов эффективности действия
Преимущества объектного подхода
при оценке эффективности действия
Формулы (11.1) или (11.3) проясняют вероятностную природу показате-
лей эффективности действия, связывают их с промежуточными показателями,
но не являются самодостаточными с точки зрения построения вычислительных
процедур. Например, формула (11.5) лишь указывает на зависимость вероятности
поражения z-ro УА от массы и скорости ПЭ, однако как получить эту зависимость
в явном виде теория эффективности действия объясняет в общих чертах, осно-
вываясь на физических закономерностях, характерных для различных поража-
ющих факторов (механического, зажигательного, инициирующего действия).
166
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
На практике вычислению показателей эффективности предшествуют трудоемкие
исследования возможных последствий для типовой цели от попадания в нее ПЭ
в достаточно широком диапазоне скоростей встречи. В результате этих исследо-
ваний выделяют группы УА с идентичными механизмами поражения, и для каж-
дой группы вырабатываются эмпирические формулы, связывающие вероятность
поражения с параметрами ПЭ (масса, коэффициент формы, плотность материала
и т. д.), характеристиками уязвимости УА (толщина эквивалентной преграды,
толщина экрана) и условиями встречи (скорость, угол подхода).
Структура исходных данных об уязвимости цели составляет систему, на кото-
рую ориентируются расчетные методики оценки эффективности действия. Большое
разнообразие типовых целей вынуждает разрабатывать соответствующие структуры
исходных данных и алгоритмы, учитывающие специфику целей. В рамках обычно
используемой процедурной технологии программирования невозможно обеспе-
чить независимость вычислительных алгоритмов от структуры исходных данных,
поэтому программы расчета эффективности не универсальны. Это приемлемо для
прямых расчетов эффективности действия данного изделия по типовой цели, при
наличии развитого программного обеспечения проблема сводится просто к выбору
подходящей программы. Но при поиске оптимальных инженерных решений в ши-
роком смысле нужен универсальный аппарат количественной оценки эффектив-
ности, позволяющий проводить сравнительный анализ вариантов БП, основанных
на разных принципах действия. Создать универсальную методику невозможно
в традиционных рамках замкнутой модели действия полей поражения по целям.
Алгоритмические модели эффективности действия находятся в принципи-
альном противоречии с системным характером боевых операций. Эффектив-
ность - это функция системы. Вывод из строя сложной цели есть нарушение ее
боевого функционирования как системы. Возможность нанесения цели критиче-
ских для нее повреждений является результатом взаимодействия системы наве-
дения, ВУ, БЧ, среды, причем, каждое из перечисленных технических устройств,
в свою очередь, следует также рассматривать как систему. Системный характер
взаимодействий не позволяет повысить эффективность действия, совершен-
ствуя в отдельности БЧ, ВУ или систему наведения. Скорее всего, любой отход
от согласованного решения способен лишь ухудшить эффективность действия,
из чего следует, что модель, положенная в основу расчетной методики оценки
эффективности, должна быть адекватна не только индивидуальным свойствам
определяющих ее подсистем, но и взаимодействиям между ними. Необходи-
мыми качествами обладает объектный подход, позволяющий моделировать клас-
сы объектов реального мира, их свойства, поведение, отношения наследования
и вложенности. Технология объектно-ориентированного программирования по-
зволяет отказаться от неприемлемых упрощений при разработке сложных систем.
Она предполагает тщательное изучение соответствующей предметной области,
выделение объектов, ситуаций, процессов со сходными базовыми свойствами
и объединение их в классы по существенным признакам, разработку методов,
реализующих адекватное поведение объектов каждого класса, и механизмов
взаимодействия объектов различных классов. Разумное выполнение этой работы
(проектирование классов) открывает уникальную возможность: разнообразные
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 167
задачи в рамках компетенции классов можно решать, задавая нужные свойства
объектов в качестве исходных данных и вызывая соответствующий метод; все
промежуточные вычисления выполняются механизмом взаимодействия объектов.
Программирование, а тем более, проектирование (планирование) классов
требует высокой квалификации и в программировании, и в предметной области.
Для широкого круга специалистов системный анализ боевой эффективности
создаваемого оружия можно сделать доступным на основе технологий, позволя-
ющих решать на компьютере новые задачи, минуя стадию программирования.
Объектно-ориентированная среда интеллектуальной САПР «Инженер М4» реа-
лизует информационный подход к организации анализа боевой эффективности
как функции системы оружия. Первоначально абстрактная система объектов
с характерными ролевыми связями между орудием, БП, целью, средой и т. д.,
интерпретируя предоставленные пользователем текстовые описания свойств объ-
ектов, превращается в рабочую модель системы, способную реагировать на посту-
пающие извне изменения параметров так же, как и реальная система. Имитация
стрельбы в случайных условиях позволяет оценить ее возможные результаты, а по
статистике множественных испытаний можно получить оценки вероятностных
показателей. Специальные клиентские приложения обеспечивают коллективный
доступ через интеллектуальные интерфейсы к серверу, обслуживающему систе-
му объектов, позволяя различным категориям пользователей согласовывать свои
решения по конечному результату. В сочетании с аппаратом оптимального проек-
тирования интеллектуальной САПР конечным результатом согласования решений
по критерию эффективности может стать эффективное оружие.
Нацеленность информационного подхода на результат, безусловно, по-
лезна в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, скры-
вает теоретические основания для выводов об эффективности, переданные
математическим языком. Ввиду того, что стохастическая природа действия БП
выражена в показателях эффективности интегрально, основные формулы вида
(11.1) - (11.8) дают математические определения показателей, но не являются
аппаратом анализа, в отличие от детерминированных теорий. Система классов,
разработанная в среде MATLAB для объектного моделирования поражающего
действия БП, создала условия для технологии электронных формул, связыва-
ющих параметры определенными отношениями, подобно аналитическим фор-
мулам, но располагающих встроенными функциями классов для реализации
количественных зависимостей. Объектные параметры придают полиморфный
характер электронным формулам, так как вычислительные процедуры орга-
низуются в соответствии с типом объектов. Если формула связывает вероят-
ность поражения с параметрами, представляющими цель, СП и рассеивание,
то вероятность попадания (накрытия) определяется взаимодействием объектов
цели и рассеивания, поражающее действие - взаимодействием объектов цели
и ударника или поля поражения в зависимости от того, как определены свой-
ства объектов. Классы кумулятивных, бронебойных, осколочных, фугасных БП
наследуют единый базовый класс абстрактного БП, хотя по-разному реализу-
ют в своих классах функцию поражающего действия. В электронной формуле
объект, представляющий БП, получает нужные связи как базовый, независимо
168 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
от конкретной природы, а выполняет действие как производный, в этом заклю-
чается полиморфизм электронных формул.
Чтобы воспользоваться электронными формулами, необходимо создать
объекты и обратиться к соответствующей функции (показатели действия вы-
числяются полиморфной функцией Action, вероятность попадания - функцией
Ver). Объект создается конструктором соответствующего класса - функцией, имя
которой совпадает с именем класса. Как правило, через аргументы конструктора
объект получает значения своих свойств. Ввести в расчеты необходимый набор
исходных данных можно, только создав объекты и разложив имеющиеся данные
в их свойствах. Данные большого объема (например, агрегатная модель цели)
могут быть переданы текстовым файлом, именем файла вместо параметра.
Объектная модель цели
Объектная модель цели связывает характеристики уязвимости с описаниями
формы и размеров элементов цели, а также содержит необходимые геометриче-
ские и физические соотношения, позволяющие совместно с объектами полей
поражения решать задачи попадания и оценки ущерба. Операционные возмож-
ности объектов определены в классах, связанных между собой отношениями на-
следования и включения. Иерархия классов для моделирования целей (рис. 11.1)
Рис. 11.1. Иерархия классов для моделирования уязвимости целей:
• - данные класса; о - рассветные методы класса
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 169
построена в соответствии с классификацией целей. Класс Target предназначен
для моделирования ЭЦ любых типов: воздушных, наземных, подводных.
Из объектов этого класса можно сформировать групповую или площадную
модель цели, а сам объект Target хранит данные о свойствах ЭЦ в объектах клас-
сов Bron (броневая защита или экран), V_Unit (УА.) и FSU (ФСУ), принадлежащих
Target. Класс V_Unit наследует класс форм shape, в функции которого входит
решение геометрических задач попадания в УА, и включает объект класса уяз-
вимости Vulner, ответственный за применение критериев уязвимости данного
агрегата. В структуре класса FSU хранятся выражения, связывающие события
поражения цели по типам А, В, Си т. д. с событиями поражения отдельных УА
(формулы поражения). События представлены объектами класса Accident, в ко-
тором переопределены по формулам теории вероятностей операции сложения
и умножения, вследствие чего вероятности вычисляются непосредственно
по формуле поражения, программировать громоздкие выражения для каждой
гипотезы поражения не требуется.
Классы геометрических объектов
Класс точек Point является базовым для всех классов объектов, имеющих
пространственное положение. Единственное свойство класса Point - координаты
точки - выражает вектор-столбец С. Наследуя класс Point, все геометрические
классы получают доступ к этому свойству через функции SetProp для присваи-
вания значения и GetProp для чтения. Первым аргументом этих функций должен
быть объект, к которому они применяются, второй аргумент 'С указывает на то,
что под свойством подразумеваются координаты базовой точки. Выделение свой-
ства по ключу позволяет производным классам использовать эти же функции
для работы с другими своими или наследованными свойствами. В таблице ниже
приведены методы класса Point с возможными аргументами и их значениями
по умолчанию (после знака =).
Функция Назначение
Point(C) Конструктор класса Point создает объект класса с координа- тами С
SetProp(X,'C',P) Присваивает значение вектор-столбца Р объекту X класса Point
GetProp(X,'C') Возвращает значение точки X
setval(X, a) Равносильно SetProp(X/C',a)
MyCenter(X) Равносильно GetProp(X/C')
move(X, p) Перемещает точку X на величину (вектор-столбец) р
plus(X,p) Вызывается автоматически операцией Х+р и выполняет move(X,p)
moveTofX, P) Перемещает точку в Р, равносильно setva 1(Х, Р)
Dist(X,p) Вычисляет расстояние между точками X и р
170
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Ниже показаны примеры обращения с объектами класса Point в командном
окне MATLAB - создание точек РО, Р1, перемещение точки Р1 в точку Р2 на 5 и 7
единиц по горизонтали и вертикали, получение вектора X с координатами точ-
ки Р2, вычисление векторной суммы Pl + Р2 и расстояния D между точками Pl, Р2:
» PO=Point, Pl=Point([5;7]), P2=move(Pl,[10;20]),X=MyCenter(P2), Y=P1+P2,
D=Dist(Pl,P2)
P0 = центр: [ 0.0 0.0 ]
Pl = центр: [ 5.0 7.0 ]
P2 = центр: [ 15.0 27.0 ]
X= 15
27
Y = центр: [ 20.0 34.0 ]
D= 22.3607
Объекты класса создаются его конструктором (в данном случае функцией
Point). В конструкторе сначала определяется структура данных класса, а затем
создается объект класса с этой структурой. Кроме поля с именем класса в нее
входит поле вектора С с нулевым значением по умолчанию, которое может быть
заменено значением необязательного аргумента:
function X=Point(C)
S=struct('Class','Point','C',zeros(2,l));
X=class(S,'Point');
ifnargin>0 X=SetProp(X,'C',C); end
Класс плоских форм shape наследует класс Point в качестве центра фигу-
ры, добавляет к наследованному вектор-столбцу С свой вектор-строку Sz для
хранения размеров, хотя форму фигуры он не конкретизирует, предоставляя
это производным классам плоских фигур. Кроме массива размеров структура
класса shape содержит массив АВ координат вершин универсального много-
угольника. Классы фигур, производные от shape, формируют по своим размерам
аппроксимирующий многоугольник АВ, чтобы класс shape самостоятельно вы-
полнял такие функции, как перемещение, поворот, графическая визуализация,
не требуя их переопределения в классах фигур конкретных типов. Класс кругов,
например, формирует АВ как вписанный многоугольник с достаточно большим
числом вершин.
Конструктор класса shape формирует структуру объекта, назначает базовым
класс Point и передает список varargin параметров фигуры (центр и размеры)
функции SetProp, которая различает центр и размеры как столбец и строку:
function X=shape(varargin)
X=struct('Class','shape','Sz',[],'АВ', []);
X=class(X,'sha pe', Point);
if ~isempty(varargin) X=SetProp(X,varargin{:));end
Далее приведено описание некоторых из основных функций класса shape.
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 171
Функция Назначение
shape(va rargin) Конструктор, создает базовую структуру для плоских фигур
MySize(X[,i]) CalcCenter(X) Возвращает массив размеров Sz или его z-й элемент Вычисляет центр фигуры X по вершинам многоуголь- ника АВ
lmpactPoint(X,P) Возвращает число попаданий в фигуру точек из мас- сива Р
Union(X,varargin) □объединяет фигуру X с фигурами из списка varargin
Show(varargin) Создает графическое изображение фигур из списка va rargin
plus(X,p) или X+p minus(X,p) или X-p Увеличивает размеры фигуры на р (вектор размеров) Уменьшает размеры фигуры на р (вектор размеров)
mtimes(X,p) или X*p Масштабирует фигуру в р раз
Классы прямоугольников Rect и кругов Circ наследуют класс shape и учи-
тывают особенности этих фигур в вычислениях. Для создания объектов этих
классов предусмотрены следующие конструкторы:
Rect([a, b]) - прямоугольник со сторонами (а, Ь) с центром в точке (0, 0);
Rect([a, b], [х; у]) - прямоугольник со сторонами (а, Ь) с центром в точке (х, у);
RectfxO, уО, xl, yl) - прямоугольник с координатами левой нижней (хО, уО)
и правой верхней вершин (xl, yl);
Circ(R) - круг радиусом R с центром в точке (0, 0);
Circ(R, [х; у]) - круг радиусом R с центром в точке (х, у).
Универсальный класс многоугольников Polygon обеспечивает резуль-
тативность операций объединения и пересечения плоских фигур (рис. 11.2),
так как любую плоскую фигуру можно представить многоугольником. Резуль-
таты таких операций можно использовать для построения сложных фигур
и вычисления суммарной пораженной площади ПЦ при построении функции
а
Рис. 11.2. Пересечение (а) и объединение (6) плоских объектов
172 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
ущерба. Следующая команда строит пересечение (объект D) и объединение (U)
круга с прямоугольником:
» R=Rect([5,4],[2;l]);C=Circ(2);D = Sect(R,C), U=Union(C,R),
Show(R,501,'Fc',C,'Fr',D,'Fk', U,502,'Fc')
Фигура D (площадь = 6.6379)
Фигура U (площадь = 25.8175)
Плоская модель геометрии цели может применяться для описания струк-
турно простых легкоуязвимых целей, она также удобна для задания конфигу-
рации групповой цели. Прямоугольники и круги, преимущественно использу-
емые в таких случаях, можно создать без явного применения соответствующих
конструкторов. Базовый конструктор плоских форм shape интерпретирует
безымянную фигуру с двумя размерами прямоугольником (длины сторон), а с од-
ним - кругом (диаметр). Так можно создавать множественные фигуры, остав-
ляя в описании только их параметры - размеры и центры. Погрудная мишень,
состоящая из двух прямоугольников, создана конструктором, получившим для
интерпретации символьное описание цели, в котором в круглых скобках поме-
щены размеры фигуры, в квадратных - вектор-столбец ее центра:
» T=shape(' (0.5,0.45) [0;0.5], (0.25, 0.25) [0;0.85]');
Главной задачей объектной модели геометрии является установление факта
попадания и подсчет числа попаданий. Следующая команда создает множество слу-
чайных точек (объект класса Point), предъявляет их объекту цели, вместе эти объекты
выделяют точки попадания, различая попадания в разные элементы цели (рис. 11.3):
» P=Gen(Norm_2([0.2,0.2],[0;0.6]),200); (V,T]=Action(T,P); ShowAll(T,'Fc',P)
Если вместо вектор-столбца центра фигуры записать [2 х и]-матрицу цен-
тров, конструктор shape создает модель однородной ГЦ из п одинаковых ЭЦ как
целостный объект, к которому можно применять операции переноса, поворота,
пересечения с полями поражения так же, как и к модели ЭЦ (рис. 11.4):
Рис. 11.3. Плоская модель цели
Рис. 11.4. Модель групповой цели
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 173
» g=shape('(3, 1.5) [-10 -5 0 5 10 ;0 0 0 0 0] z);G=Rot(g,35);
» Р= Gen(Norm_2([5,3]), 200);[l,g]=Action(g,P); ShowAII(g,G,P)
Функция Action в классе Target определяет попадания, а затем определяет
тип поражения, если в списке аргументов задано средство поражения. В данном
случае, получив только распределение точек, функция Action отмечает попадания
в структуре объекта цели ЭЦ и в каждом элементе ГЦ.
Класс трехмерных форм Shape3 наследует shape, но сам является базо-
вым для параллелепипедов, цилиндров, шаров, многогранников и др., для всех
возможных форм УА, ГПЭ. К полям наследованной структуры класс Shape3
добавляет пространственные признаки: признак ориентации Or для осесимме-
тричных тел указывает направление оси симметрии вдоль осей х, у, z; массив
ячеек G хранит грани (объекты класса Polygon).
Простые трехмерные тела - шар, цилиндр и параллелепипед - создаются
конструкторами классов Ball, Cyl, РагаЗ или конструктором базового класса Shape3,
который сам вызывает специализированный конструктор нужной формы со-
гласно количеству размеров:
function X=Shape3(varargin)
S=struct('Class','Shape3', 'Or', 1, 'G',cell(l));
X = class(X, 'Shape3', shape);
X=setval(zeros(3,l));
if ~isempty(va rargin)
X=Create(X,varargin{:});
end
Если список аргументов конструктора Shape3 не пуст, функция Create создает
шар, считая единственный размер диаметром, цилиндр - по диаметру и высоте,
параллелепипед - по трем размерам. Например:
» A=Shape3(5, [3;7; —2]),B=Shape3([5,6]), C=Shape3([5,6,7], [—3;—7;2])
Шар А = центр: [3.0 7.0 -2.0], размеры: 5.0
Цилиндр В = центр: [ 0.0 0.0 0.0 ], размеры: 5.0 6.0
Параллелепипед С = центр: [-3.0 -7.0 2.0 ], размеры: 5.0 6.0 7.0
Если заменить в этой команде конструктор Shape3 специальными кон-
структорами Ball, Cyl, РагаЗ, результат будет тот же, но использование Shape3
предпочтительнее, потому что позволяет создавать множество объектов разной
формы универсальной циклической процедурой. В структурированных текстах
описания агрегатных моделей сложных целей с сотнями УА достаточно указать
только аргументы конструкторов shape и Shapes. Интерпретатор текста сам ре-
шает, какому из двух конструкторов их передать, в зависимости от размерности
вектора координат центров. Варианты ориентации агрегатов цилиндрической
формы вдоль осей х, у, или z различаются символами 'X', 'Y', или 'Z' в угловых
скобках после группы размеров.
174
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
При выборе формы геометрических элементов цели исходят не из внеш-
ней схожести с реальными объектами. Пространственные отношения важны
для определения попаданий, но это лишь предпосылки к решению главного
вопроса о поражении агрегатов цели по совокупности попаданий. Характери-
стики уязвимости к различным поражающим факторам не просто привязаны
к элементам цели, они определяют уязвимость с разных сторон (спереди, сзади,
сверху, сбоку). Отсюда и выбор параллелепипедов для модели уязвимости УА.
Объектная модель уязвимости целей
Характеристики уязвимости функциональных элементов цели опреде-
ляют критические уровни поражающих факторов, достаточные для нанесения
повреждений, нарушающих боевое функционирование. Повреждения могут
быть вызваны фугасным, механическим (пробивным), зажигательным, иниции-
рующим действием. По каждому виду действия экспериментально установлены
обобщенные критериальные выражения и их параметры. Обобщенный критерий
фугасного действия содержит три параметра К, определяющие крити-
ческие сочетания избыточного давления и импульса фазы сжатия. Уязвимость
к механическому действию характеризует предельная толщина пробиваемой
преграды й . Зажигательное и инициирующее действие в большей мере под-
вержены случайным факторам, так как зависят от динамики развития процессов.
Комбинация существенных параметров (масса ПЭ, скорость соударения, пло-
щадь контакта) определяет не факт, а вероятность зажжения. Как правило, эм-
пирически устанавливают значение характеристики, соответствующее 50 %-ной
частости зажжения, и симметричный относительно него интервал чувствитель-
ности, в котором вероятность зажжения возрастает от 0 до 1 по линейному
или логистическому закону. Инициирующее действие больше зависит от угла
встречи, свойств ВВ, оболочки, поэтому эмпирические зависимости вероятности
поражения для этого фактора в большей степени вариативны.
Сопоставив параметры уязвимости с вычисленными по условиям встречи
показателями действия, можно определить степень возможности поражения.
Если, например, вычисленная по скорости соударения характеристика зажига-
тельного действия оказалась равной 1900 и параметры уязвимости определяют
интервал чувствительности (1800,2200), поражение возможно с вероятностью
(1900 - 1800)/400 = 0,25, а при вычисленной предельной толщине пробива-
емой преграды hnp = 16 мм агрегат с эквивалентной толщиной 15 мм пора-
жается достоверно. Логика сравнения характеристик уязвимости и действия
проста, но зависит от контекста. Если изъять указание на то, к какому виду
действия относятся параметры уязвимости, нельзя выбрать одну из расчетных
процедур. Поэтому исходные данные в виде числовых массивов предполагают
унифицированную модель поражения для всех УА - пробитие эквивалентной
преграды с толщиной, косвенно учитывающей все возможные механизмы пора-
жения агрегата. Можно разделить все агрегаты на группы по превалирующему
виду поражающего действия и соответственно готовить исходные данные для
них, но таким образом невозможно оценить эффект совместного воздействия
факторов, а это основной резерв неэкстенсивного повышения эффективности
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 175
за счет применения новых физических принципов действия (энерговыделения
в высокоскоростных соударениях).
Символьной строкой можно выразить любые экспертные заключения об уяз-
вимости конкретного агрегата. Объекты УА могут интерпретировать тексты опи-
сания геометрии и уязвимости, исполнять соответствующие вычисления только
благодаря тому, что понятие уязвимости формализовано в системе классов, где
все исходные данные можно разложить «по полочкам».
Класс уязвимости Vulner содержит параметры уязвимости вместе с рас-
четными процедурами для вычисления совместного воздействия поражающих
факторов на данный УА. Параметры уязвимости привязаны к описанию гео-
мет-рии УА в классе V_Unit, который наследует класс Shape3, содержит описание
геометрии и включает в себя объект класса Vulner. Объекты V_Unit вместе с объ-
ектами, представляющими броню (экраны), принадлежат только объекту класса
Target (цель), который контролирует пространственные отношения между ними
(взаимное экранирование, действие запреградного потока осколков). Методы
класса Vulner, получив данные о параметрах полей поражения на данном УА,
по имеющимся признакам оценивают состояние УА. Цель (объект класса Target)
передает полученные от всех УА данные об их состоянии объекту класса FSU,
который по формуле поражения вычисляет состояние цели в одной случайной
реализации и вероятность поражения по результатам статистических испытаний.
Объектное окружение поставляет в класс Vulner все имеющиеся данные
о совокупности поражающих факторов. Достоверность вычисленных показа-
телей эффективности решающим образом зависит от наполнения класса Vulner
адекватными моделями действия БП. Структура класса позволяет разложить
априорные данные об уязвимости «по полочкам», которыми служат классы
Vulner_p, Vulner_h, Vulner_z, VulnerJ, специализирующиеся в фугасном, пробивном,
зажигательном и инициирующем действии, соответственно. Экземпляр каждого
из этих классов создается в объекте Vulner, если в описании параметров уязви-
мости содержатся относящиеся к нему исходные данные, отмеченные префик-
сом р, h, z или I. Описание уязвимости помещается в одной строке с описанием
геометрии в фигурных скобках, например:
20.0 (0.45, 0.6) <Х> [4.33,0.3,2.45] {Ь(5,3,2)Д, п(_,_,2,1); 1(1000)} ТСН ПТУРГ
В этой строке первый из двух признаков уязвимости Ь(5,3,2)Д относится
к пробивному действию, признак i(1000) - к инициирующему. Запятая между
ними означает логическое И (умножение событий), точка с запятой - ИЛИ
(сложение). Признак п имеет значение 1, если число попаданий в УА больше
указанного в скобках числа. В списке из нескольких аргументов первый отно-
сится к типу поражения А, второй - В и т. д. Символ подчеркивания на месте
аргумента означает, что по соответствующему типу критическое число попа-
даний не определено.
Выражение в примере означает, что при условии пробития попавшим ПЭ
эквивалентной дюралевой (Д) преграды толщиной 5,3 или 2 мм (при попадании
176
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
в боковую поверхность, передний или задний торец цилиндра) наступит пора-
жение по типу D, двух таких попаданий достаточно для поражения по типу С,
или же поражение наступит при выполнении критерия инициирующего действия.
Выражения по другим признакам класс Vulner интерпретирует сам, не пере-
давая их специализированным объектам, так как это непосредственно прове-
ряемые неравенства. Кроме числа попаданий (п) к таким признакам относятся
кинетическая энергия соударения (Е), удельная энергия (е). Набор признаков
поражающей способности можно расширять, внося новые блоки в интерпре-
татор выражений уязвимости.
Возможность формулировать условия поражения логическими выражени-
ями с участием существенных параметров полей поражения и особенностей
конкретного УА. - это важное преимущество объектного подхода для разработки
«умного» оружия, обладающего не столько разрушающей, сколько поражающей
способностью, направленной на нарушение боевого функционирования цели.
Класс уязвимых агрегатов V_Unit к наследованным данным о геомет-
рии УА и включенным данным об уязвимости добавляет собственный реестр
попаданий R и признак состояния Р после воздействия поражающих факторов.
В реестре попаданий каждый попавший ПЭ отмечает место (грань), момент по-
падания и свой индекс в поле ПЭ, через который объект V_Unit может получить
от объекта, представляющего ПЭ (Fragment), данные, необходимые для расчета
поражающего действия. Отношения между объектами полиморфны: если модель
действия кроме массы ПЭ, материала, скорости в момент соударения учитывает
и другие свойства ПЭ, а объект Fragment располагает такими свойствами, соот-
ветствующий эффект (например, дополнительное энерговыделение) будет учтен
в оценке поражающего действия.
Признак состояния Р - это вектор вероятностей вывода из строя по типам
поражения: Р = [РА, РВ, PC, PD]. При имитации стрельбы (одним или несколькими
выстрелами) каждый попавший в цель ПЭ отмечается в реестре попаданий со-
ответствующего объекта V_Unit, а при анализе результатов объекты с непустым
реестром определяют свое состояние, располагая полной информацией о со-
вместном воздействии поражающих факторов на данный УА. Результат вычис-
ления по логической формуле уязвимости записывается в вектор Р.
Класс FSU получает из описания агрегатной модели цели формулу пораже-
ния в виде выражения в скобках с операциями сложения и умножения, в кото-
ром операндами являются события поражения УА, обозначенные уникальными
индексами УА. Чтобы не составлять громоздких выражений для вероятностей
сложных событий, все события преобразуются в объекты класса Accident, пред-
ставляющего собой объектно-ориентированную реализацию алгебры случайных
событий с перегруженными операциями сложения и умножения по правилам
теории вероятностей. Индексы присваиваются агрегатам в виде произвольных
наборов цифр, разделенных точками на секции. Например, если нескольким УА
присвоены индексы 1.1,1.2, 2.1, 2.2, 2.3, 3.1, 3.2, формула поражения по типу А
может выглядеть так:
А=(1.1 * 1.2 + 2.1 * 2.2 * 2.3) * (3.1 + 3.2)
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 177
Класс элементарных целей Target объединяет в своей структуре описание
брони, агрегатов, ФСУ и служит структурированным контейнером исходных
данных о цели:
function X=Target (S)
Х=51гисЦ'С1а55','Элементарая цель', 'Bron', PolyGran, 'VA',V_Unit, 'fsu',FSU);
X=class(X,'Target_E');
X=MakeTarg(X,S);
Символьный аргумент S конструктора Target, передаваемый интерпретатору
MakeTarg, может быть именем текстового файла, в котором находится описание
цели, или самим описанием в одну строку. Строка может содержать описатели
нескольких УА, разделенные символом |, и формулы ФСУ в конце после раз-
делителя @, например:
»T=Target('l.O: (0.5, 0.45) [0;0.5] {h(3)} | 2.0: (0.25, 0.25) [0,0.85] {h(2)} @
А=1.0+1.2')
Прямоугольник 1.0: Центр = [0.000; 0.500], Стороны = [0.500, 0.450]
пробит.: {экв. толщина: 3 }
Прямоугольник 2.0: Центр = [0.000; 0.850], Стороны = [0.250, 0.250]
пробит.: {экв. толщина: 2}
ФСУ: ТипА=1.0+1.2
Если все УА жизненно важные (поражение цели наступает при выводе
из строя хотя бы одного из них), секцию описания ФСУ с суммой слагаемых
(как в примере) можно опустить.
Структурированный текст описания агрегатной модели уязвимости
цели удобно составлять для целей с большим числом УА. Отдельные катего-
рии данных размещаются в специальных секциях. Каждая секция начинается
определенной меткой в начале строки. Метка - это зарезервированное слово
(броня, агрегаты и т. п.), раскрывающее содержание секции, с двоеточием в на-
чале. Метка Щель в первой строке обязательна для файлов описания агрегатной
модели уязвимости. В заглавной строке указывается также тип модели и соб-
ственное имя. Последней строкой описания должна быть стандартная метка
:end. Описание агрегатной модели без бронирования включает только секции УА
с данными об отдельном агрегате в каждой строке:
Щель агрегатная вертолет А
:агрегаты внутренние
1.0 (0.4,1) <Z> [2.3,1.63,0] {h(53,53,53)fl, п>(2,1)} 'оператор'
2.0 (0.4,0.5) <Z> [3.8,2.13,0] {Ь(32,32,32)Д, п>(2,1)} 'лётчик'
3.0 (0.34, 0.24, 0.34) [0.24,1.16,0] {Ь(=53)Д, п>(_,1_2)} 'РЛС'
:агрегаты внешние
20.0 (0.45, 0.6) <Х> [4.33,0.3,2.45] { Н(5,3,2)Д, п>(_,_,2,1); i(1000)} ТСН ПТУР1'
178 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
21.0 (0.28, 0.6) <Х> [4.7,0.3,2.45] {Ь(50,50,50)Д, п>(3_5,2)} 'БЧ ПТУРГ
22.0 (0.45, 0.6) <Х> [5.4,0.3,2.45] {Ь(50,50,50)Д, п>(3_5,2)} 'РДТ ПТУРГ
:end
Объект цели показывает себя функцией класса Show (рис. 11.5):
» Tl=Target('Tl.trg'); Show(Tl)
Геометрия корпусов осесимметричных аппаратов (некоторых воздушных,
подводных целей) может быть аппроксимирована с использованием базовых
элементов формы: полый цилиндр, усеченный конус, сфера, полусфера, тор.
Экранирующие свойства тонких корпусов обычно учитывают неявно увеличе-
нием эквивалентной толщины граней прилегающих УА. Компьютерными средст-
вами геометрического моделирования можно автоматизировать аппроксимацию
сложной поверхности фасетами - сеткой из достаточно мелких треугольников.
Так моделируют отражающие свойства цели, но для определения попаданий
в цель точное воспроизведение формы менее важно, чем оценка эквивалентной
толщины экранов, защищающих УА.
Поверхность брони наземных целей моделируют связными многоуголь-
никами, с каждым таким элементом связывают постоянную толщину брони.
Вершины предварительно определяют индексированным множеством общих
точек, а затем группами индексов точек в порядке обхода вершин против часо-
вой стрелки определяют каждый многоугольник.
В объектной модели брони точки хранятся в массиве объектов класса Polygon.
Конструктор Polygon принимает входной массив точек как последовательность
узлов ломаной линии. В пространственном случае точки проверяются на при-
надлежность одной плоскости и определяется ориентация нормали к грани
по правилу векторного произведения. Экземпляр Polygon включается в объект
класса PolyGran, оперирующий с множеством ориентированных многоугольников
как с гранями одного тела.
С
Рис. 11.5. Изображение агрегатов боевого вертолета
11.3. Объектное представление данных для расчетов эффективности действия 179
В тексте описания цели именованные точки располагаются в подсекции
точки секции :броня, а в подсекции :грани с каждой именованной гранью связы-
вается последовательность идентификаторов точек и эквивалентная толщина
грани в круглых и фигурных скобках, соответственно:
Щель агрегатная танк Ml
:броня Korpus
точки (MS=100)
Р1=[172,222.67-40]
Р374=[-76, 250, -94]
:грани
F1=(P19, Р20, Р21, Р22) {80}
В181 =(Р23, Р366, Р245, Р24){Б=50, К=70}
:агрегаты внутренние (MC=100,MS=50)
1.5 [-177, 90, -90] (22, 24,12) {h(60, 30, 60, 30), i(1234)} <0,0> 'Снаряды'
3.11 [232, 92, 74] (47, 34, 32) {h(60, 100, 500, 100),z(4321,6543)} <0,0>
'Топливные баки'
6.28 [-380,138, 0] (26, 3, 45) {h(250, 80, 500, 80),PIК(23,12,8)} <0,0>
'Двигатель'
:end
В заголовках секций можно указать служебные сведения для интерпре-
татора, например, масштабы для пересчета размеров (MS) и координат цен-
тров агрегатов (МС), которые составителями описаний могут быть выбраны
по-разному.
Объекты Polygon и PolyGran сначала активно участвуют в интерпретации ис-
ходного текста, заполняют свои структуры данных, после чего готовы решать
пространственные задачи, если не обнаружены ошибки (самопересечение кон-
туров, вершины грани не принадлежат одной плоскости и т. п.). Ручные тех-
нологии подготовки данных о геометрии сложных целей не могут исключать
ошибки, поэтому диагностика и помощь пользователю в исправлении ошибок
играет важную роль в создании объектной модели. Обнаружение и исправле-
ние неформальных ошибок облегчает визуализация трехмерной модели цели
в режиме прозрачности, задаваемом аргументами функции Show:
» Tank= Target_E( 'Tank.trg'); Show(Tank,'#l',Tank, '#2', 'hL')
Цель Tank = (броня: 192 элемента, агрегаты внутренние: 30, агрегаты внешние: 43)
В приведенном примере одному и тому же объекту Tank предписано показать
себя в обычном режиме и с каркасным изображением группы объектов Корпус,
чтобы было видно расположение внутренних агрегатов (рис. 11.6).
Задачи, с которыми сталкиваются геометрические объекты при формиро-
вании изображения (выделение видимых граней, очередность их отрисовки),
180
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
а б
Рис. 11.6. Агрегатная модель танка в обычном (а) и каркасном (б) изображениях
решаются теми же средствами, что и определение углов встречи с ПЭ, толщин
преград вдоль траектории проникания. Если решатели пространственных за-
дач формируют правильное изображение, в чем легко убедиться, поворачи-
вая изображение на экране, ошибки исключены и в других применениях этих
инструментов.
Объекты класса Target взаимодействуют с объектами других классов в раз-
личных ситуациях воздействия на цель: участвуют в определении попаданий
и промахов, определяют порядок пересечения геометрических элементов цели
траекториями ПЭ, формируют свою проекцию на картинную плоскость, пер-
пендикулярную направлению атаки. Разные вспомогательные задачи решают
функции класса Target. Используя их, основные прикладные задачи решает
функция Action.
Функция Action класса Target с вариативным списком аргументов орга-
низует взаимодействие модели цели с объектами, влияющими на поражающее
действие, и является основным инструментом системного анализа боевой эффек-
тивности БП различных типов. В применениях к БП прямого попадания функция
Action может иметь до пяти аргументов и несколько возвращаемых переменных:
[P,TT]=Action(T, Xz m, Q, N)
Здесь P - событие или вероятность поражения цели; ТТ - объект Цель после
воздействия; Т - объект Цель в исходном состоянии; X - множество случайных
точек в картинной плоскости или объект, представляющий рассеивание; Q- объ-
ект, представляющий средство поражения; m - число выстрелов; N - количество
статистических испытаний для определения частости поражения.
Первым аргументом должен быть объект класса Target, остальные объектные
аргументы могут отсутствовать в списке или входить в него в произвольном по-
рядке, так как различаются по типам. Аргумент N в списке аргументов должен
следовать после т, но может отсутствовать. По умолчанию числовые аргументы
предполагаются единичными. Аргумент, представляющий точки попадания,
может быть либо объектом класса Point, задающим массив случайных точек
в картинной плоскости, либо объектом с параметрами рассеивания, который
сам генерирует m точек в одном испытании. Если такой аргумент отсутствует,
функция генерирует m точек, равномерно распределенных на проекции цели.
В единичном испытании средство поражения получает от цели данные
о структуре эквивалентных преград вдоль траектории в точке попадания
11.4. Объектная модель стрельбы
181
и с учетом своих свойств (массы, скорости и т. д.) определяет параметры повреж-
дения элементов цели. После обработки всех попаданий данные о накопленных
за стрельбу повреждениях остаются в структуре цели в виде вектора событий
поражения поврежденных "УА. по всем типам. Подставляя их в формулы ФСУ,
цель определяет вектор поражения Р и возвращает его первым в списке результа-
тов. В статистических испытаниях (N > 1000) векторы событий поражения цели
складываются, относительное количество наступлений события поражения (Р)
возвращается как оценка вероятностей поражения по типам.
Естественно, что физически все взаимодействия реализуют реальные объ-
екты, а логическую цепочку отношений поддерживают их модели - объекты
соответствующих классов. Косвенно в этих отношениях участвует еще один
объект, определяющий угол проецирования цели, параметры рассеивания, ско-
рость БП при встрече с целью. От начальных параметров стрельбы к условиям
встречи БП с целью ведут соотношения баллистической траектории.
11.4. Объектная модель стрельбы
Условия для действия БП по цели определяются номинальными парамет-
рами встречи с целью и вероятностными характеристиками случайных отклоне-
ний траектории. Конечная скорость снаряда, вертикальный угол подхода к цели
при заданной дистанции стрельбы зависят от баллистических свойств снаряда,
определяющих движение по расчетной траектории. Случайные отклонения
от номинальной траектории - это накопленные баллистические ошибки. Точка
срабатывания дистанционного взрывателя на траектории зависит от установки
и ошибки момента срабатывания, но положение этой точки относительно цели
определяют параметры движения снаряда.
Параметры номинальной траектории с достаточной точностью можно вы-
числить по модели плоского движения материальной точки в атмосфере. Но сна-
чала необходимо скорректировать начальную скорость или угол бросания при
данных баллистических свойствах снаряда так, чтобы расчетная траектория
попадала в заданную точку (например, геометрический центр цели). Тогда вы-
численная конечная скорость и угол подхода будут соответствовать условиям
для расчета эффективности.
Алгоритмические программы, выполняющие прямые расчеты, для таких
согласований непригодны. Объектные модели решают как прямые, так и об-
ратные задачи, поддерживая непротиворечивое состояние своих параметров.
Если определить для траектории конечную точку и освободить для изменений
угол бросания, агент, ответственный за непротиворечивое состояние параметров
траектории, автоматически подберет подходящий угол бросания.
Класс траекторий Traect содержит параметры траектории, модель бал-
листики и пользуется вспомогательными процедурами для согласования па-
раметров. Вспомогательные процедуры имеют универсальный характер, они
реализованы в классе Module, базовом для всех расчетных модулей, в том числе
и для класса Traect:
182
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
function X=Traect(varargin)
X=struct('Class','Traect','tra',cell(l));
X=class(X,'Traect', Module);
X.Modul = SetVar(X.Modul,3,'VO,c,tetaO,Xc,Vc,tetac,Yc,Vs,Ys');
if nargin>0 X.Module=setval(X.Module,varargin{:});end
Массив ячеек tra хранит координаты и параметры траектории на каждом
рабочем шаге интегрирования. По этим данным можно восстановить интерпо-
ляцией параметры движения в любой точке траектории. Список характерных
параметров траектории конструктор Traect создает в структуре данных базового
класса, причем в начале списка размещаются имена независимых (входных)
переменных и указывается их количество (3). Объект класса модулей с не-
определенными значениями независимых переменных выводит полный список
своих переменных:
» Tr=Traect
V0- начальная скорость, м/с
с-баллистический к-т
tetaO-угол бросания, град
Объект, созданный с означенными входными переменными, вычисляет и по-
казывает в качестве своего значения основные параметры траектории:
» Tr=Traect('V0,c,teta0',500,0.5,45)
Хс = 21921 - дальность
Vc = 162.2 - конечная скорость
tc = 74.93 - угол падения
Получить значения произвольного списка переменных можно функцией
Get(Tr, 'Vs, Ys,...'), установить нужные значения - функцией Set. Изменение вход-
ных переменных Set(Tr,'V0,c,teta0',500,0.5,45) вызывает пересчет траектории. Если
требуется оценить эффективность стрельбы по цели на заданной дальности, на-
пример, 1000 м, следует так подобрать угол бросания, чтобы высота траектории
на этой дальности соответствовала точке прицеливания. Объекты, производные
от Module, согласовывают свободные независимые переменные (в данном случае
tetaO) с требуемыми значениями зависимых (Хс = 1000,Yc = 1.2), формулируя по-
становку задачи оптимизации и подбирая подходящий решатель по ситуации.
В примере ниже расчетную ситуацию определяют указания о статусе целевой
(I), фиксированной (!!) и варьируемой (?) переменных:
» T=Set(Tr, 'Yc!',1.2,'Хс!!',1000,'tetaO?',{5,[0.2,88]}); Get(T,'tetaO,tetac,Yc')
tetaO = 0.529 - угол бросания, град
tetac =-0.414 - угол падения, град
Yc = 1.2 - высота конца траектории, м
Исходное приближение варьируемой переменной для оптимизации (5 град)
и интервал допустимых значений [0,2, 88] заданы в ее поле значений массивом
11.4. Объектная модель стрельбы
183
ячеек. Таким способом легко получить согласованные параметры траектории
(угол падения и конечную скорость) для расчетов эффективности в диапазоне
дальностей до цели (рис. 11.7):
»t=[];foг D=400:200:2000 T=Set(T,'Yc!',1.2,'Xc! Г,D/tetaO?',{5,[0.2,88]});
t(end+l)=Get(T/tetac');end,t
t = -0.0926 -0.2618 -0.4140 -0.5632 -0.7143 -0.8697 -1.0307
При вычислении траектории до установленного момента времени (вклю-
чения ракетного двигателя, системы коррекции, срабатывания временного
взрывателя) фиксированная переменная - полетное время tc. Например, по ус-
ловию срабатывания на заданной высоте 1000 м через 3 с после выстрела
м
10,0
0 500 750 1 000 1 250 1 500 1 750 2 000 м
Рис. 11.7. Траектории снаряда до высоты 1,2 м на дистанциях от 400 до 2000 м
с начальной скоростью 400 м/с можно найти угол бросания как варьируемую
переменную:
» Th=Set(T/V0',400,'Yc!',1000,'tc!!',3,'teta0?',{3,[0.2,88]});
» [Х0, Xc,Vc,tetaO,tetac,Yc]=Get(Th/ ХО, Xc,Vc,tetaO,tetac,Yc)
Х0 = -468.08 Хс = 0 Vc = 149.43 tetaO = 65.83 tetac = 63.88 Yc = 1000
Параметры построенной траектории удовлетворяют заданным условиям
и могут использоваться для дополнительных согласований. Если на высоте
1000 м находится цель, а срабатывание должно произойти с упреждением 100 м,
координаты точки срабатывания можно вычислить по наклону траектории Th
в конечной точке (рис. 11.8):
» U=100;dH=U*sin(tetac*pi/180);dX=U*cos(tetac*pi/180);
» TdH=Set(Th,'Yc!',1000-dH,'Xc!', -dX, 'tc!!',3,'tetaO?',{3,[0.2,88]},'X0',0);
» [X0, Xc,Vc,tetaO,tetac,Yc]=Get(TdH,' X0, Xc,Vc,tetaO,tetac,Yc')
X0 =-657.3127 Xc = -53 Vc = 192.72 tetaO = 58.09 tetac = 55.59 Yc = 927.27
В этом примере для наглядности принято большое упреждение, конечный
угол наклона отличается почти на 5° от вычисленного без упреждения. Уточнить
решение можно повторным выполнением процедур, начиная с вычисления dH
и dX по последним значениям угла наклона.
Объектная модель траектории воспроизводит прицельную стрельбу в опре-
деленной ситуации (на заданной дальности, высоте), что позволяет оперативно
осуществлять количественный анализ эффективности стрельбы в диапазоне
184
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.8. Траектории снаряда за 3 с полета до высоты 500 и 1000 м без упреждения
(7) и с упреждением 100 м (2)
возможных ситуаций, но кроме параметров номинальной траектории в каждой
ситуации необходимо определять соответствующие параметры рассеивания.
Кучность и точность стрельбы
Одним из важнейших факторов, определяющих случайный характер ущер-
ба, наносимого цели при ее обстреле, является рассеивание снарядов — слу-
чайное отклонение траектории полета от номинальной расчетной траектории.
При стрельбе по наземным целям навесными траекториями ошибки измеряются
отклонением точки падения от точки прицеливания на плоскости расположения
целей. При настильной стрельбе отклонения измеряются в картинной плоскости,
перпендикулярной направлению стрельбы и содержащей центр цели. Степень
взаимной близости случайных траекторий называют кучностью стрельбы. Точ-
ность стрельбы - это степень близости средней траектории к цели. На точность
и кучность влияют разные группы ошибок.
Источники ошибок объединяют в группы по признакам, связанным с при-
чинами возникновения или физической природой ошибок. Наибольший удельный
вес в суммарном рассеивании имеют ошибки стрельбы, связанные с прицелива-
нием и наведением снаряда в цель (или точку прицеливания). Их компонентами
являются:
• информационные ошибки - это ошибки информационной системы, по-
лучающей и обрабатывающей информацию о положении и параметрах дви-
жения цели;
• методическая ошибка связана с неучетом факторов, имеющих второсте-
пенное влияние на точность стрельбы, при вычислении координат упрежден-
ной точки;
• ошибки наводки, допускаемые исполнительными органами (автоматиче-
скими приводами или наводчиком);
• ошибка стрельбы за счет маневра цели вследствие ошибочных гипотез
о законе движения цели за время полета снаряда или преднамеренных манев-
ров цели для уклонения от встречи.
Перечисленные ошибки возникают на этапе подготовки стрельбы, они оди-
наковы для всех выстрелов очереди или залпа. Следующую группу составляют
индивидуальные ошибки, различные и, как правило, независимые в каждом
отдельном выстреле:
11.4. Объектная модель стрельбы
185
• баллистическая ошибка, вызванная отклонениями баллистических ха-
рактеристик (массы, формы, размеров, начальной скорости) от номинальных
значений, а также турбулентностью атмосферы;
• техническая ошибка, вызванная возмущениями при отделении снаряда
от орудия, колебательными процессами из-за отдачи и т. п.
Параметры и законы распределения ошибок полностью представляют
имеющиеся данные об источниках ошибок. Ошибку стрельбы из одного ору-
дия на одной установке прицела можно представить двумя составляющими:
неслучайной систематической и центрированной случайной. Суммарная си-
стематическая ошибка равна сумме систематических составляющих отельных
компонент. В силу независимости случайных факторов различной физической
природы дисперсия суммарной ошибки равна сумме дисперсий ошибок прице-
ливания, технических и баллистических ошибок. Закон распределения ошибок
ввиду того, что среди большого числа случайных факторов нет превалирующих,
принимают нормальным с математическими ожиданиями по координатам тх, ту
и среднеквадратическими отклонениями <зх, <зу.
Между систематической и случайной ошибками есть принципиальная раз-
ница. При большом числе выстрелов в одинаковых условиях систематические
ошибки принимают одно и то же значение. В ряде случаев они известны зара-
нее, но только для фиксированных условий стрельбы. Систематические ошибки
резко снижают эффективность стрельбы, поэтому разработчики прицельных
систем и конструкторы орудий стремятся свести их к возможному миниму-
му. Практически можно считать допустимым т < 0,5 о по каждой координате,
иначе добиться высокой эффективности стрельбы неуправляемыми снарядами
затруднительно.
В теории стрельбы вместо среднеквадратических отклонений используют
срединные (вероятные) отклонения: Ех = р72стх,Еу -ру/2ау,р = 0,477. Веро-
ятные отклонения индивидуальных ошибок (кучности снарядов) по дальности,
высоте и в боковом направлении обычно обозначают кириллицей Ва, Вв, В5.
Проекции отклонений независимы в особой системе координат, ориенти-
рованной по главным осям рассеивания. В произвольной системе координат,
повернутой относительно главных осей на некоторый угол а, случайные коор-
динаты зависимы с коэффициентом корреляции
Q2 — о2
—LtS2«- (И-9)
2(7 А
В главной системе координат проще вычислять вероятность попадания
в простые геометрические области (прямоугольник, круг), но это преимущество
в объектной модели рассеивания несущественно. Важным фактором, влияющим
на эффективность серийной и залповой стрельбы, является зависимость (кор-
реляция) между ошибками разных выстрелов.
Зависимость между случайными ошибками выстрелов снижает эффек-
тивность стрельбы. Выстрелы зависимы, если в ошибках содержится общая
186 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
компонента. Ошибка целеуказания одна и та же для всех орудий, выполняющих
залп, ошибки наведения одинаковы для всех выстрелов на одном прицеле, а тех-
ническая ошибка - для всех выстрелов из одного орудия. При стрельбе очередью
в течение некоторого промежутка времени ошибки изменяются от выстрела
к выстрелу, но они стохастически связаны в той или иной степени, зависящей
от удельного веса повторяющихся ошибок в суммарном рассеивании.
Координаты точек попадания в п выстрелах на картинной плоскости YOZ
составляют систему из 2п случайных величин (У , Z,..У, Zn). Если среди всех
ошибок нет превалирующих, система подчиняется нормальному закону рас-
пределения, числовыми характеристиками которого являются 2п математиче-
ских ожиданий myi, mzi и две матрицы корреляционных моментов ||К(у} ||, ||x’(z) ||,
содержащих в качестве диагональных элементов дисперсии ошибок каждого
выстрела Dyi - oyj = К^у\ Dzi - (32zi - . Недиагональные элементы норми-
рованных матриц коэффициентов корреляции характеризуют зависимость между
координатами точек попадания:
K<Y) F-(y)
7VI2 "• ^\п
О,г ...
°.
1 г(у'>
1 42
где коэффициенты корреляции определяются выражениями вида
^yi^yj ®yi®yJ
Чем больше коэффициенты корреляции (ближе к единице), тем сильнее ве-
роятности того или иного числа попаданий отличаются от вычисленных согласно
схеме испытаний Бернулли. Экспериментально подтверждается уменьшение
коэффициентов корреляции по мере удаления от главной диагонали (зависи-
мость близких выстрелов очереди сильнее, чем отдаленных, выстрелы из од-
ного орудия зависимы в большей степени, чем из разных орудий). Поскольку
зависимость является не фактором, а следствием структуры ошибок стрельбы,
корреляционную матрицу можно вычислить.
Схема двух групп ошибок - наиболее простой тип зависимости между вы-
стрелами, произведенными из одного орудия на одной установке прицела. В этом
случае повторяющиеся (групповые) ошибки одинаковы для всех выстрелов,
следовательно, элементы корреляционной матрицы этой составляющей тоже
одинаковы и представляют собой дисперсию групповой ошибки ауг, Ин-
дивидуальные ошибки, вызывающие независимые между собой отклонения каж-
дого снаряда, характеризуются корреляционной матрицей диагонального вида
с дисперсиями ауи, azlt. Групповые и индивидуальные ошибки не зависимы
11.4. Объектная модель стрельбы 187
между собой, поэтому корреляционная матрица суммарной ошибки получается
сложением корреляционных матриц слагаемых: суммарная дисперсия ошибок
стрельбы (диагональные элементы) равна сумме дисперсий групповых и инди-
видуальных ошибок:
<^=С;г+^и> °22=°гг+°22И> (П-10)
а корреляционные моменты между ошибками разных выстрелов (недиагональ-
ные элементы) равны групповой дисперсии сРи, Следовательно, коэффи-
циенты корреляции между одноименными проекциями суммарных отклонений
равны отношению дисперсий групповых и суммарных ошибок:
г(^) _ г
У У
_2 ~2
О О
уг _____ У1'
_2 , _2 “ _2 ’
О + Q О
уг уи у
(z)
г>. — Г
ij z
О’
2
zr
-2 /Т'2
О т О
zr ZH
g2r
а2
(11-11)
При стрельбе батареей составляющие ошибок, вносимые разными оруди-
ями, случайным образом различаются, поэтому корреляция между выстрелами
из разных орудий меньше, чем между выстрелами из одного орудия. Повторя-
ющиеся батарейные и орудийные ошибки вместе с индивидуальным рассеива-
нием снарядов составляют три группы ошибок, стрельба дивизионом сводится
к четырем группам ошибок и т. д. Корреляционные матрицы суммарных ошибок
в залповой стрельбе имеет блочный вид. При стрельбе очередью коэффициенты
корреляции между разными выстрелами различны и снижаются по мере удале-
ния от главной диагонали. Общий случай корреляционной зависимости можно
заменить схемой двух групп ошибок осреднением коэффициентов корреляции.
Удовлетворительные результаты получаются по формулам, предложенным
Е. С. Вентцель:
п(п-Г)/2’
п(п-Т)/ 2
По известной дисперсии суммарной ошибки о? и усредненному коэф-
фициенту корреляции по формулам (11.10), (11.11) можно вычислить приве-
денные дисперсии групповых ошибок <Ууг- губу, а затем и индивидуальных:
ауи = оу-ОуГ. Аналогичным образом вычисляются приведенные дисперсии
и коэффициент корреляции по другому направлению.
В качестве коэффициента корреляции между ошибками выстрелов прини-
мают среднее геометрическое г = ^ГуП, При существенной корреляции (г > 0,5)
события попадания в цель в серии выстрелов нельзя считать независимыми,
схема испытаний Бернулли неприменима. Вместо биномиальной формулы для
вероятностей того или иного числа попаданий используют приближенную фор-
мулу Е. С. Вентцель.
Однако поражение сложных целей с повышенной живучестью обусловлено
не отдельными попаданиями и не их количеством, а совместным воздействи-
ем попавших ПЭ. В системном анализе эффективности вопрос о наступлении
188
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
события поражения цели следует решать по результатам совокупности по-
паданий в статистической модели стрельбы. Имитация выстрелов по схеме
двух групп ошибок воспроизводит фактор зависимости между выстрелами
автоматически.
Статистическое моделирование стрельбы по ЭЦ имеет то преимуще-
ство перед вероятностным анализом аналитическими методами, что предо-
ставляет полные данные для детерминированной модели действия, которую
можно рассматривать как неслучайную функцию случайных аргументов - пер-
вичных случайных факторов. Процедура статистического моделирования
генерирует массив случайных реализаций параметров выстрелов {Xv ...,XN}
согласно их законам распределения, модель действия F вычисляет результа-
тивность стрельбы в каждой реализации - индикаторы события поражения
цели: F: {Xt,..., XN} —> {/р ..., IN}. Так как математическое ожидание индикатора
равно вероятности характеризуемого события, среднее арифметическое ./N
при достаточно большом N является состоятельной оценкой вероятности
поражения.
Первый этап статистического моделирования - генерирование случайных
реализаций {Ху, ... XN} - ответственен за адекватность стохастической моде-
ли стрельбы. Чтобы учесть всю имеющуюся информацию о системе ошибок
в различных режимах стрельбы, иметь возможность выбирать для анализа те
или иные условия применения оружия, необходима гибкая вероятностная мо-
дель, свободная от методических упрощений. Поскольку практически все ком-
поненты ошибок имеют нормальное распределение, объектную модель систе-
мы ошибок можно построить в классе нормально распределенных случайных
векторов.
Проблема второго этапа - моделирования действия снаряда - усугубляется
в статистических испытаниях тем, что случайные реализации аргументов X
функциональных зависимостей F(JQ могут выходить за рамки диапазонов,
в которых эти зависимости остаются справедливыми. Например, распределение
углов подхода стержневого ПЭ к цели можно обосновать его динамическими
свойствами, но если диапазон углов от нормали, в котором модель пробития
работоспособна, не включает все возможные углы встречи, модель испытаний
необходимо корректировать.
Заключительный этап статистических испытаний - оценка состояния эле-
ментов цели от воздействия поражающих факторов в случайной реализации X..
Если критерии поражения заданы ступенчатыми функциями, вычисленные
уровни поражающих факторов F(X) однозначно определяют значение 0 или 1
индикатора поражения I = Р(Х). Так как далеко не все случайные факторы,
влияющие на поражающее действие, контролируются в статистических испы-
таниях, реализованные условия определяют не факт, а вероятность поражения
Р = F(X). В таких случаях для завершения реализации необходимо разыграть
событие поражения: получить случайное число rand в интервале (0,1) и вычис-
лить индикатор I. как факт выполнения неравенства: I. - (rand < Р ).
11.4. Объектная модель стрельбы 189
Объектная модель нормального распределения
Математический аппарат теории вероятностей не может служить эффек-
тивным инструментом вычислений. Всевозможные упрощения, к которым
приходится прибегать в практических задачах, приемлемы в оценочных
расчетах, но нежелательны в системном анализе, так как нарушают связи.
Объектно-ориентированный подход инкапсулирует и математические соот-
ношения, и средства их разрешения, предоставляя внешние инструменты
в виде электронных формул. Например, электронная формула Ver в классе
случайных векторов вычисляет вероятности попадания в произвольную об-
ласть: р = Ver(X, G), где X - объект класса случайных векторов, G - объект класса,
производного от shape.
Вся информация о системе нормально распределенных случайных величин
(Хр..X) содержится в законе распределения:
/(х)= . 1 е-1(х-тУК (И .12)
7(271)" det ЛГ
где т - вектор математических ожиданий; К- корреляционная матрица, которую
в координатах (х, у) на плоскости определяют параметрами Ох, <зу, г:
рг
к
о?,
(11.13)
Отдельная структура для хранения этих величин позволит упорядочить ис-
ходные данные о компонентах ошибок стрельбы, а включение обслуживающих
процедур из теории вероятностей наделяет ее способностью оперировать этими
данными в решении задач.
Класс двумерного нормального распределения Norm_2 имеет об-
щий базовый класс с геометрическими объектами, наследуя класс плоских
форм shape. Конструктор Norm_2 размещает [2 х 1]-вектор математических
ожиданий в классе Point, что позволяет устанавливать и перемещать центр
рассеивания так же, как и центры фигур. Корреляционная матрица разме-
щается в поле размеров класса shape. Это значит, что масштабировать рас-
пределение можно так же, как и геометрические фигуры. К этим данным
добавлен избыточный, но удобный для быстрой обработки коэффициент
корреляции г:
function X=Norm_2(varargin)
X=struct('Class','Norm_2', 'r',0);
X=class(X,'Norm_2', shape);
X=setval(setval(X,[l,O;O;l]) ,varargin{:});
Некоторые часто используемые функции класса приведены ниже.
190
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Функция Назначение
Norm_2 (varargin) Ver(X,G) Конструктор, создает объект с параметрами varargin Вычисляет вероятность попадания в область G
Rot(X,a,A) Преобразует поворотом на угол а рад. или А град (а = [])
Gen(X,N) Show(va rargin) plus(X,p) или X+p mtimes(X,p) или X * p Генерирует N случайных точек Показывает единичный и полный эллипсы рассеивания Смещает центр на вектор р Увеличивает СКО в р раз
По умолчанию (без параметров) конструктор Norm_2 создает центрирован-
ный, нормированный случайный вектор тх - ту = 0, ох - = 1, г - 0. В списке
параметров различаются [2 х 1]-вектор [тх; mJ, [1 х 2]-вектор [стх, ctJ, матрица
Го2, го ст ; гст о , ст 21 и скаляр г.
Статистическое моделирование использует объекты класса Norm_2 для
создания случайных реализаций взаимодействия объектов СП и цели. Оценку
результатов каждого испытания и подсчет относительного числа успешных ис-
пытаний выполняют объекты, на которые направлено воздействие.
В качестве цели создадим группу геометрических объектов G. Закон рас-
пределения случайных точек в плоскости расположения целей зададим объек-
том X класса Norm_2, разыграем N- 100 случайных точек. Объекты цели должны
выбрать попавшие точки, подсчитать количество попаданий п, после чего все
геометрические объекты должны показать себя разными цветами (рис. 11.9, а):
» X=Norm_2([8,6],[1.3;0.8],0.7);
» R=Rect([8,6]); C=Circ(5); G={C, move(R,[15;10]), move(R,[-10;-10])};
» N=100;p=Gen(X,N);[n,pl]=lmpactPoint(G,p);
ShowAll(X,'r',p,'g',G,pl,'k'), n n = 31 6 2
Для получения статистических оценок вероятностей попадания число ис-
пытаний должно быть, как минимум, на два порядка больше, тогда частость
попаданий Р практически совпадает с вероятностью V, вычисленной с помощью
функции Norm_2/Ver. Из N- 10000 точек показаны только попавшие (рис. 11.9, б):
» N=10000;p=Gen(X,N);[n,nn]=lmpactPoint(G,p); ShowAII(X/r', G,pl/k'),P=n/N,
V=Ver(X,G)
P= 0.2856 0.0461 0.0446
V= 0.2824 0.0431 0.0411
Хотя функция Ver вычисляет вероятность попадания быстрее и точнее,
статистическое моделирование предпочтительнее в оценке вероятностей со-
бытий поражения. В приведенном примере индикатор события вычислялся
по признаку принадлежности точки к одной из фигур, однако если рассчитать
11.4. Объектная модель стрельбы
191
Рис. 11.9. Распределение случайных точек на группе фигур:
а - 100 точек; 6-100 000 точек
действие по цели в каждом попадании и охарактеризовать индикатором вы-
полнение условий поражения, частость будет оценкой вероятности события
поражения. В каждом из N испытаний можно генерировать не одну, а п точек
(в осколочном поле или при стрельбе очередью), тогда оценка вероятности
поражения, вычисленная с учетом всех попаданий, отражает фактор нако-
пления ущерба.
Объектное моделирование рассеивания по схеме нескольких групп
ошибок использует функции смещения и масштабирования класса Norm_2.
Каждая из повторяющихся групп ошибок определяет случайный центр для
ошибок следующей группы, смещая его функцией move (или операцией +).
Изменение дисперсии ошибок от выстрела к выстрелу можно учесть, ум-
ножив (операция *) на элемент вещественного массива объект рассеивания
с параметрами первого выстрела. Следующие операции создают векторы
групповых Xg и индивидуальных Xi ошибок, разыгрывают и показывают
на эллипсах рассеивания Xg точки попаданий очередью из п = 12 выстрелов
в N - 50 независимых испытаниях (в каждой серии испытаний цвет точек
выбирается случайно):
» Xg=Norm_2([2,l]);Xi=Xg/10;N=50;Show(Xg,'r'); for i=l:N Z=Gen(Xg,Xi,12);
ShowAll(Z,'HR');end
Если индивидуальные ошибки много меньше групповых, точки попаданий
ложатся настолько кучно (рис. 11.10, а), что случайно компенсировать большое
смещение центра группирования за счет увеличения числа выстрелов малове-
роятно. Это иллюстрация отрицательного влияния корреляции между выстре-
лами на эффективность стрельбы. Другую причину снижения эффективности
стрельбы моделирует возрастание индивидуальных ошибок к концу очереди
и постепенное смещение центра группирования (рис. 11.10, б) при N= 10 по-
вторениях стрельбы очередью из п = 30 выстрелов. В каждом выстреле центр
смещается на [4;2] и на 20 % возрастают СКО индивидуальных ошибок:
» gen='for j=l:n pp(j)=Gen(X*(l+0.2*j))+[4;2]*j;end'; n=30;N=10;
» Show(Xg,'r'), for i=l:N X=Xi+p(i);eval(gen);ShowAII(pp,'HR');end
192 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.10. Точки попаданий в испытаниях по схеме двух групп ошибок:
а - фиксированных; б - возрастающих со смещением в каждом выстреле
Объектное моделирование групп ошибок позволяет учесть особенности
стрельбы, влияющие на эффективность, не прибегая к упрощениям, искажа-
ющим это влияние.
Вероятность хотя бы одного попадания в зависимых выстрелах следует
оценивать по результатам статистического моделирования. Определим в фай-
ле 'Para2.trg' плоскую модель цели, для поражения которой достаточно хотя бы
одного попадания в один из УА:
Щель агрегатная плоская
:броня лист (3,4;1;сталь)
:агрегаты
2.0 (0.5, 0.55) [0,0] {п>(1)}
3.0 (0.4, 0.45) [0.7,0.8] {п>(1)}
3.1 (0.4, 0.45) [-0.7,0.8] {п>(1)}
3.2 (0.4, 0.45) [-0.7,-0.8]{п>(1)}
3.3 (0.4, 0.45) [0.7,-0.8] {п>(1)}
:end
Создадим объект класса Target по тексту агрегатной модели 'Para2.trg', за-
дадим две группы ошибок с одинаковыми параметрами, что согласно форму-
Рис. 11.11. Объекты цели
и рассеивания
ле (11.11) определяет коэффициент корреляции
ошибок г = 0,5, покажем единичный и полный
эллипсы рассеивания вместе с целью (рис. 11.11):
»T=Target('Para2.trg'),Xg=Norm_2([2,1.7]);
Xi=Xg;X=Xg+Xi; ShowAll(X,'r',T')
Вычислим вероятность pl попадания в кон-
тур цели Т в одном выстреле и вероятность р10
хотя бы одного попадания в десяти выстрелах
по формуле суммы независимых событий:
» pl=Vfer (КТ), р10=1—(1—pl)л 10
pl = 0.2403 рЮ = 0.9359
11.4. Объектная модель стрельбы
193
Оценку истинной вероятности хотя бы одного попадания в десяти выстрелах
Р1_10 получим статистическим моделированием стрельбы очередью из п = 10
выстрелов (строка S). Оценку частости попаданий в одном выстреле р1_1 срав-
ним с вероятностью pl, чтобы убедиться в хорошем качестве оценок при числе
испытаний N = 20000:
» S= 'M=zeros(l,N);for i=l:N Z=Gen(Xg,Xi,n);M(i)=lmpactPoint(T,Z); end';
» N=20000; n=l; eval(S), pl_l=sum(M>O)/N, n=10;
eval(S), pl_10=sum(M>0)/N pl_l = 0.2414 Pl_10 = 0.8515
Объем статистики оказался достаточным для хорошего приближения часто-
сти к вероятности попадания pl = 0,24 в одном выстреле. Вероятность хотя бы
одного попадания составляет 0,85, что меньше вероятности суммы независимых
событий, которая равна 0,94 при небольшой корреляции между выстрелами
г - 0,5. Массив М содержит числа попаданий в каждом из N испытаний. По этим
данным можно оценить вероятности от одного до п попаданий, необходимые
для вычисления вероятности поражения по формуле (11.3):
» for i=l:n Р (i)=sum(M=i)/N;end, Р_10
Р_10= 0.1916 0.2062 0.1946 0.1351 0.0731 0.0353 0.0125 0.0022
0.0008 0.0001
Комбинируя работу генераторов случайных реализаций ошибок стрель-
бы и объектных методов определения попаданий, можно оценивать вероят-
ности случайных событий попадания без упрощения вероятностной модели.
Для облегчения применения этих инструментов предназначена электронная
формула Pmn.
Функция Pmn класса Norm_2 вычисляет оценки вероятностей m попада-
ний из п в геометрические объекты G по структуре ошибок, заданной объекта-
ми XI, Х2,... класса Norm_2 по результатам N статистических испытаний:
[outl, out2] = Pmn(Xl,X2,..., n, G, N, m),
Последовательность XI, X2,... объектов класса Norm_2 в количестве, равном
числу групп ошибок, начинается с самой общей группы ошибок и заканчивается
объектом индивидуальных ошибок (если последовательность состоит из одного
объекта, он считается последним).
Содержание задач и формат результатов различаются в единичных и ста-
тистических испытаниях. Если N = 1, результатами являются число попаданий
outl и координаты попаданий в п выстрелах out2, переменная m может быть
опущена или игнорируется. При N > 1, outl - вероятность чисел попаданий,
указанных в массиве m (по умолчанию m = 1: n), out2 - вероятность хотя бы
одного попадания.
С помощью функции Pmn вероятности от 1 до 10 попаданий в 10 выстрелах
можно вычислить проще, чем в приведенном выше примере:
P_10=Pmn(Xg,Xi,T,10,N,l:10);
194 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Сравним результаты вычислений по электронным формулам Рплп для испы-
таний по схеме двух групп ошибок и p_Binom для испытаний Бернулли с тем же
суммарным рассеиванием (рис. 11.12):
» m=l:10; plot(m, Pmn(Xg,Xi,T,10,N,m),'k', т, p_Binom(Ver(Xg+Xi,T),10,m),'k—')
С помощью электронной формулы Ртп можно вычислить вероятность
хотя бы одного попадания в нескольких выстрелах от 1 до 10 как вероятность
события, противоположного отсутствию попаданий:
» Rl_10= l-Pmn(Xg,Xi,Т,1:10,5000,0);
Вычисляя вероятность хотя бы одного попадания через противоположное
событие, сравним эти точные результаты с приближением по формуле для не-
зависимых событий (кривые 7 и 2 на рис. 11.13):
» m=l:10; plot(m, l-Pmn(Xg,Xi,T,m,5000,0),'k', m,l-(l-pl)-Am,'k—')
Расчет функцией Ртп вероятности хотя бы одного попадания в независимых
выстрелах с суммарной ошибкой Xg+Xi дает те же результаты, что и теоретиче-
ская формула. В п функционально зависимых выстрелах без индивидуальных
ошибок результаты закономерно совпадают с величиной Ver(Xg,T):
» hold on,plot(m,l-Pmn(Xg+Xi,T,l,N,0),'*', m,l-Pmn(Xg,Xi*0,T,l,N,0),'+',[0,10],
(l,l]*Ver(Xg,T))
Практически полное совпадение статистических оценок с точными вероят-
ностями в таких же условиях следовало ожидать, поскольку объектный анализ
вероятностей попаданий построен методически безупречно. Однако следует
иметь в виду, что в формуле Ртп зачетными считаются все попадания в цель
независимо от того, произошло ли попадание в УА. Корректно вычисленные
вероятности гипотез о числе попаданий в цель предназначены для подстановки
в формулу полной вероятности (11.3) вместе с УЗП. В высокоточной стрельбе
по сложной цели, когда важно не то, сколько попало, а куда попало, следует при-
менять электронную формулу Action класса целей, которая учитывает попадания
Рис. 11.12. Вероятности т попаданий
в 10 выстрелах:
1 - зависимых; 2 - независимых (бино-
миальный закон)
Рис. 11.13. Вероятности хотя бы одного
попадания в п выстрелах:
1 - зависимых; 2 - независимых; 3 - функ-
ционально зависимых
11.4. Объектная модель стрельбы
195
в контексте оценки поражающего действия и вычисляет непосредственно ве-
роятность поражения.
В любом случае качество результатов определяется достоверностью ис-
пользуемых параметров распределения ошибок стрельбы.
Определение параметров рассеивания
Изучение источников ошибок стрельбы, знание параметров распределе-
ния первичных ошибок, исчерпывающая систематизация компонентов ошибок
в рамках обоснованной модели суммарного рассеивания не решают вопрос
о параметрах рассеивания траекторий у цели, непосредственно участвующих
в расчетах эффективности. Это главная причина того, что реальная боевая эф-
фективность отличается от расчетной. Характеристики известных условных
распределений на определенных дистанциях, в определенных режимах стрель-
бы необходимо привести к условиям, в которых оценивается эффективность
действия.
Зависимость рассеивания от дистанции стрельбы представляет собой
неслучайную функцию случайных ошибок начальных параметров траектории.
Условия, оказывающие существенное влияние на рассеивание по стохастической
цепочке связей, относят к режимам стрельбы. В каждом из режимов параметры
распределений групп ошибок получают экспериментальным или теоретическим
путем, их можно использовать для расчетов эффективности стрельбы в тех же
условиях: с неподвижной платформы или с ходу, при плохой или хорошей ви-
димости, очередью, группой очередей или одиночным выстрелом и т. д. Рассеи-
вание можно уменьшить, исключив отдельные случайные факторы из группы
ошибок. Дисперсии условных распределений меньше суммарной дисперсии,
поэтому перевод случайных факторов в контролируемые снижает рассеивание.
Так, измерение температуры порохового заряда перед выстрелом и введение со-
ответствующей поправки в прицел исключает факторы, связанные с разбросом
скорости горения и давления пороховых газов.
Системный анализ боевой эффективности с целью поиска способов ее по-
вышения должен оценивать весь спектр возможностей, в том числе возможность
уменьшения рассеивания. Информационная коррекция выстрелов может умень-
шить долю отдельных ошибок в общем рассеивании в той или иной степени,
зависящей от сложности измерительной системы, определяющей уровень ее
собственных ошибок. Компромисс между стоимостью, надежностью и полез-
ностью усложнений системы оружия можно найти с помощью комплексного
анализа по критерию «эффективность - стоимость».
Анализу источников ошибок стрельбы уделяется большое внимание, одна-
ко результаты трудоемких исследований не отвечают требованиям системного
анализа эффективности из-за вынужденных упрощений в пересчете на харак-
теристики точности стрельбы. Показателями точности стрельбы считаются ве-
роятность попадания первым выстрелом, дальность действительной стрельбы
с вероятностью попадания не менее 0,55. Можно сколь угодно тщательно из-
учать влияние динамики орудия, вибрационных колебаний, ошибок датчиков,
196 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
психофизических свойств наводчика и т. д. на начальные возмущения траекто-
рии, к показателям точности от этих промежуточных результатов ведут сложные
расчеты. Их обычно упрощают, пользуясь обобщенными моделями, что искажает
влияние первичных ошибок на результаты стрельбы.
Экспериментальные методы определения характеристик рассеивания обра-
батывают данные опытных стрельб, суммирующих истинное влияние случайных
факторов. Вопрос лишь в том, чтобы обеспечить достаточно большое число
повторений стрельбы в одинаковых (насколько это возможно) условиях. Если
массив Хх, ...,XN измеренных координат точек падения (воронок от разрыва) или
попадания в мишень достаточно большой, статистические оценки МО и СКО
по каждому направлению (боковому, по дальности или высоте)
= С11-14)
N к=\
1 N
можно принять за характеристики рассеивания в условиях проведения испыта-
ний. В полигонной стрельбе можно взять орудие с новым неизношенным ство-
лом, термостатировать пороховые заряды, выбрать для испытаний день с идеаль-
ными метеоусловиями, но нельзя исключить индивидуальное рассеивание сна-
рядов, поэтому так можно организовать испытания партии снарядов на кучность.
Обработкой результатов испытания кучности на фиксированных дистанциях
стрельбы получают вероятные отклонения по дальности или высоте и в боковом
направлении В , В&, В5 на дальности X. Зависимость этих характеристик от даль-
/ ° жж 5д Л
ности стрельбы принимают линеинои с коэффициентами соответ-
ственно.
Зависимость групповых ошибок от дальности в практических расчетах так-
же принимают линейной, хотя ошибки прицеливания, растущие с увеличением
дальности, преобразованные затем в отклонения от цели, пропорциональные
дальности, совместно приводят к нелинейной зависимости ошибок стрельбы
от дальности с положительной второй производной. Подобные упрощения рас-
четных моделей по соображениям вычислительной целесообразности традици-
онно используют в инженерных расчетах. Объектное моделирование траекто-
рии предоставляет адекватные средства для пересчета начальных возмущений
в терминальную область.
Зависимость параметров конечной точки траектории от начальных
возмущений как неслучайная функция случайных аргументов играет ключевую
роль в приведении начальных ошибок к рассеиванию у цели. Отклонения гори-
зонтальной дальности L, зависящей от начальной скорости v0, угла бросания 0О
и баллистического коэффициента с, в силу малости случайных отклонений SvQ,
11.4. Объектная модель стрельбы
197
80о, 8с по сравнению с номинальными значениями можно связать линеаризо-
ванной функцией отклонений аргументов:
ЪЬ _ ЪЬ _п
8Z = -—8&„ +-—80n -I-8с
Эо0 0 Э0О 0 Эс
Случайные отклонения 8с0,80о, 8с независимы, так как вызываются различ-
ными факторами, поэтому срединное отклонение по дальности определяют
согласно теореме о дисперсии линейной функции:
*д2
(dL Y (dL Y (9L У
°J ^Э0О °J [дс J
(11.16)
где г, ге, гс - срединные отклонения начальной скорости, %, угла бросания, %
и баллистического коэффициента, %; dL/dv0 — изменение дальности, вызыва-
емое изменением только начальной скорости на 1 % от vQ, м; dL/dQ0 - изменение
дальности, вызываемое изменением только угла бросания на 1 тысячную, м;
dL/dc-'i!AdL / дН- изменение дальности, вызываемое изменением только бал-
листического коэффициента на 1 % от ц, м; ЪЫдН— изменение дальности, м,
вызываемое изменением давления воздуха на 10 мм.
Срединное отклонение по направлению определяется по формуле
56-£^0,1г„г+(г,Ш)2,
где L - полная дальность стрельбы, м; rm, г - срединные отклонения значений
угла наводки в горизонтальной плоскости и угла деривации.
Коэффициенты чувствительности дальности к изменениям аргументов
ЪЫЪъй, дЬ/дв0, dL/dc, как и экспериментально установленные срединные от-
клонения rVo, гво, гс, га, rz, содержатся в баллистических таблицах и таблицах
стрельбы. Для вновь проектируемых систем, а также в разных схемах стрельбы
на фиксированную дальность, с упреждением и т. д. удобно вычислять коэффи-
циенты чувствительности параметров конечной точки траектории в классе
баллистических траекторий Traect. Функция Deriva этого класса получает в ка-
честве аргументов имя изменяемого параметра, величину изменения, а также
возможные связи, налагаемые на параметры траектории (с использованием
суффиксов'!' и '!!'), вычисляет параметры траектории по текущим (хранящимся
в объекте) значениям аргументов, и возвращает изменения вычисленных пара-
метров траектории по сравнению с исходным состоянием объекта.
В качестве примера использования функции Deriva для нескольких траекто-
рий с разными углами бросания 10.. .60° вычислим дальности стрельбы и при-
ращение дальности от изменения начальной скорости на 1 м/с:
» T=Traect('V0,c,teta0',700,0.5,45);x = [5:5:45 46:60];Lt= Clc(T,'tetaO',х,'Хс');
» dLVO=Deriva(T,'Xc','VO', 1,'tetaO',x,l);
198
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Для тех же траекторий вычислим приращения дальности от изменения угла
бросания на 0,001 рад и баллистического коэффициента на 1 %:
» dLtO= Deriva(T,'Xc','tetaO',0.180/pi,'tetaO', x,l); dLc= Deriva(T,'Xc','c',O.Ol*c,'tetaO',x,l);
Подставив коэффициенты чувствительности в формулу (11.17) вместе с та-
бличными срединными отклонения первичных ошибок гВо = 0,227, гОо = 0,6 и
гс -1,14, получим вероятные отклонения горизонтальной дальности при стрель-
бе на разные дистанции за счет изменения угла бросания и построим график
зависимости вероятного отклонения от дальности (кривая 1 на рис. 11.14):
» rV0=0.227;rteta0=0.6;rc=1.14*c;
» B=[(dLVO*rVO).A2;(dLtO*rtO).A2;(dLc*rc).A2];E=sum(sqrt(B)); plot(Lt,E,'k')
Действительно, в диапазоне углов вплоть до угла бросания на максималь-
ную дальность вероятное отклонение связано с дальностью стрельбы линейной
зависимостью. При стрельбе с постоянным углом бросания 45° и варьируемой
начальной скоростью вероятные отклонения существенно отличаются на тех же
дальностях, но также возрастают почти линейно (кривая 2 на рис. 11.14):
» v=200:25:800;Lv= Clc(T/VO',v,'Xc'); dLV0v=Deriva(T/Xc','V0',10,'V0',v,10)/10;
»dLcv=Deriva(T,'Xc','c',O.Ol*c,'VO',v,l); dLtOv=Deriva(T,'Xc','tetaO',0.180/pi,'VO',v,l);
» B=[(dLV0v*rV0).A2;(dLt0v*rt0).A2;(dLcv*rc).A2];Ev=sum(sqrt(B)); plot(Lv,Ev,'k')
Из рис. 11.14 видно, что нельзя распространять экспериментально уста-
новленную качественную закономерность возрастания Вл с дальностью L
по линейному закону на количественную зависимость Ba(L) - kL (кривая 3
на рис. 11.14) безотносительно к условиям стрельбы. Кривую 2 (при угле бро-
сания 45°) хорошо аппроксимирует линия, построенная по точкам 5д(6000) =10
и Ва(18000) = 60, тогда как кривая 1 на малых дальностях (малых углах бросания)
лежит в несколько раз выше. Объектная модель стрельбы позволяет вычислять
характеристики кучности проектируемого снаряда с учетом условий стрельбы,
баллистических характеристик и имеющихся опытных данных о начальных
возмущениях, характерных для данного типа орудий.
Рис. 11.14. Вероятное отклонение по дальности в зависимости от дальности стрельбы:
1 - при изменении угла бросания с постоянной начальной скоростью; 2 - при изменении
начальной скорости при угле бросания 45°; 3 - линейная зависимость
11.4. Объектная модель стрельбы
199
Имитационная модель стрельбы используется для накопления большого
числа «реализаций» стрельб на ЭВМ. Характеристики рассеивания по резуль-
татам статистических испытаний определяются так же, как и после натурного
эксперимента. Имитационная модель представляет собой полную систему урав-
нений, описывающих движение снаряда и цели, кинематическую связь между
ними и метод наведения снаряда на цель. В качестве случайных возмущений
в эту систему уравнений включают источники первичных ошибок: ошибки из-
мерения координат цели, технологические неточности геометрии изделий, воз-
мущения атмосферы, динамика ствола и пр. Случайные реализации первичных
ошибок получают методом Монте-Карло по известным законам распределения
этих ошибок.
Методы математического эксперимента позволяют более глубоко по срав-
нению с аналитическими методами изучать рассеивание, но также используют
априорные законы распределения первичных ошибок.
Ошибки траекторий сложных БП, содержащих блоки наведения на цель,
управления, коррекции и т. п., невозможно моделировать методами математи-
ческого эксперимента из-за отсутствия достаточной априорной информации
об их стохастических свойствах. Но такие изделия слишком дороги, чтобы
набирать статистику опытным путем. Исследование влияния блоков аппарату-
ры совместно с макетами элементов системы вооружения и имитационными
моделями общего функционирования производится комбинированными мето-
дами на специальных стендах полунатурного моделирования. В зависимости
от степени совершенства стенда полунатурное моделирование более или менее
приближается по точности к экспериментальным методам.
Нормальный закон соответствует характеру распределений, а схема двух
и более групп ошибок удовлетворительно представляет структуру ошибок
стрельбы. Что же касается параметров распределений, то это проблема, которая
остается актуальной, независимо от располагаемых данных. Известны в луч-
шем случае параметры условных распределений', при фиксированной дально-
сти, в определенных режимах и степени подготовки стрельбы, в зависимости
от квалификации стреляющих и др. параметров. Для оценки эффективности
можно взять определенные условия, но лишь для первого выстрела. При оценке
вероятности поражения очередью, если не учитывать изменение параметров рас-
сеивания, можно прийти к ошибочным выводам. Допустим, во всем диапазоне
условий параметры законов распределения групп ошибок известны. Тогда все
известные параметры следует корректно применить в анализе эффективности,
иначе затраты на получение лишней информации были напрасными.
Проблема в том, что нельзя представить динамичную структуру ошибок
стрельбы «застывшими» количественными данными в отрыве от оценивае-
мой ситуации. Объектная модель рассеивания может служить единой удобной
платформой и для представления результатов изучения ошибок стрельбы, и для
системного анализа эффективности. Объектами класса случайных векторов
Norm_2 можно корректно описать структуру ошибок любой сложности, что
автоматически воспроизводит зависимость между выстрелами. Операциями
200
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
сдвига и масштабирования можно вносить изменения в параметры рассеивания
в ходе стрельбы (см. рис. 11.10, б). Однако эти операции внешние для объектов,
их определяют интерпретируемыми выражениями вида:
'for j=l:n pp(j)=Gen(X*(l+0.2*j))+[4;2]*j; end'
Присущую объектам изменчивость необходимо включить в их свойства.
В объектной технологии такие изменения вносятся порождением производных
классов.
Класс параметризованных случайных векторов Norm_2P наследует
класс Norm_2 и добавляет поля для хранения текущей дальности стрельбы, мас-
сивов дискретного описания зависимости вероятного отклонения от дистанции
стрельбы в текущем режиме и массива ячеек для хранения таких описаний
во всех возможных режимах:
function X=Norm_2L(varargin)
X=struct('Class','Norm_2L','L',[],'LL',[],'coef',[],'modes',cell(l));
X=class(X,'Norm_2L',Norm_2);
[X,varargin]=setval(X,varargin{:});
if ~isempty(va rargin)
X.Norm_2=setval(X.Norm_2,varargin{:});
end
Конструктор Norm_2P получает параметры для базового класса Norm_2 (ос-
новные параметры распределения) и числовой массив из двух строк: первая
строка - дальности, для которых определены СКО рассеивания, вторая - соот-
ветствующие СКО. Чтобы определить рассеивание вероятными отклонениями,
перед массивом нужно поставить дополнительный аргумент 'Е', например:
» А=[100:300:1000, 1500:500:3000, 5000;1,1.1, 1.5,1.8, 2.5,3.5,5,6.5, 10];
»Z=Norm_2P([3;4],0.4,A); ZE =Norm_2P([3;4],0.4, 'Е',А);
Объект Z класса Norm_2P с параметром, определяющим текущую дальность,
синтаксически оформляется как элемент массива:
» Z1000=Z(1000), ZE1000 = ZE(IOOO)
Norm_2P Z1000: МО = [3 4], CKO = [1.8 1.8], г = 0.4
Norm_2P ZE1000: MO = [3 4], CKO = [1.21421.2142], r = 0.4
Величина в скобках интерпретируется не как индекс массива, а как аргумент
функции пересчета параметров объекта с именем Norm_2P\subsref (переопреде-
ление одноименной функции MATLAB, разрешающей ссылку на подмассив).
Конструктором создаются объекты с параметрами распределения в основ-
ном режиме. Параметры распределения в дополнительных режимах принима-
ются функцией newmode:
» Z=newmode(Z,'cToa',[100:300:3000;[l:3:30]]); Z=newmode(Z,'сходу',
[100:300:3000;[1:3:30]*2]);
11.4. Объектная модель стрельбы
201
После выполнения этой строки объект Z остается в основном режиме (опре-
деляет параметры распределения согласно массиву А) и может быть переведен
в один из дополнительных режимов по его названию. Если при этом нужно уста-
новить и дистанцию стрельбы, в скобках указываются оба аргумента; аргумент
(‘’) - пустая строка - возвращает объект в основной режим:
» Z1=Z('ctob',1000), Z2=Z('cxofly', 1000), ZO=Z(")
Norm_2P Zl: MO = [3 4], CKO = [10 10], r - 0.4
Norm_2P Z2: MO = [3 4], CKO = [20 20], r = 0.4
Norm_2P Z0: MO = [3 4], CKO = [11], r = 0.4
Объект Norm_2P с пустым списком параметров превращается в объект ба-
зового класса Norm_2. Так можно фиксировать параметризованный объект в его
последнем состоянии:
» V=Z2(),V(1000);
Norm_2 V: МО = [3 4], CKO = [20 20], г = 0.4
???Ошибка: V-не массив и не параметризованный случайный вектор
Если объект класса Norm_2P получает в качестве аргумента [2 х 1]-вектор,
он смещает центр (вектор математических ожиданий) в данную точку:
» V=Z2([3;4])
Norm_2P V: МО = [3 4], CKO = [20 20], г = 0.4
В параметризованный случайный вектор можно включить все данные
о возможных параметрах распределения для последующего анализа точности
(и эффективности) стрельбы в характерных ситуациях. Например, скрипт-файл
для вычисления зависимости поражения цели Targ от дальности L в режимах
стрельбы Zl, Z2 может выглядеть следующим образом:
Targ = ...; % формирование данных о цели
Wh = ...; % формирование данных о средстве поражения
Р=[]; Z=Z1; % или Z=Z2;
Tr=Traect('V0,c,teta0',900,0.9,10) % задание параметров траектории
for 1=200:100:3000
Tr=Set(Tr, 'Yc!',1.2,'Xc!!',L,'tetaO?'); % построение траектории стрельбы
на дальность L
tetac= Get(Tr,'tetac') % определение угла падения
T=Proect(Targ,tetac); % проецирование цели на картинную плоскость
P(end+l)=Action(T, Z(L), Wh, 1); % вычисление вероятности поражения цели
end
plot( 200:100:3000, Р) % график зависимости вероятности поражения
от дальности стрельбы
Процедура построения зависимости вероятности поражения цели от дистан-
ции стрельбы полиморфна, т. е. имеет одинаковый вид, но по-разному работает
с конкретными реализациями объектов. В функции Action класса Target объект
Wh, представляющий средство поражения, должен определить повреждения
202
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
цели по модели уязвимости в объекте цели Т при срабатывании в случайных
точках, сгенерированных объектом рассеивания Z. Принципиальные различия
БП прямого попадания, непрерывного и дистанционного действия отражают-
ся в моделях действия каждого класса объектов. Однако для функции Target\
Action, универсальным образом организующей взаимодействие объектов Т, Z
и Wh, особенности этих моделей безразличны, важно лишь, чтобы они дава-
ли адекватную оценку степени повреждений в генерированных реализациях
условий встречи. Полиморфизм объектных моделей избавляет от необходимо-
сти дублировать общие процедуры для каждого типа поражающего действия.
11.5. Объектная модель боеприпасов
Анализу эффективности подлежат боевые возможности существующих
(штатных) БП или проектируемых, но уже согласованных по основным огра-
ничениям, поэтому в таких расчетах требуется не полная модель функциони-
рования, а те свойства БП, которые определяют его поражающую способность.
Рассматривая БП как средство поражения, в структуре его объектной модели
следует выделить общие свойства, влияющие на эффективность независимо
от типов действия (через потерю скорости на траектории, кучность, момент
срабатывания взрывателя), и специальные, определяющие поражающую спо-
собность по каждому типу действия. Большинство БП имеют заряд ВВ и дро-
бимый корпус, а значит, оказывают фугасное и осколочное действия помимо
основного, например кумулятивного. Из этого следует, что структура класса СП
должна содержать полиморфное описание создаваемых полей поражения и на-
бор данных, позволяющий объектам класса определять параметры движения
при встрече с целью.
Термин поле поражения как собирательный подразумевает здесь не только
пространственные распределения поражающих факторов, но и распределение
случайных направлений движения единичных компактных ПЭ (ударное ядро)
и самого БП как ударника. Каждый тип поля поражения имеет свои расчетные
процедуры и параметры, инкапсулированные в отдельный класс объектов в се-
мействе классов, ответственных за оценку степени ущерба цели. Если ущерб
является результатом совместного воздействия поражающих факторов, синер-
гетический эффект должен проявиться и в модели действия. Взаимодействие
классов, однородных по назначению, легко организовать, если они однородны
по происхождению, имеют один базовый класс, в котором определены общие
параметры и функции.
Базовый класс полей поражения Pole содержит виртуальную функцию
расчета поражающего действия Action, которая должна получать в качестве
первого аргумента объект специализированного класса, производного от Pole,
и иметь в списке аргументов объект, представляющий цель или эквивалентную
преграду. При вызове виртуальной функции управление получает одноимен-
ная функция производного класса, которая и выполняет вычисления в рамках
его специализации. Примеры специализированных классов по типу действия:
11.5. Объектная модель боеприпасов
203
Ро1е_К - кумулятивное действие, Ро1е_В - бронебойное действие, Pole_F - фугас-
ное действие, Ро1е_О - осколочное действие.
Процедуры расчета поражающего действия, локализованные в функциях
Action перечисленных классов, благодаря наличию одноименной виртуальной
функции участвуют в рационально организованных расчетах с учетом комбини-
рованного действия по цели, основанных на полиморфизме объектов типа Pole:
абстрактный алгоритм вычислений, реализованный как последовательность
действий от генерации случайных условий встречи до оценки поврежденного
состояния цели после воздействия, автоматически конкретизируется в соот-
ветствии с фактическими типами полученных данных. Абстрактный алгоритм
комплексного расчета эффективности реализован в функции Action класса Shell,
содержащем параметры СП и массив конкретизированных объектов поражаю-
щего действия классов Ро1е_х.
Структура класса СП Shell включает такие параметры как масса и коэффи-
циент формы снаряда, объект класса Norm_l с данными о номинальной задержке
и ошибке момента срабатывания взрывателя, а также массив объектов классов
Ро1е_х, каждый из которых моделирует один из присущих данному снаряду типов
поражения. Числовые данные и предварительно созданные входные объекты
получает конструктор Shell:
»Jet = Pole_K('jetl.txt'); Fug=Pole_F(3.5); Z = Norm_l(0);
KS = Shel I (15.2, 0.9, Z, jet, Fug)
KS = объект KS класса Shell( масса 15.2, коэффициент формы 0.9 )
кумулятивное действие( элементов 50)
фугасное действие( масса ТНТ 3.5 )
Объект Jet, созданный по описанию кумулятивного узла в файле 'jetl.txt',
и объект Fug, получивший тротиловый эквивалент массы заряда, помещаются
конструктором Shell в массив ячеек Pol = {Jet, Fug}, числовые параметры принима-
ются в структуру как масса и коэффициент формы снаряда. Значение объекта
Z класса Norm_l с единственным нулевым параметром соответствует мгновен-
ному срабатыванию взрывателя, что подразумевается по умолчанию. Нетри-
виальное значение задержки срабатывания определяется двумя параметрами:
номинальным значением задержки срабатывания от момента контакта и СКО
этой величины (в мс).
Функция Shell/Action(KS, X, Т, Тг), где KS - объект класса Shell; X - объект класса
Point (точка попадания); Т- цель; Тг - объект класса траекторий Traect, устанавли-
вает факт поражения цели в условиях, создаваемых совокупностью объектных
аргументов. Взаимодействуя с объектом Тг, вычисляющим траекторию полета
на заданную дальность, функция Shell/Action получает угол подхода к цели,
от объекта Т - угол встречи и свойства преграды в точке попадания X. Передав
параметры встречи элементам массива Pol, она координирует работу одноимен-
ных функций в специализированных классах, вычисляющих поражающее дей-
ствие конкретного типа. В данной структуре поля поражения {Jet, Fug} вначале
204
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
вычисляется фугасное действие. Если оно не критично для цели (расстояние
от центра заряда до цели больше критического), но за счет наложения нагрузок
может усилить кумулятивное действие, возникает необходимость количествен-
ной оценки этого эффекта и соответствующих изменений в объектной модели.
Изменения вносятся в производных классах, как это сделано в классе Norm_2P.
Расчет кумулятивного действия выполняет функция Action класса Ро1е_К, она
и подлежит переопределению в производном классе.
Класс Ро1е_К - наследник единого базового класса полей поражения Pole -
реализует инженерную модель кумулятивного действия. Элементная модель КС
хранится в его структуре в виде массивов скорости, энергии, длины и массы п
элементов струи. Эти массивы могут быть получены конструктором Ро1е_К, соз-
дающим объект, или функцией setval уже созданного объекта. В обоих случаях
в списке входных данных массивы значений перечисленных физических величин
должны предваряться строкой, уточняющей порядок их расположения. Строка
'VELM', подразумевающая тот порядок, в котором параметры КС перечислены
выше, может быть опущена, так как данный порядок установлен по умолчанию.
Массивы принимаются как одномерные или в виде [п X 4]-матрицы. Источни-
ком данных может быть текстовый файл с таблицей значений, озаглавленной
символами 'V', 'Е', 'L', 'М'.
Первоисточником данных для формирования элементной модели струи
является геометрическая модель (ГМ) кумулятивного узла. Программа FormJet
в классе Ро1е_К вызывается для вычисления параметров струи, если указанный
для функции setval текстовый файл содержит не таблицу значений параметров,
а описание ГМ в формате, предусмотренном в САПР «Инженер М4».
Формирование параметров КС по геометрическим соотношениям с при-
менением энергетической зависимости для скорости схлопывания игнорирует
всевозможные мероприятия, влияющие на физику процесса струеобразования
с целью повышения пробивного действия и запреградного эффекта. Результаты
исследования уточненных моделей в пакетах численного моделирования не мо-
гут непосредственно использоваться в расчетах эффективности действия. Мас-
сивы распределения физических параметров в расчетных ячейках необходимо
привести к формату данных элементной модели КС с помощью специальных
процедур, после чего можно проводить анализ поражающего действия в боевых
условиях и тем самым выявить влияние исследуемых гипотез на эффективность
кумулятивного действия.
Анализ эффективности кумулятивного действия сложнее, чем расчет
глубины пробития полу бесконечной преграды. Необходимо не только рассчи-
тать физическое действие КС на элементы цели во всех возможных ситуациях
встречи, но и квалифицировать полученные результаты по типам поражения
цели. В объектной среде системные сложности решаются естественным вза-
имодействием объектов, функции каждого из которых остаются простыми.
Функция Pole_K/Action получает от агрегатной модели цели (объекта Т) структу-
ру многослойной преграды из элементов брони и эквивалентных преград для
УА на траектории струи, а после расчета пробития слоев возвращает объекту Т
11.5. Объектная модель боеприпасов
205
признаки повреждений (площадь каверны в броне, перечень пробитых слоев).
Объект Т подставляет факт наличия и параметры повреждений в критерии по-
ражения и определяет состояние цели (поражена / не поражена) по объявленным
в ФСУ типам поражения.
Гидродинамическая модель кумулятивного действия, реализованная в функ-
ции, не учитывает многих факторов, таких как технологические погрешности
изготовления и сборки, применение реагирующих материалов и др. Преимуще-
ство инженерных моделей перед численными состоит в том, что они косвенно
учитывают важные факторы, влияющие на результат, через эмпирические ко-
эффициенты и поправки. Для внесения поправок в результат работы функции
Pole_K\Action нужно создать новый класс, производный от класса Ро1е_К, реали-
зовать в нем лишь конструктор (например, Pole_KF) и новую функцию Pole_KF\
Action, которая будет вызываться вместо Pole_K\Action для объекта, созданного
конструктором Pole_KF. Для вычисления основных расчетов она может вызвать
функцию Pole_K\Action, получить ее результаты и внести в них соответствующие
поправки:
function X=Pole_KF(varargin)
X=class(struct('Class','Pole_KF'),'Pole_KF',Pole_K);
function [varargout]=Action(F,varargin)
[var]=Action(F.Pole_K,varargin{:});
% поправки
Поправками можно учесть, например, увеличение площади разрушений пре-
грады от действия КС за счет образования макротрещин разрыва при прогибе
преграды от дополнительного действия фугасного взрыва, что важно, в частно-
сти, для поражения подводных целей. Так называемый кумулятивно-фугасный
эффект, повышающий эффективность кумулятивного действия, возможен при
выполнении экспериментально установленных соотношений между параме-
трами заряда и преграды. Соотношения для проверки условий реализации
данного эффекта и вычисления площади пробоины имеет смысл поместить
в функции Action производного класса, чтобы он сам определял, корректиро-
вать или нет результат вычисления этого показателя одноименной функцией
базового класса.
Коэффициентом снижения глубины каверны оценивают эффективность ДЗ
в определенных расчетных условиях, но нельзя уточнять поправкой эффектив-
ность кумулятивного действия по цели, потому что конечный результат (пора-
жение цели) нелинейно зависит от степени срабатывания КС на элементах ДЗ.
Непараметрические зависимости, обусловленные ситуационными отношени-
ями элементов любой системы, можно выявлять взаимодействием объектов.
Если в ходе статистического моделирования попадание КС пришлось на блок
ДЗ, объект цель передает параметры встречи объекту, представляющему ДЗ,
воздействие метаемых пластин на элементы КС отклоняет часть из них от тра-
ектории КС. В такой модели пробивная способность (несработавшаяся часть)
струи зависит от ситуаций попадания.
206
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
В тандемной схеме БП предзаряд и основной кумулятивный узел следует
определить двумя объектами класса Ро1е_К. Расположение объектов полей пора-
жения в списке аргументов функции Shell/Action должно соответствовать порядку
их срабатывания согласно временным задержкам, причем объекты класса Norm_l
их задающие, должны разделять соответствующие объекты в списке аргументов.
Например, если KS - объект Shell, X - точка попадания, pjet и jet - объекты КС
предзаряда и основного заряда, tau = Norm_l(t), где t - задержка срабатывания
основного заряда, вызов функции Action должен быть следующим:
[P,d]=Action(KS, X, pjet, tau, jet).
Переменная P в данном случае является объектом, описывающим слои по-
врежденной преграды, ad- диаметр пробоины в переднем слое.
Класс проникающего и бронебойного действия Ро1е_В является наследни-
ком класса Pole и служит базовым для всех классов БП, обладающих проникаю-
щим действием. На этом классе построена иерархия классов кинетических СП:
калиберных, подкалиберных, инертных и содержащих заряд ВВ. В функциях
Action этих классов локализованы особенности принципов действия бронебой-
ных БП. Многообразие механизмов бронепробития, обусловленное различиями
параметров встречи, структурой и свойствами брони, исключает возможность
определения параметров разрушения брони в произвольных условиях встречи
универсальными зависимостями. На предельные условия сквозного пробития
бронеплит ориентируются при выборе основных параметров проектируемых
бронебойных снарядов или обеспечении требуемой стойкости брони. Так, экс-
периментальная формула Жакоб де Марра, связывающая толщину пробиваемой
преграды со скоростью соударения, массой и калибром снаряда при данном
угле подхода, позволяет вычислить предельную баллистическую скорость или
предельную толщину пробития, но не установить факт (или вероятность) по-
ражения цели в данных условиях. Нижнюю оценку условной вероятности по-
ражения можно получить как геометрическую вероятность попадания в отсеки
цели, безусловно поражаемые согласно предельным соотношениям.
Объективные данные для расчета поражающего действия по бронирован-
ным целям предоставляют экспериментально полученные статистические веро-
ятности пробития брони конечной толщины. Для установления факта поражения
цели данные о пробивной способности необходимо дополнить характеристика-
ми запреградного действия. Экспертные интерпретации результатов действия
бронебойных снарядов по типовой цели в натурных экспериментах оценивают
возможность поражения с учетом эффектов (степень опасности повреждений,
накопление ущерба), которые не могут быть выявлены самым точным расчетом
пробития. Полученная таким образом условная вероятность поражения цели
в т попаданиях - УЗП G(m) - характеризует поражающее действие данного БП
по данной типовой цели при равномерном распределении попаданий на про-
екции цели.
11.6, Эффективность боеприпасов ударного действия
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия
207
Полную вероятность поражения одиночной цели снарядом, действующим
только при попадании, можно вычислить по результатам статистического мо-
делирования стрельбы с оценкой действия при попаданиях расчетным путем.
В объектной среде случайные реализации разыгрывают объекты класса рас-
сеивания Norm_2 (или Norm_2P), попадания определяет объект Target, а модель
действия в конкретном классе БП (кумулятивном, бронебойном, фугасном)
реализует функция Action.
Если поражающая способность БП задана промежуточной характеристикой
(УЗП), вычисление вероятности поражения в п выстрелах по формуле (11.3) сво-
дится к проблеме определения вероятностей гипотез - вероятностей возможного
числа т попаданийрт . Электронная формула Pmn вычисляет эти вероятности
с учетом зависимости между выстрелами.
К вычислению по формуле полной вероятности (11.3) целесообразно сво-
дить и расчеты в общем случае, когда УЗП априорно неизвестен: набрав ста-
тистику для построения УЗП в отдельной серии испытаний с использованием
функции Action, в анализе разных условий стрельбы оценивать только вероят-
ности гипотез о числах попадания с помощью функции Pmn.
Вычисление условной вероятности поражения в зависимости от числа по-
паданий предполагает, что распределение точек попадания на проекции цели
равномерно. Это предположение справедливо при большом рассеивании (или
малоразмерной цели). В высокоточной стрельбе УЗП не имеет смысла, в этих
случаях вероятность поражения зависит от положения точки прицеливания, ее
следует оптимизировать.
Условный закон поражения обладает следующими очевидными свойст-
вами: (7(0) - 0; <7(wt2) > G(mx) при т2 > т{', limG(m) - 1. Если могущество дей-
т—
ствия таково, что для поражения цели достаточно одного попадания в любую
точку проекции, то УЗП имеет ступенчатый вид: G(m) - 1 при т > 1. Для целей,
поражаемых с накоплением ущерба, когда для поражения необходимо и доста-
точно некоторое критическое число т* попаданий, G(m) = 1 при т > т*. В общем
случае вид УЗП зависит от соотношения площадей различных по уязвимости
частей проекции цели: безусловно поражаемых, неуязвимых и поражаемых
с накоплением ущерба.
Если для данной цели накопление ущерба не характерно (отсутствуют уяз-
вимые комбинаций УА), для ее поражения достаточно хотя бы одного попадания
в уязвимую часть. Условную вероятность поражения при одном попадании гх
можно определить как геометрическую вероятность удачного попадания. Ве-
роятность хотя бы одного удачного попадания из т определяет УЗП в виде по-
казательной функции
G(m) = 1 -[1 — (7(1)]"’ = 1 -(1 -ry. (11.17)
208
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Если цель содержит уязвимые комбинации, поражение может наступить
либо при попадании в безусловно поражаемую зону хотя бы одного ПЭ, либо
не менее т* ПЭ в зону с накоплением ущерба:
G(m) -
1 — (1-^)*”, если т<т*,
1 — (1 -t\ )т + ДС(ти), если т > т*,
где AG(m) — закон накопления ущерба.
Среднее необходимое число попаданий - это математическое ожидание числа
попаданий со, при котором наступает поражение цели:
(д = М[т] = ^тР(т), (11.18)
/м=1
где т - номер первого удачного попадания; Р(т) - вероятность первого пора-
жения в m-м попадании при условии, что в предыдущих попаданиях поражение
не наступило. Очевидно, Р(т) - G(m) - G(m -1). Подставив это выражение
в формулу (11.18) получим
со - М[т] = ^т(G(m) - G(m -1)).
т-\
Считая, что после некоторого числа попаданий М выполняется условие
G(m) =1,т>М, перегруппировка слагаемых позволяет упростить предыдущее
выражение:
M-i
<°=Z(1-G(w))-
m=Q
В пределе при М —> «> это выражение означает, что среднее необходимое
число попаданий равно сумме дополнений ординат УЗП до единицы. Для УЗП
показательного вида G(m) = 1 - [1 - G(1)]"', а среднее необходимое число попада-
ний равно обратной величине вероятности поражения в одном попадании:
оо Ш
m=Q
1
1-(1-G(1))
(И.19)
1 _ 1
Среднее необходимое число попаданий со используют как важную число-
вую характеристику УЗП, через нее можно выразить формулу (11.17) для УЗП
показательного вида:
( 1
G(m) = l- 1-----
( со
tn
(11.20)
Так как среднее необходимое число попаданий имеет смысл для УЗП в про-
извольной форме, выражение (11.20) иногда используют для аппроксимации
истинного УЗП в показательной форме (не считая, что г\ и со связаны соотно-
шением (11.19)).
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия
209
Вероятность поражения одиночной цели в п выстрелах
Вероятность попадания в одном выстреле определяется законом суммарного
рассеивания. Групповые ошибки подчиняются нормальному закону с вероятными
отклонениями Exi, Еуг и систематическими ошибками mxj, т р. Индивидуальные
ошибки характеризуются вероятными отклонениями Ехи, £^и, а центр индиви-
дуальных ошибок находится в точке случайных реализаций групповых ошибок
(хр, уг). Вероятностьр} попадания в цель, занимающую область D на плоскости
рассеивания, можно вычислить интегрированием по области D плотности суммар-
ного рассеивания с вероятными отклонениями Ех = y]Exr + Exll, Еу = ^Е2уГ+Еу1А.
Вероятность попадания в малоразмерную цель с площадью проекции SD можно
вычислить непосредственно, считая плотность равной плотности в центре (х0, у^
области D на основании теоремы о средних:
Приближенный метод вычисления вероятности поражения в п выстре-
лах использует УЗП и аппроксимацию между крайними значениями вероятности
попадания в независимых и функционально зависимых выстрелах. При незна-
чительной корреляции (г = 0) вероятность рт п определяет биномиальная фор-
мула рт п=С"р™ (1 - Р\ У'~т. Вероятность поражения в п выстрелах FFn(0) можно
вычислить по формуле полной вероятности (11.3). Принимая УЗП в форме по-
казательного закона, для вероятности поражения цели в п независимых выстре-
лах Жи(0) получим простую формулу
= X С,” р? (1 - р,)-" [1 - (1 -)’ ] = 1 - (1 - р, г, у
ИЛИ
Ж„(о)=1- 1- —
(П-21)
V (о)
Максимальная степень зависимости г - 1 в схеме двух групп ошибок на-
ступает при отсутствии индивидуальных ошибок. Тогда вероятность попадания
в одном выстреле р{ обусловлена характеристиками групповых ошибок Ех^ Е .
Так как все п выстрелов имеют одинаковую ошибку, попасть могут или все сна-
ряды с вероятностью рп п — р{, или не попадет ни одинрт п — 0, т < п, поэтому
wy = P'fi(n),
а если число выстрелов настолько велико, что G(n) ~ 1, то FFn(1) =
Вероятность поражения в п зависимых выстрелах с коэффициентом корре-
ляции г находится между предельно возможными значениями: FFn(1) < W^r) < Wn(0)
и может быть аппроксимирована зависимостью
210
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
W„(r) « Wn(I) + л/1-r2 (FF„(0) - W„(1)). (11.22)
Точное значение вероятности IF*'1 можно получить, определив предвари-
тельно условную вероятность поражения в п выстрелах при фиксированных
групповых ошибках (хг, уг). Если групповые ошибки исключены из случайных
факторов, выстрелы становятся независимыми, поэтому для вычисления услов-
ной вероятности подходит формула вида (11.21), в которой вероятность попа-
дания в одном выстреле следует вычислять по характеристикам индивидуаль-
ного рассеивания с центром в точке (х^уг):
где
И;,(хг,уг) = 1- 1-
А Мг)
(О
/
Теперь вероятность поражения цели в п выстрелах можно вычислить
по интегральной формуле полной вероятности осреднением W(xr, ут) в полном
эллипсе группового рассеивания Вг:
где
= JJ W« (х> y^fr (*, У)М
(11.23)
/г(х,у) = —г—
лЕг Е
ехр<
При определении условных вероятностей поражения УЗП заменялся своей
числовой характеристикой со т. е. принимался в показательном виде. Это не обя-
зательно. Если УЗП предполагается известным и вычислены вероятности гипо-
тез рт п, можно воспользоваться формулой полной вероятности.
Эффективность стрельбы по групповой цели
Согласно определению ГЦ положение каждой элементарной цели в ее со-
ставе известно, поэтому можно вычислить вероятность поражения каждой цели
как одиночной. Суммируя эти вероятности, получим математическое ожидание
числа пораженных целей. Пусть g(x ,у ) - вероятность поражения г-й цели при
фиксированной групповой ошибке (х^у^, которую найдем по формуле (11.21):
gi(xr,yr) = 1- 1-
(О J
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия
211
где р" - вероятность попадания в z-ю цель в одном выстреле при фиксированной
групповой ошибке (хг, уг). Усредняя условное математическое ожидание числа
пораженных ЭЦ
т,(хг>уГ) = 2л,(*г>л)>
i
тогда
Мц = Д^(^г)/г(^Мз^г (11.24)
будет математическим ожиданием числа пораженных элементарных целей
по всем групповым ошибкам.
Объектное моделирование попадания в цель
Показатели могущества действия в виде УЗП, сформированные экспер-
тами по результатам полигонных обстрелов физических аналогов целей, су-
ществуют лишь для некоторых хорошо изученных типовых целей и штатных
БП в определенном комплексе условий. Дифференцированные оценки уязви-
мости брони и функциональных элементов основных типов целей позволяют
вычислить УЗП в интересующем комплексе условий. Воспользоваться этим
преимуществом обычными методами непросто. В объектной среде легко
построить УЗП с помощью электронной формулы Action, вычислить вероят-
ности гипотез электронной формулой Pmn и получить полную вероятность
поражения как скалярное произведение векторов условных вероятностей
и гипотез.
Функция [G,TT] = Action(T, m, N, Wh) в режиме построения УЗП не получает
объект рассеивания, поэтому распределяет N точек попаданий равномерно
по проекции цели Т в каждом выстреле. Если число попаданий m задано скаля-
ром, объект цели Т для каждого попадания формирует эквивалентную преграду,
передает объекту Wh, представляющему СП, для расчета повреждений, по ре-
зультатам всех попаданий цель определяет тип поражения в данной реализации
испытаний. В режиме построения УЗП число попаданий m следует задавать
массивом целых чисел от 1 до максимально возможного числа попаданий, при
котором актуально использование УЗП. Тогда оценка повреждений производится
после первого и каждого следующего выстрела, пока не наступит поражение
по самому важному типу или число попаданий не достигнет максимального
значения. Результат G в этом режиме - УЗП в диапазоне аргументов от 1 до т.
Второй элемент в списке результатов возвращает объект цели, содержащий дан-
ные о попаданиях, что создает возможность последующего дополнительного
анализа попаданий.
В качестве примера построения УЗП используем плоскую модель цели Рага2.
trg из предыдущего подраздела. Уязвимость агрегатов в этой модели характери-
зуется критическим числом попаданий, поэтому аргумент Wh, характеризующий
поражающую способность СП, можно исключить из списка аргументов. Кроме
легкоуязвимых УА модель цели Para2.trg содержит и поражаемые с накоплением
212
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
ущерба с критическим числом попаданий 2 и 3. Секция ФСУ в описании цели
отсутствует, это значит, что все УА жизненно важные, т. е поражение цели на-
ступает при выводе из строя хотя бы одного из них.
Проведем три серии испытаний небольшого объема (N= 50) с числом по-
паданий т = 1, 2, 3, чтобы убедиться в способности функции Action определять
число попаданий в каждый УА и сравнивать его с критическим. Функция Show
показывает цель и те из отмеченных в ее структуре точек попадания, что оцене-
ны как поражающие. Режим видимости поражающих попаданий задан фрагмен-
том '__Ь' в строке 'Hb,b,b,_b' (не показывать точки, не попавшие ни в один УА,
не показывать непоражающие попадания, поражающие попадания показывать
синим цветом). В каждом новом испытании предыдущие попадания стираются
в структуре цели, но остаются на графическом изображении, так как строка
режима содержит символ 'Н' - инструкцию удержания предыдущего изобра-
жения (hold):
»T=Target('T.trg'), for k=l:3 figure,for i=l:500 [P,T]=Action(T,[],l,k);
Show(T/Hb,b,b,__b'),end,end
В серии испытаний с одиночными выстрелами наблюдалось поражение
только легкоуязвимых УА, при двух выстрелах стало возможным поражение
УА по критерию п > 2, а при т - 3 поражался и центральный УА с критерием
п > 3 (рис. 11.15).
Таким образом, качественная картина поражений отражается функцией
Action верно. Близость получаемых результатов к истинным значениям вероят-
ностей оценим, сравнив частости попаданий в УА с отношениями площадей
а б в
Рис. 11.15. Поражающие попадания в УА в одиночных выстрелах (а), при двух (6)
и трех (в) выстрелах
проекций УА к площади проекции цели:
»[Ts,UA]=Asshape(T); Vi=Area(UA)/Area(Ts)
Vi= 0.0150 0.0150 0.0150 0.0150 0.0233 0.0233 0.0233 0.0233 0.0229
Зададим достаточно большое число (20 000) испытаний с одиночными по-
паданиями, получим от объекта, возвращенного функцией Action, числа попада-
ний Np в цель, массив чисел попаданий Nk в каждый УА и вычислим частости
попаданий:
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия
213
» N=20000; [P,T]=Action(T,[],N,l);[Np,y,Nk]=Npop(T); Np, Pk=Nk/N
Np = 20000 Pk = 0.0153 0.0154 0.0148 0.0151 0.0241 0.0229 0.0236
0.0230 0.0225
Действительно, все разыгранные точки принадлежат цели, а относитель-
ное число (частость) попаданий в УА не сильно отличается от соответствую-
щих вероятностей.
Теперь построим УЗП данной модели цели, выполняя серии испытаний
для разных значений числа попаданий т от 1 до 30, вычислим вероятности
попаданий и полную вероятность поражения 10 выстрелами:
» G=Action(T, 1:30, N);Xg=Norm_2([2,1.7]);Xi=Xg;P=Pmn(Xg, Xi,Т, 1:30, N);
P10=dot(P(l:10),G(l:10))
РЮ = 0. 3057
Кривую G(m), т - 1,2,..., 30 построим вместе с графиком экспоненциаль-
ного закона, не учитывающим накопления ущерба (кривые 1, 2 на рис. 11.16):
»rl=G(l); G0=l-(l-rl).A(0:30); plot(0:30,G,'r',0:30, GO,'k—')
Для усиления эффекта накопления ущерба в модель цели добавлены 4 УА,
резервные для каждого из легкоуязвимых агрегатов, кроме центрального, из-за
чего вероятность поражения одним выстрелом резко снизилась до г{ = 0,023.
Кривые УЗП и его приближения в экспоненциальной форме построены для
цели с резервированием (кривые 3, 4 на рис. 11.16).
Построение УЗП целей с резервированием УА не требует особых средств,
поскольку на определение состояний отдельных УА после попаданий резервиро-
вание не влияет, а проявляется только при подстановке индикаторов состояния
УА в ФСУ. Достаточно заменить соответствующую секцию в тексте агрегатной
модели уязвимости:
:ФСУ 1.0+1.1+1.2+1.3+2.0+3.0*3.01+3.1*3.11+3.2*3.21+3.3*3.31+4.0+4.1+
+4.2+4.3
Рис. 11.16. УЗП цели с накоплением ущерба:
1,2- статистическая кривая и экспоненциальный закон; 3, 4 - то же для цели с резер-
вированием агрегатов
214
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Резервирование осуществляют дубликаты УА с индексами 3*, смещенные
вбок на 0,5 м:
3.01 (0.4, 0.45) [ 1.2, 0.8] {п>(1)}
3.11 (0.4, 0.45) [-1.2, 0.8] {п>(1)}
3.21 (0.4, 0.45) [-1.2,-0.8] {п>(1)}
3.31 (0.4, 0.45) [ 1.2,-0.8] {п>(1)}
Поражение одним выстрелом теперь стало возможным за счет вывода
из строя только одного центрального агрегата, поэтому экспоненциальное при-
ближение для УЗП сильно снизилось.
На вероятность поражения цели в рассмотренном примере влияет наличие
резервных УА, но не их расположение. В формуле поражения можно поменять
местами множители 3.01 и 3.31 (а также 3.11 и 3.21), чтобы резервирование осу-
ществляли более удаленные друг от друга УА, однако на результат это не по-
влияет. Этого следует ожидать и при равномерном распределении попаданий.
Искусственное «размазывание» уязвимости по проекции цели, присущее кон-
цепции УЗП, скрывает влияние локализации попаданий на эффективность дей-
ствия. В высокоточной стрельбе этот фактор необходимо учитывать.
Непосредственный расчет вероятности поражения ЭЦ снарядами БП
прямого попадания выполняет функция Action, если она получает объекты,
представляющие группы ошибок. При обычном рассеивании результаты полу-
чаются те же, что и в расчетах по формуле полной вероятности, но для оценки
эффективности высокоточной стрельбы альтернативы применению функция
Action нет. Покажем это на примере. Взяв за основу те же две группы ошибок,
что были определены ранее, параметризуем объекты групповых и индивиду-
альных ошибок, чтобы масштабировать их в расчетах:
»Xg=Norm_2L([3,3],[l;0.6],[l 10;l,0.1]);Xi=Norm_2([2 2], [110;1,0.2]);
Покажем плоскую цель Т, объекты Yg, Yi и 100 случайных точек с общей
групповой ошибкой в режимах исходного (1) и уменьшенного (2) рассеивания
(рис. 11.17):
» for k=l:2 Xl=Xi(k)+Gen(Xg(k),l); pnt=Gen(Xl,50);
figure, ShowAII(Xg(k),'r',Xl,T/k,k,b',pnt),end
Если в первом случае распределение точек попадания в проекцию цели
еще можно считать равномерным, то в точной стрельбе оно неравномерно даже
на проекциях УА.
Увеличивая коэффициент масштабирования СКО от 0,02 до 1 по схеме двух
групп ошибок, построим зависимость вероятности поражения цели от степени
рассеивания. В этом же цикле вм есте с вычислениями по агрегатной модели
уязвимости будем выполнять вычисления и по формуле полной вероятности,
определяя вероятности попаданий от 1 до 30 по электронной формуле Pmn и ис-
пользуя ранее вычисленный УЗП в массиве G:
11.6. Эффективность боеприпасов ударного действия
215
Рис. 11.17. Модель цели и эллипсы рассеивания групповых и индивидуальных
ошибок:
а - рассеивание с исходными характеристиками; б - рассеивание с характеристиками,
уменьшенными в 10 раз
» N=1000;m=30;K= [0.02:0.04:0.4 0.5 1]; W=[];V=[J; Xg = move(Xg, [1;1]);
»for k=K W(end+l)=Action(T,Xg(k),Xi(k),N,m);P=Pmn(Xg(k),Xi(k),T,m,l:m);
V(end+l)=dot(P,G);end
Перед каждым из пяти повторений второй командной строки изменялось
положение центра группового рассеивания операцией Xg = move(Xg,C) с разными
значениями С ([1;1] и т. д.). Так построены пять пар кривых изменения вероятно-
сти поражения очередью из 30 выстрелов в широком диапазоне характеристик
рассеивания от высокой точности до обычного баллистического рассеивания
(рис. 11.18). Сплошными линиями показаны точные графики, вычисленные
функцией Action, пунктирными - вычисленные с использованием осредненной
характеристики уязвимости (УЗП).
Рис. 11.18. Влияние величины рассеивания и систематических ошибок на вероят-
ность поражения очередью из 30 выстрелов:
1-5- номера проведенных испытаний
216 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
При большом рассеивании сплошные и пунктирные линии практиче-
ски совпадают, что можно считать подтверждением правильности расчетов,
так как правомерность обычно применяемого метода с использованием УЗП
в этом случае не вызывает сомнения. С повышением точности стрельбы воз-
растает влияние систематической ошибки (и выбора точки прицеливания). Рас-
хождение сплошных и пунктирных линий приходится на область небольшого
рассеивания, когда единичный эллипс свободно умещается в контуре цели,
а полный эллипс выходит за эти пределы. Сверхмалое рассеивание (полный эл-
липс меньше размеров цели) обязывает разумно выбирать точку прицеливания
на проекции цели, неоднородной по уязвимости, так как результат может быть
и максимальным и нулевым.
Оптимизация точки прицеливания выявляет самые уязвимые области це-
ли с учетом возможности попадания в них. Такая неточечная оценка альтернатив
сильно осложняет вычисления. Целевой функцией в данном случае может слу-
жить результат вычисления по электронной формуле Action(T,Xg(Z),Xi,N, 1) с пара-
метризацией объекта групповых ошибок варьируемой точкой Z (вектор-столбец
как параметр объекта класса Norm_2P смещает центр в данную точку). Изменяя
положение точки Z на проекции цели, программа оптимизации должна задавать
функции Action параметризованный вектор групповых ошибок и оценивать
результат вычисления как зависящее от Z значение целевой функции. Задача
оптимизации:
max W(Z) = Action (Т,Xg(Z),Xi, N,l)
многоэкстремальная, локальные экстремумы связаны с распределением тол-
щины брони и расположением агрегатов разной степени уязвимости. Рельеф
целевой функции сглажен, не повторяет конфигурацию границ УА, поскольку
каждая точка оценивается не как точка попадания, а как центр индивидуального
рассеивания. Решение многоэкстремальной задачи требует зондирования всей
области поиска (проекции цели) для обнаружения глобального экстремума, что
связано с большим количеством расчетных вариантов. В сочетании с высокой
трудоемкостью вычислений в самой функции Action оптимизация требует слиш-
ком больших затрат времени. Так как функция Action выполняет независимые
статистические испытания, для ускорения работы целесообразно использовать
параллельные вычисления.
Практическое значение оптимизации точки прицеливания состоит, пре-
жде всего, в том, чтобы определять максимально возможную эффективность
разумного применения оружия в различных условиях. Оптимизация качества
по управляемым параметрам при худшем сочетании неконтролируемых фак-
торов (минимаксный анализ) дает основания для принятия решений о про-
ектируемой системе. Практические рекомендации для стрельбы не указывают
оптимальную точку, носят более общий характер: целиться в бак, осуществлять
самонаведение торпеды по кильватерному следу подлодки и т. п.
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва
217
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва
Поражающее действие БП, имеющих в качестве источника энергии заряд
ВВ, слишком многообразно, чтобы оценивать вклад фугасных факторов в эф-
фективность действия по единому алгоритму. Алгоритмический подход в целом
не адекватен системным взаимодействиям локальных и полевых поражающих
факторов с уязвимыми элементами целей. В системном анализе эффективности
расчеты выполняют инкапсулированные функции объектов. Модели поражающего
действия реализованы в функциях Action объектов, представляющих СП в списке
аргументов функции Target/Action, которая выполняет окончательную оценку со-
стояния цели по результатам расчетов каждого вида действия. Если фугасное дей-
ствие вносит существенный вклад в поражающую способность БП, объект класса
Pole_F должен входить в число аргументов Target/Action, тогда в оценке действия
по цели будут учтены и фугасные факторы. Функция Target/Action в зависимости
от условий срабатывания БП передает функции Pole_F/Action либо эквивалентную
преграду в точке попадания, либо характеристики уязвимости к действию УВ
в воздухе, что определяет, по какой модели будет производиться расчет.
Прямое попадание и мгновенное срабатывание снаряда на поверхности
цели может разрушить корпус, оказать запреградное действие. Если разрушения
заведомо достаточны для гарантированного поражения цели, эффективность
действия определяется как вероятность попадания в цель. В таком случае,
очевидно, фугасной БЧ не нужно искать альтернативы, мероприятия по повы-
шению боевой эффективности следует направить на увеличение вероятности
попаданий. Из того, что для поражения цели в п выстрелах при G(m) = 1, т > 1
достаточно хотя бы одного попадания, следует:
п
Wn=^pm,n.
т=\
Имеется в виду, что при вычислении вероятностей рт п учтена зависимость
между выстрелами. Если корреляция несущественна, проблема сводится к вы-
числению вероятности одного попаданиярх, тогда Wn - 1 - (1 -р^”. В объектной
среде все проблемы, связанные с вычислением вероятностей попаданий, решает
электронная формула Pmn:
Wn = sum(Pmn(Xg, Xi, T, n)),
где Xg, Xi — объекты групповых и индивидуальных ошибок; Т—объект класса Target;
п — число выстрелов. Число испытаний по умолчанию принимается равным 1000.
Если поражение гарантировано только при попадании в слабо защищенные
части цели, относительная суммарная площадь уязвимых зон определяет услов-
ную вероятность поражения цели г. В предположении независимости выстрелов
вероятность поражения в п выстрелах определяется по формуле Wn - 1 - (1 - гхр^п.
В общем случае вероятности гипотез попадания в уязвимые части надежнее вы-
числяет функция Pmn. Объект Т следует заменить массивом ячеек с геометриче-
скими объектами (в общем случае, класса Polygon), представляющими уязвимые
218
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
части проекции цели {SI, S2,Sk} в той же системе координат, в которой опреде-
лены параметры объектов Xg, Xi (в целевой системе координат (ЦСК)).
Априорные данные об условиях гарантированного поражения цели заме-
няют в том или ином виде УЗП, поэтому для вычисления показателя Wn до-
статочно вычислить вероятности попаданий. При отсутствии таких данных
необходимо использовать функцию Action либо для вычисления УЗП, либо для
непосредственного вычисления вероятности поражения Wn в случайных попа-
даниях, что предпочтительнее при точной стрельбе. В обоих случаях функция
Action должна вызвать для расчета контактного действия взрыва одноименную
функцию класса Pole_F через объект этого класса. Электронная формула Action
имеет стандартный набор аргументов для всех типов действия:
Wn = Action(T, F, Xg, Xi, n, N)
и в стандартном порядке исполняется: если очередная случайная точка попала
в проекцию цели, одноименная функция класса, к которому принадлежит объ-
ект F (в данном случае, Pole_F), получает запрос на вычисление поражающего
действия. Функция Pole_F/Action должна вычислить результат контактного дей-
ствия взрыва на преграду, толщину которой и необходимые характеристики
материала предоставляет ей объект цели Т.
Если для усиления поражающего действия взрыв должен произойти после
проникания в заброневое пространство, в список аргументов функции Action
должны входить объект В проникающего и F фугасного действия, последова-
тельную работу которых синхронизирует объект tau класса случайных величин
Norm_l (номинальное значение и СКО задержки взрыва):
Wn = ActionfT, В, F, tau, Xg, Xi, n, N).
Расширенный набор аргументов характерен для объектной модели всех
СП, имеющих большой заряд ВВ. Например, усиление кумулятивного действия
в поле взрыва могут показать объекты классов Ро1е_К и Pole_F, если их передать
функции Action не как отдельные аргументы, а в составе объекта класса Shell,
содержащего геометрическую модель конструкции. Расположение заряда ВВ
в крупногабаритном БП имеет значение для воспроизведения пространствен-
ных условий взаимодействия полей поражения с целью. Так, при выборе опти-
мального способа наведения торпеды с кумулятивным БЗО на цель (подводную
лодку) необходимо учитывать преимущества разных углов подхода для про-
бивного и запреградного действия КС, а также для действия поля взрыва. Хотя
срабатывание происходит в контакте с целью, фугасное действие через слой
воды рассчитывается как дистанционное - по радиусу поражения.
Дистанционное действие фугасных БП характеризует КЗП Р(Л| х, у, z) =
= G(x,y, z), принимаемый (см. подразд. 11.1) в виде ступенчатой функции с еди-
ничным значением в области действия фугасных факторов, опасных для данной
цели. В симметричном поле взрыва критический уровень поражающих факторов
достигается на некотором расстоянии от центра взрыва 7?п. Окрестность цели,
точки которой удалены от ее поверхности не более, чем на радиус поражения,
называют обобщенной целью DQ. Поражение возможно и гарантировано при
попадании в обобщенную цель.
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва
219
Малоразмерную цель (наибольший линейный размер цели Du и радиус
поражения находятся в отношении £>ц < 0,27?п) заменяет симметричная обоб-
щенная цель - шар с радиусом 7?п. В плоскости расположения целей при кон-
тактном срабатывании БП обобщенная цель - круг. Площадь круга 5пр = itR^
составляет истинную площадь зоны поражения в отличие от приведенной пло-
щади поражения, полученной интегрированием КЗП общего вида.
Вероятность поражения малоразмерной цели равна вероятности попадания
в круг радиуса Лп:
Ж, - Р((Х, У) е Do) = JJ f(x,y)dxdy.
x2V2<«n
Если рассеивание нормальное круговое, т. е. сх-иу- о, или близкое к кру-
говому при 0,5 <ах/оу<2, тогда а = (о^ + о*)/2, промах R подчиняется закону
Рэлея и вероятность попадания в круг радиуса 7?п вычисляется по формуле
( п2 \
^=Р(Я<Лп) = 1-ехр --1L .
I 2а
Определив обобщенную цель объектом С класса кругов Circ с параметром,
равным радиусу поражения, а рассеивание - объектом X класса Norm_2, вероят-
ность попадания легко вычислить с помощью электронной формулы Ver:
W = Ver(X, С).
Поражение протяженной цели наступает, если какая-либо ее часть попада-
ет в область поражения, т. е. находится на расстоянии не более, чем Лп от центра
взрыва. При наземном разрыве обобщенную цель DQ составляет часть плоскости
XOYвокруг проекции цели. Моделирование обобщенной цели геометрическими
объектами можно выполнить несколькими способами. Аппроксимация проек-
ции цели простыми объектами (прямоугольник, круг) выполняется операцией
сложения, например:
» Т = Rect(2,3)+Circ(R/2)
Здесь к проекции цели в форме прямоугольника с размерами 2x3 добавлен
объект класса кругов с параметром, равным половине радиуса поражения. Опе-
рация сложения с данными операндами создает объект Т, полученный «обкаты-
ванием» круга по периметру прямоугольника - обобщенную цель. Вероятность
попадания в этот объект вычисляется просто: W = Ver(X, Т).
Если высота цели соизмерима с горизонтальными размерами и взрыв может
произойти на некоторой высоте Н, обобщенную цель следует строить в горизон-
тальной плоскости на этой же высоте вокруг сечения цели DQ(H). Так как сра-
батывание происходит с ошибкой по высоте, вычислив условные вероятности
на разных высотах
и<И) = Jj f(x,y)dxdy,
220 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
вероятность поражения цели определим по интегральной формуле полной
вероятности:
W=
о
где ф(//) - плотность нормального закона распределения ошибок высоты
срабатывания.
Допустим, на сетке высот h(i), i=l:n по геометрии цели построены ее сече-
ния R(i). Вычисление условных вероятностей w(i) и полной вероятности пора-
жения W выполняют следующие команды:
» C=Circ(R/2); for i=l:n w(i)=Ver(X, R(i)+C);end
» H = Norm_l(5,l); W=Trap(w, f(H,h), diff(h));
Вычисление радиуса поражения при воздушном взрыве
Предельное расстояние от центра взрыва, на котором параметры УВ еще
опасны для цели, зависит от критерия и параметров уязвимости данной цели.
Условием разрушения конструкции при квазистатическом нагружении (длитель-
ность фазы сжатия УВ т+ много больше периода собственных колебаний кон-
струкции Г) является превышение избыточного давления на фронте УВ Дрт над
критическим &рт, приводящим к разрушению данного объекта:
(И-25)
При воздействии ударной волны с малым временем фазы сжатия, когда
т+/ Т « 1, нагружение имеет импульсный характер, деформации конструк-
ции пропорциональны импульсу силы, и условие разрушения записывается
неравенством .
(11.26)
где z* - критический импульс положительной фазы избыточного давления УВ,
приводящий к разрушению объекта.
Частный критерий (11.25) используют при т+/Т> 10, а критерий (11.26) -
при т+/ Т< 0,25. В остальных случаях условие поражающего действия УВ пред
ставляют обобщенным критерием, зависящим как от Дрп), так и от z+:
(ДЛп-Ддл(/+-О = ^. (11.27)
Ориентировочные значения критических уровней Д// и i\ известны для
основных категорий целей. Параметры уязвимости сложных целей определяют
по нескольким типам поражения (табл. 11.1).
Таблица 11.1. Значения исходных данных для расчета действия УВ
по типовой цели
Тип поражения &р*т, кгс/см2 кгсхс/м2 к'
А 0,5 45 23
В 0,4 35 22
С 0,3 25 21
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва
221
Формат исходных данных объектной модели уязвимости предусматри-
вает выбор одного из критериев поражения (11.25) - (11.27). Группы параметров
уязвимости по разным факторам поражения, задаваемые в фигурных скобках
описания УА, отличаются квалификаторами 'Е', 'h', 'р' и др. За фугасными факто-
рами закреплен квалификатор 'pik'. Например, описание pik(0.5,45,23) определяет
критерий уязвимости из первой строки табл. 11.1 без конкретизации типа А.
Полное описание уязвимости к избыточному давлению содержит обозначения
типов и матрицу параметров:
pik:A,B,C(0.5, 45, 23; 0.4, 35, 22; 0.3, 25, 21)
При использовании частного критерия поражения (11.25) или (11.27) матрица
параметров состоит из одного столбца, используются квалификаторы 'р' или 7.
В агрегатной модели уязвимости цели описание фугасных поражающих
факторов можно поместить в структуре отдельных УА, однако параметры дей-
ствия поля взрыва на УА могут быть неизвестны. Уязвимость цели к действию
поля взрыва в воздухе можно представить в форме обобщенной модели, поме-
стив ее описание в секцию ФСУ:
»T=Target('1.0: (0.5, 0.4) [0;0.5] {h(2)} | 2.0:(0.25, 0.25) [0;0.8] {h(2)} @ (1,1,1)
{pik(0.5 45 23)}А=1+2')
Оценка поражающей способности поля взрыва в воздухе выполняется
в классе Pole_F сопоставлением параметров взрыва с характеристиками уязви-
мости данной цели. Конструктор Pole_F принимает в качестве параметра массу
эквивалентного тротилового заряда тэ = mBBgBB / gTHT ? где 2ВВ, Q™T- удельные
теплоты взрыва используемого ВВ и ТНТ. Вычисление радиуса поражения или
вероятности поражения выполняет функция Pole_F/Action в зависимости от спи-
ска аргументов:
[R,C] =Action(F, г, Т, X)
где R - радиус, или вероятность поражения или параметры поля; С - объект
класса кругов Circ с параметром, равным радиусу поражения; F - объект класса
Pole_F; г - расстояние от центра взрыва или количество испытаний; Т - объект
класса целей; F — объект рассеивания класса Norm_2.
Если рассеивание не задано (в списке аргументов нет объекта X), а число или
числовой массив г присутствует в списке, функция Action вычисляет радиус по-
ражения цели Т, или возвращает избыточное давление, импульс и длительность
фазы сжатия на данных расстояниях, если объект Т не задан. Если R - радиус
поражения, вторым в списке результатов выводится объект С класса Circ - круг
с радиусом поражения R, увеличенным на радиус круга, равновеликого проек-
ции цели. Если заданы и цель, и массив расстояний от центра цели до центра
взрыва, вычисляется условная вероятность поражения на данных расстояниях
(КЗП фугасного действия).
Получив объект рассеивания X в списке аргументов, функция Action вычис-
ляет методом статистических испытаний полную вероятность поражения цели
за счет фугасных факторов как вероятность попадания в обобщенную цель.
222
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Единственный числовой аргумент задает количество статистических испытаний.
Принадлежность пробной точки к обобщенной цели определяется по ее факти-
ческому расстоянию от контура проекции цели. По умолчанию считается, что
взрыв происходит на поверхности жесткой среды с коэффициентом отражения 2,
но этот коэффициент можно задать явно функцией Pole_F/setval.
Пример. Обобщенная модель цели имеет форму параллелепипеда с длиной 3, ши-
риной 2 и высотой 1,5 и характеризуется параметрами поражающего действия УВ из
первой строки табл. 11.1. Для вычисления вероятности поражения зарядом ВВ с экви-
валентной массой 10 кг создадим объекты фугасного поля, обобщенной цели и нор-
мального рассеивания на плоскости с параметрами тх - 1, ту — 0,= 3, s — 2, г- 0,4:
» F = Pole_F(10); A=V_Unit([3 2 1.5],'{pik(0.5 45 23)}'), X=Norm2([3;2],[4.5 3],0.4);
УА1 параллелепипед:
центр: 0 0; размеры: 3 21.5
фуг.: { Р = 0.5 I = 45 к = 23}
Вычислим радиус поражения:
» [R C]=Action(F,A)
R = 4.1206
С = Круг: радиус = 4.1
Вероятность попадания в обобщенную цель С вычислим с помощью электронной
формулы:
» p=Ver(X, С)
р = 0.3717
Объекты можно использовать как удобный инструмент анализа решений. Напри-
мер, уменьшив рассеивание в 2 раза некоторыми мероприятиями, за счет уменьшения
массы заряда также в 2 раза, оценим влияние этих изменений на вероятность пораже-
ния. Для сравнения сначала вычислим вероятность поражения с уменьшенным рассеи-
ванием, а затем изменим массу заряда и повторим расчет:
» p=Ver(X*0.5, С); Fl=Pole_F(5); [R1 Cl]=Action(Fl,A);pl=Ver(X*0.5, Cl)
р = 0.5461 pl = 0.4352
Неопределенность количественных оценок фугасного действия
Радиус поражения вычисляется функцией Action точно, однако и по физи-
ческому смыслу, и по статусу аргументов, как не вполне определенных величин,
этот показатель могущества действия относится к категории нечетких величин.
В таких условиях трудно утверждать, что небольшие различия расстояний
от центра взрыва в интервале [7?п ± е] могут иметь решающие значение для
определения состояния цели.
При всей условности самого понятия критического уровня поражающих
факторов неопределенность присуща исходным величинам. Распределение па-
раметров УВ в пространстве и фактические параметры действия на элементы
11.7. Эффективность фугасного действия взрыва
223
цели в том же месте пространства различаются непредсказуемо. Экспертные
оценки критических уровней поражающих факторов правильнее выражать
не условными значениями, а интервалами неопределенности. Объектная среда
предоставляет возможность оперировать с нечеткими величинами и получать
результаты, явным образом отражающие степень достоверности исходных
данных. Конструктор Target, как и конструктор класса V_Unit (создающий объ-
екты обобщенной цели), получает геометрические данные в виде векторов,
а описание характеристик уязвимости - в виде строки:
A=V_Unit([3 2 1.5],'{pik(0.5 45 23)}').
Параметр, оформленный интервальным типом, например pik(0.5 45 23_25), ин-
терпретатор переводит в нечеткое значение. Для вычисления радиуса поражения
с участием нечетких параметров используется нечеткая арифметика, радиус
поражения выводится массивом из двух чисел - минимального и максимально
возможного радиуса поражения, второй результат (обобщенная цель) создается
конструктором нечетких фигур FuzzyShape.
Смысл оперировать нечеткими данными в расчетах эффективности заклю-
чается в том, чтобы, не скрывая степень уверенности экспертов в определении
параметров уязвимости цели, предоставить возможность аналитику самому
получать показатель эффективности с желаемой степенью достоверности. Ве-
роятность попадания в нечеткую область CF можно вычислить, уточнив ее сре-
зом с заданной степенью достоверности в интервале (0,1), например: С = CF(0.8),
p=Ver(X, С) или p=Ver(X, CF(0.8)).
Фугасное действие взрыва в твердой среде выражают радиусом разру-
шений, объемом (размерами) воронки выброса. Радиус разрушений R связан
с массой ВВ т соотношением т =AR\ где А - коэффициент, учитывающий свой-
ства ВВ и среды. Зная свойства среды (удельную работу разрушения, плотность)
и удельную теплоту взрыва ВВ, можно определить коэффициент А и массу ВВ
для выполнения необходимых разрушений в данных условиях. Радиус разруше-
ний от взрыва проникающего БП с известной массой ВВ и свойствами зависит
от свойств среды, которые не могут считаться известными при проектировании.
Поражение цели (подземного сооружения) наступает, если какая-то ее часть
попадает в область разрушений. Вероятность этого события вычисляется как
вероятность попадания в обобщенную цель.
Допуская неопределенность свойств среды при вычислении нечеткого ради-
уса разрушений, можно отложить принятие решения о выборе более или менее
благоприятных условий для действия БП до вычисления показателей в ходе
анализа боевой эффективности. Интервал возможных значений показателя эф-
фективности в области определения нечетких исходных данных дает больше
информации о боевых свойствах, чем четкое значение показателя, зависящее
от произвольно назначенных параметров среды.
Объем воронки выброса V пропорционален массе заряда т - KvV, где
Kv - удельный (на единицу объема) расход ВВ на образование воронки. Энер-
гетический подход к установлению этой зависимости предполагает, что заряд
224
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
заложен на оптимальной высоте для грунта с данными свойствами. На какой
глубине сработает БП, зависит от установки взрывателя, скорости и угла под-
хода, а также от множества неопределенных факторов. Адекватным результатом
оценки параметров воронки может быть только нечеткое значение. В зависимо-
сти от характера боевой задачи этот промежуточный показатель или связанные
с ним геометрические параметры воронки (диаметр, высота) может использо-
ваться для вычисления разных показателей эффективности. Это может быть,
например, время, затраченное на приведение в рабочее состояние поврежденной
взрывами многочисленных субснарядов взлетно-посадочной полосы (засыпать
песком, закрыть металлическими листами).
Корректные вычислительные действия с нечеткими промежуточными по-
казателями лежат в основе системного анализа эффективности выполнения
боевых операций.
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
Общая характеристика эффективности СП осколочного типа
Характер изменения КЗП в окрестности цели определяется структурой
поля ПЭ, создаваемого данным БП, и вектором скорости носителя относитель-
но цели в момент подрыва. Формула (11.7) показывает, как влияют на эффек-
тивность действия плотность поля ПЭ, их масса и скорость встречи с целью.
Предельно высокое число эффективных попаданий в цель имело бы место при
максимально возможной плотности поля Р(х, у, z), полностью сконцентриро-
ванного на проекции цели, но техническая реализация направленного поля
требует выделения соответствующих ресурсов на устройства определения
координат цели и формирования рационального потока ПЭ. Если информация
о возможном положении цели в момент подрыва уже есть (например, в системе
наведения ЗУР), имеет смысл увеличить плотность поля в сторону цели за счет
других направлений. Оптимизация поля возможна и на основании априорных
предположений о возможном месте нахождения цели в момент подрыва. На-
пример, при стрельбе по одиночной неподвижной цели в момент подрыва
дистанционного ВУ цель находится в пределах трубки промахов на некотором
расстоянии от снаряда по направлению его движения. В этом случае целесо-
образно формирование поля с осевым разлетом в пределах конуса с небольшим
углом раствора. Плотность поля ПЭ в момент накрытия цели зависит от сте-
пени достоверности априорной информации и точности стрельбы, установки
ДВУ и ошибок срабатывания: чем больше ошибки, тем больший диаметр
кругового поля нужно создавать (за счет угла раствора или упреждения) для
гарантированного накрытия цели.
В большинстве случаев осколочные БП применяют для поражения груп-
повых и площадных целей, причем повышение плотности поля достигается
не концентрацией ПЭ в окрестности конкретной ЭЦ, а увеличением их количе-
ства в области скопления ЭЦ. В таких ситуациях, безусловно, предпочтительнее
БП с радиальным разлетом ПЭ.
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия 225
Осколочные боеприпасы с радиальным разлетом
поражающих элементов
Осесимметричные БП создают поле фрагментов, плотность которого (пре-
дел отношения количества фрагментов, летящих в элементарном телесном угле,
к величине этого угла) зависит только от меридионального угла ф в интервале
О < ф] < ф < ф2 < я. Исходная информация для расчета плотности потока содер-
жится в функции распределения числа фрагментов по меридиональным углам
разлета ^(ф), которая получается в статических испытаниях как относительное
число фрагментов с углом вылета в интервале (фр ф). Плотность поля в произ-
вольной точке определяется как относительное число фрагментов на элемен-
тарной площадке, перпендикулярной направлению разлета. Так как плотность
потока зависит только от угла ф, плотность поля постоянна на кольцевой части
сферы произвольного радиуса R с центром в начале разлета, вырезанной кону-
сами с углами раствора 2ф и 2(ф + Дф):
. ЛГДГ(ф) N /(Ф)
Д5 2л:(7?81пф)7?Дф 2nR2 зтф ’
где ДДТ - среднее число осколков, разлетающихся в выделенной зоне; Д5 - пло-
щадь кольцевой части сферы радиусом R в выделенной зоне; N- общее число
осколков.
В момент срабатывания БП носитель имеет некоторую скорость vx, которая
изменяет не только суммарную скорость разлета, равную в статике v0, но и угол
вылета в неподвижной системе координат. Так, фрагмент, в статике вылетающий
с начальной скоростью о0 под углом ф, получает суммарную скорость
&10 -y]VQ +v2 - 2гд>1созф
и угол вылета
, ип8Шф
Ф = arctg---2------,
Vt + &0СО8ф
(11.29)
(11.30)
вследствие чего распределение по углам разлета в динамике отличается от ста-
тического. Сочетание аргументов зависимости ф'(ф) в выражении (11.30) может
быть таким, что зависимость немонотонна. При переменном годографе скоро-
сти &0(ф) * const в зоне разлета, примыкающей к углу ф', могут лететь осколки
из нескольких статических зон (рис. 11.19). Формально Fд(фЭ и плотность
У^(ф') =F'((p') получаются как закон распределения немонотонной функции ф'(ф)
случайной величины с известным законом распределения аргумента/(ф). Эту
задачу лучше решать алгоритмически, учитывая дискретный характер статиче-
ского распределения. Построив закон распределения/^'), вычислим плотность
поля вокруг СП в неподвижной системе координат
П(Д, ф') = Дг^?- (И-31)
27tR 81Пф
226
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.19. Пример неоднозначного соответствия между углами вылета в статике
и динамике
Начальная скорость разлета по направлению ф' в неподвижной системе
координат (с учетом скорости носителя vx) может быть вычислена по формуле
<у0) = г^созср' + yjvQ-VjSm2<p', (11.32)
в которую нужно подставить собственную начальную скорость v0 в угле ста-
тического разлета ф, соответствующем динамическому углу ф'. Снижение ско-
рости на небольших расстояниях R от точки вылета до встречи с целью можно
вычислять по экспоненциальной зависимости
v(R,(p') = v0le~CfiR, (11.33)
где сн - обобщенная баллистическая характеристика фрагмента на высоте Н.
При беспорядочном вращении на траектории она зависит не от площади миде-
лева сечения, а от среднего поперечного сечения S:
_ СхРн$
Н 2q
Согласно лемме Коши, среднее поперечное сечение выпуклого тела равно
одной четверти площади его поверхности:
S=~ (11.35)
11.34
Плотность воздуха ря на высоте Н вычисляют по закону снижения плотно-
сти ря = р0Н(Н), где р0 - стандартная наземная плотность воздуха. Табличную
функцию высоты Н(у ) можно аппроксимировать, например, формулой Ветчин-
кина, применимой в диапазоне высот 0 ... 20000 м:
W) =
20000-у
20000 +у
(11.36)
Коэффициент лобового сопротивления сх при скоростях, характерных для
разлета ПЭ (и > 600 м/с), вычисляют по формуле
( 50^1
сх = 0,865 1 + — •
к V )
(11.37)
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия 227
При стрельбе по неподвижной цели скорость фрагмента при встрече с це-
лью v(R, ф') - скорость соударения. Если масса всех ПЭ одинакова и известна
функция уязвимости, среднее число эффективных попаданий в проекцию цели
можно вычислить как произведение плотности поля на уязвимую площадь цели:
in(R, ф') = v(R, ф')).
2itR 8Шф
(11.38)
Если осколочное поле можно считать однородным на проекции цели, веро-
ятность поражения на расстоянии R от центра взрыва по направлению ф' от оси
БП определяется как вероятность хотя бы одного эффективного попадания ПЭ
в цель:
Р(А | R, ф') = G(R, ф') = 1 - (11.39)
Вероятностный смысл функции G(R, ф') такой же, как и КЗП G(x, у, z),
но она определена в координатах, связанных с БП, поэтому нельзя непосред-
ственно интегрированием G(R, ф') вычислить полную вероятность поражения
цели. Вычисленные значения этой функции в пределах убойного радиуса для
данной цели удобно использовать для анализа эффективности действия в раз-
личных условиях встречи, выполняя пересчет координат (х, у, z) ЦСК в ко-
ординаты относительно снаряда (R, ф') и приравнивая G(x, у, z) в этой точке
значениям G(R, ф').
Формулы (11.28) - (11.39) применимы для расчета осесимметричных по-
верхностных однофракционных осколочных полей и могут служить теоретиче-
ской основой для разработки расчетной модели полей с более сложной структу-
рой. Два основных допущения можно считать справедливыми для осколочных
полей с большим числом осколков естественного дробления: распределение чис-
ла попаданий в УА подчиняется закону Пуассона и для поражения каждого УА
достаточно одного удачного попадания. Универсальное свойство пуассоновских
полей - устойчивость к сложению - позволяет распространить формулу (11.39)
на многокомпонентные поля, объединяя в одну группу те фрагменты, которые
оказывают одинаковое воздействие на цель. Из выражения (11.38) следует, что
признаком одинакового воздействия могут служить аргументы функции уязви-
мости: масса фрагмента и скорость соударения.
Так, если поле состоит из нескольких массовых фракций, некоторым об-
разом распределенных по угловым зонам разлета, можно вычислить среднее
число эффективных попаданий, приходящихся на каждую фракцию, и в (11.39)
подставить их сумму:
m(R, ф') =
у N
i 2nR2 зтф' N
vt(R, ф'))>
(11.40)
где AN - общее количество целей; q - индивидуальная масса цели; V, - скорость
цели; fi (ф') - динамический закон распределения осколков z-й фракции.
Поиск способов повышения эффективности часто выходит за рамки приме-
нимости формулы (11.39). Осевой поток ГПЭ нельзя считать пуассоновским, по-
ражение УА может быть обусловлено комбинированным воздействием нескольких
228 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
ПЭ, а не одним удачно попавшим, осевая симметрия статического поля нару-
шается в ЦСК при атаке быстро летящей цели на углах перехвата. Изменение
плотности поля по экваториальным углам может вноситься и намеренно, чтобы
увеличить плотность поля в направлении цели при известной стороне промаха.
Алгоритмическое моделирование поля ПЭ не позволяет учесть особенности
реального поля, не прибегая к упрощениям, неприемлемым в системном анализе
боевой эффективности и оптимальном проектировании. Неадекватная чувстви-
тельность показателя эффективности к изменениям конструкции и принципа
действия лишает смысла поиск оптимального решения по данному критерию.
Альтернативу алгоритмическим методам составляет объектное моделирование,
способное воспроизводить системные взаимодействия.
Объектная модель поля ПЭ
В отличие от программ, выполняющих расчеты по заранее построенным
алгоритмам, объекты моделируют свойства и поведение элементов системы в их
взаимодействии. Объектная модель осколочного поля учитывает индивидуаль-
ные свойства фрагментов разных типов (осколков естественного дробления,
ГПЭ инертных, активных или содержащих реакционные материалы), а также
их совместное воздействие на функциональные элементы цели. Правильно ор-
ганизованную иерархию классов можно модифицировать по мере изменения
и уточнения информационной базы. Свойства осколков образуют класс Fragment,
группы однотипных фрагментов - класс Fract, пространственные распределения
представлены в классах Pole_S, Pole_D, суперпозиция составных полей - в классе
Ро1е_О (рис. 11.20). Эти классы инкапсулируют все данные, описывающие в со-
вокупности осколочное поле, и вычисляют осколочное действие встроенными
функциями.
Класс Fragment наследует класс трехмерных форм Shape3, что позволяет
определять фрагменты различной регулярной формы и создавать статистическое
описание осколков естественного дробления. Баллистические свойства фрагмен-
тов регулярной формы класс Fragment вычисляет встроенными функциями. Класс
Fragment также включает объект класса материалов (Material) и, следовательно,
учитывает все свойства материалов, включенные в этот класс. Ниже приведены
Рис. 11.20. Иерархия классов поля ПЭ
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
229
команды, определяющие закон распределения осколков естественного дробле-
ния по массе, объект Е класса Fragment со средней массой 3,98 г и параметром
формы 1,8, а также объект drob - ГПЭ в форме шарика диаметром 3 мм:
»Sl='l/mm*(ksi*a*(m/ma)Aa*exp(-(m/ma)Aa) +(l-ksi)*b*(m/mb)Ab*exp(-(m/
mb)Ab));';
» S2='mm=3.98;ma=11.4;mb=0.25;ksi=0.28;a=1.2;b=l.l;M=9300;
mi=[0.5:0.1:0.9,1:80];';
» E=Fragment({[3.98;1.8],{Sl, S2}, 'сталь'); drob=Fragment(3);
Шар ( 3.0) massa 0.110
Класс фракций Fract наследует класс Fragment, получает свойства одного
типа фрагментов, добавляет к ним данные о распределении по углам вылета
в статике: сектор, ограниченный передним ф1 и задним ф2 углами разлета, общее
количество фрагментов данного типа, их распределение в двуградусных зонах
между ф] и ф2. Описание осколков естественного дробления косвенно содержит
данные об их количестве (через общую массу и распределение по массовым
группам), поэтому второй аргумент конструктора фракции дробления должен
быть пустым:
» Fl=Fract(E,[],[72;102],[3,4,4,3,5,7,8,7,8,10,12,9,7,7,6,5,4])
Неправильный (естественного дробления) massa 3.8
фрагментов: 1114
сектор: 72 102
распределение (%) 3 44357878 10 12 9776
Количество осколков 1114 вычислено объектом Fragment по массовому рас-
пределению и общей массе осколков 9,3 кг. Фракции ГПЭ создаются с заданным
количеством фрагментов. Их числовое распределение в пределах сектора разлета
в общем случае задается относительным количеством в каждой двуградусной
зоне (в процентах). Если в массиве распределения меньше элементов, чем число
зон в данном секторе, и сумма элементов меньше 100, оставшаяся доля равно-
мерно распределяется в дополняющих зонах (в случае равноплотного поля 4-й
аргумент можно опустить):
» Fdrob=Fract(drob,1000,[0;46],[7,7,6,6,5,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,3]);
Цилиндр ( 6.0 8.0) massa 1.767
фрагментов: 36
сектор: 0 10
распределение^) 5 15 20 25 35
Класс осколочного поля в статике Pole_S может объединить несколько фрак-
ций (массив объектов Fract), если они имеют од инаковые начальные скорости в каж-
дой угловой зоне, т. е. образуют поверхностное поле. Осевой поток фракции Fdrob
и поле радиального разлета из фракции F1 нельзя объединить в одном объекте клас-
са Ро1е_$, так как радиальное поле имеет переменный годограф скоростей У0(ф),
а ПЭ фракции Fdrob вылетают с одинаковой начальной скоростью 200 м/с:
230 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
»V0=[900,950,1150,1280,1300,1350,1380,1400,1450,1400,1360,1340,1320,13
00,1280];
» psi = Pole_S(Fl,V0); ps2 = Pole_S(F2,200);
Класс осколочного поля в динамике Pole_D наследует статическое поле
и добавляет к содержащейся в нем информации скорость носителя в момент
взрыва. Скорость носителя увеличивает осевые составляющие начальных ско-
ростей разлета, соответственно изменяются направления разлета. Для коррект-
ного определения динамической плотности поля с учетом нелинейности преоб-
разования (11.30) перераспределять осколки в динамические зоны необходимо
дробными порциями, разделив двуградусные интервалы и относящиеся к ним
исходные данные на несколько частей. Равномерное разделение по направле-
ниям внутри двуградусной зоны позволит назначить число динамических зон
так, чтобы их ширина была соизмерима с размерами расчетных элементов цели
(УА). Конструктор Pole_D получает объект статического поверхностного поля
Pole_S, поступательную скорость БП в момент срабатывания (&, - 100), число
динамических зон (п = 10) и число разрядов статических зон (т = 4):
» pdl=Pole_D(psl,100,10,4)
Неправильный (естественное дробление) massa 3.8
фрагментов: 1114
сектор: 72 106
распределение^) 23324676799977658
годограф: 900 947 123 1254 1295 1333 1368 13911423 14301387 1355 1336
13171299 1280
скорость носителя: 100
динамический годограф: 957.4 1065.3 1215.11297.11333.3 1366.5 1391.6
1415.8 1431.9 1410.11369.11340.3 1318.2 1296.11274.0
состав динамических зон:
1)66.2-69.3: 4.0 1 (1.00) 2 (0.25)
2)69.3-72.4: 5.0 2 (0.75) 3 (0.50)
3)72.4-75.6: 5.0 3 (0.50) 4 (1.00)
4)75.6-78.7: 8.5 5 (1.00) 6 (0.50)
5) 78.7-81.9:11.5 6 (0.50) 7 (1.00)
6) 81.9-85.0:11.0 8 (1.00) 9 (0.50)
7) 85.0 - 88.1:17.0 9 (0.50) 10 (1.00) 11 (0.25)
8) 88.1 - 91.3:15.8 11 (0.75) 12 (0.75)
9) 91.3 - 94.4:12.8 12 (0.25) 13 (1.00) 14 (0.50)
10)94.4-97.6: 9.5 14(0.50) 15(1.00)
В зонах радиального динамического поля pdl с 66,2°... 69,3° по 94,4 ... 97,6°
показано массовое распределение осколков (в процентах), номера статических
зон, из которых разлетаются фрагменты в данной динамической зоне, и их доля
в статической зоне. Например, запись 1 (1.00) 2 (0.25) означает, что в первой дина-
мической зоне разлетаются все осколки из первой статической зоны и четверть
из второй. Таким образом, в каждой динамической зоне можно определить
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
231
Рис. 11.21. Зависимость вероятности поражения цели от промаха:
1 -ft = 73; 2 = 76; 3 -f. = 79;
среднее количество осколков отдельных фракций, их принадлежность к ста-
тическим зонам, в которых они получили начальную скорость. По параметрам
фрагментов можно вычислить скорость на данном расстоянии от центра взрыва
и, зная массу, оценить поражающую способность каждой группы фрагментов.
Если поле можно считать однородным на проекции (малоразмерной) цели,
вероятность поражения вычисляется согласно выражению (11.40).
Функция Action класса Pole_D вычисляет вероятность поражения Р мало-
размерной цели Т по параметрам поля ПЭ (pd) на расстоянии R от точки сраба-
тывания в направлении fi от оси симметрии: Р = Action(pd, Т, R, fi).
Промежуточной характеристикой поражающей способности БП по данной
цели может служить зависимость вероятности поражения от промаха R. Постро-
им несколько таких зависимостей для различных значений угла ф' (рис. 11.21):
» C='rgb';i=l;R=[l:50];for fi=[73:3:80];P=Action(pd 1,Т,R,fi);plot(R,P,C(i)),i=i+l;hold on,end
Класс комбинированных осколочных полей Pole_O может включать в себя
один или несколько объектов класса Pole_D (например, радиальный разлет и осе-
вой поток), а также объект класса Pole_F, представляющий фугасное действие
поля взрыва. Конструктор Ро1е_О получает к объектов статического поля Pole_S,
скорость носителя и [Л х 2]-матрицу числовых параметров п, т, формирует
из них объекты Pole_D и включает в массив:
pole=Pole_O([psl, ps],100,[10,4;15,4]);
Функция Action(pole, Т, R, fi) вычисляет условную вероятность поражения цели
G(R, ф') на сетке, заданной массивами R, fi, как результат воздействия на цель
Т всех компонентов поля поражения, включенных в pole. Вызов этой функции
без четвертого аргумента (угловых координат):
pole = Action(pole, Т, R) (11.41)
инициирует расчет G(R, ф') для всех возможных направлений разлета осколков.
Если в структуру объекта pole включено и фугасное поле поражения, вероят-
ности принимаются равными единице для всех R, меньших радиуса поражения
цели. КЗП в полном секторе разлета запоминается в структуре копии объекта
pole, возвращаемого в этом случае как результат Action. Вычисленный КЗП
в окрестности БП можно использовать для быстрого вычисления КЗП в ЦСК
в различных ситуациях встречи: G(x, у, z) = G(R, ф'), если координаты (х, у, z)
и (R, ф') относятся к одной и той же точке пространства.
232 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Эффективность осколочного действия по наземным целям
Начало системы координат одиночной наземной цели находится в ее гео-
метрическом центре, ось ОХ направлена вдоль большего горизонтального габа-
ритного размера цели или по направлению возможного движения, ось OZ- вер-
тикально вверх, вторая горизонтальная ось OY- так, чтобы получилась правая
система координат. Координаты точки подрыва зависят от типа ВУ. Мгновенное
действие высотой подрыва считается аппликата центра масс БП в момент удара
(точнее, в момент касания его вершиной плоскости расположения целей). На са-
мом деле, то мгновение, которое проходит от момента касания до начала разлета
ПЭ, достаточно для некоторого заглубления головной части, величина которого
зависит от свойств грунта, что заметно снижает эффективность действия. От-
рицательное влияние оказывают и неровности рельефа местности. Подобные
эффекты исследуются при анализе возможностей повышения эффективности
осколочного действия за счет компоновки БП, упрежденного подрыва, но оценка
эффективности производится при допущениях, что цели расположены на пло-
ской поверхности, осколки разлетаются из центра масс БЧ, лежащего в этой
плоскости или над ней на высоте Н.
Наземные цели можно считать неподвижными по отношению к быстро
летящим осколкам, поэтому осесимметричное поле разлета остается таковым
в ЦСК и скорость встречи осколка с целью равна его собственной скорости в не-
подвижной системе координат. Следовательно, вероятность поражения в цилин-
дрических координатах G(R, ф') и в ЦСК G(x,y, Н) равны, если (х,у, Н) и (7?, ф')
связаны геометрическим условием встречи в момент подрыва (рис. 11.22):
R = 7х2 + / + Н2, (11.42)
Н х
со$ф' = — sin0c--cos0c. (11.43)
R R
Рассеивание эпицентров взрыва с плотностью f(x,y) и высоты срабатывания
fH(z) независимы, если для траекторного подрыва применяется дистанционный
взрыватель. При известном КЗП G(x, у, Н) интегрированием по области опас-
ных разрывов {х, у : G(x, у, Н) > 0} можно вычислить условную вероятность
поражения при срабатывании на высоте Н:
WH(H)= JJ G(x,y,H)f(x,y)dxdy. (11.44)
G(x,y)>0
Осреднение по высоте срабатывания дает полную вероятность пораже-
ния цели:
Нт
w= J WH(H)fz(z)dZ. (11-45)
о
Интегрированием КЗП по зоне опасных разрывов без учета рассеивания
вычислим показатель могущества действия данного БП по данной цели - при-
веденную площадь поражения:
5пр = JJ G(x,y,V)dxdy. (11.46)
G(x,y)>0
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
233
Взаимодействие функции Action
класса Target с объектным аргументом,
представляющим поражающую способ-
ность БП, зависит от того, как определена
поражающая способность и как заданы
остальные аргументы. Если этот объект
принадлежит классу Ро1е_О и в его струк-
туре уже содержится КЗП G(R, ф'), вычис-
ленный по электронной формуле (11.43),
его можно пересчитать в КЗП G(x, у, Н),
используя формулы (11.42) и (11.43) для
установления полярных координат точки рИс. 11.22. Положение снаряда от-
(х, у, Н). носительно цели в момент подрыва:
Полную вероятность, условную веро- 1 - центр цели; 2 - конечный участок
ятность или приведенную площадь пора- таректории
жения W наземной малоразмерной цели Т
по параметрам поля ПЭ pole, созданного подрывом БП с эпицентром (х,у) на вы-
соте Н при угле падения tetac (0с), вычисляет следующая электронная формула:
[W,G] = Action(T, pole, х, у, Н, tetac, X, Z)
(11.47)
При контактном подрыве третий числовой аргумент Н должен быть нуле-
вым. Если координаты х, у, Н - скаляры, W получает значение КЗП в данной
точке. Для вычисления интегральных показателей векторные аргументы х,
у, Н (Н>0) задают соответствующую расчетную сетку. Если аргумент X класса
Norm_2, определяющий рассеивание в плоскости расположения цели, при-
сутствует в списке аргументов, вычисляется вероятность поражения цели
по формуле (11.45), иначе - приведенная площадь поражения (11.46). Еще
один необязательный аргумент Z класса Norm_l задает нормальное распреде-
ление высоты подрыва. Объекты Norm_l и Norm_2 могут включать расчетную
сетку в своей структуре, тогда в списке аргументов достаточно указать цель,
поле поражения, угол подхода и случайные векторы рассеивания: Action(T,
pole, tetac, X) или Action(T, pole, tetac, X, Z). КЗП G(x, у, /7 ) при среднем (или
нулевом) значении высоты срабатывания выводится вторым в списке результа-
тов функции Action, что позволяет построить пространственный график КЗП для
наглядного представления об условиях эффективного применения БП.
Применение электронной формулы Action покажем на примере сравни-
тельного анализа эффективности действия сформированных выше радиального
и комбинированного осколочных полей по легкоуязвимой цели, представленной
следующей моделью уязвимости:
»T=Target('l.O: (0.5,0.45) [0;0.5] {h(2)} | 2.0: (0.25,0.25) [0;0.85] {h(2)J @ А=1.0+1.2')
Сначала вычислим показатели эффективности радиального поля, для чего
создадим объект класса Ро1е_О из объекта статического поля prad, вычислим
осесимметричный КЗП на расстояниях до 100 м от центра взрыва и создадим
объект рассеивания на плоскости с параметрами = о, - 5:
234 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
» prad = Pole_O(ps, Pole_F(3)); prad = ActionfT, prad, 1:100); X=Norm_2([5 5]);
Построим расчетную сетку на плоскости расположения цели, вычислим
приведенную площадь поражения и вероятность поражения при срабатывании
БП на высоте 2 м под углом к горизонту 15°:
» х=-80:80; у= х; Н=3; S=Action(T, pole, х, у, teta, Н); [W,Z]= ActionfT, pd, х, у, teta, Н, X);
5 = 23.541 W = 0.3476
Графическое изображение КЗП позволяет лучше понять, как можно повы-
сить эффективность действия:
» surf(x,y,Z)
Повторяя команды [W,Z]= ActionfT, pd, х, у, teta, Н, X); surf (x,y,Z) с разными зна-
чениями аргументов teta, Н, по графику КЗП (рис. 11.23, а) можно наглядно
представить возможности повышения интегральных показателей эффективно-
сти за счет мероприятий, создающих благоприятные условия для осколочного
а
б
Рис. 11.23. КЗП радиального (а) и комбинированного (б) осколочных полей
действия. Чтобы исследовать влияние ширины сектора разлета осколков, изме-
нения нужно вносить в параметры объекта класса Fract. Радикальным решением
было бы объединение радиального поля от дробления корпуса и осевого потока
(рис. 11.23, б), для создания которого требуется специальное конструктивное
решение:
» pole=Action(T, Pole_O(ps, psi, Pole_F(3)), 1:100);
» x=-80:80; y= x; H=3; [S,Z]= ActionfT, pd, x, y, teta, H, X); surf(x,y,Z)
S= 56.82 W = 0.634
Эффективность осколочного действия по воздушным целям
Сложность оценки эффективности осколочного действия по воздушным
целям обусловлена следующими особенностями.
1. Скорость воздушных целей, как правило, соизмерима со скоростью ПЭ,
поэтому за время полета ПЭ к точке встречи цель смещается на расстояние, кото-
рым нельзя пренебречь. Это осложняет вычисление расстояния R до упрежденной
точки встречи и определение угла вылета <р' по условию попадания в цель.
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия 235
2. Относительная скорость ПЭ зависит не только от величины, но и от сто-
роны промаха, т. е. возникает асимметрия поля поражения относительно цели.
3. Характерные размеры поля поражения, как правило, соизмеримы с раз-
мерами воздушной цели, поэтому цель нельзя считать малоразмерной, а поле -
однородным на проекции цели, следует учитывать пространственное располо-
жение (разнесенность) УА.
В этих условиях переход от координат в ЦСК к полярным координатам во-
круг БП, успешно предпринятый в случае наземных целей, применять нельзя,
так как параметры поля зависят не только от угла вылета ф' в меридиональной
плоскости, но и от экваториального угла.
Сближение БП с целью на параллельных курсах, например, при стрель-
бе по ПКР в ближней зоне обороны корабля, сохраняет осевую симметрию
поля ПЭ в ЦСК. В стрельбе на встречных курсах осевое метание ПЭ может
оказаться более эффективным, чем радиальный разлет, но установить это мож-
но не простым расчетом соответствующих полей поражения, а сравнением
их оптимальных вариантов, наилучшим образом реализующих оба принципа
действия. Для успешной оптимизации предпочтительнее быстродействующие
расчетные модели, рационально учитывающие специфику задачи. Процедуру
оптимизации в условиях параллельных курсов нельзя применять для зенит-
ных ракет, атакующих на курсах перехвата, но в стрельбе по вертолету, низкая
скорость которого может влиять только на упреждение точки прицеливания, в
расчетах поражающего действия скоростью цели можно пренебречь. Встречей
на параллельных курсах можно считать и создание статичного поля ПЭ на пути
высокоскоростной цели (поле типа «завеса»).
Сохранение осевой симметрии осколочного поля в ЦСК позволяет построить
КЗП в цилиндрической системе координат (г, z) с началом в центре цели, осью z
вдоль вектора относительной скорости и осью г (промах) в плоскости, содер-
жащей БП. Интегрированием G(r, z) по возможным положениям точки сраба-
тывания с плотностью распределения f(r, z) =/г(к)/я\(г\г) получим вероятность
поражения цели
00
= J J G(r,z)f(r,z) drdz, (11.48)
— оо О
где г - максимальный промах, до которого неконтактное взрывательное устрой-
ство (НВУ) еще реагирует на цель. Для вычисления КЗП необходимо сначала
определить с помощью функции Pole_D/Action параметры движения каждой
фракции ПЭ в динамических зонах ф' на расстояниях Rt=r / зш(ф'), пройден-
ных до встречи с целью на промахе г. Все ПЭ k-й группы в z-й динамической
зоне имеют в момент возможной встречи с целью t.k собственную скорость v.k
и пересекают траекторию цели в точках zik = z-rtg^') - tjkv , где z - осевая
координата точки срабатывания в ЦСК, va - скорость цели. Массивы v.k, t.k, вы-
численные функцией Pole_D/Action с входными данными ф', г / зш(ф'), зависят
от промаха г, а координаты z.k - еще и от выбранной осевой координаты z. По-
вторяя эту процедуру для разных значений z на сетке возможных промахов,
можно установить интервалы [z((r), z2(r)] осевых координат срабатывания,
236 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
допускающих накрытие цели полем ПЭ. Для вычисления КЗП в зоне опасных
разрывов объект Pole_D использует параметры поля в условно конечном состо-
янии, достигнутом в момент пересечения каждой группой ПЭ траектории цели.
Скорость соударения вычисляется векторным сложением собственной скоро-
сти vik и скорости цели vu, получаемой от объекта цели Target. Сеточную функцию
G(r, z) следует интегрировать сначала по z, чтобы найти оптимальное положение
точки срабатывания.
Условная вероятность поражения цели на данном промахе получается
осреднением КЗП по вероятным положениям точки срабатывания (УЗП):
U (г') = J G(r,z)/Z|r(z | г) dz.
Случайный разброс точек срабатывания подчиняется нормальному закону
с СКО ог, который характеризует точность работы НВУ:
Геометрическое место математических ожиданий точки срабатывания
в трубке промахов z0(r, 0) называют поверхностью срабатывания. Номинальным
положением точки z0 на траектории можно управлять, устанавливая нужную
задержку срабатывания от момента реагирования НВУ на цель. Очевидно, что
параметр z0 следует оптимизировать по критерию максимума зависящей от него
условной вероятности поражения U на каждом промахе, что в итоге приводит
к максимальной вероятности поражения:
Wi = ]u(r)fr(r)dr. (11.49)
о
Оптимальная задержка срабатывания на параллельных курсах зависит
от промаха и относительной скорости, а в общем случае и от стороны промаха.
Реализация оптимальных условий срабатывания в конкретных условиях встре-
чи возможна постольку, поскольку бортовая система получает информацию
о параметрах сближения и может оперативно вычислить оптимальное решение.
Оптимизация задержки срабатывания БЧ в произвольных ситуациях
встречи с воздушной целью позволяет сформировать эффективное осколочное
поле, настроенное на благоприятный для накрытия цели момент срабатывания.
Оптимальное поле может быть достаточно узким, создающим высокую плот-
ность потока осколков. Оптимизированному полю должна соответствовать адап-
тация боевого снаряжения в действии, иначе плотный поток может пролететь
мимо цели. Это не означает, что бортовая аппаратура подрыва должна выполнять
в полном объеме оптимизацию задержки срабатывания, получив от датчиков
информацию о промахе, относительной скорости и т. д. Ни вычислительными
ресурсами для оптимизации в реальном времени, ни полными достоверными
данными о ситуации встречи бортовая система не располагает.
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
237
Исходя из реальных возможностей, т. е. с теми исходными данными, кото-
рые предполагаются известными на борту, и необходимо осуществлять пред-
варительную оптимизацию момента срабатывания. Процедура статистического
моделирования случайных условий встречи в каждой реализации получает
с помощью математической или имитационной модели НВУ момент реагиро-
вания на цель и соответствующую координату центра БЧ в этот момент в ЦСК.
Необходимо найти оптимальное положение точки срабатывания, пересчитать
его на время задержки, поделив смещение на относительную скорость, и завер-
шить реализацию занесением оптимального времени задержки вместе с ком-
бинацией исходных данных в таблицу результатов. Заполненную таблицу, если
в ней представлены все возможные ситуации встречи, можно считать носителем
статистической связи оптимального времени задержки срабатывания с парамет-
рами встречи. Ее можно выразить уравнением регрессии, занести в бортовой
вычислитель и использовать для определения задержки срабатывания по изме-
ренным параметрам встречи.
Выбрать подходящий вид уравнения регрессии т = F(r, 0, v , ...), связыва-
ющего временной фактор т с такими пространственными и кинематическими
параметрами, как промах г, фаза промаха 0, относительная скорость vr и т. п.,
несложно. Вопрос о том, какие из параметров должны входить в уравнение
регрессии, не имеет однозначного решения: в разных ситуациях те или иные
параметры встречи могут быть измерены или оставаться неопределенными. По-
этому нужно определить коэффициенты для нескольких вариантов уравнения
регрессии с разными комбинациями параметров и предоставить возможность
бортовой системе выбирать из них подходящее уравнение по ситуации.
Боевая эффективность характеризует качество не БЧ, НВУ, системы наведе-
ния в отдельности, а качественно их взаимодействия. Процедура согласования
направленности разлета ПЭ и момента срабатывания справедлива в произволь-
ных условиях встречи, в ситуации параллельных курсов она заметно упроща-
ется, а если принять дополнительные допущения, можно обнаружить явное
выражение показателя эффективности как функции системы оружия.
Экспресс-методика оценки действия радиального осколочного поля
по воздушной цели в рамках допущения о параллельности курсов использует
обобщенную модель цели и упрощенную модель осколочного поля. Вместо
агрегатной модели уязвимости цель представлена цилиндром эффективной
длины Ьз с уязвимой площадью, зависящей от скорости и массы осколка. Поле
разлета ПЭ имеет равномерную плотность между передним <р, и задним ф2 угла-
ми разлета, а также равномерный годограф начальных скоростей v(). В этих до-
пущениях КЗП зависит только от промаха в пределах зоны опасных разрывов,
которая в неподвижной системе координат ограничена двумя круговыми кону-
сами с углами полураствора и (р'2, касающимися, соответственно, переднего
и заднего торцов эквивалентного цилиндра, перенесенного в упрежденную
точку Дг (рис. 11.24). Вероятность срабатывания НВУ в этой зоне - функция со-
гласования взрывателя S(r) - получается интегрированием плотности ошибок
НВУ fz\A.z\ г) в интервале [z,(r), z2(r)],
где zt(r) = Дг-Лэ/2 + rctgq)^, z2(r) =/\. + + rctgcp'. (11.50)
238
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.24. Условия попадания ПЭ в цель при сближении на параллельных курсах
Оптимальным упреждением Аг в данном случае можно считать смещение
центра цели за время движения осколка в медианном угле ф до траектории цели
(без учета потери скорости):
А = v t = v
г иг ц
Г
&0СО8ф’
- Ф2 “ Ф1
где Ф = 2 •
Очевидно, что в оптимальном положении поверхность срабатывания делит
зону опасных разрывов пополам, т. е. z0(r) - (z((r) + z2(r))/2, тогда интеграл
fz\r (z\r) в симметричных пределах (функция согласования) принимает макси-
мальное значение. Интегрируя УЗП U(r) = G(r)S(r) по возможным промахам
с плотностью Дг) в пределах чувствительности НВУ гт, получим полную вероят-
ность поражения как результат взаимодействия БЧ, НВУ и системы наведения:
= J G(r)S(r)f(r)dr. (11.51)
о
Конечная скорость ПЭ, преодолевшего расстояние R до траектории це-
ли, а значит, и скорость встречи зависят от промаха г и динамического угла
вылета ф':
вшф' ’
VR =V^QaHR,
v2 = +^±2ояоцсо8ф'. (11.52)
Зависимость от углов вылета слабее, чем от промаха, ею можно пренебречь,
приняв за скорость встречи величину, вычисленную для среднего угла вылета
ф' = (ф] + ф2) / 2. Плотность равномерного распределения Nфрагментов на ци-
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
239
линдрической поверхности с радиусом г и длиной / = г(ctgcp^ - ctgcp^) между
конусами с углами полураствора (pf, (?'2 обратно пропорциональна квадрату
промаха:
П(г) =
N
2nrl
_________N_________
2nr2(ctg(p[ - ctgcp')
(11.53)
Математическое ожидание числа эффективных попаданий равно произве-
дению плотности поля на уязвимую площадь, если поле полностью накрывает
цель. При малых промахах, меньших величины г* - LJ (ctg<p[ - ctg(p2), площадь
накрытой части цели составляет Д//Д:
П(г)р(7,*>)\
т (г) - ’ П(г)р(^,г?)5ц
27ir2(ctg(p;-ctg(p')
I _NSy(q,vB)
L3 2nrL3
при r > r*
при r < r*
(11.54)
Хотя КЗП G(r) - 1 - exp(-m*(r)), полученный в результате многочислен-
ных упрощений, имеет приближенный характер, интегральная зависимость
эффективности действия от поражающей способности, функции согласования
взрывателя и закона распределения промахов (11.51) показывает благоприятные
условия для достижения максимальной эффективности. Функции G(r) и S(r)
зависят от скорости цели, которая является неуправляемым параметром. Необ-
ходима оптимизация времени задержки срабатывания взрывателя для повыше-
ния УЗП U(r) = G(r)S(r) в некотором диапазоне скоростей встречи, что в итоге
максимизирует полную вероятность поражения.
С помощью программы W_at, реализующей изложенную экспресс-мето-
дику, построены графики G(r), S(r), U(f) при скоростях цели 500 и 1000 м/с
на встречном курсе и при скорости 500 м/с с наведением вдогон (рис. 11.25).
Они показывают степень снижения промежуточных показателей, если момент
срабатывания не регулируется.
Оптимальное положение образующей поверхности срабатывания z0(r) за-
висит от скорости цели. Бортовому вычислителю может быть известна относи-
тельная скорость &отн = Д ± о . При переходе из системы координат БП в ЦСК
статические углы разлета ф преобразуются по формуле
.. 0п8Шф
ф - arctg---у1---------
vt ± Vu + и0СО5ф
Определив этим преобразованием передний и задний углы сектора разлета
в ЦСК ф" и (р", выразим и границы зоны опасных разрывов в ЦСК:
Z](r) - -LJ2 + г^ф", z2(r) - LJ2 + г^ф".
Образующая поверхности срабатывания z0(r) - г(^ф"+ ^ф")/2 косвенно
учитывает относительную скорость БП и цели и соответствует наилучшему
240
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.25. КЗП, УЗП и функция согласования при различных относительных
скоростях:
------G,-------S,.....-U
согласованию взрывателя с направлениями разлета ПЭ при встрече на парал-
лельных курсах. Задержка срабатывания должна отсчитываться от момента
реагирования НВУ. Геометрический подход связывает положение реагирования
с касанием лепестка узконаправленной антенны передней кромки цели на дан-
ном промахе при известном угле направленности луча. Это более грубая модель
согласования по сравнению с изложенным выше общим методом построения
уравнения регрессии для момента срабатывания с учетом реальной чувствитель-
ности НВУ к отраженному сигналу от цели. Корректировка положений точки
срабатывания в экспресс-методике нужна лишь для того, чтобы выполнять пред-
варительную оценку достижимой эффективности действия в условиях, близких
к оптимальным. Эти решения подлежат уточнению более точными и универ-
сальными методами.
Универсальная объектная методика расчета вероятности поражения
воздушных целей в симметричном осколочном поле не использует каких-либо
иных допущений, кроме осевой симметрии статического поля. Направленные
поля с перераспределением осколков в сторону цели создаются особыми про-
ектными решениями. Достаточно внести эти особенности в объектную модель
поля, создав производный класс от Pole_S, чтобы превратить универсальную
методику в инструмент анализа эффективности конструктивного решения.
Отказ от искусственных допущений ведет к большим затратам времени на по-
лучение решений, однако эти решения, в отличие от оценочных показателей,
свободны от методических погрешностей, их можно использовать в контексте
системного анализа.
Объектная модель действует «как есть», что исключает методические
ошибки. В стрельбе по быстро летящим воздушным целям ошибка построения
траектории ПЭ в ЦСК может превысить габариты цели вследствие искривления
траекторий в ЦСК (имеется в виду не «провисание» траекторий под действи-
ем силы тяжести, потому что в пределах убойного интервала оно составляет
доли метра и справедливо не учитывается), а при переходе в ЦСК векторное
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
241
вычитание скорости цели из неизменных по направлению, но уменьшаю-
щихся по модулю векторов скорости ПЭ прогрессивно склоняет траекторию
в сторону, противоположную движению цели. Степень искривления индиви-
дуальна для каждой группы фрагментов, так как зависит от баллистического
коэффициента и векторного соотношения между начальной скоростью фраг-
мента и скоростью цели (рис. 11.26). Поэтому нельзя правильно определить
Рис. 11.26. Траектории ПЭ, вылетающих по нормали к оси, в ЦСК:
1 -v - 738 м/с; 2-v0- 800 м/с, b = 0,005; 3 -v0 = 800 м/с, b = 0,01; 4-v0 - 1300 м/с,
b = 0,02;5-vo = 20,..., 100 м/с
условия накрытия цели для всего поля, каждый ПЭ (вернее, объект, пред-
ставляющий ПЭ) определяет по индивидуальной комбинации данных, куда
он попадает. Алгоритмические методы решают эту проблему приближенно,
заменяя начальную скорость средним арифметическим начальной и конечной
скоростей. Действительно, пунктирная прямая 1 в среднем ближе к соответ-
ствующей траектории 4, чем касательная в начальной точке. Практически
прямолинейными относительные траектории остаются в двух случаях: когда
скорость цели много меньше скорости осколков и, наоборот, когда скорость
осколков много меньше скорости цели в так называемом поле «завеса» 5.
Параметры поля в системе координат скоростной цели формируются
в классе Pole_DT, производном от класса Pole_D. Сначала базовый класс фор-
мирует своими средствами симметричное динамическое поле, увеличивая
осевые составляющие начальной скорости на величину скорости носителя
(БП). Как известно из описания класса Pole_D, данные о суммарных скоростях
и параметрах распределений по круговым динамическим зонам хранятся в его
структуре (в массиве ячеек Z). В классе Pole_DT осколки круговых динамиче-
ских зон равномерно распределяются в т секторах экваториальной плоскости,
устанавливается пространственная ориентация скоростей через середины сек-
торов, после чего к скоростям прибавляется вектор иц и в соответствии с но-
выми направлениями суммарных скоростей все группы перераспределяются
по круговым зонам и секторам. Двумерный массив ячеек 72. хранит параметры
242
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
пространственного распределения так же, как в массиве Z представлено рас-
пределение по симметричным круговым зонам.
Определение параметров потока осколков на элементах цели выполняется
просто, если относительные траектории прямолинейны. Агрегаты цели сами
по координатам центра разлета и своим координатам в ЦСК определяют на-
правления разлета попадающих осколков, получают данные из соответствую-
щих ячеек массива ZZ и оценивают суммарное действие по среднему числу по-
ражающих попаданий согласно формуле (11.40). При большой относительной
скорости место попадания определяет для себя каждая группа осколков, причем
в несколько итераций по линеаризованным отрезкам траектории. В случае по-
падания в УА группа осколков регистрирует в его структуре данных свои пара-
метры и скорость встречи. После того, как все попадания зарегистрированы, УА
анализирует их совместное поражающее действие и определяет свое состояние,
а объект Цель по состоянию УА и логическим формулам ФСУ вычисляет вероят-
ность поражения - одну точку КЗП.
Массив расчетных точек для вычисления КЗП удобно создавать в цилиндри-
ческой системе координат (г, 0, z) с основанием в картинной плоскости, перпен-
дикулярной вектору относительной скорости и содержащей центр цели. Промах
г - это расстояние от центра до следа случайной траектории в картинной пло-
скости, 0 - угол от вертикали до следа траектории (фаза или сторона промаха),
z — осевая координата вдоль вектора относительной скорости. Для вычисления
УЗП U(r) необходимо провести расчеты на множестве траекторий с промахом
г для разных сторон промаха, так как уязвимость цели неоднородна по направ-
лениям. Если поверхность срабатывания задана, расчетные точки на траекто-
рии должны покрывать интервал ±3oz от нее, а если среднее положение точки
срабатывания подлежит оптимизации, интервал неопределенности значительно
шире. Для вычисления полной вероятности нужно оценивать вероятности по-
ражения при попаданиях и на всех промахах до максимального г п. Такой объем
вычислений требует высокого быстродействия компьютера. Поскольку расчеты
каждой точки КЗП независимы, эффективно распараллеливание вычислений.
Расчеты сильно упрощаются в случаях, когда относительные траектории
ПЭ можно считать прямолинейными. Такое предположение справедливо для
осевых потоков осколков.
Эффективность осколочного действия осевого потока ПЭ
По сравнению с полями радиального разлета осевые потоки ПЭ имеют
меньший ресурс для метаемой массы, меньшие размеры плотного поля, а зна-
чит, более чувствительны к качеству наведения и точности своевременного
срабатывания. Перераспределение ресурса в пользу выбрасываемой массы
ПЭ без придания большой осевой скорости («завеса») выгодно для борьбы
с быстро летящими целями. В этом случае в ЦСК неподвижное дисковое поле
действует как осевой поток ПЭ (см. рис. 11.26). В обоих случаях относитель-
ные траектории прямолинейны и команда на срабатывание должна поступить
в некоторой расчетной точке на траектории БП (или цели) независимо от ве-
личины промаха.
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия 243
Эффективность поля «завеса» определяется точностью доставки БП
на траекторию цели и ошибками момента срабатывания. Все ПЭ осевого потока
в относительном движении находятся внутри конуса с осью, совпадающей
с вектором относительной скорости &1ц (рис. 11.27). В ЦСК при сближении
в радиальном направлении ,
с вектором от-
на параллельных курсах направление ПЭ, имеющего максимальную скорость
Г vm 4
составляет угол ф'„ = arctg —
К
носительной скорости, а остальные ПЭ движутся в пределах конуса с углом
раствора 2(р'т. К моменту пролета цели, т. е. через промежуток времени t =—,
круговое поле имеет радиус
vm
rm=^t = z^- = z^'m-
У1ц
Считая, что скорость встречи ПЭ с целью - о, (скоростью сопротивления
воздуха и собственной скоростью разлета можно пренебречь), определим уязви-
мую площадь как постоянную величину в зоне опасных разрывов S* - S\q, о1ц).
Таким образом, среднее число поражающих фрагментов зависит только от ко-
ординаты z:
w(z) = n(z)S‘(^ ) = —= Д-,
TtZ tg фД! z
где P =
NS*
Соответственно, КЗП в зоне опасных разрывов представим функцией
упреждения z:
G(z) = l-e"
= 1 - exp
(11.55)
244
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Вероятность того, что срабатывание произойдет в зоне опасных разрывов,
тоже зависит от дистанции z, так как гт зависит от z. При нормальном круговом
рассеивании промахов с вероятным отклонением о вероятность накрытия цели
определяется по закону Рэлея:
'm / 2fa2m' А
Р(г < rm) = S(z) = J f(r)dr = 1 - exp - m = 1 - exp(-az2),
2 /
где a = | , а вероятность поражения
Wz(z) = G(z)S(z) = 1
Как произведение монотонно убывающей G(z) и монотонно возрастаю-
щей S(z) функций, вероятность поражения Wz(z) имеет максимальное значение
в точке экстремума:
1 JaW
tgq>; v 2л
Это значит, что срабатывание должно произойти на оптимальной дистан-
ции от цели z, если не учитывать ошибки моментов срабатывания. Вследствие
ошибок определения дальности, установки и срабатывания взрывателя слу-
чайная дистанция подчиняется нормальному закону f^z) с параметрами mz, <5z.
Вероятность поражения одним выстрелом следует осреднить по возможным
значениям z:
?p; = |n;(z)/z(z)jz.
Очевидно, что ошибка момента срабатывания в сторону запаздывания
в среднем сильнее снижает вероятность поражения цели, поскольку недорас-
крывшееся поле может не захватить цель, хотя в случае накрытия вероятность
поражения более плотным полем несколько возрастает. Ошибка в сторону уве-
личения дистанции ведет к плавному снижению вероятности Wz вместе с плот-
ностью П(г). Асимметричное влияние ошибки взрывателя сдвигает оптимум
среднего положения срабатывания в сторону увеличения дистанции тем больше,
чем больше СКО ог этой ошибки (рис. 11.28).
Вероятностная модель осевого метания ПЭ имеет важную особенность,
связанную с тем, что количество ГПЭ в блоках, как правило, недостаточно ве-
лико для создания пуассоновского поля, характеризуемого плотностью (коли-
чеством точек на единицу площади).
11.8. Эффективность средств поражения осколочного действия
245
Рис. 11.28. Зависимость вероятности поражения от дистанции срабатывания:
/-ст=1; 2-а = 2; 3-о = 3; 4-а = 4
Хотя ГПЭ в блоках размещены регулярно,
направления разлета нельзя считать детерми-
нированными. В дискретных случайных по-
лях с осевой симметрией распределение числа
фрагментов по меридиональным углам вылета
зависит от конструкции, а распределение по эк-
ваториальным углам равномерное. Фрагменты,
вылетающие в секторе [фр ф2], в котором распре-
деление равномерно на соответствующем поясе
сферы с центром в начале разлета (рис. 11.29),
имеют случайные координаты (0, ф). Координа-
та 0 подчиняется равномерному закону в интер-
вале [0, 2л], угол ф в меридиональной плоско-
сти - закону синусаДф) = A sin ф, ф е [фр ф2].
Константа А в законе распределения определя-
ется из условия нормированности:
СОЗф] — СО8ф2
Рис. 11.29. Поле ПЭ в сфери-
ческой системе координат
(11.56)
Случайные реализации экваториальных углов 0 получим умножением
случайных чисел rand из интервала [О, 1] на 2л, а реализации угла ф - с помо-
щью обратной функции F 4 к функции распределения Р(ф) =Л(созф1 - cos ф2):
ф = агссоз(со8ф1 - rand/Л).
Статистическое моделирование действия дискретного поля ПЭ генери-
рует в одном испытании реализацию точки срабатывания, разыгрывает направ-
ления разлета всех ПЭ согласно распределению. Каждый ПЭ определяет, куда
он попадает, передает объекту цели Т место попадания и параметры встречи.
246
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
По результатам всех попаданий элементы цели определяют свое состояние (по-
ражен/не поражен), а объект Т по формулам ФСУ определяет событие поражения
и, если оно наступило, увеличивает соответствующий счетчик числа успешных
испытаний. Относительное число успешных испытаний по показаниям счетчика
принимается за оценку вероятности поражения:
» Cyb=Fragment();F=Fract(cub,28,[0,12],800);pd = Pole_DS(F,800);
pd=Pole_DD(ps,300);
» P=Action(T, pd, N, {[fi,teta], Norm_l(U,sigmaU), Norm_2([sigmax,sigmay]))
P=0.3420
11.9. Особенности оценки эффективности
боеприпасов непосредственного действия
Ущерб, нанесенный площадной цели, характеризуют величиной поражен-
ной площади Sn, на которой имеются повреждения не менее заданных, или
относительной долей пораженной площади U- Sn/Sa, где 5ц — площадь цели.
Если площадная цель представляет собой совокупность элементарных целей,
распределенных на площади с постоянной плотностью X, то характеристи-
кой действия может служить доля пораженных объектов, которая также сводит-
ся к отношению площади зоны поражения 5п (в которой находится в среднем
NnXSn ЭЦ) к площади расположения ЭЦ S с общим количеством N = XS , т. е.
N/N=S/S=U.
п ц п ц
Зону возможных поражений (ЗВП) вокруг точки срабатывания БП, где по-
ражающие факторы превышают критический уровень для данной цели, можно
считать детерминированной с площадью 5вп. Площадь пораженной части цели 5п
меньше ЗВП, если она частично или полностью выходит за пределы цели. Воз-
можные значения доли пораженной площади U = SJ 5ц случайны в интервале
[О, ит], где ит = SBn/Su. В качестве показателя эффективности принимают либо
вероятность события (U> ц^) при некотором заданном требуемом уровне этой
характеристики и^, либо математическое ожидание М[17] - среднюю долю
пораженной площади цели.
Форму ЗВП принимают круговой с радиусом поражения 7?п или прямо-
угольной с размерами (2/. х 2Q. Прямоугольная форма ЗВП и ориентация вдоль
главных осей рассеивания могут быть оправданы тем, что она образуется со-
вокупным действием нескольких БП или субснарядов, рассеянных в области,
вытянутой в направлении стрельбы. Площадь характерной цели задают пря-
моугольником со сторонами 2Lx, 2Ly, ориентированными вдоль главных осей
рассеивания (рис. 11.30).
Для вычисления M[U] или Р(И> и^) необходимо знать функцию распреде-
ления F(u), называемую функцией ущерба. Характерная особенность функции
ущерба - наличие двух разрывных точек, соответствующих конечным значениям
вероятности нулевого значения доли поражениярй = P(U = 0) и максимального
11.9. Особенности оценки эффективности боеприпасов непосредственного действия 247
значения рт = P(U = ит). Поэтому средняя доля ущерба вычисляется как мате-
матическое ожидание дискретно-непрерывной случайной величины:
ит ит
ми = \ udF + ^XiPi = J udF + pmum.
О ' о
Грубую оценку Ми до вычисления функции ущерба можно получить, по-
лагая dF = = (1 - рп - р }/и :
Ми =у(1-Р0~ + + Рт~ Р0\
Построение функции ущерба
при независимых ошибках по направлениям
Относительную площадь ЗВП прямоугольной формы можно выразить
произведением относительных линейных перекрытий по направлениям Ux,
U. Так как прямоугольники ориентированы по главным осям рассеивания,
средняя доля ущерба равна произведению средних линейных перекрытий
М[{7] -M[U^M[U^. Рассматривая Ux как функцию случайного аргументаX
U (х) = ф(х) =
Ф, (х) = b + х,
Ф2(х) - Ь-х,
-Ь<х< -а,
а<х<Ь,
где а - (Lx - / .) /2, b — (Lx + /х) /2, получим закон ее распределения по известному
закону распределения аргумента - координаты X е N(mx, ох) случайного цен-
тра зоны поражения. Функция ф(х) имеет восходящий и нисходящий участки,
248
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
поэтому Fv(u) в интервале непрерывности 0 < и < ит - I представляет собой
сумму двух слагаемых:
Fu Ю = Fx (Ж1 («)) + [1 - Fx (V2 («))],
где V,(M)_ обратные функции к ф;(х):
%! = ф, (и) - и - Ь,
= у2(и) = Ь-и.
Функцию Fv(x) выразим через стандартную функцию нормального рас-
пределения аргумента:
' Ь-и-тх
+ 1-Ф*
, 0<и<ит. (11.57)
При подстановке в функцию (11.57) концов интервала и =0 и и = ит получим
7^(0) > 0, F^uJ < 1, причем р0 = 7^(0) ирт = 1 - Fv(um) определяют разрывы
функции ущерба.
Электронная формула AreaTarg вычисляет среднюю долю линейного пере-
крытия по размерам цели и ЗВП, параметрам нормального рассеивания. Если
заданы только два аргумента, они понимаются как безразмерные величины
LJах и 1х/ах при тх - 0. Например, при LJах - 8, /х/ох = 4:
» Mx=AreaTarg(8,4)
М = 0.4979
Третьим аргументом AreaTarg вводится СКО, четвертым (необязательным) -
систематические ошибки (по умолчанию принимаются нулевыми). Если СКО
задано, размеры вводятся в абсолютных величинах. Можно также ввести тре-
тьим аргументом структуру с полями тио, например:
» Х.т=30; X.s=10; Mx=AreaTarg(80,40,X)
М = 0.3646
Этот пример отличается от предыдущего только наличием систематиче-
ской ошибки тх - 30. С помощью электронной формулы AreaTarg можно вы-
числить среднюю относительную площадь перекрытия прямоугольников
M[U]=M[Ux]M[irj:
» Y.m=20; Y.s=15; M=AreaTarg(80,40,X)*AreaTarg(65,30,Y)
M = 0.1282
Корректное построение функции ущерба в рамках прямоугольной формы
ЗВП не решает проблему расчета эффективности стрельбы по площадной цели.
Ущерб от одного выстрела не приведет к поражению цели, а построить функцию
ущерба в нескольких выстрелах таким способом невозможно. Случайные пере-
крытия зон поражения в нескольких выстрелах могут моделировать «умные»
объекты, что дает возможность оптимизации искусственного рассеивания для
эффективной залповой стрельбы по площадям.
Объектное моделирование плоских перекрытий
Объектная технология анализа эффективности действия по ПЦ основана
на моделировании ЗВП и цели объектами классов, производных от базового
11.9. Особенности оценки эффективности боеприпасов непосредственного действия 249
класса плоских фигур Shape2, а рассеивания центров ЗВП - объектом класса
Norm_2. Определив объект U с формой и размерами ЗВП, объект Т с формой и раз-
мерами цели, объект X с характеристиками нормального рассеивания на пло-
скости, построение функции ущерба и вычисление средней доли пораженной
площади в одном выстреле можно выполнить методами классов.
Создадим экземпляр А класса прямоугольников со сторонами 80 х 65 (цель)
и такой же объект В с размерами 40 х 30 (ЗВП), нормально распределенный век-
тор X с параметрами тх = 30, = 10, ту = 20, = 15:
» A=Rect(80,65); B=Rect(40,30); X=Norm_2([10 15],[30;20]); N=10000;
Теперь генерируем N- 10 000 случайных точек, установим в каждую из них
объект В и вычислим в этих положениях площадь пересечения В с А, среднюю
и максимальную относительные площади пересечения, а затем построим функ-
цию ущерба с помощью электронной формулы SmartHist:
» Y=Gen (X,N); S=[];for i=l:N S(i)=Area(Sect(A,MoveTo(B,Y(:,i)))); end
» M=mean(S)/Area(A), um=Area(B)/Area(A), F=SmaryHist(S);
M = 0.1280 urn = 0.2308
Объектная технология обработки пересечений не зависит от формы фигур.
Объекты А и В в операторе вычисления площадей пересечения S(i) ведут себя
полиморфно. Это значит, что можно заменить не только размеры, но и формы
фигур при определении А, В без изменения команды. Например, на прямоуголь-
ник можно бросать круги:
» A=Rect(80,65); B=Circ(30);
заменить цель кругом или составить сложную фигуру в качестве цели:
» R=Rect(80,65), C=Circ(40,[100;0]); A=Union(R,C)
Пересечения цели и ЗВП в десяти случайных реализациях (рис. 11.31, а - в) по-
строены следующей командой, повторенной для трех комбинаций форм:
» Z=Gen (X,10);Show(A); for i=l:10 S=moveTo(B,Z(:,i));T=Sect(A,S);
Show(S,'Hr', T/Fc'); end
Рис. 11.31. Случайные пересечения ЗВП с площадной целью
250
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Эффективность поражения
площадной цели в нескольких выстрелах
Эффективное поражение площадной цели можно обеспечить мощной БЧ,
создающей достаточно большую область поражения, или за счет достаточно
большого числа выстрелов обычными БП с относительно малой областью по-
ражения. Средняя доля ущерба в п выстрелах Мп вследствие перекрытия обла-
стей поражения возрастает не пропорционально числу выстрелов, а несколько
слабее: М < пМ{. Для уменьшения перекрытий применяют разнесенную стрельбу
или искусственное рассеивание. Существуют приближенные формулы для
оценки средней доли ущерба при некотором «оптимальном» распределении
точек прицеливания. Естественно, таким способом нельзя найти оптимальное
распределение.
Особенности определения ущерба ПЦ отражены в специальном классе для
этого типа целей Target_S. Объект ПЦ конструктор этого класса создает по опи-
санию геометрии цели и ее уязвимости в обычном формате:
» T=Target_S(' (2000,1000) {pik(2, 20,25)}')
Применительно к объектам Т класса Target_S электронная формула Action
вычисляет функцию ущерба F, построенную по результатам N статистических
испытаний, определяющих суммарную пораженную площадь Sen выстрелах
с групповыми Xg и индивидуальными Xi ошибками:
[F,S]=Action(T, B,P,Xg,Xi, n, N)
Объект В в списке аргументов определяет поражающую способность БП,
объект Р класса Point-точки прицеливания. Объект В может принадлежать классу
Pole_F, функция Action этого класса создает объект обобщенной цели, определя-
ющий ЗВП для данной ПЦ. Можно определить ЗВП отдельно, создать объект
соответствующего геометрического класса и использовать его в электронной
формуле Action в качестве аргумента В, способного определять пересечения
ЗВП с целью.
Объект Р содержит одну или несколько точек прицеливания. В п залпах
производится по одному выстрелу в каждую точку прицеливания, т. е. общее
число выстрелов равно произведению аргумента п на число точек в объекте Р.
Перенос точки прицеливания выполняется смещением центра в объекте Xg. Ар-
гумент Р может отсутствовать, тогда все п выстрелов выполняются с одинаковой
групповой ошибкой и систематическим отклонением, заданными объектом Xg.
Вычисление суммарной площади множества фигур с учетом перекрытий
выполняет переопределенная операция sum в классе множества фигур SetOfShape.
Электронная формула Action сначала определяет пересечения цели со случайно
разбросанными ЗВП от каждого выстрела, включает области пересечений как
объекты класса Polygon в объект класса SetOfShape и запрашивает у него суммар-
ную площадь. После обработки массива S площадей поражения в N испытани-
ях электронной формулой SmartHist (построитель гистограмм) статистическая
функция распределения возвращается первой в списке результатов Action как
функция ущерба F при залповой стрельбе.
11.9. Особенности оценки эффективности боеприпасов непосредственного действия 251
Проведем 1000 испытаний по 28 выстрелов на одной установке прицела
(по умолчанию - в центр цели):
» B=Rect(100,80); Xg=Norm_2([150 75]/0.675); Xi=Xg;
[F,S]=Action(T,B,Xg,Xi,28,10000);
Случайное расположение областей поражения в одном испытании показыва-
ет, что области поражения недостаточно рассредоточены по прямоугольнику це-
ли (рис. 11.32, а), из-за чего доля накрытой площади цели существенно меньше
максимально возможной величины ит = nSB/SA — 0,112. Средняя доля поражений:
» Ms=mean(S)
MS = 0.0761
Длина, м
Длина, м
Рис. 11.32. Функция ущерба при нескольких выстрелах и различных характеристи-
ках рассеивания снаряда:
а - результат п = 28 выстрелов на одной установке прицела по центру прямоугольника
2000 х 1000 м с вероятными отклонениями Ех - 120 м, Еу — 80 м; б - то же самое при
Ех = 300 м, Е = 150 м; в - разнесенная стрельба с точками прицеливания (-400, 200),
$00, 200), (-400, -200) и (400, -200) при Д = 120 м, Е = 60 м
252
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Удвоив вероятные отклонения, чтобы рассредоточить области поражения,
получим более равномерное распределение ЗВП по прямоугольнику цели, од-
нако часть из них по причине большого рассеивания попала за пределы цели
(рис. 11.32, б). Как показывает график функции ущерба, вероятность макси-
мального накрытия в этом вариантер{ = 0,05. Отсутствие перекрытий повысило
среднюю долю ущерба до 0,1047.
Снова уменьшим вероятные отклонения, но определим четыре точки при-
целивания и произведем по семь выстрелов на каждом прицеле. Теперь все
области поражения попали в цель и почти равномерно распределились на ней
(рис. 11.32, в). В результате получена максимально возможная средняя доля
ущерба-0,1120.
Таким образом, объектное моделирование позволило не только получить
оценку показателя эффективности действия по площадной цели, но и анализи-
ровать влияние условий стрельбы на этот показатель, в результате чего может
быть найдена оптимальная тактика обстрела.
Неопределенность исходных данных для оценки фугасного действия (или
другого вида действия непрерывного типа) вызывает нечеткость ЗВП, которая
в этом случае выражается объектом класса FuzzyShape. Так как показатели эф-
фективности должны иметь четкое значение, не вполне определенные величины
усредняют. Ущерб от одного выстрела можно усреднить без искажения оценки:
в каких-то случаях реальная площадь поражений может быть больше оценки,
в других - меньше. Суммарный ущерб от нескольких выстрелов может быть
больше суммарной площади с учетом перекрытий из-за накопления ущерба
в близких окрестностях двух или более ЗВП.
Степень неопределенности состояния ПЦ за пределами гарантированного
поражения можно представить так называемой функцией принадлежности,
определяющей степень достоверности того, что оцениваемая точка принад-
лежит ЗВП. Класс нечетких фигур FuzzyShape берет за основу порождающий
объект геометрического класса, создает область нечеткости двумя границами,
подобными контуру основной фигуры. Конструктор FuzzyShape по умолчанию
устанавливает число промежуточных контуров, в которых будет вычислять-
ся функция принадлежности п = 10, и линейную функцию принадлежности.
Пересечение нечетких фигур создается операциями нечеткой алгебры с функ-
циями принадлежности. В результате возникает суммарная нечеткая область
пораженной части цели с нечеткой площадью. Принимая тот или иной срез
нечеткой величины, получим определенную оценку с желаемой степенью
достоверности.
Вид функции принадлежности выбирают по соображениям математиче-
ской целесообразности, но можно придать ей конкретный физический смысл,
связав с характерным профилем снижения поражающих факторов. Операции
сложения нечетких фигур тоже могут учитывать особенности взаимодействий.
Например, избыточное давление в области взаимодействия УВ от синхронно
срабатывающих зарядов имеет особую конфигурацию зоны поражения с явно
выраженным синергетическим эффектом, тогда как в залповой стрельбе имеет
значение только накопление ущерба.
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
253
11.10. Прогнозирование эффективности
действия в боевых ситуациях
Показатели эффективности, вычисленные в заданных условиях, можно ис-
пользовать для сравнительной оценки вариантов проекта, однако они не в пол-
ной мере показывают эффективность боевого применения спроектированного
изделия. Основные причины несоответствия следующие:
• условия встречи с целью могут существенно отличаться от принятых
в расчете; в реальных боевых ситуациях эффективность действия снижают ус-
ловия поля боя, отличающиеся от полигонных, факторы опасности, огневое
противодействие противника, а также выбор противником стратегии поведе-
ния, при которой создаются наихудшие условия встречи с целью;
• показатели эффективности действия по одиночной или групповой цели,
одним выстрелом, залпом или очередью адекватно отражают влияние контро-
лируемых факторов на результат стрельбы, но не отвечают на главный вопрос:
приведет ли рациональное применение данного БП к выигрышу боя в задан-
ной ситуации.
Условия применения можно учесть значениями параметров в соответству-
ющих законах распределения. Снижение эффективности из-за огневого проти-
водействия учитывается тем, что показатель эффективности, вычисленный без
учета противодействия, умножается на вероятность преодоления противодей-
ствия. Точно так же учитывается надежность оружия. Иной подход требуется для
выработки оптимальной стратегии проектирования и применения БП с учетом
возможных стратегий поведения противника.
Оценка эффективности в конфликтных ситуациях
Когда две стороны с противоположными интересами имеют несколько
вариантов поведения (стратегий) и могут объективно оценить все возможные
пары встречных стратегий выигрышем (или проигрышем) каждой из сторон, эта
ситуация квалифицируется как конечная игра двух лиц с нулевой суммой (вы-
игрыш одной стороны в точности равен проигрышу другой). В теории игр для
этого класса задач разработаны методы, позволяющие рекомендовать каждому
игроку оптимальную стратегию, выбрав которую, он будет получать в среднем
(при многократном повторении игры) наибольший выигрыш (или наименьший
проигрыш) независимо от того, какой стратегии придерживается другой игрок.
Игровые методы широко применяются в подготовке принятия решений. Имеет
смысл применить их и для оптимизации проектных решений по эффективности
действия в широком диапазоне условий встречи с целью, стремящейся умень-
шить свой ущерб. Выделив основные стратегии поведения цели (тип цели,
высота полета, скорость, маневр ухода и т. п.), наметив возможные проектные
решения (собственные стратегии) и вычислив показатель эффективности каждого
варианта проекта в условиях, создаваемых всеми возможными сочетаниями
стратегий, можно сформулировать игровую задачу и из ее решения получить
гарантированный результат.
254
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Антагонистическая игра двух лиц, в которой игрок А имеет п страте-
гий (А , ..., А„), а игрок В -т стратегий (5р 5д), полностью описывается
[п х т]-матрицей, элементы которой а представляют выигрыш игрока А при
использовании им z-й стратегии в сочетании с j-й стратегией другой стороны.
Эта матрица называется матрицей платежей. Второй игрок также может иметь
выигрыш b , но антагонизм ситуации как раз и состоит в нулевой сумме выигры-
ша а.. + Ь.. — 0, т. е. Ь.. - - а., не является независимой величиной, ее называют
проигрышем (даже если а < 0).
Рекомендации теории игр по выбору оптимальной стратегии для игрока А ос-
нованы на естественном предположении о том, что другой игрок ведет себя разумно
в том смысле, что берет больше, если дают больше. Поэтому каждая стратегия
стороны А должна оцениваться минимальным выигрышем а(. = min а.,, а игра
j J
в целом - максимальным гарантированным выигрышем а - max а, - max min ав,
i ‘ J J
доставляемым оптимальной чистой стратегией с номером Г. Игрок В оценивает
игру с противоположной позиции, а именно, как минимальный гарантированный
проигрыш Р = min Р. = min max л при оптимальной чистой стратегии В*. Очевид-
j J j i J J
но, что a < P, поэтому a и P называются, соответственно, нижней и верхней ценой
игры. Равенство a = Р = v формально означает, что матрица платежей имеет седло-
вую точку, образованную чистыми стратегиями. В этом случае каждый игрок может
рассчитывать не более, чем на свою цену игры, и должен придерживаться своей
оптимальной чистой стратегии.
При отсутствии седловой точки игрок может добиться в среднем лучшего
результата, чем гарантирует его цена игры, если будет руководствоваться неко-
торой схемой, реализующей случайный выбор стратегии с целью маскировки
своих намерений. Речь идет о том, чтобы чистые стратегии выбирались в со-
ответствии с некоторым законом распределения вероятностей SA - (р},
для игрока А и SB = (qx, ..., qm) для игрока В. Распределения SA и SB называются
смешанными стратегиями, они определяют не только линию поведения каждого
игрока, но и математическое ожидание выигрыша (проигрыша для В):
п т
(Ч-58)
<=1 У=1
Основная теорема теории игр утверждает, что для данной матрицы платежей
существуют оптимальные смешанные стратегии SA, SB - такие, что M(SA, SB)<
<M(S*A, S*B)< M(SA, SB). Седловая точка M(SA, SB) определяет цену игры
в смешанных стратегиях V = M(SA, SB).
Задача поиска оптимальных смешанных стратегий сводится к задаче ли-
нейного программирования. Действительно, оптимальная смешанная стратегия
SA при каждой чистой стратегии игрока В согласно основной теореме дает
средний выигрыш, не меньший, чем цена игры v:
YayPi -v’ > = 1’ •••> п’
/=1
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
255
причем максимизировать надо цену игры. Заменой переменных р.1 v=х. с учетом
того, что X pi = 1, и целевую функцию 1/v = х( + ... + хп надо минимизировать,
сформулируем задачу оптимизации:
п
min^x,.,
/-1
п
Xauxi - J = • • •’ т’ (!1 -59)
<=1
х, > 0, i = 1, ..., п.
Таким образом, минимаксная задача сводится к чистой задаче минимизации,
которая легко решается, например, симплекс-методом линейного программиро-
вания. Из ее решения получим равновесную цену игры v = l/(Xj + ... + хи) и оп-
тимальную смешанную стратегию стороны А-.р. = vx, 1= 1, ..., п. Оптимальная
смешанная стратегия другой стороны может быть получена аналогично из двой-
ственной задачи, в которой сторона В минимизирует цену игры в ограничениях
сверху:
Xm>-v’ / = 1’ •••’”•
Основное условие эффективности смешанной стратегии - скрытность
выбора чистой стратегии - выполнимо при решении тактических задач, когда
изменить свою чистую стратегию, разгадав намерение противника по его дей-
ствиям, уже невозможно. Результатом проектирования являются те или иные,
но в итоге вполне определенные тактико-технические характеристики, что
равносильно преждевременному объявлению чистой стратегии. Ориентируясь
на гарантированный результат, эффективность вариантов проекта следует оце-
нивать не в каких-то типичных, а в наихудших условиях применения, которые
будет выбирать противник из набора своих стратегий. Если ЗРК оптимизирован
по критерию эффективности поражения низколетящих целей, самолеты будут
преодолевать зону его действия на большой высоте, и прогнозируемая эффек-
тивность действия не будет достигнута. Но оптимизировать комплекс, предна-
значенный для борьбы с низколетящими целями, по эффективности действия
на большой высоте бессмысленно, так как это приведет к ухудшению самой
стратегии, после чего самолеты противника будут летать, где захотят. Лучшее
решение - сохранить равновесное состояние, определяющее приемлемый уро-
вень цены игры v вплоть до последних этапов принятия решений. Как следует
из основной теоремы теории игр, равновесная ситуация может быть достигнута
в седловой точке смешанных стратегий. Это значит, что при планировании во-
оружений необходимо обеспечить несколько активных стратегий, не теряющих
актуальности в оперативной обстановке. В системном анализе комплекса воору-
жений следует искать оптимальные решения не в чистых стратегиях, а прово-
дить максиминную оптимизацию с целью повышения равновесной цены игры
(эффективности в широком диапазоне условий).
256
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Пример формирования боекомплекта. Если принять решение в пользу
какого-либо определенного типа БП для боекомплекта танковой или авиацион-
ной пушки, его реальная эффективность будет снижена тактическими приемами
противной стороны. Так, если оставить в боекомплекте танка только снаряды
ударного типа, для него станут опасными малоразмерные цели. Другой чистой
стратегии - снаряды дистанционного типа действия - противник противопо-
ставит бронированные боевые ед иницы и снова выиграет. Равновесная ситуация -
когда у каждой стороны отсутствует стимул для изменения используемой стра-
тегии, если другая сторона не изменяет своей стратегии, как следует из основной
теоремы теории игр - может быть достигнута в седловой точке смешанных
стратегий. Для этого на этапе проектирования боекомплекта надо провести
оценку эффективности действия снарядов различных видов по танкоопасным
целям, заполнив этими оценками матрицу платежей, в которой стратегии А -
возможные компоненты боекомплекта, стратегии В - типовые цели. Полученную
из решения максиминной задачи стратегию S*A следует рассматривать как ра-
циональную пропорцию снарядов соответствующих видов в боекомплекте.
Смешанная стратегия, полученная таким образом на этапе проектирования,
доводится до этапа применения в виде физической смеси стратегий.
Пусть рассматриваются п - 3 составляющие боекомплекта (стратегии А)
против т = 4 типовых целей (стратегии В) с известными вероятностями пора-
жения в каждом сочетании (табл. 11.2). Чтобы найти оптимальную пропорцию
каждой составляющей боекомплекта как оптимальную смешанную стратегию,
требуется решить задачу вида (11.59).
Таблица 11.2. Матрица платежей из показателей эффективности трех типов сна-
рядов по четырем типовым целям
Вероятность поражения в.
Ах 0,8 0,7 0,2 0,4
4 0,6 0,75 0,5 0,4
А 0,4 0,4 0,9 0,8
Сначала сформируем матрицу и определим нижнюю и верхнюю цену игры:
»а=[0.8 0.7 0.2 0.4;0.6 0.75 0.5 0.4;0.4 0.4 0.9 0.8]
а =
0.8000 0.7000 0.2000 0.4000
0.6000 0.7500 0.5000 0.4000
0.4000 0.4000 0.9000 0.8000
» nu_min=max(min(a,[ ],2)),nu_max=min(max(a))
nu_min = 0.4000
nu_max = 0.7500
Нижняя и верхняя цены игры не совпадают, равновесную цену игры бу-
дем искать решением задачи линейного программирования (11.59). В качестве
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
257
решателя используем файл-функцию linprog из библиотеки MATLAB, которая
вычисляет задачи линейного программирования достаточно общего вида:
п
гтп^с,х;,
1=1
п
^aj,xi-bj’ •••>"*> (11.60)
/=1
Ify < xi < ubt, i -1, n.
Вызов linprog для задачи без ограничений-равенств:
linprog(c, а, b, [], [], lb, ub, хО),
где названия аргументов соответствуют именам переменных в формулировке
задачи (11.60), выполняет специальная функция для решения матричных игр
lgra_Matrix. Сравнивая формулировки задач (11.59) и (11.60), заметим, что пер-
вый аргумент (коэффициенты в целевой функции) должен быть единичным
вектором длиной п, следующую в списке аргументов [т х и]-матрицу следует
получить транспонированием платежной матрицы, взятой с обратным знаком,
m-мерный единичный вектор правых частей (третий аргумент) тоже должен быть
отрицательным, чтобы изменить знак неравенства > на <. Функция lgra_Matrix
получает матрицу платежей, готовит аргументы для решателя linprog и преоб-
разует результат в решение игры - равновесную цену игры пи, оптимальные
смешанные стратегии обеих сторон рА, рВ.
Вычислим цену игры и оптимальные смешанные стратегии для матрицы
платежей в табл. 11.2:
» [nu, рА, рВ]= lgra_Matrix(a)
пи = 0.5778
рА= 0.3333 0.2222 0.4444
рВ= 0.1778 0.3911 0.0533 0.3778
Непосредственным вычислением по формуле (11.58) можно убедиться
в том, что средний выигрыш в точности равен цене игры, если обе стороны бу-
дут строго придерживаться своих оптимальных смешанных стратегий рА и рВ:
» Nu=pA*a*pB'
Nu = 0.5778
Равновесие сохраняется даже тогда, когда одна из сторон отходит от своей
оптимальной стратегии:
» Nu=[0.6 0.4 О.О]*а*рВ'
Nu = 0.5778
В условиях данной задачи это означает, что мы исключили из боекомплекта
один из типов снарядов, а эффективность боевых операций в среднем осталась
той же. Однако наше решение будет оставаться выигрышным лишь до тех пор,
пока противник не узнает, что мы отошли от своей оптимальной смешанной
стратегии. Проанализировав еще раз матрицу платежей, разумный противник
258
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
решит, что в отсутствие опасной для него стратегии Л3 ему выгодно применять
свою третью чистую стратегию, и будет прав:
» Nu=[0.6 0.4 0]*а*[ 0 010]'
Nu= 0.3200
В азартных играх в сложившейся ситуации рассматривался бы великолеп-
ный ход - неожиданный для противника возврат к стратегии Л3 с максимальным
выигрышем:
» Nu=[O 0 1]*а*[ 0 0 10]'
Nu = 0.9000
Однако теоретико-игровые методы принятия решений дают лишь объектив-
но устойчивые рекомендации. Это тем более важно в тех случаях, когда опти-
мальная стратегия реализуется технически. Так, если пропорции боекомплекта
соответствуют оптимальной стратегии рА, то никакие изменения противника
в выборе своих стратегий не смогут снизить средней эффективности боевых
операций:
» Nu=pA*a*[ 0 010]'
Nu = 0.5778
Следует обратить внимание на то, что теория игр гарантирует не результат
игры, а средний результат при многократном ее повторении. Это согласуется
с характером оценок эффективности, но насколько большие отклонения от сред-
него результата могут быть при небольшом числе повторений, если придержи-
ваться рекомендаций теории игр? Чтобы ответить на этот вопрос, используем
статистическую модель применения смешанных стратегий. Скрипт-файл lgra_stat
случайным образом выбирает чистую стратегию, разыгрывая это случайное со-
бытие в соответствии с вероятностями стратегий с помощью датчика случайных
чисел, выполняет эту процедуру за обе стороны N раз, каждый раз определяет
выигрыш по матрице платежей, накапливается суммарный выигрыш в пере-
менной nu_stat.
Выполним восемь раз серии (по #=10) розыгрышей с помощью igra_stat,
определяя в каждой серии средний выигрыш:
» R=[ ];N=10;for i=l:8 igra_stat;R(end+l)=nu_stat; end, R
R= 0.6000 0.5700 0.6100 0.6400 0.5800 0.5700 0.4800 0.5400
Результаты не сильно отличаются от цены игры Nu = 0.5778. При #=10 000 от-
клонение от цены игры будет совсем незначительным:
» R=[ ];N=100000;for i=l:8 igr_stat;R(end+l)=nu_stat; end, R
R= 0.5791 0.5789 0.5779 0.5785 0.5766 0.5758 0.5789 0.5806
Последний результат подтверждает совпадение результатов теории и экспе-
римента, но интересно, каковы будут результаты в случае, когда одна из сторон
отходит от своей оптимальной стратегии при небольшом числе повторений:
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
259
» рВ=[О О 1O];R=[ ];N=10000;for i=l:8 igr_stat;R(end+l)=nu_stat; end, R
R= 0.7500 0.5700 0.4000 0.7200 0.5100 0.7000 0.4400 0.4900
Результат выглядит менее предсказуемым, чем в первом эксперименте, вы-
полненном в соответствии с оптимальными стратегиями, хотя и в этом случае
в среднем ни одна из сторон не получает преимущества (по сравнению с це-
ной игры пи = 0.5778), потому что одна сторона придерживается оптимальной
стратегии:
» mean(R)
ans = 0.5725
Результат может оказаться совсем плохим, если обе стороны пренебрегают
рекомендациями теории игр:
» рА=[0.4 0.6 О];рВ=[О 0 10];R=[ ];N=10;for i=l:8 igr_stat;R(end+l)=nu_stat;
end, R
R= 0.3800 0.3500 0.3800 0.3500 0.3500 0.4100 0.3200 0.4400
» mean(R)
ans = 0.3725
В данном случае результат оказался плохим для стороны А, но в проигры-
ше может оказаться и сторона В, даже если она придерживается предыдущей
успешной стратегии:
» рА=[0.3 0 0.7];рВ=[0 0 1 0];R=[ ];N=10;for i=l:8 igr_stat;R(end+l)=nu_stat;
end, R
R= 0.6900 0.6200 0.5500 0.6900 0.6900 0.6900 0.7600 0.6900
Равновесие может быть нарушено появлением новой стратегии у одной
из сторон, что вынудит и другую сторону менять свои чистые стратегии. На-
пример, добавление новой стратегии В5 = [а, [0,5; 0,3; 0,4]] (нового типа цели)
к прежней матрице платежей:
» а=[а,[0.5;0.3;0.4]]
а =
0.8000 0.7000 0.2000 0.4000 0.5000
0.6000 0.7500 0.5000 0.4000 0.3000
0.4000 0.4000 0.9000 0.8000 0.4000
должно снизить верхнюю цену игры, а вместе с ней и равновесную цену игры:
» nu_min=max(min(a,[ ],2)),nu_max=min(max(a))
nu_min = 0.4000
nu_max = 0.5000
» [nu, pA, pB]=igra_2x2(a)
nu= 0.4625
pA= 0.6250 0 0.3750
pB= 0 0 0.1250 0 0.8750
260
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Следует отметить, что добавленная стратегия доминирует над стратегиями
В{ и Вг, т. е. безусловно лучше их с точки зрения стороны В. Доминирующие
стратегии следует исключать из матрицы платежей для упрощения. Но в данном
случае это не понадобилось, так как они исключены решателем, как и страте-
гия 54, которая дает чуть меньший проигрыш стороне В только в сочетании
с Аг Из решения видно также, что сторона Л должна как-то изменить ставшую
неэффективной стратегию Av В данном примере речь может идти о модерни-
зации второго элемента боекомплекта. Если бы удалось, например, повысить
в два раза вероятность поражения новой цели при сохранении или небольшом
увеличении эффективности действия по прежним целям, то равновесие было бы
восстановлено на прежнем уровне:
»а(2,:)=[0.6 0.75 0.6 0.55 0.6]; [nu, рА, pB]=igra_2x2(a);
пи = 0.5778
рА= 0 0.8889 0.1111
рВ= 0.1778 0 0 0.4444 0.3778
Теперь выявлена относительная слабость двух остальных элементов бое-
комплекта, что тоже, конечно, может послужить стимулом к планированию со-
ответствующих проектных мероприятий. Не следует, однако, преувеличивать
возможности рассмотренной модели конечных антагонистических игр. Анализ
эффективности системы оружия с учетом закономерностей эволюции стратегий,
ограниченных ресурсов сторон, наличия более чем двух заинтересованных сто-
рон конфликта проводится на основе более сложных моделей конфликтных ситу-
аций (дифференциальные игры, кооперативные игры и т. д.). Но во всех случаях
процедуры решения основываются на математических условиях равновесия.
Модели динамики боя
Основные показатели эффективности БП не учитывают некоторых факто-
ров, важных с точки зрения ведения боя: скорострельность орудий, соотноше-
ние разнородных боевых единиц в распоряжении оперирующей стороны и у
противника, дистанция стрельбы по разным позициям и т. д. Они и не должны
учитывать такого рода факторы, потому что эффективность ведения боя - это
функция системы оружия при его целесообразном тактическом применении.
Проектируемый БП должен быть оценен как элемент системы оружия по кри-
терию выигрыша боя. Для этого нужно вычислять показатели эффективности
в условиях боя.
Простейшая модель боя называется дуэльной, потому что описывает
противоборство двух групп однородных боевых единиц в статических пози-
циях с целью взаимного уничтожения. Модель строится на основе следующих
допущений.
1. Каждая боевая единица любой стороны, пока она не поражена, произ-
водит простейший пуассоновский поток выстрелов со средней скорострель-
ностью А. и ведет прицельный огонь по вполне определенной боевой единице
противника, мгновенно перенося огонь с пораженной цели на другую.
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
261
2. Средняя суммарная скорострельность каждой стороны пропорциональ-
на не самому числу сохранившихся боевых единиц, а его математическому
ожиданию.
Обозначим тх, \,рх, соответственно, среднюю численность, скорострель-
ность и вероятность поражения выбранной цели для боевых единиц одной сто-
роны и т2, Х2, р2 — такие же параметры другой стороны. За малый промежуток
времени А/ первая сторона произведет А/ выстрелов, из которых только p^xbxt
будут эффективными, именно на такую величину уменьшится количество бое-
вых единиц другой стороны: Am2 = -p^tsi. Переходя к пределу, получим для т2
и аналогично для тх систему дифференциальных уравнении динамики боя, ко-
торые называются уравнениями Ланчестера:
dmx
dt
~Р2^2т2’
dm2
dt
= -рх\тх.
(11.61)
Эти уравнения можно интегрировать с начальными условиями t - 0, тх = Nx,
m2=N2 до истощения сил одной из сторон, свидетельствующем о преимуществе
другой стороны. Соотношение сил определяется не только скоростью убывания
боевых единиц (правыми частями уравнений Ланчестера), но и первоначальным
количеством боевых единиц обеих сторон. Переход к относительным количе-
ствам боевых единиц ц, = mx/Nx, ц2 = m2/N2 обнаруживает условие превосходства
сил как отношение параметров p2k2N2 и РЛМ если p2X2#2 > P\\N\, по-
*2 ’
беждает вторая сторона, и наоборот. То, что преимущество пропорционально
эффективной скорострельности и в еще большей степени зависит от численности,
называют законом Ланчестера. Ценность этого вывода невелика для анализа
боевых свойств (скорострельности и вероятности поражения), как и в целом мо-
дель динамики боя однородных совокупностей боевых единиц с каждой стороны.
Можно рассматривать другие модели убывания боевых единиц. Модель (11.61)
предполагает, что стрельба ведется исключительно по действующим боевым
единицам противника, т. е. мгновенно переносится с пораженной единицы на ак-
тивные. Это идеальные условия в наблюдаемой стрельбе. Другой крайний случай:
стрельба ведется по всем боевым единицам, начавшим бой. В этом случае вероят-
ность поражения цели должна быть уменьшена умножением на вероятность того,
что попадание произошло в еще действующую цель:
dm^
dt
-р2Х2т2
пц
~N,’
dm2
dt
(11.62)
Главный недостаток модели (11.61) - она не учитывает взаимодействие раз-
нородных боевых единиц с учетом их пространственного расположения, которое
ввело бы в рассмотрение баланса сил такую важную характеристику оружия,
262
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
как дальнобойность. Включение в модель боя динамики перемещения боевых
единиц ввело бы еще одну важную характеристику - подвижность.
Позиционная модель также объединяет в одной позиции группу однородных
боевых единиц, но с каждой стороны может быть задействовано несколько таких
позиций с разными боевыми единицами. Позиция может быть подвижной в на-
правлении сближения с противником и характеризуется расстоянием х от линии
разделения, количеством боевых единицу-го рода, их скорострельностью, вероят-
ностью поражения боевой единицы на 5-й позиции противника, а также скоростью
передвижения. Ущерб, наносимый каждой позиции одной стороны, выражается
так же, как и в дуэльной модели, относительным изменением численности боевых
единиц на этой позиции в единицу времени, но он складывается из эффективных
выстрелов со стороны нацеленных на нее позиций противника:
dt kej™
dm(2)
M rejW
(11.63)
Распределение целей для каждой позиции задается вектором 8, сумма эле-
ментов которого равна единице (в простейшем случае единице равен лишь
элемент с индексом одной обстреливаемой позиции). Вероятность поражения
цели на z-й позиции расположения с к-й позиции стрельбы ph зависит от рас-
стояния между ними, поэтому уравнения динамики ущерба необходимо инте-
грировать совместно с кинематическими соотношениями
(11.64)
Нецелесообразно рекомендовать какую-то стандартную систему уравнений
динамики боя, чтобы составить программу ее численного интегрирования с це-
лью последующего параметрического анализа решений. Структуру уравнений
определяют количество позиций с каждой стороны и схема целераспределе-
ния, которые тоже подлежат изменениям в ходе анализа. Позиционная модель,
оставляя математическое описание в рамках обыкновенных дифференциальных
уравнений (ОДУ), позволяет учитывать дальнобойность и подвижность. Однако,
представляя показатели эффективности в виде вероятностей поражения, позицион-
ная модель не учитывает пространственных факторов, таких как возможность
поражения нескольких ЭЦ при стрельбе по площадной или сосредоточенной
групповой цели БП дистанционного типа.
Континуальная модель в качестве фазовых переменных использует плот-
ности боевых единиц z-ro рода р, (г) в точке с радиус-вектором г (или на рас-
стоянии х от линии контакта в одномерной постановке) для обеих сторон, т. е.
i- 1, p-2)(r), j - 1, ..., N(2>, где N(V}, У(2) - количество видов бо-
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях 263
евых единиц каждой стороны. Параметрами модели являются скорострельность,
характеристики рассеивания, обобщенные характеристики поражающего дей-
ствия (например, приведенный радиус поражения). Замыкают модель функции
целераспределения и скорости боевых единиц. Изменение плотности боевых
единиц z-ro рода одной стороны выражается уравнением
Р' + divp^v}0 + = 0, (11.65)
dt
где у^ - удельный ущерб боевых единиц z-ro рода.
Численное решение уравнений динамики дуэльного боя
Рассчитывать на аналитическое решение уравнений динамики боя - это зна-
чит ограничиться рассмотрением только самых простых моделей, не позволяющих
вовлечь в анализ существенные характеристики системы оружия. Несравнимо
больше возможностей у численных методов, но они также нужны не столько для
получения количественных результатов, сколько в качестве инструментов анализа.
Как такой инструмент в решении игровых задач использовалась оболочка, перево-
дящая содержательную задачу в каноническую форму для математического решателя.
Функция Warlaw по полученным параметрам позиций формирует каноническую
систему ОДУ и использует решатель систем ОДУ из библиотеки MATLAB для ее
решения. Применительно к задачам дуэльной модели боя аргументы и результаты
функции Warlaw располагаются в следующем порядке:
[t, yk, Y, T]=Warlaw(N, p, lambda, carry=l, duration=0, limit=[0,0])
где [2 x 1]-векторы N - начальные численности боевых единиц; р - вероят-
ности поражения противника в одном выстреле; lambda - скорострельности.
Необязательные аргументы carry - режим переноса огня (по умолчанию);
duration - ограничение продолжительности боя (по умолчанию не ограничена);
lim - минимальная численность сторон. В списке результатов: t - продолжи-
тельность боя; yk - количество оставшихся боевых единиц сторон; Y - матрица
из двух столбцов с текущими количествами боевых единиц сторон (динамика
убывания); Т - промежуточные моменты боя.
Зададим первоначальные количества боевых единиц каждой из сторон,
вероятности поражения и скорострельность векторами N, р, lambda, а затем вы-
зовем файл-функцию Warlaw:
» N=[50 25];р=[0.56 0.5];lambda=[0.25 0.5]; [t,yk,Yl,Tl] = Warlaw(N,p,lambda);
tk, yk, [Yl, Tl]
tk = 4.3159
yk= 37.2026 0
ans =
50.0000 25.0000 0
48.9066 23.7579 0.1794
37.2026 0.0128 4.3135
37.2026 -0.0000 4.3159
264
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Точное аналитическое решение этого примера* дало следующие результаты:
продолжительность боя - 4,28 мин, потери победившей стороны - приблизи-
тельно 12 единиц. Повторим расчет с теми же данными в режиме без переноса
огня и с ограничением продолжительности боя 10 мин:
» [tk, yk, YY1, ТТ1]= Warlaw(N, р, lambda, 0,10); tk, yk
tk= 10 yk= 30.5757
При том же соотношении сил вторая сторона должна очень существенно
повысить эффективность своего оружия, чтобы добиться перевеса:
» [tk, yk, Y2, Т2]= WarlawfN, [0.56 0.9], [0.5 1.5]); tk, yk, [Y2 T2]
tk= 2.4925
yk= 0 10.3194
ans =
50.0000 25.0000 0
47.5396 23.9838 0.0744
3.0712 10.4131 2.2726
-0.0000 10.3194 2.4925
В режиме без переноса огня конфликт развивается более вяло, поэтому
ограничим его продолжительность 10 мин:
» [t,yk,YY2,TT2] = Warlaw(N,[0.56 0.9],[0.5 1.5],2,10)
t= 10
yk= 3.6599 5.7774
Для наглядности построим графики соотношения сил (рис. 11.33, а) и убы-
вания боевых единиц от времени (рис. 11.33, б):
» plot(Yl(:,l),Yl(:,2),'k-',YYl(:,l),YYl(:,2),'k-.',Y2(:,l),Y2(:,2),'b-
o',YY2(:,l),YY2(:,2),'b-')
» plot(Tl,Yl(:,l),'k-',Tl,Yl(:,2),'k-.',T2(:,l),Y2(:,l),'b-',T2(:,l),Y2(:,2),'b-o')
Признак поражения одной из сторон - не обязательно полное истребление
ее боевых единиц, можно назначить предельные значения численностей до-
полнительным шестым векторным аргументом. В следующем примере вектор
начальных численностей имеет прежнее значение (N = [50,25]), а шестой аргу-
мент [10, 7] задает предельную численность боевых единиц каждой стороны:
» [t,yk]= Warlaw(N,p,lambda, 1,12,[10 7])
t= 2.9850
yk= 38.3570 7.0000
Содержательных выводов, определяющих эффективные решения по крите-
рию выигрыша боя, из дуэльной модели сделать нельзя вследствие ограничен-
ности вовлеченных в анализ параметров оружия. Первоначальная численность
боевых единиц относится к компетенции командиров, и они не игнорируют
'Вентцель Е. С. Введение в исследование операций. М.: «Советское Радио», 1964. 387 с.
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
265
Рис. 11.33. Убывание боевых единиц в дуэльной модели боя:
а - относительное (1-Y2; 2- YY2; 3 - YY1; 4 - И); б - в завсимости от продолжитель-
ности боя (1 - У22; 2 - У12; 3 - 12,; 4 - У1,)
закон Ланчестера до сих пор, хотя он был предложен еще во время Первой ми-
ровой войны. В отношении эффективной скорострельности дуэльная модель
рекомендует повышение тривиальным образом, потому что не учитывает дру-
гих параметров оружия (дальнобойность, подвижность, точность стрельбы),
с которыми пришлось бы согласовывать скорострельность.
Тем не менее из примеров применения функции Warlaw можно сделать
важный вывод: численное решение уравнений динамики боя позволяет анали-
зировать все возможные комбинации параметров модели боя.
Численное решение уравнений позиционной модели боя
Некоторые отличия позиционной модели боя от дуэли однородных средств,
не позволяющие непосредственно описать динамику процесса системой ОДУ,
учтены процедурно в программе Warlaw. Одно из отличий позиционной модели
266
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
боя состоит в том, что при полном истреблении боевых единиц на какой-либо
позиции бой продолжается. Нужно следить за тем, чтобы количество единиц
на таких позициях не уменьшалось в область отрицательных значений, если
по ним продолжают стрелять, или на каждом временном шаге из всех позиций
выбирать боеспособные.
Выбор цели в позиционной модели нетривиален в отличие от дуэльного боя.
Поэтому вначале и в моменты возможного переноса огня позициям предостав-
ляется возможность по одному разу выбрать цель из числа позиций противни-
ка, находящихся в пределах досягаемости. Для этого дальнобойность боевых
средств данной позиции сравнивается с удаленностями от нее позиций про-
тивника. Окончательный выбор из достижимых целей осуществляет локальная
функция SelTarget. В ней реализованы способы выбора целей для тех позиций,
в которых он неоднозначен: случайный выбор из всех целей, вступивших в бой;
случайный выбор из активных целей на текущий момент; выбор наиболее уяз-
вимых целей к данному типу боевых средств. Возможных способов выбора
цели намного больше, и они могут быть разными для разных позиций. Логично,
например, выбирать из всех позиций противника наиболее опасную для себя.
Самое сложное целераспределение основано на принципе самообучения: про-
грамма перебирает все известные ей способы выбора целей как альтернативные
варианты, реализует модель боя по каждому сочетанию вариантов и в итоге вы-
бирает то, которое дает наибольший выигрыш. Оптимизация тактики ведения
боя не дает рекомендации командирам, как воевать, а просто создает условия
для выработки объективных выводов, к каковым в целеполагающих системах
ведет ориентация на наилучший результат.
Если рассматривать результат решения задачи динамики боя как общий
показатель эффективности оружия с учетом вклада проектируемого образца,
самой проблемной является оценка вероятностей поражения позиций против-
ника в ситуациях боя, хотя бы в рамках позиционной модели. Если в дуэль-
ной модели вероятность поражения одной боевой единицы противника - это
одно число, то каждой из «-позиций необходимо назначить т вероятностей
поражения боевых единиц противника на т его позициях. Структурно этот
параметр позиционной модели составляет [п X т]-матрицу для одной стороны
и[тх и]-матрицу для другой. Проблема в том, что элементы этих матриц (кро-
ме заведомо нулевых) не могут быть фиксированными числами, если позиции
подвижны и стрельба ведется в меняющихся условиях. Эту проблему решает
задание вероятностей объектами, способными ее вычислять в условиях, сло-
жившихся для данной пары позиций.
Для задания матричных параметров позиционной модели боя удобно ис-
пользовать массивы структур, по одному для каждой стороны. Стандартная
процедура формирования одной позиции очищает переменную, присваивает
значения полям с резервированными именами и сохраняет заполненную струк-
туру в очередном элементе массива ячеек, который будет использоваться как
параметр одной стороны для функции Warlaw:
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
267
» Р=[]; Р.х=3000; P.N=12; P.L=2; P.D=9000; P.V=O; P.select=l; P.p=-l;P.
кеу='1.Г;А{1}=Р;
В полях структурной переменной Р задаются следующие значения: удале-
ние данной позиции от линии раздела х, начальное количество единиц N, скоро-
стрельность L, дальнобойность D, скорость перемещения в направлении линии
раздела V, номер позиции цели (положительный) или режим выбора цели select
(-1,-2, и т. д.). Поле р определяет вероятность поражения позиции противника,
но если оно задано отрицательным числом, значение поля key служит ключом
к объектно-ориентированной базе данных, по которому извлекаются сведения
о боевых свойствах (вероятностях поражения позиций противника) и уязвимо-
сти элементов данной позиции.
Для иллюстрации возможных решений в позиционной модели боя опреде-
лим позиции сторон исключительно числовыми данными:
» Р=[]; P.x=500;P.N=10; P.L=1.5; P.D=2000; P.select=0;P.p=[0.4 0.3 0.4 0.45];
А{1}=Р;
» Р=[]; P.x=1000;P.N=10;P.L=1.0; P.D=7000; P.select=0;P.p=[0.3 0.25 0.35 0.4];
А{2}=Р;
» Р=[]; P.x=4000;P.N=12; P.L=0.5; P.D=12000;P.select=0;P.p=[0.3 0.3 0.25 0.35];
A{3}=P;
» P=[]; P.x=500; P.N=10; P.L=1.5; P.D=2000; P.select=0;P.p=[0.6 0.5 0.4]; B{1}=P;
» P=[]; P.x=1000;P.N=10; P.L=1.0; P.D=7000; P.select=0;P.p=[0.3 0.25 0.35]; B{2}=P;
» P=[]; P.x=4000;P.N=10; P.L=0.5; P.D=10000; P.select=0;P.p=[0.2 0.15 0.25];B{3}=P;
» P=[]; P.x=8000;P.N=10; P.L=0.5; P.D=25000; P.select=0;P.p=[0.3 0.2 0.35]; B{4}=P;
Функция Warlaw работает в режиме позиционной модели боя, если получает
структурные данные:
[t, yk, Y, Т] = Warlaw(A, В, duration=0, select=O)
где А, В - массивы структур с параметрами позиций сторон; duration - длитель-
ность боя; select - способ выбора целей для всех позиций. Если необязательный
четвертый аргумент не задан, позиции выбирают цели тем способом, который
указан в поле select индивидуальной структуры параметров. Зададим продолжи-
тельность боя 2 мин и второй способ выбора цели (случайным образом из бое-
способных), выведем численности позиций в конечном состоянии и построим
графики текущих численностей (рис. 11.34):
» S='plot(T,Y(1),':',T,Y(:,2),' :',T,Y( :,3),':',T,Y( :,4),T,Y( :,5),T,Y( :,6),T,Y( :,7))';
» [tk, yk, Y,T] = Warlaw(A, B, 2, 2); eval(S)
yk = 0 0 31.0725 27.3242 0 9.0484 30.0000
По конечному результату видно, что первая сторона разгромлена, суще-
ственные потери понесла ее третья позиция, а первые две полностью уничто-
жены. Вторая сторона также потеряла одну позицию, но оставшиеся праздну-
ют победу. Кривые численностей первой стороны - пунктирные, а то, каким
268
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.34. Динамика боя разнородных групп боевых единиц
позициям они соответствуют, легко понять по начальным значениям на оси
ординат (рис. 11.34, а).
Предметом анализа может быть следующий вопрос: как повысить эффек-
тивность боевых единиц третьей позиции, чтобы, по крайней мере, уравнять
шансы? Прежде всего, необходимо обеспечить эффективное применение име-
ющихся средств. В рамках модели можно найти лучший вариант ведения боя
с применением третьего способа выбора цели, который максимизирует среднее
число пораженных целей (произведение вероятности поражения на число остав-
шихся боевых единиц) на досягаемых позициях:
» [tk, yk, Y,T] = WarlawfA, В, 3,3); eval(S)
Теперь видно (рис. 11.34, б), что при разумном выборе целей первая сторона
хотя и проигрывает, но держится дольше, поэтому дальнейший анализ будем
проводить с использованием третьего способа выбора целей. Если доступны
все способы повышения эффективности боевых единиц на третьей позиции, то,
прежде всего, надо существенно увеличить дальность стрельбы и за счет этого
вывести третью позицию из-под огня:
11.10. Прогнозирование эффективности действия в боевых ситуациях
269
» A{3}.D = 30000; А{3}.х = 16000; [tk, ук, Y,T] = Warlaw(A, В, 3,3); eval(S)
Графики на рис. 11.34, в показывают, что цель наполовину достигнута.
Третья позиция не несет потерь, но две другие погибли одновременно на второй
минуте, и это понятно: так как третья позиция недосягаема для противника, вся
огневая мощь сосредоточена на остальных. Невредимая третья позиция не смог-
ла предотвратить гибель прикрываемых ею позиций из-за низкой эффективности
поражения целей А{3}.р=[0.3 0.3 0.25 0.35]. Следовательно, новое орудие следует
укомплектовать более эффективными снарядами. Допустим, в результате про-
ектных мероприятий нам удалось повысить эффективность действия по дан-
ным типовым целям в 2-3 раза. Введем новые данные и увеличим количество
боевых единиц нашей ударной позиции, переведя тем самым техническое
превосходство в тактическое, а затем повторим расчет с увеличенной до 5 мин
продолжительностью боя:
» А{3}.р = [0.4 0.5 0.35 0.45]; A{3}.N=60; [tk, yk, Y,T] = Warlaw(A, В, 5, 3); eval(S)
Графики на рис. 11.34, г подтверждают ожидаемый эффект от совместного
повышения дальнобойности и эффективности действия. Динамика боя измени-
лась так, что при начальном численном превосходстве в затянувшемся примерно
в 2 раза дольше сражении вторая сторона уже не в состоянии одержать победу.
Конечно, описанная модель боя может служить лишь иллюстрацией возмож-
ностей математического моделирования применений БП в анализе эффективности
комплекса вооружения. Она не принимает во внимание многие факторы, способ-
ные оказать решающее влияние на исход реального боя. Например, плохие метео-
условия, задымленность поля боя - это факторы, снижающие реальную эффектив-
ность стрельбы по сравнению с расчетной, учитывать их необходимо не в модели
боя, а в ее параметрах, заменив числовые значения объектами. В классе Norm_2P
учитывается и изменение дистанции, и изменение режимов стрельбы. Коррекция
траектории при изменении дальности автоматически выполняется в классе Traect,
а вычисленные при этом параметры встречи с целью учитываются электронной
формулой расчета эффективности поражающего действия Action. Чтобы включить
объектные взаимодействия в решение данной задачи, достаточно связать вероят-
ности поражения с объектами, во взаимодействии которых эти вероятности вы-
числяются. В структурных переменных массивов А, В нужно определить клю-чами
запросов к объектно-ориентированной базе данных поля key, представляющие
боевые единицы на позициях сторон, как показано в самой первой строке, а поля
р вместо вероятностей заполнить отрицательным числом.
Косвенная адресация «стреляющих» позиций к свойствам позиций-целей
через базу данных (БД) предпочтительнее прямого задания матрицы вероятно-
стей, фиксирующей, по сути, конфигурацию участников боя. Реализовать это
преимущество в полной мере можно посредством БД в объектно-ориентиро-
ванном исполнении. Узнав по индексу выбранной позиции, где в БД хранятся
свойства ее боевых единиц, мы не найдем там вероятности поражения, она
не может храниться в БД, не будучи ни свойством цели, ни свойством оружия.
270
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Даже для пары «БП - цель» показатель эффективности не является свойством,
так как зависит от условий стрельбы. Только взаимодействие объектов БП и це-
ли в объектной среде, моделирующей комплекс условий стрельбы, может быть
вычислен показатель эффективности. Реляционные БД не обеспечивают такой
активности хранимых данных.
Особая информационная поддержка системного анализа эффективности,
в частности, задач динамики боя, связана и с тем, что эффективность как функ-
ция системы зависит «от всего». Многообразие факторов, влияющих на эф-
фективность, тем шире, чем выше уровень принятия решения по этому крите-
рию. Выигрыш боя в характерных ситуациях - это критерий для определения
желаемых тактико-технических характеристик создаваемого оружия в составе
комплекса вооружения, если исходить из необходимости эффективной борьбы
с новыми угрозами. Разработчики орудия и БП для согласования работоспо-
собности и эффективности в рамках частных ТЗ могут использовать показа-
тели своего уровня компетенции (точность стрельбы, приведенная площадь
поражения). Эффективность стрельбы (вероятность поражения) определяется
сочетанием свойств орудия и БП, эффективность боевых операций (выигрыш
боя) характеризует взаимодействие с другими видами оружия поля боя. Неза-
висимо от того, насколько развита технология кооперативного проектирования,
предусматривающая взаимное согласование проектных решений по отдельным
подсистемам, обмен данными, влияющими на эффективность, обязателен для
поиска оптимальных частных решений, ведущих к максимальной эффектив-
ности системы в целом.
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию
эффективности действия
Из анализа динамики боя очевидно, что эффективность оружия должна быть
максимально возможной. Тогда боевые задачи будут решаться быстрее, а зна-
чит, успешнее. Как средство разрешения конфликтных ситуаций эффективное
оружие может выполнить свою миссию без боя, будучи весомым аргументом
в теоретико-игровом анализе стратегий. Так можно понимать высказывание «чем
эффективнее оружие, тем меньше вероятность его применения». Желать повы-
шения эффективности и пробовать все известные физические способы добиться
этого можно сколько угодно, но реально создать эффективное оружие можно
структурно-параметрической оптимизацией в области перспективных решений
по правильно сформулированному критерию. Результат любой оптимизации
указывает на точку в области поиска, в которой целевая функция достигает мак-
симума (или минимума), и это бесспорно. Вопрос состоит в том, содержит ли
область поиска самое лучшее из возможных решений, ограничена ли она толь-
ко технически реализуемыми проектными решениями и отражает ли критерий
оптимальности реальную эффективность.
Основные понятия оптимального проектирования. Эффективность дей-
ствия БП определенной конструктивной схемы зависит от сочетания проектных
параметров - размеров и физико-механических характеристик материалов. Если
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 271
конструктивная схема выбрана удачно, в пространстве проектных параметров су-
ществует допустимая область, содержащая только работоспособные варианты
конструкции, удовлетворяющие требованиям ТЗ. Поиск наилучшего из них по за-
данному критерию может быть организован в компьютерной среде оптимального
проектирования, располагающей системой геометрического моделирования (СГМ),
интеллектуальным пакетом прикладных программ (ШШ) и аппаратом оптимиза-
ции. Посредством интерфейсов проектировщик формирует геометрическую модель
конструкции (ГМ) и функционально полный 111111 для вычисления характеристик
функционирования по назначенным параметрам. Обратная задача - согласование
параметров для достижения требуемых характеристик - решается оптимизацией
по указанным проектировщиком варьируемым размерам конструкции с учетом на-
значенных им же функциональных ограничений и целевой функции.
Обратные задачи проектирования. Для проектирования эффективных БП,
простых с виду, но чрезвычайно сложных функционально, обусловленных жесткой
системой ограничений, практический интерес представляют именно обратные за-
дачи, для оперативного решения которых нужны универсальные инструменты. Так,
в классе Traect баллистическая траектория вычисляется решением системы ОДУ,
а подобрать угол бросания по условию попадания в цель на заданной дальности
можно только процедурой оптимизации. В оптимальном проектировании по кри-
терию эффективности недостаточно проверить прочность при выстреле, изменить,
где надо, толщину стенок или подобрать более прочный материал. Необходимо
распределить материал корпуса так, чтобы при выполнении условий прочности,
динамической устойчивости и т. д. формировалось эффективное пространственное
распределение осколков. А если приходится прибегать к замене материала корпуса,
то кроме прочностных свойств следует учитывать и характер дробления в сочетании
с бризантными свойствами ВВ, чтобы не ухудшить качество осколочного спектра,
которое можно оценить, опять же, по эффективности действия.
САПР как среда оптимального проектирования БП. Современные ком-
пьютерные технологии предлагают широкий набор доступных пакетов (CAD/
САМ/САЕ-системы, САПР) для разработки конструкций любой степени слож-
ности. В коммерческих САПР универсального назначения, выполняющих са-
мые разнообразные действия «от чертежа», не выгодно развивать специфичные
инструменты решения обратных задач, так как это требует более сложной внут-
ренней организации в ущерб широко востребованным качествам. Насколько
сложна эта внутренняя организация, можно судить по устройству объектно-ориен-
тированной интеллектуальной САПР «Инженер М4», созданной специально
для оптимального проектирования БП. Остановимся кратко на принципах ор-
ганизации и основных пользовательских компонентах САПР «Инженер М4»,
так как это единственная компьютерная среда, в которой возможно оптимальное
проектирование БП по критерию боевой эффективности.
Инструменты оптимального проектирования
в интеллектуальной САПР
Компьютерный интеллект в САПР нужен не для того, чтобы конкуриро-
вать с интеллектом проектировщика, а чтобы освободить проектировщика от за-
бот на внутренней «кухне» компьютеризации. Интеллектуальное ядро САПР
272
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
реализует функцию встроенного агента проектировщика (как бы системного
программиста внутри компьютера): интерпретирует поступающие от пользова-
теля данные и постановки задач, организует работу служебных и прикладных
программ с целью наиболее рационального решения поставленных задач, конт-
ролирует информационные потоки и предотвращает некорректное обращение
с данными. Принцип интеллектуальности САПР позволяет усложнять ее, сохра-
няя понятный интерфейс с пользователями разной квалификации. Усложнение
ядра повышает уровень задач, которые можно решать без предварительного
программирования. Средствами ядра решаются задачи линейной алгебры, тео-
рии вероятностей, поиска статистических закономерностей. Непосредственно
по математической формулировке решаются алгебраические и дифференциаль-
ные системы уравнений, оптимизационные задачи.
Способность интеллектуального ядра планировать вычисления незаменима
в организации работы модулей Ш1П при проведении комплексных проектных
расчетов от выстрела до действия по цели. Решатели избавляют от необходимо-
сти программировать решение задач, сформулированных на языке математики
(например, задачи Коши), позволяя тем самым быстро восполнить недостающие
(или заменить неподходящие) модули ППП. Вместе эти два фактора создают
принципиально новую организацию компьютерной среды, в которой решение
задач разного содержания основано на самоуправлении. Функцию управления
выполняет агент, его приоритетная цель - сохранение непротиворечивого со-
стояния комплексной модели при параметрических изменениях. Если измени-
лись какие-то параметры (условия), агент планирует последовательную работу
модулей ППП (действие), чтобы пересчитать и тем самым привести в соответ-
ствие с изменившимися параметрами все прямо или косвенно от них зависящее.
Целенаправленное изменение параметров определяет проектировщик,
а осуществляет диалоговая система оптимизации (ДИСО), использующая прин-
цип самоуправления комплексной модели. Если поступившая от пользователя
задача интерпретирована как оптимизационная, менеджер ДИСО подбирает
метод оптимизации и передает ему структуру задачи (варьируемые переменные,
целевая функция, ограничения). В цикле «условия - действие» метод оптимиза-
ции делает пробный шаг (изменяет варьируемые переменные), ждет завершения
цепочки расчетов, после чего учитывает изменения целевой функции в вычис-
лении следующего шага. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигну-
та цель задачи. Так можно решать любую оптимизационную задачу в рамках
функциональной полноты комплексной модели, допускающей непрерывные
расчеты по цепочке модулей от варьируемых переменных до целевой функции.
Понятно, что в таких рамках показатель эффективности действия не может
служить целевой функцией. Цепочкой расчетов по детерминированным моде-
лям можно лишь обеспечить проверку ограничений (прочность, устойчивость
на траектории, максимальная дальность стрельбы) и оптимизацию условий для
эффективного действия (угол падения, глубина проникания в грунт, коэффи-
циент наполнения снаряда и т. п.). Последующей оптимизации по критерию
эффективности действия подлежат параметры снаряда, практически не влия-
ющие на уже согласованные ограничения по условиям прочности и динамики
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 273
снаряда: масса и форма (конструкция) ГПЭ, конструкция кумулятивного узла,
характеристики ВВ и т. п. Поэтапная частная оптимизация с определенной по-
следовательностью этапов составляет итерационную процедуру оптимального
проектирования.
Оптимизация сложной системы по частям называется декомпозицией.
Рациональная тактика декомпозиции предусматривает расчленение общей за-
дачи так, чтобы частные задачи допускали применение эффективных методов
оптимизации, за счет этого надежно и быстро решались. Переменные оптими-
зации одной задачи остаются постоянными в другой с достигнутыми значе-
ниями. Повторный цикл оптимизации уточняет предыдущие решения с учетом
изменившихся общих переменных, разница между значениями переменных
до и после оптимизации постепенно уменьшается, что означает согласование
всех переменных по критерию оптимальности системы.
Например, имеет смысл оптимизация длин головной и цилиндрической ча-
стей снаряда по условию гироскопической устойчивости с целью достижения
заданной дальности стрельбы. Толщины стенок корпуса при этом не меняются,
изменение соотношения между осевыми размерами в пользу удлинения голов-
ной части улучшает аэродинамику, суммарная длина ограничивается условием
устойчивости, изменение массы учитывается через баллистический коэффици-
ент, поэтому данная задача корректна. Сопряженная с ней вторая частная задача
оптимизирует диаметры каморы по условиям прочности. Ясно, что повторное
решение первой задачи с изменившимися толщинами стенок тоже изменится,
и, как следствие, изменятся и наседающие массы для второй задачи, но после
нескольких циклов повторного решения частных задач взаимные корректиров-
ки станут ненужными. Обе задачи имеют в несколько раз меньше ограничений,
чем общая, а решаются в несколько десятков раз быстрее, чем решалась бы не-
расчлененная задача, так как трудоемкость оптимизации с ростом разнообразия
ограничений возрастает прогрессивно.
Если в приведенном простом примере декомпозиция желательна, то в оп-
тимизации сложных систем она неизбежна. Оптимизация БП по критерию
эффективности имеет смысл только как одна из частных задач в естественной
(горизонтальной) декомпозиции оптимального проектирования системы оружия.
Согласование размеров, например снаряда и зарядной каморы орудия, не со-
ставляет проблемы. Основная функция каждой подсистемы совершенствуется
в рамках раздельного проектирования: для орудия - дальнобойность, для сна-
ряда - могущество действия, для взрывателя - надежность и точность сраба-
тывания и т. д. Единственное качество, которое нельзя разложить по элементам
системы оружия, - это эффективность решения боевых задач.
Системный анализ взаимодействия БП со средствами доставки, наведения,
своевременного подрыва имеет конечной целью согласование по критерию бое-
вой эффективности тех параметров подсистем, которые не могут быть обосно-
ваны в рамках раздельного проектирования. Чем выше точность срабатывания
взрывателя, тем лучше, но поверхность срабатывания должна быть согласова-
на с направлением разлета осколков. Осколочное поле целесообразно сделать
настолько узким (соответственно, плотным), насколько позволяют условия
274
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
накрытия цели, создаваемые системами наведения и подрыва. Разработчики
орудия рассчитывают баллистику выстрела по условию достижения дульной
скорости для обеспечения заданной дальности, зависящей и от баллистических
свойств снаряда. В свою очередь, от максимального давления пороховых газов
зависит насколько тонкостенным (и эффективным) может быть снаряд. Меро-
приятия, направленные на обеспечение нормального функционирования веду-
щего пояска при выстреле через влияние на износ ствола, ограничивают длину
очереди и, следовательно, вероятность поражения за стрельбу. Эти и многие
другие вопросы могут быть решены системно, с гарантированным результатом
в компьютерной среде с гибким управлением декомпозицией. Интегрированной
среды такого масштаба не существует, но интеграция отраслевых САПР необ-
ходима для осуществления перспективных направлений развития комплексов
оружия. Очевидно также, что БП как элемент системы оружия, непосредствен-
но выполняющий его основную функцию, должен играть центральную роль
в оценке всех влияний на боевую эффективность.
Вертикальная декомпозиция оптимального проектирования БП по кри-
терию боевой эффективности предусматривает взаимосвязь трех этапов:
• определения облика конструкции;
• согласования размеров по условиям выполнения требований ТЗ;
• системный анализ способов достижения максимальной эффективности.
На первом этапе определяют принцип действия и его возможные кон-
структивные воплощения (конструктивные схемы). Второй этап осуществляет
оптимальное проектирование по промежуточным показателям эффективности,
вычисляемым в рамках модели действия конструкции. Гарантированная рас-
четная работоспособность результата оптимального проектирования позволя-
ет на третьем этапе моделировать поведение БП во взаимодействии с другими
элементами системы оружия и целью, определять эффективность действия
в диапазоне возможных ситуаций, повышать ее за счет мероприятий, слабо вли-
яющих на общую работоспособность (изменение параметров ПЭ, положения
точки инициирования, энергетических свойств материалов и т. п.).
Перечисленные этапы декомпозиции в САПР «Инженер М4» обслуживают
подсистемы «Конструкция», «Действие» и «Эффективность». Первая подсисте-
ма предназначена для создания параметризованной ГМ конструкции, вторая -
для формирования комплексной модели поведения и оптимизации параметров,
третья—для анализа эффективности действия. Общая информация, подлежащая
согласованиям, содержится в ГМ конструкции.
ГМ конструкции БП является объектом оптимизации, из чего следует,
что она должна быть параметризованной, активно участвовать в изменениях
(оптимизации) параметров, соблюдая конструктивные ограничения, и служить
единственным источником геометрических данных в проектных расчетах. Вза-
имодействуя с интеллектуальной средой, ГМ конструкции должна ей соответ-
ствовать. Так, синтез конструктивной схемы по морфологическим признакам
предполагает автоматическую сборку из структурных элементов.
Существует большой выбор CAD-систем для моделирования конструкций,
но повышенные требования к операционным возможностям ГМ в сочетании
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 275
с простотой облика БП обусловили преимущество специализированной СГМ
осесимметричных конструкций, структурные элементы которых составлены
из простых тел - плоских и тел вращения. В выделенном классе конструкций
можно применить кинематический метод описания поверхности детали лома-
ной линией и законом ее перемещения как образующей. Множество координат
точек изломов и параметры формы криволинейных звеньев в определенном
формате составляют код линии. Параметризация детали заключается в том, что
некоторые из ее размеров в коде образующей могут быть выражены именами
переменных или арифметическими выражениями с переменными. В сборках
из параметризованных деталей одноименные параметры отождествляются,
система ссылок делегирует сборке параметры элементов, разрешенные для из-
менений в заданных пределах. Конструкция при изменении своих параметров
по нисходящим ссылкам сообщает новые значения переменным каждой детали.
В результате возникает обновленная числовая ГМ, ее массо-моментные харак-
теристики отображаются на графическом интерфейсе (рис. 11.35). В закладках
основного интерфейса проектировщик может создать описания деталей, собрать
конструкцию, согласовать ее параметры, назначить допуски на независимые па-
раметры, провести анализ влияния номинальных параметров на динамические
характеристики и допусков на разброс массы.
Рис. 11.35. Интерфейс СГМ в режиме параметрического анализа конструкции
276
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
В том, что ГМ “умная” за счет окружения, можно убедиться, определив
в таблице результатов нужное значение центра масс 250, отношение моментов
инерции ограничением <10, массу — фиксированным значением 45, параметры
Lk, Lg (длины головной части и корпуса ракетного двигателя) - символом ? вме-
сто значений. Это пример простой обратной задачи, для решения которой агент
формулирует оптимизацию по свободным переменным Lk и Lg, а ДИСО находит
желаемое положение центра масс при выполнении остальных условий. Прямой
расчет автоматически выполняется после изменения независимых переменных
и заканчивается предоставлением результатов. Конструктивная формулировка
результатов и автоматическое решение обратной задачи с рекомендацией на-
значаемых параметров - это проектирование в интеллектуальной среде.
Оптимальное проектирование делает то же самое по явной формулировке
задач в среде интеллектуального ППП, где можно учесть функциональные огра-
ничения. Для этого ГМ конструкции как объект оптимизации включается в па-
кет вместе с подходящими для данной конструкции расчетными программами.
Мобильность ГМ нужна для взаимодействия не только с П1Ш, но и с техноло-
гическими САПР, с CAD-системами (Solid Works), где уточняются трехмерные
элементы конструкции, создается чертежная документация. Используя связь
с Solid Works, можно передать ГМ вычислительному пакету (типа ANSYS) для
решения задачи, сформулированной отдельным текстом.
Для обеспечения мобильности СГМ создает информационные оболочки
для ГМ и специальные интерфейсы. Геометрический модуль как информацион-
ная оболочка ГМ для взаимодействия с расчетными модулями ППП создается
в текстовом файле, в который включены описания деталей, формула сборки,
отношения между параметрами, в том числе, и ограничительные. Для установ-
ления параметрических связей с расчетными модулями создается специальный
паспорт, в котором описаны доступные для изменения параметры ГМ (имена,
примерные значения, пределы допустимых изменений) и список вычисляемых
величин. Кроме массы, центра массы и моментов инерции в список результатов
ГМ можно дополнительно включить массы отдельных узлов и деталей, специ-
альные величины (фокусное расстояние кумулятивного заряда, коэффициент
наполнения). В автоматически создаваемый паспорт включается имя геометри-
ческого модуля, так что для включения ГМ конструкции в 111111 проектировщику
достаточно выбрать и предъявить ее паспорт.
Интеллектуальный ШШ создается автоматически по предъявлению про-
ектировщиком списка необходимых модулей. Список составляется оперативно
из меню паспортов Выбор модулей (рис. 11.36), содержащем названия доступных
прикладных программ, конструкций, модулей оптимизации (формулировок за-
дач) и процессов (математических формулировок на основе ОДУ). Генератор
ППП, анализируя описания входных и выходных данных модулей в паспортах,
составляет структуру связей, согласно которой агент в дальнейшем планирует
и контролирует работу пакета.
При выполнении цепочки модулей каждому из них к моменту вызова агент
выбирает из общей базы исходные данные согласно паспорту, а после окончания
работы переносит туда же результаты, чем обеспечивается информационная
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 277
(Г. выбор мод
[5| Прикладные ! программы]
Й • Конструкции AR.psg ARS.psg b32.psg bzl.psg ••-b_32.psg Й- Модули оптимизации Й Процессы
52^5 1 х
Интеллектуальный ППП
Размер
высота ।
лиашта.
высота '
.Еыияаи
L145......
296
200
470
Рис. 11.36. Фрагменты интерфейса интеллектуального П1Ш
С Модуль
В ход/выход
(* Все
С Вход
С” Выход
Переменные | Таблицы] П | >
-Выбор—
(* Пакет
Имя Значение Статус
Сити виллу ▼ CumSeg
OBL CumCon I Metall
ВВ CumSeg Explo
REQ CumSeg
jet 50x4 Таблица
Preg Pregrada Pregrada
Targ TargetProp T argetProp
rcufu 0.13762
rfu 0
tarre; 5x5 Таблица
probil Pregrada Pregrada
Ш ► |
связь между модулями. Исходные данные могут быть объектами, подобно
аргументам электронных формул в системе классов MATLAB, что сообщает
прикладным программам свойство полиморфизма. Например, программа фор-
мирования кумулятивной струи получает ГМ кумулятивного узла, материалы
ВВ и облицовки, вычисляет параметры струи с учетом особенностей геометрии
и материалов, возвращает этот результат в виде таблицы параметров элементов
струи (переменная jet), вычисленных с учетом особенностей ГМ конструкции.
Возможные значения объектных переменных можно выбирать из выпа-
дающего списка, свое текущее значение объект отображает в подходящем для
него виде. Так, конструкция выбранного кумулятивного заряда CumSeg отобра-
жает в дополнительном окне интерфейса свою геометрию и таблицу размеров
(см. рис. 11.36). Это дает удобную возможность изменять параметры в объектах,
что исключает неправильные назначения. Программа расчета кумулятивного
действия получает объекты струи и преграды, возвращает в выходном списке
таблицу результатов пробития и объект преграды с повреждениями. В отличие
от данных в числовых форматах объект может моделировать преграды разной
структуры: полубесконечные, конечной толщины, многослойные, разнесенные.
Обе программы реализуют вычислительные процедуры по инженерным
моделям формирования и действия кумулятивной струи, но интеллектуальная
оболочка объектного модуля придает им принципиальное отличие от обыч-
ных программ. Интерпретатор объектного модуля, в функции которого входит
управление работой вычислительных процедур внутри оболочки, может сфор-
мулировать задачу численного моделирования, если не найдет подходящей про-
цедуры (например, для облицовки сегментно-конической формы), отправить
278
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
скрипт-файл и конструкцию в доступный вычислительный пакет, конвертиро-
вать полученный результат в элементную модель струи (таблицу jet).
Интеллектуальная среда с объектами расширяет применение прикладных
программ в анализе разных способов повышения действия и эффективности
БП. В комплексную модель можно включать и теоретические задачи в матема-
тической формулировке. Динамика боя, например, выражена в секции :system
интерпретируемого модуля Batalia (рис. 11.37, а) в точном соответствии с фор-
мулировкой (11.62).
Исполняет такие модули матричный решатель интеллектуального ядра со-
вместно с другими его компонентами. В данном случае для хранения векторов
и матриц используется табличный процессор (рис. 11.37, в), матричный реша-
тель конвертирует задачу в каноническую систему ОДУ и управляет работой
универсального решателя ОДУ, отображая ход решения визуально (рис. 11.37, б).
Текст постановки задачи в математической формулировке состоит из стандарт-
ных секций. В секции Var объявлены локальные переменные, в секциях in, start
и step - исходные значения переменных, начальные условия и длины шагов
интегрирования, в секции rel - выражения, которые интерпретатор должен
вычислять на каждом шаге (объект TD осуществляет распределение целей для
:name Batalia
:Var
Tab Т1 (float N,L,p, d);
Tab T2(float N,L,p, d);
object AnyUb|ect ID = Dis tub. obi;
system
dxVdt = -d2x(x2xT2.L)
dx2/dt = -d1x(x1xT1.L)
:in tab T1=Red.tbl. tab T2=Blue.tbl,
rstarl t=0, x1=T1.N, x2=T2.N
:step 0.001,0.01,00001
:rel
dd1=TD.Distribf1,T1,T2,x1,x2l
dd2=TD.Distrib(2,T2,T1,x2,x1)
d1 =transp(dd1)
d2=tran$p(dd2)
itermin t<30
a
Интеллектуальный ППП
в
Рис. 11.37. Фрагменты интерфейса интеллектуального ППП:
а - исходный текст задачи динамики боя; б - графики убывания боевых единиц; в - содер-
жимое таблицы Т2 с данными о позициях одной из сторон
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 279
позиций, результирующие матрицы инцидентности транспонируются). В от-
дельных секциях задаются также длительность процесса, признаки остановки
и приостановки (с продолжением), действия при остановках, форматы графиков.
Системный анализ боевой эффективности отличается от проектных
расчетов тем, что объектом анализа является не сам проектируемый объект,
а его взаимодействие с другими элементами системы в характерном комплексе
случайных условий. Цель системного анализа - оценка эффективности по раз-
личным показателям и поиск способов ее повышения за счет целесообразных
тактических и конструктивных решений. Возможные конструктивные изме-
нения рассматриваются в контексте горизонтальной и вертикальной декомпо-
зиции общего проекта. Желательные изменения свойств отдельных элементов
системы подлежат согласованию с их разработчиками. Для элементов системы
оружия, обеспечивающих доставку БП к цели и своевременное срабатывание,
обоснованные по критерию боевой эффективности рекомендации могут быть
выработаны только анализом поражающего действия БП в создаваемых усло-
виях. В оптимальном проектировании БП конструктивные изменения вносятся
в порядке вертикальной декомпозиции, возвратом к подсистемам «Конструк-
ция» и «Действие».
Рабочую (компьютерную) модель системы, необходимую для осуществле-
ния анализа эффективности, невозможно создать обычными средствами про-
граммирования вследствие большого разнообразия типов целей, БП и других
взаимодействующих объектов. Классификация разнообразия, выраженная иерар-
хией классов, позволяет решать эту проблему, а технология интеллектуального
ядра - легко осуществлять. Программной реализации в этой технологии подле-
жат абстрактные модели элементов системы с их самыми общими свойствами.
В каждый создаваемый объект абстрактного класса в качестве интеллектуаль-
ного ядра внедрен агент, выполняющий две основные функции - конкретиза-
ция свойств абстрактного объекта по его текстовому описанию и поддержание
непротиворечивого состояния при параметрических изменениях.
В исходном состоянии подсистема «Эффективность» имеет связанный на-
бор абстрактных объектов для БП, полей поражения, целей, режима стрельбы,
атмосферы. Описания этих объектов пользователь находит в БД или в файло-
вой системе, инициирует их интерпретацию нажатием кнопки ВВОД и получает
возможность контролировать свойства рабочих объектов в соответствующих
таблицах интерфейса (рис. 11.38, а). Детерминированные свойства заданы свои-
ми значениями, неопределенные - интервалом неопределенности, случайные -
законами распределения.
В режиме одиночных испытаний нажатие кнопки ПУСК инициирует розы-
грыш случайных переменных с последующей имитацией выстрела. При стрель-
бе БП с дискретным полем ГПЭ и фиксированным упреждением (см. рис. 11.8)
в каждом испытании случайные попадания в УА отображаются в таблице
на вкладке Действие (рис. 11.38, б) и на проекции цели в картинной плоско-
сти (рис. 11.38, в), что позволяет изучать возможные комбинации попаданий.
При стрельбе кумулятивным снарядом по бронированной цели в одиночных ис-
пытаниях можно наблюдать на ее полупрозрачном изображении (рис. 11.39, а)
280
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Системный анализ эффективности ^igjxj
Цель | Средство поражения | Стрельба Действие | эФФекти < I ► J ввод
| Цель j В абсолютной СК в СК цели Обзор
В вертолет Апач Условия [7 Показать картинную плоскость Показать
Параметр Значение| Ошибка] пуск JF~
Скорость 20 Очистить
Средство поражени: Курсовой угол атаки, гр 25 Выход
|р13 Наклон плоскости атаки, -25
Упреждение, м 20 1 Цель вертолет А СП Р13 Объекты —1
1ИПЫ М D с и пораж.: |7|7|“|7 Промах, м Н 1.5
я - — —
счет 17:06:28 И^[Г[Г[Г||
Статистические 4 1ет
испытания 4.0 (блоки автопилота) 11 1 Атмосфера
Число проб Шаг 6.0 (топливный бак 1) гтг ГГ[ Действие ж < 1 1 ► 1
1 Д10 20.0 (ГСН ПТУР1) 2 11 [1 LU 1 —А Все объекты
* —
а
б
Рис. 11.38. Фрагменты интерфейса «Эффективность»:
а - поле управления; б - направление стрельбы; в - картинная плоскость
выделенные УА, пересекаемые траекторией струи, визуально и таблично пред-
ставленную эквивалентную многослойную преграду, ее параметры, результаты
пробития.
Рис. 11.39. Всплывающие окна интерфейса «Эффективность»:
а - УА на траектории КС; б - точки попаданий на проекции цели; в - индикатор частости
Полученные сведения о реализовавшихся условиях и результатах воздей-
ствия на цель можно сравнить с фактическими данными, оценить адекватность
модели действия, скорректировать ее в случае необходимости. Следует иметь
в виду, что оценки вероятностей поражения по результатам статистического
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия
281
моделирования отражают все особенности модели действия. Это важно для
оптимизации, потому что к искомому результату ведут именно тенденции из-
менения, а не сами значения показателя качества.
Режим статистических испытаний (рис. 11.39,6) включается нажатием кноп-
ки Счет после того, как назначено число повторений в редактируемом поле Число
проб. О достаточном числе испытаний можно судить по кривой изменения часто-
стей (рис. 11.39, в) в ходе испытаний, когда ее случайные колебания становятся
пренебрежимо малыми. В таблицах на закладке Эффективность можно организовать
сравнительный расчет вероятностей поражения по разным типам, на различных
дистанциях стрельбы, в разных режимах стрельбы. В систему объектов можно
включить несколько конкурирующих вариантов БП (в том числе штатный) и про-
вести сравнительный анализ их эффективности в одинаковых условиях.
Оптимизация по критерию боевой эффективности на основе имитацион-
ного моделирования дает лучший результат, чем оптимизация по обобщенным
(упрощенным) зависимостям, но занимает больше времени. Полная имитация
действия в каждом из нескольких тысяч испытаний для получения одной точки
КЗП, а затем и в остальных точках расчетной сетки требует определенных за-
трат времени. Эти затраты многократно возрастают в ходе системного анализа
эффективности, опирающегося на оценки большого многообразия вариантов.
Замедленная реакция исполнительной среды на действия аналитика нежелатель-
на, так как анализ предполагает интерактивный режим работы. Чтобы не идти
на снижение качества оценки альтернатив, системный анализ должен по воз-
можности сужать многообразие вариантов.
Непродуктивные области анализа отсекает вертикальная декомпозиция
на этапе оптимизации по промежуточным показателям. После согласования
функциональных ограничений объектом системного анализа становится полно-
стью работоспособный вариант конструкции. Системный подход рекомендует
сочетать предварительную оптимизацию на основе алгоритмических расчетов
показателя эффективности с последующим усложнением моделей и переходом
в режим статистических испытаний по мере приближения к окончательному ре-
шению. В практике проектирования БП наряду с компьютерными методиками
расчета эффективности применяются упрощенные инженерные экспресс-ме-
тодики, с помощью которых проектировщики могут частично разрешить на-
чальную неопределенность.
Электронные формулы в среде MATLAB решают эту задачу лучше, чем ин-
женерные методики, так как обеспечивают оперативность анализа не за счет
упрощения модели, а благодаря рационально организованным вычислениям.
Технология электронных формул разработана как предварительный этап си-
стемного анализа эффективности и как дополнение к методике, построенной
на имитационном моделировании. Программная связь между объектами в этих
разных средах не предусмотрена, но в качестве исходных описаний объектов ис-
пользуются одни и те же текстовые файлы, общая БД. Оперируя непосредствен-
но с объектами, постепенно наполняя их полиморфное содержание, можно при-
близиться к перспективной области решений, сформировать соответствующие
описания рабочих объектов для имитационной модели системы и приступить
282
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
к их уточнению в рамках оптимального проектирования по критерию эффектив-
ности. На самом деле сужение многообразия альтернатив происходит в голове
специалиста по мере того, как он получает ясное представление о реализуемых
способах решения стоящей перед ним задачи.
Очень важный вопрос оптимального проектирования по критерию эффек-
тивности, который не может быть решен без вмешательства проектировщика,
связан с тем, что само понятие оптимальности многоцелевой технической си-
стемы неоднозначно. Хотя эффективность - единственный критерий полезности
БП, он включает в себя несколько показателей. Каждый показатель выражает
степень достижения одной определенной цели: вероятность поражения типовой
ЭЦ на большой дальности, на дальности прямого выстрела, на малом и большом
промахе, то же самое для других типовых ЭЦ. Есть еще экономические показа-
тели: стоимость выстрела, операции. Как правило, независимые показатели
противоречат друг другу, улучшаются в противоположных направлениях. Так,
оптимизация осколочного поля по вероятности поражения легкобронированной
и легкоуязвимой целей в отдельности дает разные значения оптимальной массы
осколка. Критерий эффективности должен отражать совокупность целей про-
ектирования, выраженных частными показателями W\, ..., Оптимизация
по векторному критерию W(Wt, D , Ws) не имеет однозначного решения,
так как отсутствует формальный признак оптимальности. Рациональный ком-
промисс между отдельными показателями может быть обоснован в системе
предпочтений опытного специалиста. ДИСО предлагает несколько разных ме-
тодов векторной оптимизации, доступных специалистам, не знакомым глубоко
с теорией оптимизации.
Основная трудность оптимизации по критерию эффективности заключается
в том, что показатели эффективности зависят «от всего», но невозможно вовлечь
в оптимизацию все факторы влияния. Например, учесть последствия измене-
ния материала дробимого корпуса принципиально возможно, но чтобы форма-
лизовать это влияние, надо существенно расширить функциональную модель
в область материаловедения, механики разрушения, технологии, что, конечно,
невозможно. Большинство назначений проектировщик делает интуитивно, опи-
раясь на опыт. Если оптимизация выполняется итерационными методами, только
получив окончательное решение, он увидит, что первоначальные назначения
оказались неудачными, и придется снова и снова начинать «с центра поля» оп-
тимизации - нового исходного приближения. Системный подход подсказывает,
что в инструментарий проектировщика необходимо включить вспомогательные
методы для предварительного согласования параметров, пусть не совсем точные,
но позволяющие быстро анализировать оптимальные решения.
Оптимизация без итераций и постоптимальный анализ
Параметры, влияющие на оптимальное решение, но принятые фиксирован-
ными в процессе его поиска, необходимо согласовать с полученными резуль-
татами, найти возможность улучшить решение целесообразным выбором этих
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 283
параметров для условий, изменившихся после оптимизации. Такая процедура
называется постоптималъным анализом. Из школьной математики известно,
что для параметризованной кривой можно найти условие экстремума из равен-
ства нулю производной и использовать полученное отношение для коррекции
уровня экстремума изменением параметров. В оптимальном проектировании
такой возможности нет, но можно аппроксимировать алгоритмические зависи-
мости нелинейными функциями в ограниченной окрестности исходного при-
ближения и использовать их для нахождения оптимизирующего соотношения
подходящими способами. Аппроксимирующие функции следует выбирать так,
чтобы выразить экстремальные свойства и обеспечить возможность хорошего
приближения как по точности, так и по первым производным.
В качестве класса функций, достаточно гибких с точки зрения возможностей
аппроксимации и обладающих полезными свойствами для составления оптими-
зирующих соотношений, целесообразно выбрать полиномы с положительными
коэффициентами (такие полиномы еще называются позиномами)'.
т
g(x„ ...,%„) = ]£с,.х“н
/=1
где х. > 0, с. > 0, ос. е R', 1= 1, ..., п; j - 1, ..., т.
Позиномы обладают важным свойством экстремальности: они выпу-
клы и ограничены снизу, а значит, имеют точную нижнюю грань, формаль-
ный признак которой можно использовать для получения оптимизирующего
соотношения.
Метод геометрического программирования использует для нахождения
нижней грани суммы положительных чисел и, = Ср\'1 •... • x“z", I = 1,..., п фун-
даментальное геометрическое неравенство'.
т т
Х5А-Па''’
1=1 1=1
где 5. - произвольные положительные веса, удовлетворяющие условиям норма-
лизации 81 + ••• +8m = 1. Геометрическое неравенство обращается в равенство
при ах — аг — ... - ат. Заменой переменных и. - а.8 получим неравенство
которое означает, что сумма любых положительных чисел ограничена снизу
W, W2 Um >-
и определяет точную нижнюю грань при — = — = • • • = —. Если эти числа -
81 82 8,и
слагаемые позинома с аргументами х = (х,, ..., х„), то правая часть неравенства
имеет вид:
т
22
п ___
ж»=22 -П
i=l
т
У а .5.
nJ j -
•х„7 = Г(8, х). (11.66)
284
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Функция К(8, х) вогнута и имеет максимальное значение в той же точке,
что и минимум функции g(x). На этом основана идея двойственных оптими-
зационных задач. Далеко не очевидно, что максимизация функции Г(3, х) про-
ще, чем минимизация прямой функции, но можно упростить двойственную
задачу, выбрав переменные 3 так, чтобы показатели степеней прих; обратились
в ноль. Полученная таким образом двойственная функция зависит только от пе-
ременных 3:
т f Г
и(8„ ...,8„) = П^ ,
8>0, i = 1, ..., т,
(11.67)
(11.68)
п.
(11.69)
(11.70)
Найдя максимум двойственной функции (11.67) по переменным 8 в линей-
ных ограничениях нормализации (11.69) и ортогональности (11.70), определим
и минимум прямой функции:
g(x*) = а(8*). (И-71)
После того, как желаемое значение целевой функции найдено, можно вы-
числить оптимальные значения переменных прямой задачи, воспользовавшись
cz Ui
условием обращения геометрического неравенства в равенство —= р, i =
8<
= 1, ..., т. Отношение р не произвольно, а равно уже найденному максимуму
двойственной функции &(8*):
т т т
<7(8*) = g(x*) = Xм/ = Sp8* = рХ8/ = р
<=1 ;=1 <=1
с учетом условия нормализации. Переменные в оптимальном решении прямой
задачи можно найти из системы отношений и. - З.и(8*):
С(х“'' • • -х“'" = 8*о(8*), i е 1, ..., т.
Общая задача ГП учитывает ограничения также в виде позиномов:
ming0(x);
gt(x)"l, fc=l,2,...,p.
При сквозной нумерации слагаемых всех позиномов от 1 до т обозначим
множество индексов слагаемых k-го позинома Jk, к- 0,1,.. ,,р. Целевая функция
общей задачи ГП ограничена снизу двойственной функцией
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 285
т (\ 1 Р
»(s,...8.)=Пт да*.
1=1 у / k=\
которая отличается от двойственной функции для задачи без ограничений только
произведением множителей , где \ - сумма двойственных переменных, со-
ответствующих слагаемым k-го ограничения: ~кк = ^8;, к = 1, Условие
нормализации учитывает только двойственные переменные от целевой функции:
8, = 1. Переменные в оптимальном решении прямой задачи находятся из си-
стемы отношений:
8‘у(8‘), zeJ0;
J^k
В случае, когда число слагаемых позинома на единицу больше числа пере-
менных, т.е. т = п + 1, линейные ограничения определяют единственное до-
пустимое решение двойственной задачи, и искать максимум двойственной
функции не приходится, а оптимальное решение зависит только от показате-
лей степеней а., и не зависит от коэффициентов С. Это именно то, что нужно
для постоптимального анализа, потому что внешние параметры могут входить
только в коэффициенты С. Так, если характеристика поражающего действия
ПЭ определяется его кинетической энергией, то масса ПЭ войдет в модель по-
ражения в первой степени, скорость - во второй, свойства материала ПЭ входят
в виде коэффициентов. Значения коэффициентов можно менять в оптимальном
решении - правой части (11.66), обеспечивая приемлемое значение минимума
целевой функции прямой задачи.
Задача. Найти оптимальную массу ПЭ, максимизирующую условную вероятность по-
ражения цели на промахе г = 25 м при фиксированной массе т = 5 кг БЧ радиального
разлета с готовыми ПЭ. Уязвимость цели такова, что она достоверно поражается при
попадании ПЭ с минимальной кинетической энергией Р7кр = 300 Дж, уязвимая площадь
составляет = 5 м2. Скорости носителя и цели пренебрежимо малы по сравнению
со скоростью метания ПЭ. Баллистические свойства ПЭ заданы параметром В = 0,04.
Распределение числа ПЭ по углам разлета подчиняется закону синуса: /((р) = A sin((p).
Направление разлета ПЭ идеально согласовано с диаграммой направленности некон-
тактного взрывателя (НВ), т. е. накрытие цели полем ПЭ при данных условиях встре-
чи гарантировано. Передний и задний углы разлета в меридиональной плоскости рав-
ны соответственно (р1 = 40° и (р2 = 100°. Бризантность ВВ характеризуется скоростью
детонации D = 7000 м/с. Необходимо установить зависимость оптимального решения
от параметров задачи.
Решение. Следует провести частную оптимизацию при уже согласованных па-
раметрах разлета. При подрыве на заданном промахе г и идеальном согласовании НВ
с направлением разлета ПЭ цель находится под углом (рср = ((р5 + (р2 )/2 к оси симме-
трии БЧ на расстоянии R = r! sin фср от центра разлета. Следовательно, оптимизировать
286 Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
нужно КЗП (11.39) в данной точке. По условию задачи можно не различать динами-
ческие и статические углы разлета в выражении для среднего числа эффективных
попадании (11.38). Поражение попавшим ПЭ достоверно при выполнении ограниче-
ния на кинетическую энергию. Плотность поля ПЭ при равномерном распределении
на сфере радиуса R в пределах сектора разлета согласно формуле (11.56) связана с гра-
ничными углами выражением
Р(Л) = N/ 2лЛ2*(соБ(р1 - cos(p2).
Общее число ПЭ при дроблении оболочки массой М на фрагменты одинаковой
массы q равно M/q, причем масса оболочки и масса разрывного заряда тивв должны
находиться в определенном отношении (коэффициент нагрузки Р = т^/М), которое
определяет начальную скорость разлета vQ. Если полную массу БЧ составляют только
оболочка и ВВ т - твв + М, то M=m/(l + Р). Пороговое условие поражения цели по-
павшим ПЭ означает, что существует ограничение на начальную скорость разлета vQ,
при выполнении которого кинетическая энергия соударения ПЭ с целью будет доста-
точной для поражения. Так как скорость цели по условию задачи мала по сравнению
с собственной скоростью ПЭ, определяющей в этом ограничении является скорость
ПЭ с учетом торможения на заданном расстоянии до цели:
2BR
qv20e >2FKKP.
При выполнении ограничения математическое ожидание числа эффективных по-
паданий равно произведению плотности поля на уязвимую площадь цели:
fn(R) = H(R)S = = —----------j--------------
ZtiR q(\ + Р) 2л7? (cos(p1 -cos(p2)
(11.72)
Условная вероятность поражения растет вместе с т. но свободными перемен-
ными в (11.72) являются лишь q и р. Их оптимальные значения можно найти из реше-
ния задачи
min q + #Р;
-£R (П.73)
qv^e >2WKp.
Анализируя влияние параметров на оптимальное решение, заметим, что
ограничение в задаче (11.73) всегда активно, потому что оно и определяет ми-
нимальную массу ПЭ вместе с приходящейся на него долей энергии взрыва,
необходимой для поражения цели с учетом торможения ПЭ на траектории.
Целевая функция означает, что нужно минимизировать массу ПЭ вместе с при-
ходящейся на него долей ВВ с тем, чтобы максимально увеличить число ПЭ.
Ограничение предотвращает превращение фрагментов в пыль (благодаря на-
личию q в экспоненте затухания скорости), поэтому оно безусловно активно,
т. е. должно выполняться в форме равенства. С учетом зависимости скорости
метания от коэффициента нагрузки
ЕЕ”
V° 2\2 + Р’
(11.74)
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 287
Рис. 11.40. Зависимость коэффециента нагрузки и целевой функции от массы ПЭ:
1 - Р О); 2 - р(2); 3 - q + ^(1); 4 - q + <$(2)
ограничение связывает переменные q и р. Чтобы выяснить характер изменения
целевой функции от переменной q, построим эту зависимость при произвольно
выбранных параметрах, используя активное ограничение как связь между пере-
менными q и р:
» W=250; В=0.04; D=7000; R=20/sin(70/180*pi); q=[0.5:0.01:5J;
» v02=2000*W./(q.*exp(-2*B./q.A(l/3)*R)); b=4*vO2/DA2; beta=b*2./(l-b);
goal=q+beta.*q;
В диапазоне изменения массы от 0,5 до 5 г массив beta содержит значе-
ния р(<у), массив goal - значения целевой функции. Построим графики этих за-
висимостей (рис. 11.40):
» goal=q+beta.*q; plot(q,beta,'b:',q,goal/r:')
Верхняя пунктирная кривая 3 показывает, что оптимум сдвинут в сторону
очень малых масс, а нижняя пунктирная кривая 1 — что он сдвинут в сторону
больших коэффициентов нагрузок. Ясно, что близкие к единице коэффициенты
нагрузки выходят за разумные пределы, но оптимизация не может остановиться,
если скорость метания без учета потерь энергии взрыва продолжает расти и обе-
спечивать необходимую кинетическую энергию очень легкими и потому более
многочисленными фрагментами. Обычно в формуле (11.74) коэффициентом
к < 0,5 вводится поправка на потери. Для оптимизации поправка должна быть
адекватной в широком диапазоне коэффициентов нагрузок, поэтому введем ее
множителем ((3/Pj )Y, где р, - достаточно малое значение коэффициента нагруз-
ки, при котором поправка отсутствует; у < -1 определяет крутизну поправки.
Применим систематическую процедуру приведения произвольной функции
к степенной зависимости для замены функции f (Р) =
Р
2 + р
позиномом:
288
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
где
и_ р. #
/(₽„)
\Ро
Р, 2
/(P„)(2 + Pj‘
Очевидно, что й(Р0) = /(Ро) и й'(Р) = /'(р) при р = Ро, поэтому аппроксимиру-
ющая функция й(Р) имеет в окрестности точки Ро те же экстремальные свойства,
что и точная, а заменив опорную точку Ро оптимальным решением Р*, всегда
можно добиться совпадения /г(р*) =/(Р*) несколькими итерациями. В общем
виде пригодная для оптимизации формула вычисления начальной скорости ПЭ
выглядит следующим образом:
а
_ру
Ро >
(11.75)
Она содержит управляемые параметры, которые можно использовать для
настройки этой зависимости по имеющимся контрольным (экспериментальным)
данным. Принимая Ро = 0,5, получим/(Ро) = 0,2 и ос = 0,8. Примем также Р] = 0,2
и подлежащий экспериментальному обоснованию параметр, учитывающий по-
тери, у = -0,1. В результате получим зависимость, которой можно пользоваться
в процессе оптимизации:
v0 = О,25ПР0’3. (11.76)
Построим еще одну пару графиков, используя эту зависимость (см. рис. 11.40,
кривые 2, 4):
» beta=(sqrt(v02)/D*4).A(l/0.3);goal=q+beta.*q;hold on,plot(q,beta,'b',q,goal/r')
Теперь целевая функция (кривая 4) имеет минимум при большей массе
q = 1,63 (по сравнению с 0,80) и этому минимуму соответствует меньшее зна-
чение коэффициента нагрузки Р = 0,59.
Условная параллельность аппроксимирующей и точной функций важнее,
чем количественная близость. Значение переменной q, при котором целевая
функция минимальна, и есть оптимальная масса ПЭ. Исследовать влияние па-
раметров q, Р на вероятность поражения цели, повторяя вычисления с другими
значениями параметров, нерационально. Применить метод ГП для получения
оптимизирующего соотношения не позволяет наличие экспоненты в ограниче-
нии, но от нее легко избавиться предельным переходом
/ у
еи = lim 1 + —
£)
сначала заменив ограничение двумя эквивалентными неравенствами
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 289
qV£lt*>WKV и ZE>e^
при достаточно большом г, чтобы последующая замена экспоненты была
правомерной:
е> i+
\е
2BR
Так как t > 1, эквивалентное неравенство
Г1 +
257? -1/3 -1 < 1
----q t si
е
выражается через позином. Теперь задачу оптимизации можно представить
в каноническом виде задачи ГП с переменными q, р и t:
min С^ + С2^Р;
С3^‘рН)’61е <1;
Q-1 + С5еV1/3'-‘ ^1,
(11.77)
где С] - С2 - С4 - 1, С3 = 32000 !D2,CS- 2BR. Двойственная задача имеет вид:
max
Cl
sj
С 8з
^з
(с А84 ( г Y5
Ч $4 J I е^5 /
(84+S5)84+8s;
\ 8о
М
+ б2 — 1;
8, + 62 -62 -18, =0;
82-0,б83 =0;
е83 - 34 - 35 - 0;
8, > 0, 32 > 0, 83 > 0, 34 > 0, 35 > 0.
Она содержит пять двойственных переменных и четыре линейных огра-
ничения. Это значит, что придется искать максимум двойственной функции,
но все двойственные переменные можно выразить через одну независимую
переменную 8:
5, =8;
32 =1 —8;
83 = 32/0,6;
(11.78)
85 = 3 —З83;
84 = е83 -85.
На первый взгляд кажется ненормальным, что размерные коэффициенты
возводятся в произвольные вещественные степени и решение зависит от неко-
торой очень большой величины £. Но С\ - С2 - С4 - 1, а коэффициенты С3, С5
290
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
входят в двойственную функцию так, что в вещественную степень возводится
их безразмерная комбинация:
/^83 /^85 _ З83 _ л^З
^3 ^5 — ^3 ^5 — ^5
'3_
,з
'5 7
’з
= С?
32000Жкр
D2 (2BR)3
Уз
Вместо £ в решение возвращается экспонента от двойственной перемен-
ной 83, связанной как раз с тем выражением, в котором мы вводили очень боль-
шую величину е:
^,-8,^ Гг83-8,р
V5 /Уя А
2з_ ез5 _ £21
4^5 J 1 $5 >
В ходе решения задачи обнаружена безразмерная комбинация
400(Жр
D2(Bltf ’
(11.79)
определяющая оптимальную массу ПЭ по вероятности поражения данной
цели на заданном промахе, что совсем не очевидно, если просто анализировать
структуру зависимостей. Это подтверждает высказанный ранее тезис о том, что
адекватная оптимизация является инструментом поиска не числа, а истинного
оптимального соотношения.
Двойственную функцию
2(8) = С53С83
ivmw
sj b-8J t 35 ,
(11.80)
где 83 - (1 - 8)/0,6 и 35 - 3(1 - 83), следует максимизировать по 8 в интервале,
в котором выполняются условия неотрицательности двойственных переменных,
после чего решение прямой задачи можно найти из соотношений (11.71):
7* =8*2(8*),
. 1 (11.81)
5* 1 •
Безразмерный комплекс С можно рассматривать как единственную пере-
менную, от которой зависят оптимальные значения переменных двойственной
задачи. Построив графики зависимостей оптимальных 2(8*), q* и (Г от С, легко
проанализировать влияние параметров безразмерного комплекса на оптималь-
ное решение.
Составим файл-функцию goal_gp для вычисления двойственной функции,
вернее, зависящей только от 8 и безразмерного комплекса С величины V (8) / С53.
Вычисленное значение двойственной функции нужно возвращать с отрицатель-
11.11. Оптимизация боеприпасов по критерию эффективности действия 291
ным знаком, чтобы можно было использовать функцию fmin для поиска макси-
мума У(8):
function out=goal_gp(d,C)
d3 = (l-d)/0.6;
d5 = 3-3*d3;
out=-CAd3*dA(-d)*(l-d)A(d-l)*(d3*exp(l)/d5)Ad5;
Как следует из соотношений, между двойственными переменными и пере-
менной 3 (11.78) условия неотрицательности двойственных переменных вы-
полняются, если 8<1и8>1- 0,6. Вычислим коэффициенты по исходным
данным, найдем решение двойственной задачи оптимизации и по формулам
(11.81) получим решение прямой задачи:
» C5=2*B*R; C=32000*W/DA2/C5A3
С = 0.0203
» d = fmin('goal_gp',0.4,l,0,C); q_opt = -d*C5A3*goal_gp(d,C), beta_opt = 1/d-l
q_opt = 1.6281 beta_opt = 0.5982
Это решение практически совпадает с результатами прямых расчетов при
построении графика (см. кривые 2, 4 на рис. 11.39). Условную вероятность по-
ражения цели получим как вероятность хотя бы одного попадания при среднем
числе попаданий, вычисленном по формуле (11.72):
» M=5;S=4;fil=40;fi2=100;A=l/(cos(fil*pi/180)-cos(fi2*pi/180));
» G=l-exp(-M*1000*A*S/(q_opt*(l+beta_opt))/(2*pi*RA2));
G = 0.8411
Влияние параметров задачи на оптимальное решение можно оценить по-
средством безразмерного комплекса С. Для этого в некотором диапазоне его
значений построим графики зависимостей оптимальных V(3*), q* и р* от С
(рис. 11.41, а):
» CC=[C/10:C/10:C*4];d=[ ];V=[ ];
» for с=СС [d(end+l) у] = fmin('goal_gp',0.4,l,0,c); V(end+1) = -C5A3*y(8); end
» q = d.*V; beta = l./d-l;
» subplot(2,2,l),plot(CC,q,CC,beta,CC,V),legend('q','beta','q+q*beta')
To, что безразмерный комплекс С не является независимой переменной,
отобразим графиком его зависимости от критической энергии поражения це-
ли Ж (рис. 11.41, в):
» subplot(2,2,3),plot(CC,200:25:600)
Так как оба графика, выровненные по вертикали, имеют одинаковые аб-
сциссы, хорошо видно, как могут измениться оптимальные масса ПЭ и коэф-
фициент нагрузки, полученные при Ж =300 Дж (С = 0,2), если оптимизиро-
вать их по цели с другой характеристикой уязвимости. Чтобы оценить влияние
оптимальных q\ (Г на условную вероятность поражения, построим сначала
292
Глава 11. Основные характеристики эффективности действия боеприпасов
Рис. 11.41. Зависимости оптимизирующих соотношений:
а - оптимальных v(8), q и Р от безразмерного комплекса; б - среднего числа попаданий
ПЭ от промежуточного критерия q + gP; в - ц(5), q и Р от критической энергии поражения
цели W; г - условной вероятности поражения G от среднего числа попаданий
зависимость среднего числа попаданий ПЭ на данном промахе от величины
q* + <7*Р* (рис. 11.41, б), т. е. от результата оптимизации. Согласно формуле
(11.72) положение гиперболы определяется такими параметрами задачи, не во-
шедшими в оптимизацию, как масса БЧ, границы зоны разлета ПЭ, расстояние
до цели и уязвимая площадь цели. Изменение любого из них оставляет в силе
результат оптимизации, поэтому новая кривая для среднего числа попаданий
(кривая 2 на рис. 11.41, б соответствует увеличенной в 1,2 раза массе БЧ) от-
ражает оптимальный промежуточный результат при прочих равных условиях:
» qb=-b(8)*C5A3;QB=linspace(qb*0.5,qb*1.5,30);
» a=M*1000./QB*A/(2*pi*RA2)*S;
» subplot(2,2,2),plot(a,Q.B,a*1.2,Q.B,'l<:')
И наконец, построим график зависимости вероятности поражения от сред-
него числа попаданий (рис. 11.41, г), что даст возможность оценить влияние
всех параметров задачи на окончательный результат:
» G=l-exp(-a); subplot(2,2,4), plot(a,G)
Действительно, последовательность стрелок, направленная от ордина-
ты FK = 300 Дж (см. рис. 11.41, б), отмечает оптимальное решение задачи
Список рекомендуемой литературы
293
q = 1,6281, р* = 0,5982, К(5*) = q\\ + 0’) = 2,6020 при С= 0,0203 (см. рис. 11.41, а)
и ведет к максимальной условной вероятности поражения, равной 0,8411
(см. рис. 11.41, г). Естественным образом все параметры задачи в ходе решения
разделились на группы влияния. На первом этапе, определяющем значение без-
размерного комплекса, можно оценить влияние на окончательный оптимальный
результат таких параметров, как критическая энергия поражения и скорость
детонации ВВ. Баллистический параметр ПЭ и расстояние до цели входят в без-
размерный комплекс и влияют на оптимальный коэффициент нагрузки точно
так же, как и два предыдущих. Но эти же параметры входят еще и в размерный
коэффициент С5, поэтому их изменение приведет к смещению не только графика
(см. рис. 11.41, г), но и линий q, beta (см. рис. 11.41, а). Остальные параметры за-
дачи влияют только на положение графика (см. рис. 11.41, б). Впрочем, графики
лишь иллюстрируют возможные варианты постоптимального анализа. Зависи-
мость максимума двойственной функции от безразмерного комплекса можно
восстановить по вычисленным массивам СС, V интерполяционной процедурой,
а остальные отношения реализуются точными вычислениями.
Постоптимальный анализ полученного решения использует свойство оп-
тимизирующего соотношения: при любых изменениях параметров оно дает
зависящее от них, но максимально возможное значение условной вероятно-
сти поражения. Это значит, что можно подобрать значения параметров для
достижения желаемого уровня условной вероятности поражения, например,
G - 0,9 (см. рис. 11.41, г). Вычислив необходимое число ПЭ, при котором
обеспечивается требуемая вероятность поражения цели в данных условиях,
найдем соответствующий уровень целевой функции двойственной задачи
q*{\ + 0*) = m!Nvi по графику определим значение безразмерного комплекса.
Остается подобрать подходящие значения размерных параметров, доставля-
ющие нужное значение левой части формулы (11.80). В условиях данной за-
дачи управляемыми параметрами могут быть скорость детонации D, балли-
стический параметр В, промах R. Можно также анализировать влияние кри-
тической энергии поражения W .
Несмотря на показательную простоту данной задачи, в ее решении можно
выделить принципиальные моменты, относящиеся к проблеме оптимизации
по критерию эффективности. Скорость детонации в данном случае представляет
группу параметров, связанных с характеристиками материалов. Баллистический
параметр относится к параметрам, изменяемым в порядке вертикальной деком-
позиции (влияет на эффективность, но не изменяет общего функционирования
БП). Разные значения промахов и критической кинетической энергии можно рас-
сматривать как условия для оценки конкурирующих показателей эффективности
на больших и малых промахах, для легкоуязвимых и легкобронированных целей.
Список рекомендуемой литературы
Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. 5-е изд.
М.: КноРус, 2013.
Ришняк А.Г., Овчинников А. Ф. Вероятностные расчеты эффективности действия.
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.
294 Список рекомендуемой литературы
Калабухова Е.П. Основы теории эффективности воздушной стрельбы и бомбоме-
тания. М.: Машиностроение, 1991.
Авиационные боеприпасы и их исследование / Ф. П. Миропольский, Р. С. Саркисян,
О. Л. Вишняков, А.М. Попов. М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996.
Зенер К. Геометрическое программирование и техническое проектирование. М.:
Мир, 1973.
Потемкин В.Г, MATLAB-6: среда проектирования инженерных приложений. М.:
ДИАЛОГ-МИФИ, 2003.
Саати Т.Л, Математические модели конфликтных ситуаций. М.: Сов. радио, 1977.
Физика взрыва: в 2 т. /под ред. Л.П. Орленко. М.: Физматлит, 2002.
Глава 12
Оружие нелетального действия
12.1. Основные понятия и принципы классификации
оружия нелетального действия
С приходом третьего тысячелетия, несмотря на уменьшение опасности
мировой войны, в мире по-прежнему сохраняется обстановка напряженно-
сти и продолжающихся региональных и внутренних конфликтов, которые
стали основной проблемой мирового сообщества. Расширился спектр угроз,
связанных с терроризмом (внутренним и международным) и организованной
преступностью вследствие масштабного, зачастую конфликтного, изменения
форм собственности, обострения борьбы за власть на основе групповых и
этнонациональных интересов. Основная причина появления международного
терроризма как проблемы, представляющей угрозу не только национальной,
но и региональной, а также глобальной безопасности, - экстремизм. Его пита-
тельная среда - доведенные до крайности различия во взглядах и оценках тех
или иных аспектов жизнедеятельности, основными из которых можно назвать
политические, социальные, национальные и конфессиональные. В экстре-
мальной форме различия во взглядах на происходящие события могут объеди-
нять людей разных национальностей вне зависимости от их государственной
принадлежности. Нарастает активность неправительственных религиозно-
политических организаций, формы действий которых чрезвычайно разнооб-
разны - от массовых народных демонстраций до террористических акций и во-
оруженных выступлений.
Сегодня в мире насчитывают 160 зон этнополитической напряженности,
половине из которых присущи все признаки неурегулированных конфликтов.
Только в последнем десятилетии произошло более 100 войн при участии 90
государств. Вооруженные конфликты и акты международного терроризма могут
приобретать огромный пространственный размах с вовлечением широкого круга
гражданских лиц, с отсутствием выраженных линий боевого противостояния
и единого центра политического и военного управления. Оценивая характер во-
оруженной борьбы, необходимо отметить, что террористы действуют, как пра-
вило, небольшими мобильными группами или в одиночку. Однако, как показали
события в Чечне, Косово, Македонии, Афганистане, Ираке, Испании, на Фи-
липпинах, в Индонезии, Колумбии, Ливии, Сирии, Египте и ряде других стран,
террористы могут входить в состав и более крупных формирований, обладая
практически всеми видами вооружения и военной техники, особенно ее мобиль-
ными составляющими. К особенностям тактики действий террористических
групп следует отнести их высокую мобильность, что исключает наличие линии
фронта, а также их укомплектованность таким составом людей и оружия, кото-
рые обеспечивают одновременное использование всего арсенала стрелкового
296
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
вооружения для достижения высокой плотности огня и скоротечности огневого
воздействия на противника. Обращают на себя внимание отличная профессио-
нальная подготовка к ведению боевых действий при любом соотношении тех-
ники и личного состава противника, а также высокий моральный дух, основан-
ный прежде всего на конфессиональной принадлежности. Нельзя не отметить
использование террористами мирного населения в качестве живого щита, что
во многом затрудняет действия военных и специальных формирований. В по-
следнее время лидеры террористических группировок стали широко применять
средства массовой информации (в том числе интернет) для дезинформации
мировой общественности об истинных целях экстремистов, реальных потерях
среди мирного населения и противостоящих им сил.
Один из важных элементов национального могущества любой высоко-
развитой в военно-техническом отношении страны - использование военной
силы для предотвращения и ликвидации кризисных ситуаций и военных кон-
фликтов. При этом обычно либо угрожают применением силы (наращивают
свой потенциал путем переброски боевых сил и средств в зону кризиса), либо
осуществляют ее непосредственное применение, что сопровождается жерт-
вами и разрушениями. Однако, как показывает мировой опыт, оба варианта
могут приводить к неадекватному реагированию на складывающуюся в зоне
кризиса обстановку. Особенно большие проблемы с применением военной
силы возникают при проведении антитеррористических и миротворческих
операций, а также операций по правопринуждению. Это связано с тем, что
боевые действия против террористических формирований, операции по при-
нуждению к миру и по правопринуждению приходится вести, как правило,
на территориях, где высока плотность гражданского населения. А поскольку
современные средства вооруженной борьбы создавались для ведения крупно-
масштабных боевых действий и обладают колоссальной разрушительной
силой, их использование всегда ведет к опасности нанесения непоправимого
ущерба не только инфраструктуре среды обитания людей, но и к большим
потерям среди мирного населения. Кроме того, при наличии в районах бое-
вых действий экологически опасных объектов всегда существует угроза их
повреждения и инициирования экологической катастрофы не только в этих
районах, но и в окружающих регионах. Подобные обстоятельства требуют
проектирования и применения принципиально иных видов вооружения, ис-
ключающих многие негативные последствия, которые возникают при исполь-
зовании традиционных видов оружия. Наиболее вероятно, что сегодня таким
средством воздействия на живую силу и военную технику может стать так на-
зываемое оружие нелетального действия (ОНД), применение которого обе-
спечивает временный вывод из строя живой силы противника, но исключает
или минимизирует ущерб мирному населению, гражданской инфраструктуре
и окружающей среде. Хотя ОНД находится в начале своего развития, мало
сомнений в том, что в ближайшее время оно будет востребовано в комплекте
вооружения войск и сил специального назначения наряду с существующими
средствами ведения вооруженной борьбы, что позволит эффективно вмеши-
ваться в ход локальных конфликтов, принимать участие в миротворческих
12.1. Основные понятия и принципы классификации ОНД
297
миссиях, проводить полицейские операции и при этом, по возможности, из-
бегать нанесения противнику заметных потерь в живой силе и материального
урона. Наличие таких средств дало бы возможность вооруженным силам
и силам специального назначения добиваться своих целей в случаях, когда
использование обычного оружия неприемлемо по политическим и этическим
соображениям.
По современным оценкам, ОНД производится и продается более чем 450
компаниями из 52 стран мира. Аналитики Homeland Security Research Corp.
(США) прогнозируют утроение мирового рынка ОНД к 2020 г. Причем 43 %
рынка составят изделия военного назначения, а 57 % - изделия для сил право-
порядка. Развернуты конгрессно-выставочные мероприятия по демонстрации
достижений в области создания ОНД. Так, в октябре 2011 г. в Канаде (г. От-
тава) прошла I Международная выставка оружия несмертельного действия
(нелегального оружия) NATD-2011 (North-American Technology Demonstration.
Non-Lethal Capabilities). В этом форуме приняли участие и отечественные про-
изводители ОНД.
Ограничение побочного ущерба во всем спектре угроз и кризисных
ситуаций, включая и полномасштабные войны, - весьма важный фактор
для преодоления последствий и восстановления порядка в пострадавших
регионах. Кроме того, увеличение «асимметричности» угроз и разнообразие
кризисных ситуаций требуют придания вооруженным силам, специальным
подразделениям и силам по поддержанию внутреннего правопорядка спо-
собности селективно реагировать на такие угрозы, осуществлять быстрые
и эффективные меры по контролю за поведением населения или враждебных
террористических группировок, предотвращать эскалацию потенциально
взрывных ситуаций. Как полагают сегодня эксперты силовых ведомств мно-
гих стран, принятие на вооружение систем ОНД позволит более эффективно
выполнять перечисленные выше задачи и значительно снижать потери в жи-
вой силе, а также сократить ущерб, наносимый гражданскому населению
и окружающей среде.
В отличие от экспертов в области вооружений законодательными органами
ведущих стран - разработчиков ОНД еще не осознана весомая роль ОНД в си-
стеме обеспечения национальной безопасности. Возрастание интенсивности
дискуссий по проблемам разработки и применения ОНД на парламентском
и общественном уровнях практически никак не отразилось на соотношении
затрат на развитие обычных вооружений и ОНД. Действительно, во всем мире
ежегодно на разработку ОНД выделяют лишь 50 млн долл. США из бюджетных
средств (это цена всего лишь 10 танков М-1 или 16% стоимости одного F-22),
причем из этой суммы 44 млн долл, затрачивают в США. Весь военный бюджет
США составляет 380 млрд долл., т. е. затраты на разработку ОНД не превышают
0,012% суммы военного бюджета. Что касается затрат США на исследования
и разработки, то они достигают 16 млрд долл, и только 0,3 % этой суммы исполь-
зуют на исследования в области технологий ОНД. В других странах ситуация
еще более печальна. Это означает, что политическое осознание необходимости
некоторого перераспределения военных бюджетов с учетом важности развития
298
Глава 12. Оружие нелетального действия
технологий ОНД ни в одной стране еще не переросло в решимость оказания со-
ответствующей финансовой поддержки данным исследованиям и разработкам.
Согласно определению НАТО, принятому в 1999 г., ОНД - это средства,
которые однозначно разрабатываются и главным образом используются для
вывода из строя (лишения боеспособности) живой силы и материалов при ми-
нимизации летального исхода или невосполнимого ущерба для здоровья и не-
желательных воздействий на собственность и окружающую среду. В директиве
№ ЗООО.З Министерства обороны США ОНД характеризуется как «Оружие,
прямо предназначенное и прежде всего применяемое для выведения из строя
личного состава или техники, сводя к минимуму нанесение постоянных уве-
чий живой силе и непреднамеренный ущерб имуществу и окружающей среде».
В более широком смысле под ОНД понимают средства достижения военных или
других целей, предполагающих ненанесение постоянного ущерба здоровью,
жизни, имуществу и окружающей среде. В этом случае к категории ОНД можно
также отнести технологии ведения информационной борьбы, различного рода
пропагандистские и дипломатические акции, экономические санкции и прочие
нематериальные средства.
Системы ОНД представляют собой средства, вызывающие функциональное
поражение при использовании разнообразных способов воздействия на объекты.
К ним относятся резиновые и деревянные пули, ослепляющие и оглушающие
гранаты, распылители аэрозолей с химическими агентами раздражающего дей-
ствия, электрический разряд, электромагнитное радиочастотное и микроволно-
вое излучение высокой мощности, акустические колебания различного диапазо-
на частот, ударные волны, биологические и биотехнологические средства и пр.
Для обозначения этого нового класса оружия в зарубежной и российской
литературе появилось большое число различных терминов, с помощью кото-
рых делались попытки отразить специфику применения и воздействия этого
оружия. В армии США официально употребляется термин Non-Lethal Weapons
(нелетальное/несмертельное оружие) в полиции Великобритании - термины
Less-Lethal weapon (менее летальное оружие) и Less-Lethal capabilities (менее
летальные средства); для обозначения устройств немеханического выведения
из строя технических объектов (например, посредством электромагнитного
воздействия), преимущественно БП противника, употребляется термин Soft
Kill - мягкое уничтожение. В России использовали термины «нелетальные ви-
ды оружия», «оружие несмертельного действия», «оружие с низким уровнем
непреднамеренных потерь», «оружие нелетального воздействия» и др. Следует
признать, что ни один из них не является удачным.
Наиболее часто употребляемый в США термин Non-Lethal Weapons, как вы-
разился один из высокопоставленных чиновников Министерства обороны США,
звучит как «почти непристойный оксюморон». Тем не менее этот термин поли-
тически весьма привлекателен. Это подтверждает бывший руководитель про-
граммы по нелетальному оружию лос-аламосской национальной лаборатории
Дж. Александер: «США получат большие политические преимущества, будучи
первым государством, которое провозглашает политику проецирования силы,
осуществляемую такими средствами, которые не приводят к гибели людей».
12.1. Основные понятия и принципы классификации ОНД
299
Из встречающихся в литературе США терминов наиболее точно отражает на-
значение этого класса оружия понятие «выводящее из строя» (Disabling) и близ-
кое ему по значению Soft Kill, т. е. «мягкое», неразрушающее поражение боевой
техники и вывод из строя живой силы.
В последнее время из существующих терминов в качестве более предпо-
чтительного употребляется термин «оружие нелетального действия», харак-
теризующий целевое предназначение этого класса оружия, но оставляющий
за скобками последствия его применения, поскольку вероятность смертельного
поражения не исключена.
К настоящему времени в открытой литературе и средствах массовой ин-
формации появилось значительное число публикаций, посвященных описа-
нию возможных технологий ОНД и концепциям их применения. Большинство
из приведенных в этих источниках технологий - предмет тщательного изучения
и отбора для экспериментальной проверки возможности их практического ис-
пользования и соответствия тактико-техническим требованиям для принятия
на вооружение.
В основу классификации и оценки видов ОНД могут быть положены раз-
личные признаки и свойства, причем наиболее рациональная классификация
ОНД зависит от цели проводимого исследования. С военно-политической точки
зрения естественной является классификация по масштабу использования (так-
тическое, оперативно-тактическое, стратегическое), а также по принадлежности
данного типа ОНД к основным военным технологиям. При решении вопроса
финансирования разработки и производства ОНД ключевым становится признак
завершенности разработки и наличия соответствующей технологической и про-
мышленной баз, интегрирования его в основные научно-технические направления
базовых технологий.
Для тактико-технической классификации ключевым признаком является
объект воздействия (человек, вооружение и военная техника, окружающая
среда, объекты инфраструктуры, государство). Основные характеристики
различных видов ОНД, классифицированных по механизмам и объектам воз-
действия, представлены в табл. 12.1. Более информативной и четкой является
естественно-научная классификация, в соответствии с которой ОНД разделяется
на виды по принципу воздействия на цель. При таком подходе можно выделить
три основных вида ОНД:
1) физического действия, основанное на воздействии на цель посредством:
кинетической энергии; механических ограничений; электромагнитного излуче-
ния; акустических колебаний; электрического разряда;
2) химического действия;
3) биологического действия.
Такая классификация, включающая в себя основные характеристики различных
видов ОНД (вид, принцип действия (механизм воздействия), объект воздействия,
масштаб использования (оперативный, тактический, стратегический), эффектив-
ность воздействия), впервые была приведена в одном из докладов российских
ученых на I Европейском симпозиуме по ОНД.
Таблица 12.1. Характеристика видов ОНД
Вид Механизм воздействия (принцип действия) Объект воздействия Масштаб использования Эффективность воздействия Состояние работ (по данным открытой печати)
Ослепляющее ОНД: когерентное (ла- зерное) высоко- и низкоэнергети- ческое излучение; некогерентное (детонация, деф- лаграция, горение мультифаз ных энергетических систем) излучение Органы зрения челове- ка и оптико-электрон- ные устройства Органы зрения и психика человека, оптико-электронные устройства Человек, техника То же Тактический » В ряде случаев эффективно Тоже Разработано, частично оп- робовано в качестве ОНД. Может быть реализовано как оружие двойного назначения Тоже
СВЧ-излучение (направленное микроволновое): информационное - малой мощности; термическое, энер- гетическое - боль- шой мощности Эффекты радиослы- шимости, воздействие на центральную нерв- ную систему и функ- циональное состояние анализаторов Кожные покровы и ор- ганы зрения человека, электрическое и элек- тронное оборудование Человек Человек, техника Тактический » Средняя Малая - воздей- ствие на человека; средняя - воздей- ствие на технику Исследования. Механизмы воздействия и возникающие эффекты недостаточно изу- чены. Есть положительные результаты Разработка. Имеются поло- жительные результаты. Мо- жет быть реализовано также с помощью ядерных БП третьего поколения
Акустическое ОНД (инфразвуковое, ультразвуковое, ударно-волновое): информационное; энергетическое Дезориентация, нару- шения психомоторных функций человека, чув- ство страха, паническое состояние Органы слуха и внутрен- ние органы человека, ре- зонансные элементы кон- струкций инженерных объектов Человек Человек, сооружения Тактический » Средняя » Эксперименты по провер- ке концепции. Есть сведе- ния о неудачном исходе исследований. Эффективно совместное применение с ослепляющими ОНД То же. Для генерации инф- развука требуются громоздкие установки. Имеются экспери- ментальные сведения о бы- стром привыкании биообъек- тов к моноакустическому полю
Вихревое ОНД (vortex-генераторы) Органы слуха и внутренние органы человека Человек Тактический Средняя Математическое и физическое моделирование процесса гене- рации вихрей. Эксперименты, подтверждающие явления генерации и воздействия
Средства радиоэлектронной борьбы Системы управления войсками и оружием (для обеспечения эффективного примене- ния других типов ОНД или с целью принудить противника отказаться от сопротивления) Радио-и оптико- элект- ронные средства Тактический, оперативный, стратегический Высокая Необходимые средства со- зданы и успешно опробованы в локальных конфликтах. Для применения в качестве ОНД необходимо изменение кон- цепции боевого применения
Продолжение табл. 12.1
Вид Принцип действия (механизм воздействия) Объект воздействия Масштаб использования Эффективность воздействия Состояние работ (по данным открытой печати)
Средства информационной борьбы: заранее внедренные Активизация по специ- ПО систем Тактический, Очень высокая Разработаны
блоки программ- ного обеспечения (ПО); компьютерные альному сигналу вне- дренных в ПО систем оружия специальных «закладок», вносящих в них неисправности и не допускающих эффективное использо- вание оружия Модификация ПО и оружия, системы управле- ния ПО оперативный, стратегичес- кий То же Высокая »
вирусы вооружение и воен- баз данных систем управления войсками и оружием. Внесение возможно агентурными методами и через ка- налы связи Введение в состав ВВТ систем управле- ния ВВТ Тактический, Низкая (в качестве В разработке
ная техника (ВВТ) с дистанционным санкционированием применения средств, исключающих их применение без предварительного санк- ционирующего сигнала. Эффективное средство контроля использования ВВТ (проданного, за- хваченного и т. п.) оперативный ОНД)
Полицейские средства: безосколочные (пиротехнические) взрывные устрой- ства (ослепляющие, оглушающие); кинетического дей- ствия (резиновые и пластиковые пули, мешочки с мягким наполнителем); электрошоковые устройства (стаци- онарные, носимые и выстреливаемые); липкие и жесткие пены, маркиру- ющие составы, бло- кирующие сети; ирританты (слезо- точивые, раздража- ющие и зловонные составы); водометы (возимые тяжелые и носимые легкие) Органы чувств (зрение, обоняние, осязание, слух) и дыхание - удар- но-шоковое воздей- ствие. Рассеивание толпы и прекращение массовых беспорядков Человек Тактический (в ограничен- ном диапазо- не условий) Высокая (для специального применения) Разработаны, имеются на вооружении. Применение отработано в условиях, когда противоположная сторона в основном не вооружена
Продолжение табл. 12.1
Вид Принцип действия (меха- низм воздействия) Объект воздействия Масштаб использования Эффективность воздействия Состояние работ (по данным открытой печати)
Метеорологическое, геофизическое ОНД (аэрозольные компо- зиции, генераторы вы- нужденных колебаний земной коры) Метеорологическая обстановка (иницииро- вание осадков, тума- нов, лавин) препятству- ет противнику исполь- зовать боевые средства Окружа- ющая среда Тактический, оперативно- тактический Средняя Проведены отдельные эксперименты
Высокоточное оружие нового поколения (ин- теллектуальные БП) Критические элементы боевой техники и во- енных объектов. ОНД выводит их из строя, но не влечет за собой гибель личного состава и зна- чительное разрушение материальных объектов Боевая техника, военные объекты Тактический Высокая В разработке. Эффективны для доставки других видов ОНД
Биологическое ору- жие нового поколе- ния - психотропные средства (токсины, галлюциногены, воз- будители, химические нейроингибиторы) Временное выведение человека из строя без значительных отрица- тельных последствий для здоровья Человек Тактический, оперативный Высокая В разработке. Отдельные об- разцы (психотропные газы) находятся на вооружении. Применение может противоре- чить нормам международного права
Биотехнологическое ОНД Использование микро- организмов и продуктов их жизнедеятельности для выведения из строя боевой техники, обору- дования, материалов Техни- ческие средства, топлива, смазка и т. п. Тактический, оперативный Может быть высокой Выработка концепции. Не- которые варианты воздей- ствия проработаны для других применений
Физико-химическое ОНД: нелегального воздействия (бло- кирующие липкие и быстроотвер- девающие пены, суперскользкие составы в форме порошков, суспен- зий, эмульсий); воздействующее на вещества и матери- алы (липкие и жест- кие пены, суперклеи, модификаторы горения, охрупчива- ющие составы, кор- розионно-активные составы и т. д.); воздействующее на системы электро- снабжения (прово- дящие дисперсные материалы, утлево- локно, металлизи- рованное волокно) Временное выведение человека из строя без значительных отрица- тельных последствий для здоровья; блокиро- вание движения транс- портных средств. При- менение быстроотвер- девающих пен может вызвать асфиксию при попадании в голову Снижение прочностных свойств базовых ма- териалов, порча резино- технических изделий, остановка двигателей, блокирование движения с помощью суперфрик- ционных и клеящих составов и т. п. Замыкание высоко- вольтных линий электропередач, вывод из строя электростан- ций и подстанций Человек, техника ВВТ, инфра- структура Энерго- системы Тактический Стратеги- ческий » Высокая » » Разработка и испытания То же Испытано в реальных боевых условиях
Окончание табл. 12.1
Вид Принцип действия (меха- низм воздействия) Объект воздействия Масштаб использования Эффективность воздействия Состояние работ (по данным открытой печати)
Электромагнитное ОНД: импульсное; низкочастотно е ядерное; неядерное Мощные короткие им- пульсы электромагнит- ного излучения, в том числе для воздействия на электромагнитные устройства То же » Радио- электро- ника, электро- техника, транспорт иВВТ То же » Стратегичес- кий, оператив- ный, тактичес- кий Стратегичес- кий, оператив- ный Тактический Высокая » » Разработано и эксперимен- тально испытано (частично) Проведены испытания Подтверждение концепции
Невоенные методы воздействия: торговое эмбарго; Блокада страны для принуждения ее руко- водства отказаться от проводимого курса и принять условия другой стороны без перерастания кон- фликта в вооруженное противостояние Государ- ство Стратегичес- кий Низкая/ средняя Неоднократное использова- ние против стран, грубо нарушающих нормы между- народного права
нарушение финансового меха- низма государства Дезорганизация денеж- ного обращения страны (проникновение в ком- пьютерные сети, выпуск поддельных денег и ценных бумаг и т. п.) Финан- совая система » То же Неоднократно опробовано в ходе тайных операций
Психологическая война Изменение полити- ческой ориентации населения, давление на руководство страны, деморализация войск противника Человек Стратегичес- кий Средняя/ высокая Методы отработаны и не- однократно применялись в войнах. Разработаны новые технические средства
Психотронное ОНД (гипноз, кодирование) Использование группо- вого (массового) вну- шения гипнотического типа Человек Тактический Оценка отсутствует Полного объяснения с позиций современной медицины нет
Парапсихологическое ОНД Применение телепатии, ясновидения, проско- пии, телекинеза и т. п. Человек Тактический, оперативный, стратегичес- кий Оценка отсутствует Явления не подтверждены научными исследованиями и не имеют рационального объяснения
308
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Оружие нелегального действия, воздействующее на людей, должно:
- эффективно пресекать массовые беспорядки путем рассеивания и блоки-
рования толпы;
- эффективно нейтрализовать индивидуальных участников противостояния,
обеспечивая их захват, арест и пленение;
- предотвращать несанкционированный доступ к наземным, морским и воз-
душным объектам;
- обеспечивать возможность очистки зданий, сооружений, объектов и тер-
ритории от противника и мирного населения без нанесения ущерба людям
и материальным ценностям.
При воздействии на военную технику, сооружения и материалы ОНД долж-
но обеспечивать выполнение следующих функций:
- охранять территории, воздушное, морское и подводное пространства
от проникновения транспортных средств и боевой техники;
- повреждать узлы и конструкционные материалы военной техники и обо-
рудования, приводя их в неисправное состояние;
- воздействовать на топливные системы транспортных средств, лишая их
способности к передвижению вследствие отказа работы двигателей.
12.2. Физические принципы функционирования
оружия нелетального действия
Оружие нелегального действия должно обеспечивать адекватный ответ
на угрозу применения силы и оказывать эффективное воздействие на опера-
тивную ситуацию без использования оружия на поражение при минимизации
сопутствующего ущерба. К его основным функциям относят обнаружение, пред-
упреждение, упреждение, удержание, задержание, нейтрализацию и ликвидацию
угрозы при решении боевой задачи с помощью минимально необходимой силы.
Цель использования ОНД - операции по предотвращению массовых беспоряд-
ков, задержанию нарушителей, предупреждению незаконных действий, охране
объектов и предотвращению доступа к ним, освобождению зданий, объектов,
территорий и заложников, нейтрализации имеющихся в распоряжении против-
ника техники и инфраструктуры, а также содействие проведению спецопераций
в городских условиях и обеспечение защиты персонала.
Средства воздействия на человека
Полицейские средства имеют давнюю историю и в силу особенностей при-
менения их выделяют в особую категорию. К настоящему времени разработан,
испытан и широко используется большой набор таких средств, которые можно
разделить на три группы: кинетическое оружие, обладающее останавлива-
ющим действием шокогенного характера; электрошоковое оружие, оказывающее
локальное воздействие на различные органы человека; различные химические
средства (полицейские газы и аэрозоли) широкого спектра действия на различ-
ные органы чувств и органы дыхания человека. Следует отметить, что полицей-
ские средства применимы лишь на коротких дистанциях. Даже кинетическое
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
309
оружие обладает низкой точностью стрельбы, что, естественно, ограничивает
дистанцию его использования. Однако характеристики точности кинетического
ОНД можно повысить за счет использования специальной геометрии нарезки
ствола в сочетании с эластичным гибким стабилизатором. В ряде случаев ра-
ционально применять эластичный поражающий элемент, который вытягивает
полезный груз (сеть, контейнер с активным веществом и т. д.). Очевидно, что
возможна модификация и других полицейских средств, что может привести
к их использованию в качестве ОНД для операций иного масштаба, нежели вы-
полнение полицейских задач, причем такая модификация вполне эффективна
как с технической, так и с экономической точки зрения.
К настоящему времени разработаны и приняты на вооружение разно-
образные перспективные системы кинетического действия, в первую очередь -
специальные патроны и выстрелы, снаряженные ударниками непроникающего
и полупроникающего действия. Первые из них вызывают шок и временную
боль, не проникая через кожный покров, а вторые наносят ранения, но не про-
никают глубоко в тело человека и не повреждают внутренние органы. Многие
из них применяют в операциях по правопринуждению, в антитеррористических
и миротворческих операциях как новые типы специальных средств.
Сегодня кинетические ударники используют как в полицейских, так и в воен-
ных операциях. Большое разнообразие конструкций и особенностей действия
подобных специальных средств требует создания их номенклатуры.
По принадлежности к системам оружия кинетические ударники подразделя-
ют на выстрелы к карабинам (в основном 12 калибра), выстрелы к гранатометам,
в том числе подствольным (калибра 30, 37 и 40 мм), выстрелы к ствольным на-
садкам на автоматическое оружие, выстрелы к специальным системам оружия,
ручные гранаты, выстрелы к минометам, инженерные мины (или стационарные
охранные системы). Среди выстрелов к карабинам и гранатометам можно провести
разделение БП по количеству кинетических элементов (КЭ): двумя или тремя КЭ,
кроме того, существуют шрапнельные кинетические боеприпасы нелегального дей-
ствия с большим количеством ударных элементов.
Кинетические элементы могут быть выполнены из следующиих матери-
алов: дерево, резина, различные пластики, тканевые оболочки, наполненные
свинцовой или силиконовой дробью.
По форме КЭ могут представлять из себя шар, короткий цилиндр, удлин-
неный цилиндр, каплевидную форму, кольцеобразную форму, отдельно стоит
выделить тканевые мешочки прямоугольной, квадратной или круглой формы.
Кроме того, КЭ можно разделить на цельные, обеспечивающие исключи-
тельно болевое воздействие за счет кинетической энергии, полые, содержащие
во внутренних полостях порошкообразное или жидкое активное вещество и обе-
спечивающие комбинированное воздействие на живую силу, и КЭ из пластич-
ного материала, содержащие внутри жесткий сердечник.
По типу стабилизации на траектории выделяют следующие группы КЭ:
стабилизируемые вращением, стабилизируемые оперением, нестабилизируемые.
По эффективной дальности действия можно выделить КЭ, предназначенные
для ближнего боя (до 10... 15 м, что характерно для полицейских операций),
310
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
средних дистанций (до 30.. .50 м — для полицейских для специальных военных
операций), больших дистанций (до 100... 150 м - для военных операций).
К средствам непроникающего воздействия, имеющимся на вооружении
различных силовых подразделений многих стран, можно отнести:
- 23-мм патроны с резиновыми пулями, которые отстреливаются из кара-
бина КС-23 (Россия) и его модификаций, обладают эффективной дальностью
действия до 60...70 м и применяются для стрельбы по нижним конечностям
правонарушителей, находящихся на расстоянии не менее 40 м;
- пластиковые цилиндрические пули L5A7 (Великобритания) или их улуч-
шенный вариант L21A1 с повышенной устойчивостью на траектории и точно-
стью попадания;
- резиновые пули калибра 5,56 мм к автоматической винтовке Ml6 (США);
- выстрел ударно-шокового действия (ЭГ-50) к специальному гранатомет-
ному комплексу РГС-50 (Россия) для травмобезопасного ударного воздействия
на правонарушителей, находящихся на расстоянии до 40 м, одиночными эла-
стичными сферическими ПЭ;
- 40-мм выстрелы 2QFY00 модульного типа с ударниками из резиновой
губчатой пены и гранаты ХМ1006 с мягкой носовой частью из пенопласта к под-
ствольному гранатомету М203;
- модульные системы для рассеивания толпы и т. п.
Существуют две основные проблемы применения резиновых пуль:
1) малая эффективная максимальная дальность их действия, не превы-
шающая 40 м;
2) недостаточный (для эффективного воздействия на биообъект) импульс
на максимальной дальности и чрезмерно высокое значение импульса на близ-
ких расстояниях, что может привести к высокой вероятности нанесения тяж-
ких телесных повреждений. Исследования, проведенные в США, показали, что
50 % ПЭ кинетического действия не могут попасть в цель диаметром 450 мм
на расстоянии 23 м. При этом физически развитый среднестатистический
молодой человек может бросить 250-граммовый камень, бутылку с зажигательной
смесью или иной опасный предмет на дальность примерно 60 м. Следовательно,
чтобы использовать резиновые пули, бойцам правоохранительных органов необ-
ходимо входить в зону возможного поражения, в связи с чем они неохотно при-
меняют резиновые пули для контроля над разбушевавшейся толпой и подавления
массовых беспорядков. Таким образом, недостаточный радиус действия - главная
проблема применения резиновых пуль. Еще одна проблема использования средств
кинетического действия - их нештатное применение, при котором возможны по-
падания в голову, шею, глаза, что может вызвать серьезные травмы (официально
зафиксировано несколько таких случаев) и даже летальный исход.
Согласно статистике применения резиновых пуль, в Северной Ирландии
с 1973 по 1994 гг. в операциях по правопринуждению на 125 тыс. выстрелов
резиновыми пулями пришлось 17 летальных исходов. Анализ оперативного ис-
пользования кинетического ОНД в реальных операциях показал, что практическая
вероятность гибели от резиновых пуль составила 0,014. Но уже после 1994 г., когда
на вооружение были приняты модернизированные карабины и новые типы пуль не-
проникающего действия, не было зарегистрировано ни одного летального исхода.
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
311
а
Рис* 12.1. Патрон со стабилизируемой резиновой пулей (а) и мягким плоским
ударником (б):
1 - операционный снаряд; 2 - прокладка; 3 - воспламенитель; 4 - бездымный порох;
5 - гильза
Рис. 12.2. Выстрел 2QFY00 с пенопластовым наполнителем (а) и резиновыми ша-
риками (6) к гранатомету М203:
а'. 1 — пробка; 2 - пенопластовые цилиндрические пули; 3 - гильза; 4 — бездым-
ный порох; 5 - герметик; 6 - текстильная гильза; 7 - донышко; 8 - газоизоляция;
9 - инициирующий состав;
б: 1 — пробка; 2 — резиновые шарики; 3 - гильза; 4 - бездымный порох; 5 — герметик; б —
текстильная гильза; 7 - донышко; 8 - инициирующий состав
312
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.3.40-мм граната ХМ1006
с мягким наконечником к гра-
натомету М203
Рис. 12.4. Мина направленного действия
Характерный пример систем нелетального кинетического действия -
патроны и непроникающие элементы в виде резиновой пули со стабилизато-
ром и мягким ударником (в форме подушечки), разработанные в США и при-
меняемые в ряде стран в операциях по правопринуждению (рис. 12.1). Кроме
того, для 40-мм гранатомета М203 созданы выстрелы 2QFY00 модульного
Рис. 12.5. Эластичный
шрапнельный элемент:
1 - пирозамедлитель-вос-
пламенитель; 2 - свето-
звуковой состав; 3 - корпус
из эластичного материала
типа с пенопластовыми ударниками (рис. 12.2, а)
и резиновыми шариками (рис. 12.2, б), обеспечи-
вающие рассеивание непроникающих элементов
и множественный импульс при разгоне толпы.
К этому же гранатомету выпущена граната ХМ 1006
с мягкой носовой частью из пенопласта (рис. 12.3).
Эффективная дальность действия перечисленных
БП непроникающего действия составляет десятки
метров. Разработаны также опытные образцы мин
нелетального действия, например, мина направ-
ленного действия (рис. 12.4), содержащая около
600 шариков непроникающего или полупроникаю-
щего действия с начальной скоростью 60...70 м/с
и эффективной дальностью действия до 15 м.
Необходимо отметить новый подход в разра-
ботке кинетического ОНД - комбинированное воз-
действие кинетического фактора и других факторов
нелетального воздействия. В частности, это могут
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
313
быть пневматически выстреливаемые сферы, заполненные ирритантами, мало-
дорантами или маркирующими веществами. Предполагается, что комбинирован-
ное воздействие нескольких факторов увеличивает суммарный эффект. Созданы
и применяются специальные гранаты для одновременного кинетического и све-
тозвукового воздействия, существуют заряды для минометов, обеспечивающие
совокупное воздействие света, звука и разлетающихся эластичных сферических
элементов. В качестве примера можно привести упрощенную схему эластич-
ного шрапнельного элемента (рис. 12.5), для снаряжения которого используют
различные светозвуковые (шумовые) составы, вызывающие временную поте-
рю дееспособности в результате светоакустического эффекта. Шрапнельный
элемент состоит из корпуса 3, выполненного из эластичного материала, внутри
которого помещен светозвуковой состав 2. Инициирование состава осуществля-
ется тепловым импульсом, который подается от метательного заряда БП через
пирозамедлитель-воспламенитель 1. С наибольшей эффективностью такие
шрапнельные элементы можно использовать в ручных гранатометах малого
калибра (40...50 мм) для временного вывода из строя живой силы на расстоя-
ниях до 100 м.
Наиболее характерные примеры стрелкового оружия комбинирован-
ного нелетального действия - полуавтоматическая пневматическая (рабочее
Рис. 12.6. Полуавтоматические пневматические винтовка (а) и пистолет (б); полу-
или полностью автоматическая пневматическая винтовка (в); кинетические стаби-
лизируемые элементы (г)
314
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
тело - сжатый воздух) винтовка (рис. 12.6, а) с емкостью магазина на 200 вы-
стрелов (единичных или очередями); полуавтоматический пневматический (ра-
бочее тело - сжатый углекислый газ) пистолет (рис. 12.6, б) с емкостью магазина
на 8 выстрелов; полу- или полностью автоматическая пневматическая (рабочее
тело - сжатый воздух) винтовка (рис. 12.6, в) с емкостью магазина на 25 или 85
выстрелов и скорострельностью 12 выстрелов в секунду. Указанное оружие
комплектуется пулями либо в виде резиновых шариков непроникающего удар-
ного действия, либо в виде капсул с перцовым жидким спреем или полыми
резиновыми шариками комбинированного действия, содержащими перцовый
порошок-спрей (так называемый PepperBall). Также разработаны КЭ в виде
снарядов, стабилизируемых оперением (рис. 12.6, г). Эффективная дальность
действия пневматического оружия комбинированного действия составляет
от 2,5 до 40 м. Предлагают также использовать четырехствольные мортиры ка-
либра 66 мм M6LVOSS для одновременного метания на расстояние от 50 до 100 м
четырех гранат, которые могут снаряжаться дымообразующими, раздражающими
или светошумовыми составами, а также сферическими элементами непрони-
кающего кинетического действия в количестве 450 шт., начальная скорость
которых достигает 50...60 м/с, а эффективный радиус действия - около 10 м
(рис. 12.7).
Рис. 12.7. Мортирный комплекс с гранатами нелетального действия
12.2. Физические принципы функционирования ОНД 315
Среди систем нелетального оружия кинетического действия особо можно
выделить дистанционные системы для ограничения подвижности - сеткометы,
которые могут воздействовать на движущийся объект, не контактируя с ним. За-
хват по принципу ловчей сети - один из наиболее нетравматических способов
задержания, позволяющий не только предотвратить бегство или нападение, но и
избежать в последующем рукопашной схватки.
Тактически система обладает большой гибкостью, что позволяет использо-
вать ее также при сложных метеоусловиях, в условиях ограниченного простран-
ства и массового скопления людей, а также других подобных обстоятельствах.
Применение сеткометов, в отличие от огнестрельного оружия, не требует каж-
дый раз глубокого правового обоснования и тем самым предотвращает попытки
предъявления обвинений в превышении должностных полномочий или при-
чинении ущерба. Существует возможность их превентивного использования,
предупреждающая неблагоприятное развитие событий.
В настоящее время во многих научных лабораториях и производственных
фирмах ведут разработку подобного вида систем, причем от экспериментальных
моделей переходят к серийному выпуску таких систем вооружения. Так, в США
создаются 40-мм артиллерийские БП типа Silver Shroud, раскрывающие в полете
покрывало шириной 8,5 м, которое накрывает цель, лишая ее обзора местности.
Ниже в качестве примера приведены две характерные разработки фирм Diehl
(Германия) и «АРМОЛАИН-ВСТ» (Россия). Системы различаются как по со-
ставу и компоновке основных модулей, так и по своим тактико-техническим
Рис. 12.8. Гранатомет (а) и метаемый мо-
дуль с кевларовой сетью (б) системы фир-
мы Diehl:
1 - лазерный дальномер для определения пу-
сковых параметров; 2 - оптическая система;
3 - колпак; 4 - кевларовая сеть; 5 - хвостовая
секция с электронным блоком; 6 - пусковая
труба со снарядом и безоткатным устрой-
ством; 7 - аппаратура управления огнем;
8 - рукоятка
б
316
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.9. Блок воздействия на цель с устройством обездвиживания с помощью сети:
1 - датчик-дальномер; 2 - вышибной заряд; 3 - сеть; 4 - хвостовая часть; 5 - блок
электроники; 6 - баллистический колпак; 7 - растягивающие грузы
характеристикам. Кроме того, если зарубежная система может быть рассмотре-
на только в контексте применения специальными формированиями на уровне
государственных служб безопасности, то отечественная разработка отличается
мобильностью, компактностью и простотой использования.
В качестве основы для реализации системы дистанционного ограничения
подвижности разработчики фирмы Diehl выбрали штатное устройство метания
БЧ носимого типа - гранатомет (рис. 12.8, а), что расширило возможности си-
стемы в целом. Ее общая масса не превышает 12 кг, а масса полезной нагрузки
составляет примерно 1,5 кг. Вместо метаемого модуля (рис. 12.8, б), содержа-
щего сеть (рис. 12.9), возможна доставка любого другого полезного груза (на-
пример, постановщика радиопомех, емкости с ирритантами, различных пен)
непосредственно в зону применения (рис. 12.10).
Рис. 12.10. Схема применения системы фирмы Diehl
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
317
Рис. 12.11. Система «Стоп-сеть»
Нелетальное действие система оказывает при помощи сетки с радиальными
грузами, раскрытие которой происходит перед встречей с целью. Метательное
устройство калибра 90 мм имеет минимальную массу, что снижает риск нанесения
ущерба. Гранатомет приводится в действие лазерным дальномером и беспроводной
передачей информации сняряду, включая расчет полетного времени. Дальность
действия составляет 30.. .300 м, скорость метания -100 м/с. Безоткатность действия
достигается за счет противовеса. Пусковая установка выполнена на основе системы
Panzerfaust-З (длина ствола - 1240 мм). Возможно многоразовое использование.
Дистанционная система ограничения подвижности биообъекта «Стоп-сеть»
(Россия) имеет принципиальные отличия от системы фирмы Diehl, так как вы-
полнена в других габаритах и предназначена для других условий тактического
применения (рис. 12.11).
Конструктивно «Стоп-сеть» состоит из ПУ, картриджа с 16 направляющими
стволами и установленными в них 16 грузиками, каждый из которых соединен
стропами с краями сети. В качестве порохового источника энергии используется
строительный патрон. Сеть может быть выкроена в форме круга или прямо-
угольника (по заказу). Картридж с сетью закрыт специальной заглушкой, которая
способствует созданию соответствующего давления форсирования. Благодаря
полученной кинетической энергии и заданным направлениям вылета грузики
в полете расправляют сеть и доставляют ее к цели. Встречая на своем пути
объект, сеть с грузиками охватывают его, перехлестываются и запутываются
на нем. Чем подвижнее объект или объекты ведут себя в сети, тем плотнее за-
тягивается сеть, и противодействие со стороны охваченных сетью объектов ста-
новится невозможным. Сеть выполнена из сверхпрочного материала «Русар»,
допускается многократное использование сети (до 30 раз) с перезарядкой даже
в полевых условиях.
Время действия системы «Стоп-сеть» от начала срабатывания до потери
двигательной способности объекта - не более 0,5 с. Площадь рабочей поверх-
ности сети составляет 40 м2, масса изделия - 650 г, длина - 295 мм, диаметр -
32 (или 98) мм, дальность применения - 1,5... 10,0 м.
Натурные испытания системы «Стоп-сеть» проводили на различных
типах биообъектов в целях лишения последних двигательной активно-
сти (рис. 12.12). Устройство продемонстрировало высокую эффективность
318
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.12. Применение системы «Стоп-сеть» для пресечения бегства предполага-
емого правонарушителя
в условиях взаимодействия на небольших (до 5 м) расстояниях. Объект, лишен-
ный возможности двигаться, самостоятельно не способен нарушить сплошность
сети или произвести распутывание и дальнейшее освобождение. Малая масса
устройства дает возможность носить несколько единиц, что позволяет воздей-
ствовать на объект многократно при промахе или необходимости обездвижить
несколько объектов.
Рассмотренные разработки представляют собой основные варианты ис-
пользования систем дистанционного обездвиживания биообъектов. Разработка
фирмы Diehl обеспечивает значительную дальность воздействия (до 300 м), но
при этом необходимо применять дополнительные сложные системы для мета-
ния рабочего модуля. Кроме того, такая дальность стрельбы требует наличия
специальных устройств по наведению и измерению фактического расстояния
до объекта воздействия. Для этого в систему вводится лазерный дальномер,
что значительно повышает ее стоимость, а массогабаритные характеристики
комплекса исключают возможность одновременного ношения данной системы
и обычного стрелкового вооружения, вследствие чего применяемость системы
ограничивается операциями по поддержанию мира. Для использования комплек-
са в совокупности с обычным стрелковым вооружением необходимо наличие
транспортных средств для своевременной дислокации операторов непосред-
ственно в область применения.
Система «Стоп-сеть» лишена указанных выше недостатков, однако ее
мобильность достигается значительным упрощением и исключением важных
с точки зрения эффективности действия модулей. Нацеливание системы про-
водится вручную без каких-либо вспомогательных устройств, что значительно
снижает точность попадания и, как следствие, эффективность действия системы.
Данное устройство может быть рекомендовано только для проведения отдель-
ных операций по правопринуждению, но его применение в миротворческих
и антитеррористических операциях сомнительно.
В качестве ОНД, сочетающего механическое, химическое и электрошоковое
воздействие, предлагается также использовать дистанционно выстреливаемые
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
319
сети, пропитанные ирритантом или имеющие возможность генерировать элек-
трические импульсы.
Особо можно выделить интенсивно разрабатываемые в последнее время
мобильные сборные и быстро разворачиваемые барьеры. Поводом для их
создания стало требование обеспечения жесткого контроля в критических си-
туациях и необходимость сокращения количества таких ситуаций во время:
- проведения миротворческих операций;
- спортивных, политических и экономических мероприятий;
- воспроизведения сценариев, схожих с гражданской войной.
При этом одна из самых важных проблем - проблема управления и разде-
ления враждебно настроенной толпы и блокирование доступа в запрещенную
зону. В соответствии со стратегической концепцией применения таких барьеров
к их конструкции предъявляют следующие требования:
- исключение нанесения тяжелых травм;
- ограниченный по численности обслуживающий персонал;
- возможность сигнализации посредством оптических или акустических
эффектов;
- легкоприспосабливаемая сборочная конструкция;
- развертывание, осуществляемое за время менее 1 с;
- препятствование повреждению барьера подручными средствами;
- предотвращение контактов и нарушение видимости между оппониру-
ющими группами;
- чувствительность системы к приближающимся к ней объектам.
В соответствии с перечисленными требованиями конструкторы из Фраун-
ховеровского института химических технологий (Германия) предложили ар-
хитектуру системы, схема которой включает оператора, управляющий модуль,
датчики, газогенератор и барьерные модули. В соответствии с приведенной
архитектурой к разработке предлагаются два типа барьеров. Барьеры первого
типа (рис. 12.13, а) состоят из стоек, изготовленных как поршни с регулируемой
высотой, занавеса (собственно барьера) из неподдающегося воздействию тек-
стиля (Aramyd, Zylon) с высоким сопротивлением механическому и тепловому
Рис. 12.13. Схемы барьерных модулей первого (а) и второго (б) типов
320
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
воздействию, газогенератора, программируемого датчика и системы управ-
ления, интегрированных в базу стойки. Барьеры второго типа (рис. 12.13, б)
включают в себя стойку, изготовленную из спрессованной airbag-ткани, занавес
(собственно барьер) из неподдающегося воздействию текстиля (Aramyd, Zylon),
усиленный сжатым газом, газогенератор, программируемый датчик и систему
управления, интегрированные в базу стойки.
Требования к газогенератору могут быть сформулированы следующим
образом:
- различное в зависимости от способа применения газообразование;
- дружественные к окружающей среде компоненты энергоносителя и не-
токсичные продукты горения;
- долговременная стабильность материала конструкции газогенератора.
В качестве датчиков могут применяться оптические, акустические (ультра-
звуковые) и механические датчики, а также видеосистемы (частота ампли-
тудно-импульсной модуляции экономичных видеосистем сегодня составляет
10. ..20 мс). При этом видеосерия импульсов передачи изображения должна
быть доступна для анализа в целях адекватной реакции на конкретный сцена-
рий угрозы. Кроме того, видеосерия импульсов передачи изображения перед
развертыванием барьера должна быть сохранена для идентификации личности
и последующей оптимизации алгоритма управления.
Предполагается, что разрабатываемые гибкие (легкоразворачиваемые
и легкоприспосабливаемые) преграды станут оптимальными устройствами
для защиты зон ограниченного доступа, различных зданий и сооружений,
для проведения операций в условиях эскалации асимметричных конфликтов
и при противодействии массовым беспорядкам.
Во многих странах для пресечения массовых беспорядков и групповых
действий, нарушающих работу транспорта, связи и организаций, допускается
применение водометов, выполненных на тяжелом автомобильном шасси и обе-
спечивающих выброс компактной струи воды на дистанцию до нескольких де-
сятков метров, которая оказывает ударное воздействие и создает дискомфортное
состояние в результате намокания одежды. Разработаны также эксперименталь-
ные образцы легконосимых водометов в виде короткого ствола, соединенного
с канистрой, наполненной водой и размещаемой в виде ранца на спине оператора.
Водяная струя может быть как сплошной (подача в сверхзвуковом режиме), так и
пульсирующей, причем возможно добавление в нее инкапаситантов типа ОС,
CN или CS, что обеспечивает одновременное кинетическое и раздражающее
действие. Однако для того чтобы реализовать идею легкого водомета в виде
промышленного образца, требуются еще значительные усилия для достижения
удовлетворительных тактико-технических характеристик его функционирования.
К химическим нелетальным средствам раздражающего действия и иммоби-
лизирующим средствам, в частности, можно отнести экстракт перца Oleoresin
Capsicum (ОС) - полностью природное вещество (основная активная составля-
ющая, вызывающая жжение и боль, - капсаицин), воздействие которого на челове-
ческий организм достаточно хорошо изучено, а также композиции типа CN (хлор-
цетофенон), CS (ортохлорбанзальмалононитрил) и CR (дибенз-1,4-оксазепин).
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
321
При этом CN более токсичен, чем CS, но для достижения одинакового с CS эф-
фекта необходимо большее количество CN, а диапазон концентрации CN между
летальной и нелетальной дозами весьма мал, что создает проблемы его исполь-
зования в качестве активной составляющей химических видов ОНД. Несколько
лет назад был синтезирован также состав PAVA (Pelargonic Acid Vanillylamide) -
капсаициноид (полностью растительное вещество), менее едкий, нежели кап-
саицин, однако по предварительным оценкам вполне пригодный для ОНД, хотя
окончательного заключения о безопасности его применения еще нет.
В разных странах используется ряд аэрозольных спецсредств, в том чис-
ле боеприпасы, газы и дымы. Для создания аэрозольного облака на открытой
местности могут применяться переносные системы, мины и даже специальные
контейнеры, размещаемые на вертолетах.
Наиболее характерный пример конструктивного оформления химических
нелетальных средств - газовые баллончики, распространенные в различных
странах в качестве средств самозащиты, газовые пистолеты и револьверы.
Скорость струи выходящего газа для указанных средств самозащиты может из-
меняться в широких пределах (вплоть до сверхзвуковой), а частота составлять
5...40 выбросов газа в секунду. В полицейском исполнении баллончики и па-
троны к газовым пистолетам и револьверам могут дополнительно к ирританту
содержать ультрафиолетовую краску для маркировки нападающего. Дальность
действия указанных средств составляет 0,5.. .4,0 м.
Необходимо отметить негативные последствия широкого распространения
газового оружия самообороны, обладающего многофакторным повреждающим
действием, среди гражданского населения. Например, по статистическим дан-
ным 3-й Городской клинической больницы скорой помощи г. Самары (Россия),
уже в первые несколько лет после разрешения гражданским лицам приобретать
газовые пистолеты и револьверы число повреждений от этих средств ежегодно
в среднем составило около 30% от общего числа огнестрельных ранений. В свя-
зи с этим Государственным институтом усовершенствования врачей Министер-
ства обороны РФ проведены экспериментальные исследования, целью которых
стало изучение повреждающего действия газового оружия с близкой дистанции
выстрела. Было показано, что применение газовых револьверов и пистолетов,
особенно с расстояния менее 1,5 м, способно причинить тяжелые механо- и тер-
мохимические ранения. Практические хирурги отмечают, что заживление по-
вреждений, нанесенных штатными химическими патронами газового оружия
самообороны, не укладывается в «классическое» течение раневого процесса.
На основании этих исследований был сделан вывод, что газовые револьверы
и пистолеты по баллистическим и тактико-техническим характеристикам, а так-
же по патоморфологической картине создаваемых им повреждений следует от-
нести к огнестрельному гладкоствольному короткоствольному оружию. Поэтому
было предложено запретить распространение и применение газового ствольного
оружия самообороны, способного причинить тяжкие телесные повреждения
человеку с близкой дистанции выстрела (упор и неплотный упор), и разрешить
использование данного вида ОНД только сотрудникам подразделений МВД, ко-
торые несут служебную ответственность за штатное применение специальных
322
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
средств нелегального действия. Описанный негативный опыт свидетельствует
о том, что параллельно с исследованиями, направленными на создание новых
видов газового оружия самообороны, должна быть разработана и закреплена
международными соглашениями правовая база, необходимая для контроля
за производством, распространением и использованием данного вида оружия.
Увеличение дальности действия достигается с помощью ручных аэрозоль-
ных гранат - еще одного вида ОНД. Ручные гранаты, снаряженные ирританта-
ми, можно разделить на гранаты мгновенного распыления и дымовые гранаты,
генерирующие дымовое облако в течение 15...40 с в зависимости от внутреннего
объема гранаты.
В дымовых гранатах используются пиротехнические составы, обеспечива-
ющие термическую возгонку ирританта и выброс дыма через отверстия в корпу-
се гранаты. Чтобы снизить пожароопасность таких гранат, применяют конструк-
цию с двойным корпусом, когда горение и возгонка происходят во внутреннем
контейнере, имеющем отверстия, через которые аэрозоль попадает в полость
основного корпуса и далее через отверстия в основном корпусе выходит в атмо-
сферу. Недостатком такой конструкции по сравнению с пожароопасной гранатой
при равных габаритах является меньший объем исходного состава.
Составы с ирритантами применяются как в порошкообразном прессован-
ном виде, так и в гранулированном виде, что обеспечивает большую площадь
горения и, соответственно, меньшее время выброса аэрозоля и формирования
облака ирританта в атмосфере.
Рассмотрим рецептуры различных пиротехнических составов, предназна-
ченных для возгонки ирританта, на примере ручной гранаты М7 раздражающего
действия, применявшейся в армии США. Граната состоит из цилиндрического
корпуса, выполненного из листовой стали, заполненного смесью ирританта и
пиротехнического состава, предназначенной для возгонки ирританта, и взрыва-
теля М201А1 с замедлителем. На переднем торце корпуса гранаты выполнено
четыре (или три - в зависимости от модификации) отверстия, а на дне кор-
пуса - одно отверстие большого диаметра для свободного истечения продуктов
горения. Высота гранаты составляет 144 мм, а время генерации дымового облака
с ирритантом - 15...35 с. Было создано три модификации гранаты: М7/А1 с ирри-
тантом CN; М7/А2 с ирритантом CS (156 г горючей смеси и 99 г CS в желатино-
вых капсулах, вес гранаты 438 г); М7/АЗ с ирритантом CS (212 г горючей смеси
и 127 г гранулированного CS, вес гранаты 581 г).
В первой модификации применялась смесь порошка ирританта CN с саха-
ром, бертолетовой солью (КС1О3), гидрокарбонатом калия (КНСО3) и диатоми-
том в качестве адсорбента.
В модификациях с ирритантом CS был использован другой пиротехниче-
ский состав, поскольку ирритант CS более чувствителен и склонен к разло-
жению. В модификации М7/А2 порошкообразный ирритант помещался в же-
латиновые капсулы. В модификации М7/АЗ порошок ирританта смешивался
с сахаром (с небольшим добавлением воды и воска), после чего из полученной
смеси прессованием изготавливались цилиндрические гранулы. Сублимация
гранулированного ирританта осуществлялась термической смесью, состоящей
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
323
из 40% КС1О3, 28% сахара, 32% MgCO3. Эта горючая смесь гранулируется
8 %-ным раствором нитроцеллюлозы в ацетоне в пропорции 1:1 и смешивается
с 73 частями ирританта.
Гранаты могут выполняться как в ручном варианте, так и входить в состав
выстрелов к различным стрелковым средствам (ружьям, карабинам, гранатоме-
там, передвижным многоствольным пусковым установкам). Например, в России
специальные подразделения используют ручную аэрозольную гранату «Дрейф»,
предназначенную для ручного забрасывания на дальность свыше 10 м в целях
мгновенного создания на открытой местности облака аэрозоля раздражающего
действия, причем расстояние от точки падения гранаты до ближайшего человека
не должно быть менее 0,6 м. Данный тип гранат применяют только на открытой
местности и запрещают к использованию в местах, где происходит утечка газа,
хранятся взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества и материалы. Ана-
логичные гранаты для ручного метания на дальность порядка 25...40 м широко
используются в ряде европейских стран и в США. Задержка инициирования
обычно составляет 0,7...2,0 с, время распыления ирританта - 3...40 с, причем
его устанавливают на гранате до применения. Срабатывание всех рассмотрен-
ных конструкций происходит одним из двух способов: граната разрушается при
ударе о поверхность, а ирритант при этом попадает в атмосферу, или ирритант
выходит из гранаты через специальные щели в корпусе под действием давления,
создаваемого газогенератором, который находится в центре гранаты.
Конструкции выстрелов, содержащих в качестве активного вещества раз-
личные ирританты, с дальностью действия 50...300 м разработаны и исполь-
зуются в России, США и ряде стран Европы. Метаемая часть одного из таких
выстрелов, созданных для увеличения дистанции действия и совмещающих
кинетическое действие с доставкой ирританта, выполнена в форме легкого
резинового кольца (Ring Airfoil Projectile - RAP) с полостями для ирританта,
закрытыми мембраной. После выстрела из винтовки Ml6 со специальной
насадкой и попадания в цель мембрана разрушается и формируется облако
ирританта. В настоящее время ведутся работы по созданию специального
ручного ПУ для RAP. Для повышения дальности действия применяют также
тонкостенные резиновые пули с ирритантом. Кроме того, разработан 40-мм
пористый картридж, изготовляемый из вспененной резины и содержащий CS,
ОС или CN.
Здесь необходимо отметить, что в отличие от негативного опыта нештатного
применения газовых пистолетов и револьверов в качестве оружия самообороны
гражданскими лицами, случаи летальных исходов от применения ирритантов
сотрудниками правоохранительных служб неизвестны.
Для использования всевозможных раздражающих химических составов
силовыми структурами в различных тактических ситуациях разрабатывают
и применяют более эффективные системы нелетального действия. Характер-
ный пример - 37...40-мм картриджи, содержащие аэрозоль и применяемые
для стрельбы из пулемета (рис. 12.14) в целях создания обширного облака
раздражающего вещества, которое обезвреживает людей, находящихся в зоне
эффективного действия системы. Другой пример - устройство для рассеивания
324
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.14. Картриджи с аэро-
золем:
а - пулеметная лента; б - прин-
ципиальная схема; 1 - разруша-
ющийся диск; 2 - оболочка кар-
триджа; 3 -диффузионный лист;
4 - метательное ВВ (тивв = 1,5 г);
5 - аэрозоль-ирритант
аэрозолей-ирритантов М2А1 (рис. 12.15), которое с помощью метательного за-
ряда ВВ распыляет химические вещества (ирританты) вблизи своего местона-
хождения и может быть использовано в качестве мины нелетального действия.
Еще один пример - портативный автономный рассеиватель аэрозоля (рис. 12.16)
с механизмом управления, который программируется для действия устройства
после выброса последнего в воду. Портативное устройство оснащено специаль-
ными средствами, обеспечивающими его плавучесть как на реках, так и на море.
Устройство обладает высокой степенью безопасности (нет взрыва, следователь-
но, нет осколочного и фугасного действия), имеет электронное управление вре-
менем и местоположением начала функционирования, способностью совмеще-
ния различных реагентов нелетального действия (кассетная схема) и подходит
для проведения различных операций: тактической маскировки, противодействия
снайперу, контроля над толпой, зачистки зданий и сооружений.
В нейтрализации точечных целей (например снайперов, рассредоточенных
на местности или находящихся в зданиях) важную роль могут сыграть мало-
габаритные БП средств ближнего боя (СББ) со слезоточивыми составами, в пер-
вую очередь, гранаты подствольных гранатометов и ручные гранаты. Граната
(рис. 12.17, а) к подствольному гранатомету, снаряженная слезоточивым соста-
вом, в которой реализован взрывной способ перевода ирританта в боевое состо-
яние, состоит из корпуса 3, представляющего собой баллон с расположенным
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
325
Рис. 12.15. Общий вид (а) и схема установки (б) стационарного устройства для
рассеивания аэрозолей-ирритантов М2А1:
1 - место для управляющего устройства; 2 - контейнер М2А1 (т = 14,5 кг); 3 - электро-
детонатор; 4 - секция для метательного ВВ; 5 - диффузор; 6 — кассеты для полезной
нагрузки; 7 - разрушаемая диафрагма; 8 - верхняя плита
Рис. 12.16. Портативный автономный рассеиватель
аэрозоля:
1 - кассеты с аэрозолем; 2 - подушка (надутая) для
удержания устройства на поверхности воды
326
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.17. Конструктивные схемы снаряженных ирритантом гранат к подствольным
гранатометам:
а - граната разрывного действия: 1 - взрыватель; 2 - стакан; 3 - корпус; 4 - состав; 5 - дис-
пергирующий заряд; 6- метательный заряд;
б - 40-мм выстрел «Гвоздь» с гранатой, снаряженной ирритантом: 1 - обтекатель;
2 - корпус; 3 - пиротехнический состав (раздражающее вещество CS или CN); 4 - за-
медлитель; 5 - дно; 6,7 - прокладки; 8 - метательный заряд
в нем слезоточивым составом 4 в виде жидкости или порошка. Для уменьшения
радиуса осколочного поражения живой силы при взрывном диспергировании
состава корпус БЧ выполняют из безосколочных материалов, например, из сте-
клопластика. Внутрь корпуса со стороны головной части установлен стакан 2
с диспергирующим зарядом 5 и взрывателем 1.
Боеприпас выстреливается в направлении цели из ручного гранатомета
на расстояние 50...500 м, являющееся оптимальной прицельной дальностью
стрельбы для большинства СП данного класса. При этом попадание БП внутрь
здания необязательно, достаточно обеспечить подрыв БЧ на наружной стен-
ке или вблизи него. Образующееся в результате подрыва БЧ аэродисперсное
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
327
облако слезоточивого вещества нейтрализует расположенную в здании живую
силу за счет затекания активных сред внутрь через дверные и оконные про-
емы. Проведенные исследования показали, что БЧ боеприпаса массой 2...3 кг
может обеспечить вывод из строя живой силы, расположенной внутри двух- и
трехэтажного здания, на период до 10.. .20 мин. Этого времени достаточно для
захвата здания штурмовой группой.
Кроме того, для исключения открытия внезапного прицельного огня по на-
ступающей штурмовой группе командир может принять решение обстрелять
любые наиболее вероятные объекты размещения боевиков (отдельные здания,
развалины и т.д.) боеприпасами со слезоточивым составом.
Предлагаемые нелетальные БП можно также эффективно применять для
борьбы с засадами. При внезапном нападении на колонну, когда известно только
направление, откуда ведется стрельба из засады, неприцельный ответный огонь
из стрелкового оружия и традиционных СББ с относительно малыми площадя-
ми поражения не позволяет за короткое время ликвидировать засаду. Расчеты
показывают, что увеличение площади поражения (нейтрализации) живой силы
боеприпасами СББ примерно в 5-6 раз обеспечило бы эффективное решение
задачи по борьбе с засадами. Применение боеприпасов СББ, снаряженных
ирритантами и имеющих площадь нейтрализации живой силы порядка 800 м2,
позволяет быстро подавить нападающих и вывести их из строя на время, доста-
точное для ликвидации и пленения.
Выстрелы к гранатометам можно разделить на выстрелы, снаряженные
пиротехническим составом с ирритантом (в этом случае выход ирританта при
срабатывании гранаты происходит за счет его термической возгонки), и на вы-
стрелы, снаряженные порошкообразным или жидким ирритантом (в этом случае
выброс ирритнта осуществляется механически или из канала ствола или при
разрушении гранаты о преграду).
К типичным представителям первого указанного класса относится отече-
ственная граната «Гвоздь» калибра 40-мм к подствольному гранатомету ГП-25
(рис. 12.17, б).
Основные характеристики гранаты:
- калибр - 40 мм;
- длина - 102 мм;
- масса - 140 г;
- максимальная дальность отстрела - до 250 м;
- эффективная дальность отстрела - 120...250 м;
- время активного газовыделения - не более 12 с;
- время замедления - 4 с;
- объем облака с непереносимой концентрацией раздражающего вещества -
200 м3.
Запрещается стрельба по человеку, находящемуся на дальности менее 120 м.
В настоящее время достигнут значительный прогресс в разработке новых
типов химических нейтрализующих веществ, хотя проблема индивидуальной
дозировки в условиях воздействия на большую группу людей остается нерешен-
ной. Например, в Центре химических исследований, разработок и технологий
328
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
сухопутных войск США создают психотропные вещества (инкапаситанты),
вызывающие временные психические расстройства, нарушение координации
движений, временную слепоту, глухоту или тахигастрию. Вещества класса фен-
танилов парализуют человека, а вещества класса детомидина вызывают полную
анестезию и сон. Для воздействия химических агентов непосредственно через
кожу человека используют их растворы в диметилсульфоксиде. Однако до на-
стоящего времени еще не создано идеального транквилизирующего средства.
Один из возможных путей к разработке безопасного химического состава - одно-
временное или последовательное применение транквилизатора и антидота, что
может снизить вероятность необратимых потерь.
Стационарные и выстреливаемые электрошоковые устройства (ЭШУ)
неоднократно применялись в США при задержании нарушителей. Аналогичные
средства, обеспечивающие импульс напряжения до 30.. .90 кВ и электрический
разряд, пробивающий более 1 см одежды, разработаны также в России.
Рассмотрим основные современные технологии разработки и использо-
вания ЭШУ. Физиологическое действие ЭШУ традиционно разделяют на два
вида. Механизм действия на основе STUN-эффекта заключается в создании
болевого шока от воздействия тока на нервные окончания рецепторов при его
прохождении в поверхностных слоях клетчатки и мышц. При этом возникает
сильная боль, сопровождающаяся психологическим стрессом. Последействие
выражается в онемении, дрожании и сведении мышц в области применения, что
приводит к потере правонарушителем агрессивности и позволяет сравнительно
легко осуществить его захват. По свидетельствам очевидцев, ЭШУ с более вы-
сокими величинами энергетических характеристик могут вызвать судорожные
сокращения мышц, нарушение ориентации в пространстве, а в некоторых слу-
чаях - потерю сознания.
Механизм действия на основе NMI-эффекта (Neuromuscular Incapacitation -
нейромускульный вывод из строя) используется в устройствах TASER, которые
создают короткие низкоэнергетические импульсы, похожие на импульсы, ис-
пользуемые нейронами для взаимодействия, на частоте порядка 20 импульсов
в секунду. Стимуляция моторной нервной системы происходит за счет боль-
шого заряда, позволяющего воздействовать на более глубокие слои и вызывать
клоническую судорогу. Внешне эффект проявляется в том, что человек теряет
возможность двигаться на время действия тока, однако болевых или каких-либо
других эффектов после прекращения действия не наблюдается.
Кроме двух приведенных видов воздействия можно выделить так называ-
емый PDG-эффект, объединяющий эффекты обоих видов.
К технологиям, применяемым для увеличения воздействия электротока,
относится технология Shaped Pulse, которая заключается в начальной иониза-
ции воздушного зазора между электродом и телом. При наличии зазора между
электродом-зондом и поверхностью тела человека (например, при цеплянии
электрода за одежду) сначала по зазору проходит разряд высокого напряже-
ния, но малого тока, ионизирующий воздух в зазоре и, соответственно, снижа-
ющий его сопротивление, а затем действующий на цель разряд большого тока,
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
329
но низкого напряжения, проходит по уже ионизированному каналу. Применение
подобного эффекта позволяет существенно снизить мощность тока и, соответ-
ственно, вероятность негативного воздействия на здоровье человека.
По тактике применения конструкции ЭШУ могут быть контактного и дистан-
ционного действия. Электрошоковые устройства контактного действия широко
используются как средства самозащиты, а дальность их действия определяется
суммой длин вытянутой руки и самого устройства (более подробно рассмотрено
в подразд. 12.6). Однако для оперативного применения ЭШУ силовыми подраз-
делениями и использования их в качестве средств охраны различных объектов
необходимо дистанционное воздействие. Для этого созданы ЭШУ типа TASER,
передающие электрический импульс с помощью проводов, выстреливаемых
из специального картриджа, а также разрабатывается технология передачи элек-
трического импульса с помощью формирования электропроводящих газодисперс-
ных каналов. Принцип функционирования ЭШУ типа TASER был предложен еще
в 1976 г. Дж. Ковером. Так как Ковер был поклонником научно-фантастических
романов Томаса Свифта, то он назвал свое изобретение Thomas A. Swift Electronic
Rifle (электронная винтовка Томаса А. Свифта), или сокращенно TASER.
TASER (рис. 12.18) стреляет двумя заостренными металлическими стрел-
ками, к которым прикреплены проводники. При попадании в биообъект стрелки
впиваются в него и по проводникам передают импульсы высокого напряжения.
Электрические характеристики разработанных и применяемых в США TASER
типа Х26 и М26 следующие: напряжение в электроцепи - 50 000 В; средняя сила
тока - от 2,1 до 3,6 мА; энергия в импульсе от 0,36 до 1,76 Дж. По мнению раз-
работчиков, достоинства TASER-технологий следующие: возможность дистан-
ционного управления; немедленная ответная реакция биообъекта как элемента
Рис. 12.18. Схема ЭШУ TASER типа Х26:
1 - игла; 2 - зонд с проводом; 3 - воздушный патрон; 4 - подсветка высокой интенсивности;
5 - плата с серийным номером; 6 - переключатель подсветки; 7 - предохранитель; 8 - кноп-
ка разрядки цифрового магазина мощности; 9 - зоны усиленного сжатия; 10 - цифровой
магазин мощности; 11 - ударные платы; 12 - курок; 13 - подсветка низкой интенсивности;
14 - лазерный прицел; 15 - заслонки
330
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.19. Стационарное ЭШУ типа
Sentinel
Рис. 12.20. Применение ЭШУ для за-
прета доступа в охраняемую зону
Рис. 12.21. Применение ЭШУ для за-
щиты объектов
Рис. 12.22. Применение ЭШУ для дис-
танционного воздействия в исправи-
тельных учреждениях
электроцепи; многократно доказанный надежный и эффективный вывод цели
из строя; применение не опасных для здоровья материалов; рентабельность; от-
сутствие вероятности летального исхода; надежное функционирование в небла-
гоприятных погодных условиях (дождь, снег). В настоящее время уже созданы
опытные образцы устройств, которые работают в полуавтоматическом режиме,
что допускает их многократное применение в течение короткого промежутка
времени по нескольким целям.
Для предотвращения влияния электрических импульсов на сердце TASER
имеет два естественных предохранительных механизма. Во-первых, сердце
располагается значительно глубже скелетной мускулатуры. Во-вторых, времен-
ные параметры импульса для создания фибрилляции и клонической судороги
существенно различаются.
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
331
Устройство TASER может использоваться не только в виде носимого ручного
оружия нелетального действия (Х26 или М26), но и в виде элемента брониро-
ванной и моторизованной фиксированной установки Sentinel, наводимой с по-
мощью видеокамеры (рис. 12.19). Кардановый подвес этого элемента позволяет
оператору, находящемуся в помещении охраны, поворачивать его как по азиму-
ту, так и по углу возвышения для прицеливания на биообъект в пределах 10 м
от устройства. Носимые ЭШУ типа TASER и стационарные ЭШУ типа Sentinel
могут применяться для контроля над толпой, запрета доступа в охраняемую зону
(рис. 12.20), защиты важных объектов - посольств, складов, пунктов управления,
зданий правового принуждения, исправительных учреждений (рис. 12.21); для
контроля и дистанционного воздействия на зачинщиков беспорядков в испра-
вительных учреждениях (рис. 12.22). При этом автоматическое срабатывание
механизма прямого выстрела требует наличия в автоматической системе Sentinel
бортового сенсора, который должен получить угол возвышения и азимутальный
угол цели в зависимости от скорости ее перемещения. В соответствии со значи-
тельной статистикой использования ЭШУ типа М26 в США успех их примене-
ния в зависимости от расстояния составил: на дистанции 0,3... 1,0 м - 93,7%;
на дистанции 1...2 м - 93,8%; на дистанции 2,0...3,3 м - 94,1 %; на дистанции
3,3...4,5 м-91,5%; на дистанции 4,5...6,4 м-87,3%. Поэтому М26 и Х26 не ис-
пользуют на расстояниях более 7...8 м, а максимальная дальность их действия,
заложенная в конструкцию сменного картриджа с электропроводящими нитями,
не превышает 9 м. Следует отметить, что каждое TASER содержит специальный
чип, который фиксирует историю применения (дальность применения, частота
воздействия и т. д.) данного ЭШУ. Что касается опасности применения TASER, то,
по данным независимой патолого-анатомической экспертизы США, в результа-
те многих тысяч случаев действия TASER погибли только три человека, причем
собственно TASER не является первопричиной смерти, а было лишь частью
общего негативного воздействия на организм других факторов. Отметим также,
что в последние 20-30 лет в США проводились интенсивные исследования влия-
ния TASER мощностью 5.. .7 Вт на работу сердца, в том числе при наличии карди-
остимулятора. Эти TASER были признаны безопасными, но сегодня необходимо
определить, пригодна ли полученная информация для TASER мощностью 26 Вт.
При кажущейся простоте TASER имеет некоторые ограничения и недостат-
ки. На дистанции 3 м происходит расхождение стрелок между собой на расстоя-
ние порядка 45 см, что предъявляет высокие требования к точности начального
прицеливания. Если один контакт не попадет в объект, то воздействия не будет.
Если стрелка попадет в пуговицу или нечто подобное, то она отскочит от объ-
екта. Проникая в глаз или шею, стрелка, летящая со скоростью приблизительно
70 м/с, может нанести серьезную травму объекту воздействия. Поэтому раз-
рабатывают альтернативный способ передачи высоковольтных электрических
импульсов на расстояние путем формирования плазменных электропроводящих
газодисперсных каналов (ГДЕ), обладающих площадным контактом с объектом
и по этой причине не требующих точного прицеливания. Помимо этого досто-
инства ГДК не травмируют объект, а используемый материал безопасен для глаз
и не может проникнуть через кожу.
332
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.23. Механизм формирования ГДК:
1 - заряд диспергирующего вещества
Газодисперсный канал форми-
руется в результате диспергирова-
ния скоростного аэрозольного заряда
(рис. 12.23). При помощи пружины,
сжатого воздуха или пиротехническо-
го средства диспергируемому веще-
ству сообщается некоторая начальная
скорость. В полете набегающий по-
ток воздуха сносит диспергирующие
частицы с поверхности заряда, в ре-
зультате чего вдоль траектории его
полета образуется ГДК, формируемый
до полного исчезновения частиц. Под влиянием диффузионных процессов, силы
тяжести, ветра и других факторов канал может деформироваться. Механизм фор-
мирователя ГДК следующий (рис. 12.24): после срабатывания пиротехнического
заряда образовавшиеся пороховые газы выталкивают заряд диспергирующего
вещества, разгоняя его в трубке (стволе формирователя) до скорости 50.. .60 м/с.
Далее, как уже говорилось, под действием набегающего потока воздуха из ча-
стиц формируется ГДК (рис. 12.25).
Решение проблемы передачи электрических импульсов по ГДК зави-
сит от возможности практической реализации способа формирования ГДК
Рис. 12.24. Принцип действия формирователя ГДК:
1 - метательный заряд; 2 - камера из диэлектрика; 3 - ствол из диэлектрика; 4 - ГДК
Рис. 12.25. Стадии формирования ГДК в течение времени (а) и t2 (б)
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
333
и создания в нем электрической проводимости. При решении первой задачи
необходимо ответить на два вопроса: 1) какова возможная максимальная длина
канала; 2) от каких параметров зависит длина канала и каким образом можно
изменять его геометрические характеристики. Для решения второй задачи тре-
буется: определить критическую пробойную концентрацию диспергирующего
вещества, т. е. минимальное количество вещества в единице объема, необхо-
димое для возникновения электрического тока; найти параметры вещества,
влияющие на значение критической концентрации; оценить электрическое со-
противление канала и значение протекающего по нему тока.
Для решения указанных проблем сегодня проводят многочисленные экс-
периментальные исследования. Разработаны компактные упаковки дисперги-
рующего вещества (рис. 12.26) и модульные элементы для аэрозольных зарядов
в совокупности с пиротехническим элементом инициирования (рис. 12.27). Су-
дя по опубликованным результатам исследований, сегодня экспериментально
достигнута длина газодисперсного электропроводящего канала длиной 13 м.
Главные задачи ближайшего будущего в указанном направлении проектиро-
вания нелетальных ЭШУ на основе ГДК - надежное введение электрического
импульса в ГДК и разработка картриджной системы, совместимой со стандарт-
ными 40-мм системами оружия. В случае успешного решения этих проблем воз-
можно применение ЭШУ на основе ГДК для создания систем запрета доступа
а б
Рис. 12.26. Упаковки диспергирующего вещества:
а - галета высотой 10 мм, диаметром 20 мм и массой 12 г; б - упаковка из шести галет
Рис. 12.27. Оболочка, содержащая аэрозольный заряд и пиротехнический элемент
инициирования (фирма RMW)
334
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
в зону, систем для установки на мобильные платформы и 40-мм плазменных
ЭШУ к подствольным гранатометам.
Последние разработки в области ЭШУ связаны с исследованиями эффектов
передачи электрического импульса по тонкой струе воды, которая выстрелива-
ется из специального водяного пистолета. Струя может быть сплошной и пере-
давать электрический импульс объекту при вторичном нажатии оператором
гашетки только после контакта струи воды с объектом воздействия. Другой
вариант использования водяной струи связан с ее дискретизацией, когда струя
состоит из мелких отдельных капель, каждая из которых несет в себе электри-
ческий заряд.
Компанией MDM Group (Австралия) предложены также конструкции
электрошоковых пуль (ЭШП), технология производства которых основана
на применении стандартных металлических или резиновых пуль, полностью
совместимых с существующим огнестрельным оружием. Электрошоковые пули
основаны на открытом более 100 лет назад и хорошо изученном пьезоэлектри-
ческом эффекте для генерации высоковольтного заряда. Современные пьезо-
электрические материалы позволяют получать высокий уровень электрических
характеристик: напряжение порядка 50000 В и энергию заряда до 175 Дж. До-
стигается это, например, с помощью ЦТС-керамики (ЦТС - цирконат-титанат
свинца), мелкодисперсные элементы которой являются наполнителем эластич-
ных пластмасс или эластомеров. При выстреле в результате сжатия и перегру-
зок керамические элементы находятся в напряженном состоянии, в результате
чего при их столкновении с целью вырабатывается электрический импульс.
В отличие от ударно-шоковых пуль эффективность действия ЭШП не зависит
от высоких кинетических параметров, благодаря чему существенно снижается
возможность нанесения травм, что нередко происходит при использовании ре-
зиновых пуль. По заявлению специалистов MDM Group, ЭШП могут полностью
обезвредить цель на расстоянии до 100 м, в то время как дальность эффективного
действия резиновых пуль ограничена расстоянием в 40 м, а дальность действия
TASER не превышает 12 м.
Разработаны также образцы липких электрошокеров (Sticky Shocker), со-
вмещающих кинетическое действие с воздействием электрического импульса.
Sticky Shocker представляет собой снаряд с электрическим проводником, выст-
реливаемый из газовой метательной установки, который прикрепляется с по-
мощью клейкой субстанции к объекту воздействия и генерирует электрические
импульсы подобно TASER.
Электрошоковые гранаты, по сути, представляют собой компактные ЭШУ,
включающие в конструкцию все необходимые для создания электрического им-
пульса электронные компоненты и источник питания, и отстреливаемые из стан-
дартного оружия. Так, головная часть устройства XREP, созданного компанией
TASER (и во многом схожее устройство WEP40 американской компании Secirity
Devices International), содержит четыре головных электрода (иглы), закрытых
откидным колпачком. При попадании в цель колпачок разрушается, а иглы-элек-
троды, вонзаясь в тело, надежно удерживаются на нем. Энергия удара ломает
шпильки, соединяющие переднюю и заднюю части гранаты, вследствие чего
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
335
отделяемая задняя часть освобождается, но остается соединенной с головной
прочной нитью из кевлара. При отсоединении из задней части автоматически
раскрываются шесть «кактусовых» электродов, которые вонзаются в цель ниже
передней части, обеспечивая таким образом большую петлю тока.
В РФ уровни безопасности ЭШУ, предназначенных для самообороны, при-
ведены в ГОСТ Р 50940-96 «Устройства электрошоковые. Общие технические
условия», а допустимые эффекты воздействия регламентированы Приказом
584н Минздравсоцразвития от 22 октября 2008 г. «Об утверждении норм допу-
стимого воздействия на человека поражающих факторов гражданского оружия
самообороны». Энергетические уровни, приведенные в указанных документах,
сильно занижены, поскольку упор делается на обеспечение безопасности их ра-
боты. Так, максимальная энергетическая доза воздействия по ГОСТ Р 50940 - 96
составляет всего 3 Дж, в то время как в боевых ЭШУ она ограничена величиной
30 Дж. Параметры ЭШУ, применяемых сотрудниками МВД, приведены в ОСТ
78.01.0009-2002, а единственный стандарт, которым могут руководствоваться
разработчики ЭШУ, это ГОСТ 12.1.038-82 «Электробезопасность. Предельно
допустимые уровни напряжений прикосновения и токов», предназначенный
для нормирования электрического воздействия на человека в условиях про-
мышленного производства.
Ослепляющие и оглушающие средства нелегального действия при-
меняются как на открытой местности, так и в зданиях, поездах, кораблях,
самолетах. Обычно такие системы являются пиротехническими. Кроме того,
разработаны системы кластерного типа с дальностью действия до 100 м для
рассеивания толпы.
Лазерные временно ослепляющие и временно освещающие системы
уже созданы, но требуют дальнейшего усовершенствования. Уже к началу
1990-х гг. в ряде стран были созданы образцы лазерных комплексов для подавле-
ния оптико-электронных систем наблюдателей-корректировщиков, снайперов,
систем управления оружием, разведки и связи, а также для ослепляющего дей-
ствия на органы зрения личного состава. Указанные средства разрабатывались
как в носимом варианте для снаряжения бойца на поле боя, так и для подвижного
носителя на базе автомобильных и гусеничных платформ. Источниками лазер-
ного излучения служат газовые, твердотельные и химические лазеры различных
диапазонов длин волн, выпуск которых широко освоен промышленностью для
разных целей.
Разработаны малогабаритные, легкие носимые лазерные устройства с уз-
конаправленным излучением и встроенным источником питания (обычно
«пальчиковые» батарейки), обеспечивающим бесперебойную работу устрой-
ства на максимальной мощности (125...500 мВт) в течение нескольких часов.
Основными эффектами воздействия на цель (живая сила) являются (в порядке
убывания интенсивности излучения): временное ослепление с последующим
полным восстановлением зрения; ограничение зрительной функции цели (без
ослепления); отвлечение внимания (создание не физической, но поведенческой
реакции цели); подача сигналов. Последние три эффекта характерны для поли-
цейских операций. Лазерные устройства могут использоваться как в военных,
336
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
так и в полицейских операциях. Они предназначены также для использования
в комплексе вооружений блокпостов, охраны зданий, сооружений и территорий.
Лазерные устройства расширяют возможности эскалации силы, а в некоторых
случаях могут дополнять традиционные типы вооружения для более эффектив-
ного выполнения боевой задачи по уничтожению противника.
Одним из назначений указанного вида ОНД в антитеррористических
и миротворческих операциях является временное ослепление противника
и вывод из строя оптической аппаратуры без поражения органов зрения че-
ловека, что оказывается возможным при определенных параметрах лазерного
излучения. При этом лазеры, излучающие в красной части спектра, менее
предпочтительны лазеров, излучающих в зеленой части спектра, так как глаз
человека более чувствителен к частотам зеленой части оптического излуче-
ния, т. е. получение одного и того же эффекта возможно при меньшей интен-
сивности излучения.
Пока еще не достигнута необходимая яркость, поэтому эффективность этих
систем ограничивается уровнем повреждения сетчатки глаз и трудностью при-
целивания лазерным лучом малого диаметра в глаза двигающейся цели. При-
менение оптической расфокусировки такого луча приводит к быстрому падению
освещенности, а снижение ослепляющего эффекта обратно пропорционально
квадрату расстояния. По крайней мере, для ручного легкого лазерного ослепите-
ля с диодной накачкой (Lazer Dazzler), разработанного по заказу управления пер-
спективных исследований и разработок Министерства обороны США (DARPA),
это еще не решенная проблема, хотя уже предложены и сделаны некоторые
практические шаги в данном направлении. Например, для создания лазерного
ослепителя в габаритах полицейского фонарика, функционирующего на рас-
стояниях 10...300 м, главное требование - обеспечение плотности мощности из-
лучения 2,5...25,0 мВт/см2 на требуемой дистанции. Дневная эксплуатационная
эффективность лазерного ручного ослепителя Dissuader (рис. 12.28), имеющего
мощность излучения 68 мВт со спектральной частотой 650 нм и минимальную
плотность мощности излучения около 2,55 мВт/см2, определяется порогом ви-
димости порядка 25 м при ярком солнечном свете. Указанное устройство с из-
меняемым фокусным расстоянием генерирует плотный ослепляющий сфоку-
сированный конус, обеспечивая минимальный эффект ослепляющих вспышек
Рис. 12.28. Лазерный ручной ослепитель Dissuader
12.2. Физические принципы функционирования ОНД 331
с частотой 8 Гц на расстоянии 50 м, а в случае несфокусированного положения
реализуется значительный, но менее плотный ослепляющий конус на расстояни-
ях 25...50 м. Лазерный ослепитель HALT с аналогичной оптикой (рис. 12.29, а)
оснащен универсальной крепежной направляющей для комплектации различных
систем вооружения, в том числе ручного огнестрельного оружия (рис. 12.29, б).
Конструкция с двумя фиксированными фокусами (узким - для сопровождения
на длинных дистанциях и широким - для подавления зрения и дезориентации
на коротких дистанциях) снабжена переключателями режима на обеих сторонах
устройства, которые приводятся в действие с помощью пальца.
Итак, для описанных выше устройств в режиме поиска и обнаружения це-
ли необходимо использовать маломощный расфокусированный луч с большой
площадью пятна. В оперативном (основном) режиме площадь пятна должна
уменьшаться, а поверхностная плотность излучения достигать порогового
уровня. Для того чтобы снять противоречивость требований к применению ла-
зерного ослепителя в двух различных режимах функционирования, было пред-
ложено вместо круглого пятна формировать излучение в виде узкой полоски
а
б
Рис. 12.29. Лазерный ослепитель HALT (а) и вариант его использования в комплекте
с ручным огнестрельным оружием (б)
338
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
или эллипса, используя особенности образования светового потока полупровод-
никовыми лазерными диодами. Тогда уже на дистанции 10 м длина полосы из-
лучения в несколько раз превысит расстояние между глазами, а ее ширина будет
составлять всего несколько сантиметров. Так как под воздействием яркого света
человеческий глаз начинает рефлекторно моргать (период моргания составляет
0,10.. .0,25 с), то достаточно четверти секунды облучения сетчатки глаза, чтобы
вызвать необходимое ослепляющее воздействие. Для обеспечения требуемого
времени облучения предложен механизм реализации поочередных взаимных
перемещений (ПВП) эллиптического луча, причем частота ПВП такова, что луч
попадает в глаза за время 0,10.. .0,25 с. При этом обнаружение цели и наведение
луча происходят одновременно. Корпус устройства, формирующего поочеред-
но перемещающийся эллиптический луч (рис. 12.30), может быть изготовлен
из легкого материала (например, пластика) и иметь форму и габариты, сходные
с обычным фонариком. Реализация эллиптической формы пятна облучения
и механизма ПВП, по мнению авторов, приводит к значительному увеличению
плотности энергии лазерного излучения на сетчатке глаза и уменьшению вре-
мени обнаружения цели.
Когерентные ослепляющие средства (низкоэнергетическое лазерное ору-
жие) обладают такими преимуществами, как практически мгновенная доставка
Рис. 12.30. Конструкция легкого лазерного ослепляющего фонарика с цилиндри-
ческой линзой, находящейся в начальном положении (а) и повернутой на 90° (б):
1 - корпус; 2 - последовательно включенный источник питания; 3 - светящееся тело;
4-полосасвета; 5-цилиндрическая линза; 6-линза; 7-концевой излучатель; 8—лазерный
излучатель; т, mv 1,- размеры пучка света
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
339
поражающего фактора до цели с высокой точностью, высокая скорострельность,
многообразие поражающих факторов и значительная дальность воздействия.
Уже к началу 1990-х гг. в ряде стран были созданы образцы лазерных комплексов
для подавления оптико-электронных систем наблюдателей-корректировщиков,
снайперов, систем управления оружием, разведки и связи, ослепляющего дей-
ствия на органы зрения личного состава. Указанные средства разрабатывались
как в переносном варианте для снаряжения бойца на поле боя, так и для под-
вижного носителя на базе автомобильных и гусеничных платформ. Источники
лазерного излучения - газовые, твердотельные и химические лазеры различных
диапазонов длин волн, выпуск которых широко освоен промышленностью для
самых разных целей.
Одно из назначений этого вида ОНД в антитеррористических и миротвор-
ческих операциях - временное ослепление противника и вывод из строя опти-
ческой аппаратуры без поражения органов зрения человека, что возможно при
определенных параметрах лазерного излучения. При этом лазеры, излучающие
в красной части спектра, менее предпочтительны, чем лазеры, излучающие
в зеленой части спектра, так как глаз человека более чувствителен к частотам
зеленой части оптического излучения и достижение одного и того же эффекта
возможно при меньшей интенсивности излучения.
Необходимо отметить, что существует проблема наведения лазерных осле-
пителей, которые разрабатываются для ручных устройств, так как обычно лазер
генерирует луч, распространяющийся на расстояние в несколько километров,
и обычный оператор вряд ли сможет справиться с наведением луча на столь
больших расстояниях без специальных приспособлений.
В качестве основных путей совершенствования лазерных систем рассмат-
ривают возможности увеличения дальности их действия до 5...7 км и пути
создания многочастотных систем с широким частотным спектром (в красной,
синей, зеленой и ультрафиолетовой областях спектра), что делает трудновыпол-
нимой задачу защиты от этого излучения с помощью узкополосных фильтров.
Международными соглашениями использование лазеров для ослепления за-
прещено. Однако эти ограничения не оговаривают запретов на временное ос-
лепляющее действие лазерного ОНД, что создает некоторую правовую основу
для их разработки. Вместе с тем для надежной правовой основы разработки
и применения данного вида ОНД необходимо четко разграничить понятия по-
стоянного и временного ослепления. Именно поэтому необходимо решение
ряда медико-биологических аспектов, связанных с нахождением критериаль-
ных уровней воздействия, которые обеспечивают обратимость воздействия из-
лучения на органы зрения.
Некогерентные ослепляющие средства генерируют световое излучение,
сравнимое по интенсивности с лазерным. Направленное некогерентное из-
лучение для получения эффекта временного ослепления создают с помощью
портативных высокоинтенсивных прожекторов, которые выполняются в но-
симом портативном или возимом (монтируемом на транспорте) вариантах.
Такие устройства с силой света 0,75...6,0 млн кд хорошо освещают на даль-
ность до 2 км, но эффект ослепления интенсивно уменьшается с расстоянием
340
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
и практически осуществим на дистанциях, не превышающих 100 м. При этом
существует определенный риск постоянной потери зрения. Имеющиеся стро-
боскопические источники некогерентного излучения вызывают эффект дезори-
ентации, могут привести и к инициированию эпилептического припадка у лиц
с определенной патологией.
Ненаправленное излучение образуется, как правило, в процессе детонации,
дефлаграции или горения высокоэнергетических составов (конденсированных
ВВ, пиротехнических составов, мультифазных энергетических систем), про-
дукты детонации или горения которых создают низкотемпературную газовую
плазму. Указанные средства можно доставлять к месту действия с помощью оп-
тических БП (гранат, мин, артиллерийских снарядов, авиационных бомб и т. д.).
Типичные составы фотосмесей, используемых в фотоосветительных авиа-
ционных бомбах (ФОТАБ) и фотопатронах, следующие:
состав № 1 - Mg/Al/KClO (34/26/40);
состав № 2 - сплав Al-Mg (50/50)/Ba(N03)2 (45,5/54,5);
состав № 3 - сплав Al-Mg (50/50)/КСЮ4 (60/40);
состав № 4 - А1/КС1О4 (40/60).
Из большого количества различных составов фотосмесей наиболее эффек-
тивными и доступными для практического применения оказались смеси КС1О4
с порошками алюминия или сплава Al-Mg (обозначаемые аббревиатурой ПАМ).
Вспышки с наибольшей силой света дают фотосмеси с избытком горючего, кото-
рое сгорает за счет кислорода воздуха. Суммарный тепловой эффект и размеры
огненного шара при этом увеличиваются. Средний размер частиц горючего -
это важный параметр, определяющий излучательную способность фотосмесей.
Экспериментально установлено, что для смеси А1/КС1О4 (40/60) оптимальный
размер частиц А1 заключен в диапазоне (22 ± 8) • 10-6 м. Светотехнические харак-
теристики фотосмесей, содержащих КС1О4 и металлические горючие А1 и Mg,
приводятся в стехиометрическом соотношении (Ст.) и с избытком горючего (Из.)
в количестве 14% против стехиометрии (табл. 12.2).
Химический состав фотосмеси выбирают таким образом, чтобы удельная
теплота ее горения даже без учета догорания смеси в воздухе превосходила
8,4 МДж/кг, что соответствует температуре горения Тт > 3000 °C. Кроме того,
состав фотосмеси должен обеспечивать некоторое оптимальное соотношение
Таблица 12.2. Светотехнические характеристики фотосмесей
Mg/KClO4 и А1/КС1О4
Горючее Состав Максимальная сила света/ , -10бкд max’ Время достижения макси- мальной силы света, • 10-3 с Полная продолжи- тельность вспышки, с
А1 Ст. 41 1,2 14
Из. 41 1,7 16
Mg Ст. 18 1,2 24
Из. 20 2,3 25
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
341
между количеством газообразных продуктов, которые достаточно сильно влия-
ют на размер огненного шара (а следовательно, и на силу света), и количеством
конденсированных (жидких и твердых) продуктов реакции, являющихся основ-
ными излучателями. Для фотоосветительных составов оптимален удельный
объем газообразных продуктов в диапазоне 50... 100 л/кг. Для ВВ этот показатель
на порядок выше. Данное обстоятельство обеспечивает минимальное фугасное
действие, исключающее поражение людей ударными волнами. Элементный
состав фотосмеси влияет на спектр излучаемой энергии, например, натрий -
сильный излучатель в видимой части спектра, тогда как калий в этой части
спектра излучает плохо.
В импульсных фотоосветителях металлопылевого типа используют мел-
кодисперсные алюминиевые и магниевые порошки (Al, Mg) и сплавы (Al-Mg),
расположенные вокруг осевого центрального разрывного заряда (ОЦРЗ). Алю-
миниевые порошки дают яркую вспышку и требуют наличия довольно значи-
тельного по массе ОЦРЗ. При магниевых порошках необходимо применение
ОЦРЗ меньшей массы, но эти порошки обладают менее яркой и более про-
должительной вспышкой. Достаточно высокая детонационная способность
фотосмесей (особенно в диспергированном состоянии) позволяет на их осно-
ве конструировать импульсные излучатели с малой массой заряда фотосмеси.
Например, при габаритах фотопатрона Ml 12 0 40 х 196 мм масса фотосме-
си составляет 0,198 кг, а параметры излучения имеют следующие значе-
ния: максимальная сила света -/тах = 110 • 106 кд, время достижения макси-
мальной силы света - 3-10"3 с, продолжительность вспышки - 30 мс, общая
светосумма равна 1,4 • 10б кд-с. Самый существенный недостаток фотосме-
сей - высокая чувствительность к прострелу пулей или осколком. Стремле-
ние совместить положительные качества фотоосветительных составов обо-
их типов (высокую излучательную способность фотосмесей и безопасность
к прострелу пулей или осколком, присущую порошкам металлов) привело
к разработке импульсных излучателей раздельного снаряжения, в которых
ОЦРЗ, алюминиевый порошок и окислитель (перхлорат калия) размещены
раздельно в коаксиальных цилиндрах. Слой окислителя в таких устройствах
находится между ОЦРЗ и металлическим порошком.
Экспериментально установлено, что при взрыве ФОТАБ металлопылевого
типа заметная доля частиц металла спекается в комки довольно больших раз-
меров (диаметром до 250 мкм и более) по механизму жидкофазного спекания.
Это приводит к снижению интенсивности вспышки и увеличению ее продолжи-
тельности. Для компактирования алюминиевых и алюмомагниевых порошков
достаточны давления на фронте У В порядка 1 ГПа. При использовании высо-
коплотных зарядов ВВ для изготовления ОЦРЗ в порошке достигаются значи-
тельно большие давления. Для того чтобы предотвратить спекание микрочастиц
порошка, необходимо снизить давление в УВ, распространяющейся в цилин-
дрическом слое порошка. Следовательно, в разрывном заряде требуется при-
менять низкоплотный взрывчатый состав (НПВС) с небольшой нагружающей
способностью. Один из наиболее технологичных НПВС для этих целей - раз-
работанный в МГТУ им. Н. Э. Баумана состав ТГАПС, представляющий собой
342
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
смесь ТНТ, гексогена (RDX), алюминия и низкоплотного каркасного наполни-
теля (пенополистирола).
Проведенные исследования позволяют рекомендовать для ОЦРЗ импульс-
ных пиротехнических излучателей НПВС ТГАПС плотностью 0,4...0,5 г/см3 с со-
держанием алюминия до 25 %. Эти составы характеризуются высокой работо-
способностью и низкой нагружающей способностью, что позволяет эффективно
метать порошкообразные оболочки из металлических порошков и окислителей
без компактирования микрочастиц горючего. Алюминий в составе заряда ВВ
дает возможность получать высокотемпературные медленно охлаждающиеся
ПД, обусловленные наличием в них конденсированной фазы А12О3, что приводит
к дополнительному разогреву фотосмеси, ускорению возбуждения и протекания
химической реакции между компонентами фотосмеси.
В качестве примера рассмотрим конструктивную схему возможного варианта
гранаты ослепляющего действия калибра 40 мм (рис. 12.31), корпус которой вы-
полнен из полиамида. Выстрел производится из 40-мм подствольного гранатомета
с начальной скоростью порядка 100 м/с. Масса гранаты составляет примерно 200 г,
масса центрального заряда ВВ - 4 г, масса окислителя (КСЮ^ - 56 г, а масса ме-
таллического горючего (А1) - 48 г. При подрыве такой гранаты расчетный радиус
огненного шара Rq ш достигает приблизительно 1 м. Минимальное безопасное
расстояние для бойцов спецподразделений оценивается примерно в 15 м при
условии защиты их органов зрения штатными средствами. Гранаты должны вы-
стреливаться по восходящей траектории с расстояния примерно 30 м от заслона и,
пролетев минимальное расстояние около 50 м, срабатывать на высоте 4...5 м от по-
верхности земли, что осуществляется с помощью дистанционного взрывателя,
который должен обеспечить инициирование ОЦРЗ в заданной точке траектории.
Световые гранаты могут использоваться подразделениями по борьбе с тер-
роризмом при проведении операций по освобождению заложников, полицейских
Рис. 12.31. 40-мм граната ослепляющего некогерентного действия:
7 - корпус; 2 - ВВ; 3 - окислитель; 4 — металлическое горючее; 5 - стакан-прокладка;
6 - шашка детонатора; 7 - ВУ; 8 - крышка-фиксатор; 9 - накольник; 10 - донная крышка;
77 - метательный заряд
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
343
и миротворческих операций для временной нейтрализации больших скоплений
людей. Созданы также комбинированные средства с оглушающим и ослепляю-
щим эффектом, продолжительность воздействия которого на объект определя-
ется удаленностью от эпицентра взрыва: ослепление может быть обеспечено
на время до 20...30 с, а потеря слуха - на срок до 4...6 ч. В качестве источников
некогерентного излучения могут применяться также прожекторы и мощные
лампы-вспышки.
В США разрабатывают ослепляющие БП всенаправленного некогерентного
излучения, в которых при взрыве происходит сжатие инертного газа, в результате
чего образуется плазма с яркостью выше яркости солнечного света. БП направ-
ленного излучения создают начальный световой поток по тому же принципу,
но в них имеется лазерный стержень, который излучает часть энергии плазмы
вдоль своей оси, обеспечивая большую интенсивность излучения в заданном
направлении и уменьшая вероятность ослепления оператора и собственных
подразделений. Указанные мощные источники некогерентного излучения, раз-
мещенные в корпусе 155-мм артиллерийского снаряда, могут временно выво-
дить из строя как личный состав противника, так и оптические датчики боевой
техники.
В ВС США на вооружение принята ручная светозвуковая граната IFBG
(Improved Flash Bang Grenade), снаряженная металлической пудрой, взаимодей-
ствующей при выбросе с кислородом воздуха, в результате чего производится
большая, яркая и длительная вспышка. Возможное применение указанного
снаряжения: тренировочные гранаты, гранаты предупреждающего действия,
гранаты выводящего из строя действия. Таже в исследовательской лаборатории
армии по ОНД в США предполагают продолжать программу исследований воз-
можностей применения термобарических эффектов в области ОНД.
СВЧ-излучение может приводить к нарушению деятельности организма
человека. В зависимости от частоты и мощности воздействия излучения на че-
ловека наблюдают следующие эффекты: нарушение работы головного мозга
и центральной нервной системы, поражение внутренних органов с определенной
вероятностью летального исхода. Информационное воздействие на человека
СВЧ-излучения малой мощности практически не изучено. Хотя в 1970-х гг.
сообщалось об открытии эффекта радиослышимости, но в дальнейшем эти
сообщения не подтверждались и не опровергались. В случае реального суще-
ствования указанного эффекта его можно было бы использовать в качестве ОНД
для психологической обработки личного состава и больших масс населения.
В целом проблема применения микроволнового излучения как средства
воздействия на человека и охраны территорий обсуждается уже в течение
многих лет. Однако многочисленные исследования показали недостаточную
эффективность излучения сантиметрового диапазона, проявляющуюся, глав-
ным образом, в нагреве тела человека. Эксперименты последних лет доказали,
что более действенно микроволновое излучение миллиметрового диапазона.
Все воздействия микроволнового излучения на биологические системы мож-
но разделить на две группы: термические, вызываемые относительно высокой
мощностью излучения, и нетермические (информационные). Известно, что
344
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
порог термического воздействия для человека при микроволновом излучении
с частотой 1 ГГц составляет 5... 10 мВт/см2. Судя по результатам опубликован-
ных работ, низкоэнергетические поля микроволнового излучения с плотностью
мощности менее 10 мВт/см2 воздействуют на центральную нервную систему,
изменяя функциональное состояние зрительного и других анализаторов, а также
различные параметры системы высшей нервной деятельности. Микроволновое
излучение, интенсивность которого превышает порог информационного воздей-
ствия, проникает лишь в верхние слои кожного покрова, вызывая термически
индуцируемую труднопереносимую боль и не повреждая внутренние жизненно
важные органы. Примеры мобильного и стационарного вариантов таких систем
с мощным СВЧ-излучателем (система ADS-Active Deniel System, т. е. система
активного запрета) приведены на рис. 12.32. Основными препятствиями для
развертывания систем с относительно высокой мощностью излучения пока
являются их громоздкость и высокая стоимость, малая дальность действия,
а
б
Рис. 12.32. Мобильная (а) и стационарная (б) СВЧ-установки для систем запрета
доступа в охраняемую зону
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
345
а также необходимость тщательных дополнительных исследований отдаленных
последствий воздействия излучения на человеческий организм. В то же вре-
мя СВЧ-генераторы термического нелетального действия (частота излучения
95 ГГц) уже могут использоваться в качестве стационарных активных систем
запрета доступа в охраняемую зону.
Длительность облучения в ADS регулируется специальным триггером, од-
нако существует возможность сразу после прекращения повторить воздействие.
Таким образом, вероятно постоянное облучение объекта, что может быть при-
чиной травмы.
Система ADS может быть признана нелетальной только в том случае,
если в нее будут добавлены ограничители (предохранители от мгновенного
повторного выстрела), которые не позволят осуществить нагрев кожи более
чем до 55...60°С. Использование ее в военных операциях маловероятно, по-
скольку система довольно громоздкая и работает только в зоне прямой видимо-
сти цели, что делает ее саму идеальной мишенью для обычного оружия.
Адекватность использования ADS в операциях иных, чем военные, будет
напрямую зависеть от конкретного сценария. Для запрета доступа в закрытую
зону (на суше и на воде) система вполне может применяться. В случае разгона
демонстраций могут возникнуть проблемы. Первым рядам толпы, на которые
собственно и будет оказано воздействие, будет некуда отступить, поскольку
сзади на них будут давить другие люди. Возможна постановка триггера, по-
зволяющего повторный выстрел только после 15 с (время на охлаждение кожи)
или создание инфракрасного устройства контроля, позволяющего оценивать
температуру цели.
Акустические средства нелетального воздействия исследуют в разных
странах в течение последних десятилетий. За исключением пиротехнических
светозвуковых гранат, а также сирен и свистков для рассеивания толпы, успехов
в этой области не достигнуто, хотя работы продолжаются. Прежде предпола-
галось, что акустическое ОНД позволит в перспективе добиться немедленной
нейтрализации объекта без ущерба для здоровья. Однако оказалось, что инфра-
звук не является очевидным эффективным нелетальным средством воздействия
на человека. Например, согласно экспериментам, зафиксированным документаль-
но в научной литературе, инфразвук не вызывает потерю ориентации, тошноту,
рвоту и неконтролируемую диарею вплоть до уровня 170 дБ (это максимальное
значение, которое достигнуто в специальной инфразвуковой частотной камере
и которого невозможно достичь на некотором расстоянии от устройства). Следует
отметить, что в диапазоне звуковых частот в пределах слышимости болезненные
ощущения начинаются от уровня звукового давления (УЗД) 140 дБ, причем основ-
ные эффекты - это боль в ушах и временная потеря слуха вплоть до постоянной
его потери при повышении мощности. В диапазоне низких частот непереноси-
мость звукового давления достигалась генерацией звуковых колебаний интен-
сивностью около 150 дБ и частотой 50... 100 Гц. Этот уровень близок к звукам,
издаваемым реактивным двигателем самолета, при которых существует угроза
безвозвратной потери слуха. При этом даже простые средства весьма эффективны
для защиты от акустического воздействия. Поэтому пиротехнические источники
346
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
неожиданного громкого звука в этом смысле обладают очевидными преимуще-
ствами. Наиболее эффективны постоянные источники громкого звука - сирены
и свистки (табл. 12.3). Они работают под воздействием продуктов горения или
сжатого воздуха и способны обеспечить акустическую мощность в несколько
киловатт. В акустической гранате нелегального оглушающего действия (рис. 12.33)
рабочим телом для получения акустических колебаний является сжатый газ,
Таблица 12.3. Основные характеристики струйных излучателей звука
Схема и конструкция Наименование Частота, кГц Частота при мак- симальной мощности, кГц Расход на 1 Вт, л/с Коэф- фициент полезного действия, %
-W- /» * л Л о С Л о л с
Круговой U,Z—3,0 1 2,0
>\\\;
-ГЛ. Л О Г Л 1 о л с
Кольцевой о,з—о,о 1 2,0
\\W\ w\\\\
ж- Клиновой 0,3-20 10 0,5 20
У///Л A V-J X X X X ± V/ U V/ X X
л Клиновой с
Л— резонатором 0,1-30 10 0,6 25
жж
—► \\\\\ л с 2л о о л
—► ы Г альтона Гартмана U,о—30 0,6-300 о 20 2,0 0,67 3
КЦ Ч Ч к 1 1 15
1. , к Стержневой Втулочный 1,0-300 1,0-300 25 0,5 0,5 20
г 1 7ZZ. ы 25 20
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
347
Рис. 12.33. Внешний вид компактной акустической
гранаты для операций по захвату и обезвреживанию
правонарушителей:
1 - чека; 2 - регулятор интенсивности; 3 - регулятор
времени задержки; 4 - звуковые отверстия; 5 - отделя-
ющаяся скоба; 6-резервуар для газа (диаметр - 150 мм,
длина - 300 мм)
который может капсулироваться в процессе сборки
или образовываться при срабатывании пиротехниче-
ского генератора.
В США компания Scientific Application & Re-
search Inc. провела эксперименты с узконаправлен-
ными пучками звуковых импульсов («акустические
пули»), излучаемых параболической антенной диа-
метром 1.. .2 м. Было установлено, что акустические
устройства, предназначенные для формирования
направленного звукового пучка высокой мощности,
должны иметь большие размеры, сравнимые с дли-
ной излучаемой волны. Кроме того, направленный
звук большой мощности быстро ослабевает из-за дифракции и поглощения в ат-
мосфере. Поэтому создание акустических устройств, способных оказать болевое
воздействие на расстоянии порядка 100 м в полевых условиях, весьма проблема-
тично, в связи с чем подобные разработки в США практически не финансируются
уже с 1999 г. В то же время в условиях применения акустических средств внутри
зданий ситуация принципиально другая: источники громкого звука способны
доставить большие неудобства захватившим здание нарушителям и сильно за-
труднить их связь и взаимодействие.
Как уже было сказано, акустическое оружие оказалось недостаточно эффек-
тивным, однако не исключается возможность использования слышимых акусти-
ческих колебаний как дополнения к эффектам другого рода для множественного
воздействия на биообъект (так называемые комбинированные средства нелегаль-
ного действия). Таким образом, возникла идея создания нелегального оружия
на основе вихревых и вихреакустических устройств — различных генераторов
вихревых структур (vortex-технологии). При соответствии основным принципам
создания ОНД и отсутствии многих проблем, характерных для акустического
оружия (например, распространение для рассматриваемых устройств вполне
решаемо), вихревые устройства, по мнению их исследователей и разработчиков,
обладают рядом преимуществ, выгодно выделяющих их среди других видов
ОНД, хотя, разумеется, не исключается возникновение новых проблем.
В настоящее время рассматривают возможность создания как стационар-
ных, так и переносных конструктивных вариантов генераторов вихрезвукового
действия и их применения рядовыми сотрудниками правоохранительных ор-
ганов и специальных подразделений без длительного специального обучения.
348
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
В соответствии с предварительными аналитическими оценками действие
вихрезвуковых устройств на вегетативную нервную систему биообъекта должно
приводить к болевому синдрому, сильному раздражению органов чувств, а также
судорогам и кратковременному шоку. Возможно применение вихревых колец для
переноса различных химических веществ (ирритантов, маркирующих средств
или психотропных составов) к цели, причем не исключено, что именно это
направление использования эффектов, присущих распространению вихревых
колец, может стать основным. Можно выделить основные области применения
устройств такого рода: управление вышедшей из-под контроля толпой на ста-
дионах, массовых митингах и манифестациях; решение широкомасштабных
задач борьбы с наркоторговлей; защита правительственных зданий от угроз,
возникающих при массовых беспорядках. Актуально использование вихревых
технологий при проведении операций миротворческого и антитеррористиче-
ского характера.
К настоящему времени в Германии, США, Великобритании и Франции про-
ведены исследования генерации и распространения вихревых структур в атмос-
фере с дозвуковой и сверхзвуковой скоростью, а также предложены различные
а
б
Рис. 12.34. Формирование вихревого тороидального кольца (а) и схема его после-
довательной визуализации с помощью метода «дождевой завесы» (б)
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
349
устройства для их формирования. Результаты этих исследований могут при-
вести к двум различным направлениям. Первое - разработка эффективных
генераторов тороидальных вихревых волн (рис. 12.34), для чего необходимо
изучить их распространение и воздействие на человека. Второе - использова-
ние механизма vortex для генерации акустических волн большой амплитуды
с помощью различных устройств вихрезвукового действия (рис. 12.35). Одно
из них представляет собой акустический генератор, работающий по принципу
прямоточной камеры сгорания и формирующий ударные акустические импульсы
в виде вихревых колец, которые содержат продукты сгорания (см. рис. 12.35, а).
Другое устройство генерации вихревых колец основано на явлении усиления
потока при его отражении от дна полого цилиндра и последующем образовании
вихревых колец с помощью центрированной круглой пластины, расположенной
с некоторым зазором относительно верхнего среза цилиндрического стакана
(см. рис. 12.35, б). В структуру вихревых колец можно вводить различные инка-
паситанты, воздействующие на человека на значительном расстоянии (десятки
метров) от среза генератора.
Появились также сообщения о разработке новых видов акустического ору-
жия на основе фазированных акустических колебаний, получаемых с помощью
программируемого подрыва зарядов ВВ или мощных источников непрерыв-
ных акустических колебаний (например, авиадвигателей) и крупногабаритных
Рис. 12.35. Схемы вихрезвуковых генераторов импульсного (а) и компрессион-
ного (б) типа:
1 - свеча; 2 - воздух и ацетилен; 3 - кольцо; 4 - ударная труба; 5 - камера сгорания;
6 - впрыск топлива; 7 - труба компрессора
350
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
излучателей. По имеющимся оценкам, такие средства могут создавать на срав-
нительно больших расстояниях (до 1...2 км) звуковые давления, достаточные
даже для разрушения зданий и сооружений.
Среди основных проблем, с которыми столкнулись разработчики акусти-
ческого оружия и которые они так и не смогли пока преодолеть, необходимо
упомянуть проблему оценки медико-биологического воздействия на объект.
Как и у других типов ОНД, у акустического оружия существуют проблемы
дозировки и восприимчивости, различные для разных биообъектов. По этой
причине сегодня нелетальные средства, основанные на волновых технологиях,
в Российской Федерации законодательно ограничены по частотным и ампли-
тудным характеристикам. Для возможного применения разрешены технические
средства, которые генерируют звуковые колебания только слышимого диапазона
(Федеральный закон № 150-ФЗ «Об оружии» от 13 декабря 1996 г.).
Физико-химические композиции. Приводят к различным вариантам вре-
менного вывода из строя личного состава.
Пенные составы известны многие десятилетия, они широко используются
и в быту, и как средство пожаротушения. Многие пенные составы уже прошли
медицинскую проверку и могут быть хорошей основой для перспективных видов
ОНД. Для того чтобы обеспечить их функциями ОНД, необходимо лишь при-
менить специальные добавки (раздражающие, красящие, транквилизирующие
и т. п.). Например, рота морских пехотинцев при выводе войск США из Сомали
была оснащена системой, включающей в себя передвижную цистерну объемом
1000 л и носимый на плече пеномет, разбрасывающий мыльную пену, смешан-
ную со слезоточивым газом, которая покрывала площадь 60 м2 и могла образо-
вывать барьер высотой около 1 м. Пенообразующие системы состоят из жидкой
фазы, подлежащей вспениванию, газового носителя (пенообразующего агента)
и соответствующего оборудования для смешивания, пенообразования и рас-
пыления. Изменяя физические свойства пены, в частности ее вязкость, можно
добиться стабильности пенного состава и даже возможности формирования
толстых пенных барьеров, которые станут преградами для неуправляемой толпы.
Липкие и жесткие быстроотвердевающие пены испытывались в Сандийской
национальной лаборатории (США) как для лишения подвижности злоумышлен-
ников при защите ядерных объектов, так и по заказу Национального института
юстиции США для подавления крупных тюремных бунтов. В результате ис-
следований был выбран пеноматериал марки Stepan’s Steol СА-330 (35%-ный
водный раствор аммонийной соли лауринсульфата, массовая концентрация
которого в воде для применения в качестве пенообразующего реагента состав-
ляет от 2 до 6 %) - нетоксичное поверхностно-активное вещество легкого раз-
дражающего действия. Этот пеноматериал может быть носителем различных
ирритантов, обеспечивая комплексное останавливающее и раздражающее дей-
ствие. Другие сведения по характеристикам быстроотвердевающих акриловых,
особенно цианакриловых адгезивных рецептур, ставших основой для разработки
обволакивающих и липких быстроотвердевающих пен, можно найти в инфор-
мации фирмы NEPAC (США).
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
351
Психотропные препараты, которые могут добавляться в пены в качестве
компонентов нелетального действия, приводят к усыплению или сильному
раздражению человека. В последнее время появились сообщения о принципи-
альной возможности создания высокоэффективных психотропных препаратов
(обездвижителей) с особыми свойствами и обратимостью воздействия.
Основная проблема применения быстроотвердевающих пен в качестве сред-
ства остановки и задержания людей заключается в том, что ни один из известных
трех десятков растворителей не обладает способностью быстро и безопасно
очистить задержанного человека от пены. Вторая не менее важная проблема -
вероятность асфиксии дыхания при попадании пены в голову с последующей
блокадой органов дыхания.
Особо скользкие временные покрытия, лишающие людей возможности
перемещаться в привычном темпе, предлагается создавать с помощью различ-
ных типов веществ, которые приводят к малому динамическому коэффициенту
скольжения. Американское национальное бюро стандартов (NBS) и Амери-
канское общество по испытанию материалов (ASTM) приняли коэффициент
трения /ст, равный 0,5, как порог безопасности для нормального передвижения
по сухой поверхности. При этом человек может двигаться по поверхности
и с к < 0,4, если он знает об опасности. Однако сложность пересечения скольз-
кой поверхности характеризует не величина /ст а локализованные пятна, более
скользкие, нежели остальная поверхность. Ограниченная скользкая поверхность
(пятно) скт< 0,2 гарантирует падение и невозможность передвижения человека,
неосведомленного о наличии такого пятна. Критерии выбора суперскользких
веществ - толщина пленки не менее 3,2 мм; хорошая удерживаемость на поверх-
ности; эффективность действия как при высоких, так и при низких скоростях
движения объекта по поверхности, а также при сильных и слабых нагрузках
на поверхность; фиксированная и постоянная толщина пленки при действии
сжимающих нагрузок. Такими веществами являются нетоксичные односостав-
ные, способные к длительному хранению, дисперсные системы, тиксотропные
или реотропные жидкости, к которым относятся водные растворы и дисперсии
полимеров; полисахариды, акрилаты, акриламиды, частично растворенные
с (или без) меньшими полимерами или микросферами; неводные масла и жиры,
содержащие неудаляемые и несжимаемые частицы; жидкие мыла, детергенты,
поверхностно-активные вещества с управляемой вязкостью; хлопья или нити
полиэтилена, полипропилена, тефлона и других пластиков в водной или невод-
ной вязкой жидкости. Стандартный вариант - жидкий детергент, уплотненный
с помощью коллоидов или полимеров (для удержания на поверхности) и со-
держащий дисперсные гранулы гидроксиэтилцеллюлозы, акриламидовых или
полиакриламидовых кислот. Не менее эффективным может оказаться примене-
ние тиксотропной или реотропной жидкости или жировой пленки, содержащей
полутвердые гранулы полимеров или стеклянные (металлические) шарики,
распределенные примерно по 2...4 шт. на каждые 5 см2 пленки.
Проблематичность использования суперскользких покрытий заключается
в том, что не только задерживаемый объект лишается возможности передвиже-
ния, но и сотрудники правоохранительных органов не могут подойти к нему.
352
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Различные носители (артиллерийские БП, авиационные бомбы, боеприпасы
СББ, ручные гранаты) могут содержать также зловонные составы (одоранты),
которые при определенной концентрации в воздухе понижают объем дыхания
и повышают его частоту, а также кожно-электрическую реакцию, уменьшают
амплитуду желудочного сигнала и рост его частоты (тахигастрия). В США
на добровольцах испытаны различные запахи, из которых наиболее непри-
ятными были признаны два состава. Один из них приводит к раздражению,
неудобству и указанным выше ответным реакциям организма человека при
концентрации 0,1 %, а другой - при концентрации 0,01 %. Эти составы могут
применяться как в однокомпонентных средствах нелегального действия (напри-
мер, бомбы «зловонного действия»), так и в устройствах комплексного действия
(звуковой эффект, запах, вспышка), подобных ручным гранатам (см. рис. 12.31)
с продолжительностью от 30 с до 5 мин в зависимости от емкости резервуара.
В последнем случае необходима система защиты оператора (ушные заглушки,
специальные очки с поляризованными стеклами и респираторы) для быстрого
захвата правонарушителя во время действия устройства.
Средства воздействия на вооружение и военную технику
Средства остановки транспорта. Широкое распространение получили
средства остановки транспорта - так называемые ежи, повреждающие по-
крышки. В последние годы появились новые средства остановки транспорта,
использующие электростатические, микроволновые, радиочастотные устрой-
ства, а также широкополосный электромагнитный импульс для повреждения
электрических цепей и остановки двигателя. Многие из этих устройств уже
производятся и продаются на рынке.
Фирма QinetiQ (Великобритания) разработала систему задержания транс-
порта X-Net, которая, как сообщается, располагает явными преимуществами
перед существующими системами. Система X-Net опробована и выпущена
опытная заводская партия для практической оценки в реальных условиях опе-
ративного применения. X-Net изготовлена из легкой и прочной полиэтиленовой
фибры Dyneema, которая способна к значительному растяжению при погло-
щении кинетической энергии транспортного средства. Обычно размеры сети
2,5 х 8 м, что соответствует ширине дороги (могут быть и другие размеры),
масса не более 10 кг и в упакованном виде имеет габариты 0,75 х 0,45 х 0,2 м
(рис. 12.36, я). В развернутом состоянии система X-Net приобретает очень
низкий профиль (рис. 12.36, б), который сложно обнаружить до тех пор, по-
ка транспортное средство не окажется в нескольких метрах от устройства,
что снижает вероятность маневра в целях уклонения от наезда на сеть. Шипы
(рис. 12.36, в), предназначенные для первоначального плотного соединения
сети с колесами движущегося транспортного средства, изготовлены из высоко-
углеродистой стали и защищены от обламывания (затупления) пластиковыми
кожухами, которые разрушаются при контакте с покрышкой колеса транспорт-
ного средства (рис. 12.37). Система X-Net способна останавливать транспорт-
ные средства вплоть до четырехтонных грузовиков, движущихся со скоростью
от 50 до 100 км/ч на дистанциях, сравнимых с аварийной остановкой (25...75 м).
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
353
а б в
Рис. 12.36. Система X-Net в упакованном (а) и развернутом (б) виде; форма шипов
системы, расположенных вдоль передней кромки фибры (в)
Другое компактное средство остановки транспорта «Лиана-6000», соз-
данное НПО специальных материалов (Россия) в виде складной конструкции
с подвижными ромбическими ячейками, переносимое в пенале размерами
100 х 400 х 600 мм и имеющее ширину в рабочем состоянии 0,3 м, перекрывает
дорогу шириной 6 м. Высота преграждающих стержней, выполненных из труб-
чатого профиля с углом среза 45° и остающихся после наезда на них автомобиля
внутри проколотой шины, составляет 70 мм.
Один из успешных коммерческих продуктов - компактное барьерное
устройство для остановки транспорта PVAB (Portable Vehicle Arresting Barrier),
разработанное в США. Поднимаемая телескопическим устройством сеть
Рис. 12.37. Функционирование системы X-Net:
а - транспортное средство приближается к X-Net; б - шипы входят в контакт с мате-
риалом покрышки; в - сеть начинает наматываться на покрышки; г - сеть натягивается
вплотную к нижней поверхности кузова, останавливая вращение передних колес
354
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
позволяет задерживать многотонные транспортные средства (рис. 12.38).
Тормозная коробка включает в себя дисковый тормозной механизм и катуш-
ку тормозной нити из плетеного нейлона с высокой разрывной прочностью.
Подъемник выдвигается давлением сжатого воздуха, поступающего из при-
соединенного баллона со сжатым воздухом, который выпускается из него при
активации электромагнитного пневмоклапана, срабатывающего нажатием управ-
ляющего переключателя. Захватывающая сеть с перекрывающимся по диагонали
плетением изготовлена из нейлоновой решетки толщиной 75 мм и прочностью
на разрыв 4-104 Н. Выдвижные подъемники поднимают сеть на высоту 1,2 м
над поверхностью дороги менее чем за 2 с и возвращают обратно в режим
ожидания за 20 мин. Соединенные контактные секции системы формируют
расположенный поперек дороги гребень, который содержит и защищает сеть
и кабель управления, а в режиме ожидания не препятствует движению транс-
портных средств. Система имеет четыре анкерные плиты (по две с каждой сто-
роны дороги), заглубленные на 60 см, анкерные тросы соединены с тормозной
коробкой для обеспечения неподвижности системы. Блок управления оснащен
встроенными контрольными схемами для подтверждения готовности системы,
а пульт управления может тестировать и запускать систему на расстоянии 90 м
от нее. Система PVAB устанавливается из походного в боевое положение двумя
людьми за два часа и надежно останавливает транспортные средства массой
до 3,4 т, движущиеся со скоростью до 72 км/ч, и автомобили вдвое большей
массы, перемещающиеся со скоростью до 35 км/ч. При этом веревочные замки
на сети сохраняют ее натянутой, а заблокированные сетью двери не дают воз-
можности нарушителям, находящимся внутри автомобиля, покинуть его.
Рис. 12.38. Принципиальная схема компактного барьерного устройства для оста-
новки транспортных средств:
1 - сеть; 2 - подъемник; 3 - система управления; 4 - пульт; 5 - анкерная плита; 6 - гре-
бень; 7 - направление движения; 8 - тормозная коробка
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
355
В России НПО специальных материалов разработано и успешно применя-
ется стационарное механическое средство остановки транспорта «Покат-3000»,
которое устанавливают либо непосредственно на проезжую часть дороги (при
этом высота пандуса составляет 0,125 м), либо на одном уровне с дорожным
покрытием (для этого необходимо выполнить углубление в 125 мм и провести
дренирование почвы). «Покат-3000» выпускается как в левом, так и в правом
варианте, что позволяет перекрывать многополосные проезды с двухсторонним
движением. Перекрываемая ширина проезда одним комплектом составляет 3 м,
а время подъема (опускания) защитной платформы на максимальную высоту
500 мм - 15 с, причем система оснащена звуковым и световым (строб-вспышка)
сигналами, извещающими о подъеме платформы. Управление системой осу-
ществляется с многофункционального компактного пульта, рассчитанного
на управление двумя и более системами «Покат-3000» в различных режимах
(параллельно, последовательно, каскадом). Потребляемая мощность в стартовом
режиме - 250 Вт, а в режиме подъема (опускания) платформы - 180 Вт. Система
надежно останавливает транспортные средства массой до Ют.
Средства направленной энергии. Основной целью работы высокоэнер-
гетических лазерных систем является уничтожение технических объектов
за счет высокоскоростного нагревания материалов направленным лазерным
излучением высокой мощности. Такие комплексы вооружений создаются
как для военных целей, так и для комплексных охранных систем (например,
охрана периметра аэропорта или других объектов, характеризуемых как объ-
екты особой важности). Комплексы включают в себя высокотехнологичную
систему поиска, идентификации и сопровождения цели, непосредственно
генератор узконаправленного лазерного излучения с автоматическими приво-
дами наводки и источник питания. Комплексы являются крупногабаритными
и весьма дорогостоящими. Средства направленной энергии обладают очевид-
ными преимуществами:
- практически мгновенная (невидимая и неслышимая) доставка поража-
ющего фактора к цели;
- высокая точность прицеливания и вследствие этого сведение к минимуму
нежелательного ущерба гражданским лицам и объектам;
- возможность управления силой воздействия от уровня демонстрации
эффекта до его поражающего действия.
Тактическими компонентами систем направленной энергии, по мнению
компаний, занимающихся их разработкой, в частности, являются:
- высокоэнергетические лазерные системы;
- системы электронно-оптического распознавания цели и прицеливания;
- направленное микроволновое излучение большой мощности (СВЧ-системы).
Возможные варианты базирования/установки комплексов:
- на самолетах с целью как обеспечения их безопасности от управляемых
и неуправляемых ракет типа земля-воздух и воздух-воздух (оборона), так и воз-
действия на наземные объекты противника;
- на мобильных сухопутных и надводных платформах (корабли различных
классов, стационарные и мобильные сухопутные охранные системы) с целью
356
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
уничтожения управляемых и неуправляемых ракет, БЛА, артиллерийских
боеприпасов.
Разработка и испытания проводятся в течение длительного периода вре-
мени. На текущий момент ни один комплекс не стоит на вооружении западных
стран, однако некоторые образцы, созданные в США, успешно прошли полевые
испытания, развитие этих проектов курируется вооруженными силами и по-
становка на вооружение планируется на 2017-2025 гг. Основным (и практиче-
ски единственным, добившимся реальных результатов) разработчиком таких
комплексов в США является компания Ratheon, изготовившая образцы систем
Laser Area Defense System (LaDS) и Phalanx. Стоит отметить, что такие системы
по сути не являются ОНД, поскольку преследуют цели, отличные от целей ОНД
(по определению НАТО). Скорее их можно отнести к новым образцам нетра-
диционного конвенционного вооружения, основанного на новых технических
принципах поражения.
Также разработан перспективный авиационный тактический лазер (ATL).
Предполагается, что ATL будет способен с помощью точно направленного
перемещаемого луча повреждать ключевые элементы вооружения, систем
управления и наблюдения без поражения находящихся на близком расстоянии
заложников, гражданских лиц, транспортных средств и опасных объектов. Таким
образом, лазерное оружие предполагается использовать для вывода из строя
оптических систем, причем они могут применяться в стационарном (наземном),
авиационном и корабельном вариантах. Объектами воздействия будут опти-
ческая и оптико-электронная аппаратура разведки, связи, прицельных систем
и систем управления оружием различных типов.
Ведутся также исследования возможности использования импульсных
химических лазеров как средства нелетального воздействия. Предполагается,
что высокоточные оптические средства наведения пучка не принесут ущерба
окружающим биообъектам и инфраструктуре. Изучается возможность при-
менения импульсных химических лазеров, которые способны создавать удар-
ную нагрузку и механическое повреждение объектов. Эти лазеры формируют
высокотемпературную плазму высокого давления перед целью. Воздействуя
на какую-либо поверхность, плазма вызывает частичное испарение материала,
а в самом материале при этом образуется УВ, которая, отражаясь от внутрен-
ней поверхности, может временно выводить из строя экипаж, находящийся
в боевой машине.
Оружие с электромагнитным излучением - ЭМИ-оружие - предна-
значено для вывода из строя электронной и электротехнической аппаратуры,
стирания информации в банках данных, а его эффективность подтверждена те-
оретическими работами и экспериментальными исследованиями. С помощью
высотных ядерных взрывов указанные повреждения могут охватить территории,
на которых полностью размещается страна, противник или целая группа стран.
Хотя ядерные генераторы ЭМИ в качестве ОНД обладают очень высокой эф-
фективностью и почти не имеют вредных экологических последствий, однако
такие средства неприемлемы, как не соответствующие международным норма-
тивно-правовым актам, строго выполняемым странами - участниками «ядерного
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
357
клуба». Неядерные генераторы ЭМИ менее эффективны и требуют точной до-
ставки в район поражаемой цели. Однако их воздействие более избирательно
и вполне приемлемо, причем современные достижения в этой области позволяют
сделать такие генераторы достаточно компактными для использования в составе
обычных и высокоточных средств доставки.
Новые возможности для электромагнитных БП, воздействующих на элек-
тронные устройства и средства связи противника, появились сегодня благодаря
развитию высокоточных систем доставки излучателя к мишени, что решает
основную проблему недостаточного радиуса действия электромагнитного им-
пульса. В этом аспекте действие ЭМИ имеет военное значение, так как может
привести к необратимому повреждению широкого спектра электрического
и электронного оборудования, особенно компьютеров и радио- или радарных
приемников, не оказывая при этом фатального воздействия на людей. В зависи-
мости от стойкости электронного и электрического оборудования к воздействию
ЭМИ и интенсивности генерируемого электромагнитного поля устройство
может быть необратимо повреждено или, другими словами, его электрическая
система будет уничтожена.
Компьютерное оборудование (системы обработки данных, коммуникаци-
онные системы, системы отображения информации, системы промышленного
контроля, включая системы сигнализации автомобильных и железных дорог,
и компьютеры, встроенные в военное оборудование, а именно, сигнальные про-
цессоры, системы контроля полетов, цифровые системы контроля двигателей)
особенно уязвимо к действию ЭМИ, так как оно в основном построено на схе-
мах высокой плотности, которые очень чувствительны к воздействию высоко-
вольтных переходных процессов, т. е. требуется очень мало энергии для того,
чтобы повредить или уничтожить их, а любое напряжение порядка десятков
вольт может вызвать эффект, называемый пробоем затвора, который эффек-
тивно уничтожает прибор. Даже если импульс не несет энергии, достаточной
для термического повреждения, источник питания оборудования сам добавит
энергии для завершения процесса уничтожения. Поврежденные приборы могут
еще функционировать, но их надежность будет серьезно ухудшена. Экраниро-
вание электроники при помощи корпусов оборудования обеспечивает только
ограниченную защиту, так как любые кабели, входящие и выходящие из обо-
рудования, будут вести себя подобно антеннам, направляя высокое напряжение
в него. Телекоммуникационное оборудование может быть также весьма уязвимо
к действию ЭМИ из-за наличия длинных кабелей между приборами. Приемни-
ки всех типов особенно чувствительны к ЭМИ, так как высокочувствительные
высокочастотные транзисторы и диоды в таком оборудовании легко уничтожа-
ются при воздействии электрических импульсов высокого напряжения. Поэтому
радарное и электронное военное оборудование, спутниковое, микроволновое,
УКВ-, КВ- и низкочастотное коммуникационное оборудование, а также теле-
визионное оборудование являются потенциально уязвимыми к воздействию
ЭМИ. Существенно, что современные платформы военного назначения плотно
загружены электронным оборудованием, и, несмотря на хорошую защищен-
ность, ЭМИ-устройства могут значительно снизить их функциональность или
перевести их в разряд непригодных к использованию.
358
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Технологическая база, которая может быть применена к разработке электро-
магнитного ОНД, разнообразна и вполне отработана во многих областях. Клю-
чевыми технологиями, существующими в области разработки ЭМИ-оружия,
можно считать следующие: генераторы со сжатием потока с помощью энергии
ВВ (explosively pumped Flux Compression Generators - FCG), магнитогидроди-
намические генераторы (explosive or propellant driven Magneto-Hydrodynamic
(MHD) generators), использующие энергию ВВ или порохового заряда, и целый
набор микроволновых устройств высокой мощности (НРМ Devices), из кото-
рых наиболее известен осциллятор с виртуальным катодом (Virtual Cathode
Oscillator - Vircator). В этих технологических областях был испытан широкий
набор экспериментальных образцов и имеется значительное количество публи-
каций в открытой литературе.
Наиболее исследованными устройствами применительно к разработке
ЭМИ-оружия являются FCG, они впервые были продемонстрированы К. Фо-
улером (Лос-Аламосская национальная лаборатория) в конце 1950-х гг. С тех
пор создали и испытали множество конструкций FCG в разных странах мира.
FCG - генератор в относительно компактной упаковке, способный производить
электрическую энергию порядка десятков мегаджоулей за сотни микросекунд
с пиковой мощностью от единиц до десятков тераватт. FCG могут использовать-
ся непосредственно как источники низкочастотного излучения для воздействия
на цель или в качестве источника коротких импульсов для микроволновых гене-
раторов. Основная идея конструкции FCG - применение высокоплотного заряда
ВВ с высокой скоростью детонации для того, чтобы быстро сжать магнитное
поле, преобразовав энергию ВВ в энергию магнитного поля. Начальное маг-
нитное поле в таких генераторах (до инициирования заряда ВВ) вырабатывает
стартовый ток, который обеспечивается внешними источниками, такими как
высоковольтный конденсатор, малые FCG- или MHD-устройства. В принципе,
подойдет любое оборудование, способное создать импульс электрического тока
от десятков килоампер до единиц мегаампер.
Как правило, применяют коаксиальное расположение FCG, так как цилинд-
рическая форма облегчает их «упаковку» в корпуса бомб и боевых частей.
В типичном коаксиальном FCG цилиндрическая медная труба образует якорь
и заполнена ВВ (рис. 12.39). Было использовано несколько типов ВВ - от ком-
позиций В и С до обработанных на станках блоков РВХ-9501. Якорь окружен
спиралью (обычно, медной) и формирует статор FCG. Обмотка статора в не-
которых конструкциях расщеплена на сегменты с разветвлением проводов
на их границах для оптимизации электромагнитной индуктивности спирали
якоря. Интенсивные магнитные силы, возникающие во время работы FCG,
потенциально могут вызвать преждевременное разрушение генератора, ес-
ли не предпринять контрмеры, которые обычно заключаются в дополнении
конструкции оболочкой из немагнитного материала. В принципе, может быть
использован любой материал с соответствующими механическими и электри-
ческими свойствами, но там, где существенна масса конструкции (например,
в боеголовках крылатых ракет), наиболее подходят стекло или кевларовые
эпоксидные композиты.
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
359
t
б
Рис. 12.39. Схема FCG ЭМИ (а) и стадии его функционирования в течении времени t(6):
1 - изолирующая рубка; 2 - обмотка статора; 3 - рубашка из диэлектрика; 4 - Блок изо-
ляции; 5 - выходное кольцо статора; 6 - ВВ (РВХ-9501); 7 - входное кольцо статора;
8 - блок изоляции; 9 - линза из ВВ (плоскволновой генератор)
Как правило, ВВ инициируется при достижении стартовым током пикового
значения с помощью специального плосковолнового генератора, который фор-
мирует в заряде ВВ плоский детонационный фронт. Фронт детонации распро-
страняется по ВВ в якоре, деформируя его в конус (12... 14° дуги). Там, где якорь
расширяется до полного заполнения статора, происходит короткое замыкание
между концами статорной обмотки, которое обладает эффектом сжатия магнит-
ного поля. Такой генератор производит импульс нарастающего тока, пиковое
360
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
значение которого достигается перед окончательным разрушением прибора.
По опубликованным данным, время нарастания составляет от десятков до сотен
микросекунд и зависит от параметров устройства, при токах на пике в десятки
мегаампер и энергиях на пике в десятки мегаджоулей.
Достигаемая сила тока (отношение выходного тока к стартовому) изменяется
в зависимости от типа конструкции, но уже в настоящее время составляет 60 единиц.
Если предъявляют жесткие требования к массе и габаритам генератора, то желательно
использование малогабаритных источников стартового тока - каскадных FCG, где
малый FCG применяют как источник стартового тока для более крупного FCG. Ос-
новные технические проблемы использования FCG для создания ОНД - приемлемый
по характеристикам источник стартового тока и упаковка FCG в корпус носителя.
Хотя FCG и являются потенциальной технологической базой для генерации
мощных электрических импульсов, их выход вследствие физики процесса огра-
ничен полосой частот ниже 1 МГц. При таких частотах излучения многие цели
будет трудно атаковать, даже с очень высоким уровнем энергии, более того, фо-
кусировка энергии от таких устройств довольно проблематична. Микроволновой
источник высокой мощности решает обе проблемы, так как его выходная мощ-
ность может быть хорошо сфокусирована, а микроволновое излучение намного
лучше поглощается многими типами целей. Существует множество микровол-
новых устройств высокой мощности. Релятивистские клистроны, магнетроны,
Slow Wave-устройства, рефлекс-триоды, Spark Gap-устройства и осцилляторы
с виртуальным катодом (виркаторы - vircators) - это все примеры имеющейся тех-
нологической базы. В практическом плане преимущество сегодня имеют осцилля-
торы с виртуальным катодом, а в ближайшей перспективе - Spark Gap-источники.
Виркаторы - это одноразовые, конструктивно простые, небольшие по размерам,
прочные приборы, способные создавать очень мощный одиночный импульс энер-
гии и работать в относительно широкой полосе частот микроволнового диапазона.
Физика работы виркаторов существенно более сложна, чем физика работы ранее
рассмотренных устройств. Фундаментальная идея, лежащая в основе виркатора,
заключается в ускорении мощного потока электронов сетчатым анодом. Значи-
тельное число электронов пройдет анод, формируя за ним область пространствен-
ного заряда, которая при определенных условиях будет осциллировать с частотами
микроволнового диапазона. Если область пространственного заряда помещена
в резонансную полость, настроенную соответствующим образом, то можно до-
стичь очень большой пиковой мощности. Чтобы вывести энергию из резонансной
полости, используют обычные микроволновые технологии. Поскольку частота
осцилляции зависит от параметров электронного пучка, виркаторы могут быть
настроены по частоте, где микроволновая полость поддерживает соответствую-
щие моды. Уровни мощности, достигнутые в экспериментах с виркаторами, на-
ходятся в диапазоне от 170 кВт до 40 ГВт по мощности и в диапазоне длин волн
от дециметрового до сантиметрового.
Наиболее известны две конфигурации виркаторов: аксиальный (axial
vircator - AV) и поперечный (transverse vircator - TV). Аксиальный виркатор
(рис. 12.40) наиболее прост по конструкции и в экспериментах дает наибольшую
выходную мощность. Обычно он встраивается в цилиндрическую волноводную
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
361
Рис. 12.40. Схема аксиального виркатора:
1 - катод; 2 - изолятор; 3 - виртуальный катод; 4 - окно из диэлектрика; 5 - анод
структуру. Мощность выводится посредством перехода волновода в коническую
рупорную структуру, которая служит антенной. Аксиальные виркаторы обычно
генерируют в поперечной магнитной моде. Поперечный виркатор инжектиру-
ет катодный ток со стороны полости и, как правило, генерирует в поперечной
электрической моде. Технические вопросы, возникающие при конструировании
виркаторов, связаны с длительностью выходного импульса, который составляет
порядка микросекунды и лимитируется размером ячеек анодной сетки, стабиль-
ностью частоты генерации, эффективностью преобразования и общей выходной
мощностью. Эффективный отбор мощности из виркаторной полости в режимах,
подходящих для выбранного типа антенны, может также быть проблемой при
высоких уровнях энергии, так как потенциально возможен пробой изоляторов.
При оценке количества энергии ЭМИ, поглощаемой целью, в литературе
рассматривают два принципиально разных режима:
- энергия проникает в цель через «парадную дверь», т. е. через антенну, на-
личие которой характерно для радарного и связного оборудования;
- энергия попадает через «заднюю дверь», т. е. электромагнитное поле
от электромагнитного оружия генерирует большие переходные токи (выбросы,
если энергия генерируется низкочастотным устройством, или электрические сто-
ячие волны, если энергия генерируется микроволновым устройством) на элек-
трических проводниках или кабелях внутренних соединений, обеспечивающих
соединения с основным источником питания или телефонной сетью.
В последнем случае оборудование, соединенное с облученными кабелями
или проводами, будет подвержено действию или высоковольтных выбросов,
или стоячих волн, которые могут повредить источники питания и коммуника-
ционные интерфейсы, если их электрическая стойкость не усилена. Более того,
при проникании переходных токов в оборудование повреждения возникают
и внутри прибора.
Низкочастотное оружие хорошо воздействует на типичную проводную ин-
фраструктуру, такую, как телефонные линии, сетевые кабели и силовые линии
вдоль улиц, стояки зданий и коридоров. Во многих случаях любая конкретная
кабельная проводка включает в себя многократные линейные сегменты, объеди-
няемые при примерно прямых углах. Какой бы ни была относительная ориен-
тация оружейного поля, более чем один линейный сегмент кабельной проводки
362
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
окажется ориентированным таким образом, что можно достичь хорошей эффек-
тивности поглощения энергии.
С этой точки зрения оценивают пределы безопасности некоторых типичных
полупроводниковых приборов. По гарантиям производителей диапазон напряже-
ний пробоя для кремниевых высокочастотных приборов, широко используемых
в связном оборудовании, как правило, составляет 15.. .65 В, для арсенид-галиевых
полевых транзисторов - 10 В. Микросхемы динамической памяти с произволь-
ным доступом (DRAM) имеют напряжение пробоя до 7 В относительно земли,
напряжение пробоя CMOS-логики - от 7 до 15 В, микропроцессоры с номиналь-
ным напряжением 3,3.. .5,0 В находятся вблизи этого диапазона. Несмотря на то
что большинство современных приборов оборудованы дополнительными цепями
защиты для стока электростатических зарядов, постоянное или повторяющееся
приложение высокого напряжения будет вызывать их повреждение.
Коммуникационные интерфейсы и источники питания должны, как правило,
удовлетворять требованиям электробезопасности, заданным соответствующими
регулирующими документами. Такие интерфейсы обычно защищены посред-
ством изолирующих трансформаторов с номинальным напряжением от сотен
вольт до 2.. .3 кВ. Очевидно, что если при защите, обеспечиваемой трансформа-
тором, выходят из строя кабельный разрядник или экранировка, то напряжения
(даже такие низкие, как 50 В) могут существенно повредить компьютерное или
связное оборудование.
Микроволновое оружие высокой мощности, работающее в сантиметровом
и миллиметровом диапазонах, оснащено дополнительным механизмом про-
никновения энергии, что дает возможность непосредственно проникать в обо-
рудование через вентиляционные отверстия, щели между панелями и плохо
экранированными интерфейсами. При таких условиях любое отверстие внутри
оборудования ведет себя как щель в микроволновой полости, позволяя микро-
волновой радиации прямо возбуждать или проникать в полость. Микроволновая
радиация формирует пространственную стоячую волну внутри оборудования.
Компоненты, расположенные в противоположных узлах стоячей волны, под-
вергаются действию сильного электромагнитного поля. Поскольку микровол-
новая радиация легче попадает в оборудование, чем радиация низкочастотного
диапазона, и во многих случаях обходит защиту, разработанную для остановки
проникновения низкочастотной энергии, микроволновое оружие потенциально
имеет большее поражающее действие, чем низкочастотное.
Разнообразие типов вероятных целей, неизвестные геометрическое распо-
ложение и электрические характеристики проводной и кабельной инфраструк-
туры, окружающей цель, делают точное предсказание поражающего действия
невозможным. Обычный подход (при проникновении энергии через провода
и кабели) заключается в определении уровня напряжения для поражения и за-
тем использования его для нахождения напряженности поля, требуемой для
возникновения этого напряжения. Когда напряженность поля известна, радиус
поражения для данного типа оружия может быть рассчитан. Например, микро-
волновой генератор высокой мощности (10 ГВт, 5 ГГц) облучает площадку диа-
метром 400.. .500 м, что приводит к напряженности поля в несколько киловольт
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
363
на метр и, в свою очередь, вызывает напряжение от сотен вольт до нескольких
киловольт на облученных проводах и кабелях. Следовательно, радиус эффектив-
ного воздействия составит порядка сотен метров в зависимости от параметров
оружия и электрической прочности мишени.
Чтобы максимизировать эффективное действие электромагнитного ОНД,
необходимо повысить мощность, поглощаемую мишенью. Первый шаг в мак-
симизации действия заключается в увеличении пиковой мощности и длитель-
ности излучения. При заданном размере носителя этого достигают применением
наиболее мощного генератора (генератора со сжатием потока или виркатора
в случае микроволновых генераторов) и повышением эффективности преоб-
разования внутренней энергии порохового заряда или ВВ в электромагнитную
энергию. Энергия, которая не преобразуется, потеряна с точки зрения эффек-
тивного действия. Второй шаг - это максимизация эффективности поглощения
энергии мишенью. Хорошая стратегия при наличии сложного и разнообразного
набора мишеней заключается в максимальном использовании частотного диа-
пазона электромагнитного оружия.
Низкочастотная бомба, созданная на базе FCG, требует большой антенны
для обеспечения эффективной доставки энергии от оружия к цели (компактная
антенна не будет оптимальным решением). Одна из возможных схем - это раз-
вертывание пяти линейных антенных элементов при достижении бомбой задан-
ной высоты путем выбрасывания кабельной катушки с несколькими сотнями
метров кабеля. Четыре радиальных антенных элемента формируют виртуаль-
ную землю около бомбы, в то время как аксиальный элемент передает энергию
от FCG. Длины элементов необходимо с особой тщательностью согласовать
с частотными характеристиками оружия. Импульсный трансформатор высо-
кой мощности согласует низкий импеданс FCG с очень высоким импедансом
антенны и гарантирует, что импульс тока не испарит кабель раньше времени.
Возможны и другие подходы. Один из них заключается в том, чтобы на-
править бомбу как можно ближе (порядка нескольких метров) к цели и сориен-
тировать ее на ближнее поле, производимое обмоткой FCG, которая действует
как петлевая антенна с диаметром, намного меньшим длины волны. Область, ко-
торая заслуживает дальнейших исследований в этом контексте, - использование
низкочастотных бомб для повреждения или уничтожения библиотек на магнит-
ных лентах, так как ближние поля в непосредственной близости от генератора
потока того же порядка, что и коэрцитивная сила большинства современных
магнитных материалов.
Микроволновое ОНД обладает более широким диапазоном режимов «вне-
дрения» энергии. Его излучение имеет длину волны, малую по сравнению с раз-
мерами носителя, и легко фокусируется на мишени с помощью компактного
антенного ансамбля (рис. 12.41). При этом можно предложить, по крайней мере,
два механизма, которые могут быть применены для дальнейшей максимизации
действия ЭМИ. Первый - это использование поличастотного излучения, что
улучшает «внедрение» энергии по сравнению с моночастотным излучением,
так как дает возможность радиации проникнуть в апертуры и резонансы в ши-
роком интервале частот. Второй механизм, который может быть применен для
364
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
1 2
Рис. 12.41. Схема виркатора с компактным антенным ансамблем:
1 - конический носовой обтекатель; 2 - излучение с круговой поляризацией; 3 - антенна
в виде конической многозаходной спирали; 4 - отражатель обратного осевого излучения;
5 - осевой виркатор
улучшения «внедрения», - поляризация оружейного излучения. Если предпо-
ложить, что ориентация возможных апертур и резонансов проникновения в на-
борах мишеней случайна относительно ориентации оружейной антенны, то
линейно поляризованная эмиссия использует только половину имеющихся воз-
можностей, в то время как круговая поляризация - все возможности «внедрения»
энергии. Практическое ограничение заключается в определенных трудностях
при разработке и изготовлении мощной антенны с круговой поляризацией, ко-
торая к тому же должна быть компактной и широкополосной. Поэтому необхо-
димо провести исследования конических спиральных типов антенн, способных
работать с высокими уровнями излучения, а также создать соответствующий
интерфейс для виркатора с несколькими выходными портами.
Подводя итог вышесказанному, можно сделать следующий вывод: действие
ЭМИ максимизируется путем увеличения выходной мощности и эффективно-
сти переноса энергии от оружия к мишени. Микроволновое оружие дает воз-
можность сфокусировать почти всю выходную энергию в область поражения
и применить широкий спектр мод «внедрения» энергии. Поэтому микроволновое
ОНД предпочтительнее низкочастотного.
Известны решения по установке электромагнитных боеголовок в крылатые
ракеты, где размер первичного источника тока и его батареи накладывают су-
щественные ограничения на возможности оружия. Авиационные бомбы с под-
летным временем от десятков секунд до минут могут быть сконструированы
так, чтобы использовать энергосистему самолета. В такой конструкции бомбы
банк конденсаторов можно заряжать по пути от взлета самолета до цели. После
сброса бомбы требуется уже значительно меньший бортовой источник электро-
питания для сохранения заряда в первичном источнике до его инициирования.
Электромагнитные бомбы (рис. 12.42), доставляемые с помощью обычных
самолетов, дают лучшее соотношение массы электромагнитного прибора к общей
массе бомбы, так как большая ее часть может быть отдана электромагнитному
устройству. Из этого следует, что на данном технологическом этапе электро-
магнитная бомба той же массы, что и крылатая ракета, имеет более высокую
эффективность действия в предположении одинаковой точности доставки и тех-
нологического подобия конструкции электромагнитных приборов. Кроме того,
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
365
Рис. 12.42. Компоновка мощной микроволновой электромагнитной бомбы с ис-
пользованием виркатора и двухстадийного процесса сжатия потока:
1 - блок питания; 2 - балласт; 3 - отсек формирования импульсов; 4 - микроволновая
антенна; 5 — носовой обтекатель; 6 - трубка виркатора; 7 - генератор сжатия потока
(вторая ступень); 8 - генератор сжатия потока (первая ступень); 9 - батарея конденса-
торов; 10- аккумулятор
электромагнитные бомбы можно доставлять к цели с помощью тактических само-
летов с навигационной системой наведения, способных нести GPS-управляемое
вооружение. Ожидается, что GPS-управляемое вооружение будет стандартным
вооружением военно-воздушных сил НАТО к концу первого десятилетия XXI в.,
и каждый самолет, способный нести стандартное управляемое вооружение, также
станет потенциальным носителем электромагнитных бомб. Простота электро-
магнитных бомб по сравнению с таким вооружением, как ракеты для подавле-
ния источников излучения, сделает эти бомбы дешевле в производстве и проще
в обслуживании.
Ограничение применимости электромагнитного оружия зависит от кон-
кретного исполнения и средств доставки. Тип исполнения оружия определяет
силу электромагнитного поля на данном радиусе от места инициации и его спек-
тральное распределение. Средства доставки ограничивают точность доставки
оружия к намеченной цели.
Важный фактор в оценке эффективности действия электромагнитного ору-
жия - распространение генерируемого ЭМИ в атмосфере. Хотя соотношение
между силой электромагнитного поля и протяженностью свободного пространства
описывается законом обратных квадратов, ослабление действия ЭМИ с увеличе-
нием расстояния в атмосфере будет также обусловлено эффектами поглощения
атмосферных газов. Это, в частности, существенно на частотах выше 20 ГГц, где
находятся значительные пики поглощения водяного пара и кислорода, что ограни-
чивает действие электромагнитного оружия микроволнового диапазона более ко-
ротким радиусом, чем в идеале достигалось бы для К- и L-частотных диапазонов.
Средства доставки сужают поражающее действие электромагнитных бомб
введением ограничений на размеры оружия и точность его доставки. Если ошибка
доставки будет порядка радиуса эффективного действия при данной высоте под-
рыва, то действие будет значительно ограничено. Это особенно важно при оценке
эффективности действия неуправляемых электромагнитных бомб, так как ошибок
доставки будет существенно больше, чем в случае применения GPS-управляемых
бомб. Поэтому точность доставки и радиус поражения должны рассматриваться
с учетом приемлемого нелетального повреждения выбранной цели.
366
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.43. Постановщик помех
HRR32
Направленное микроволновое излуче-
ние, получаемое с помощью стационарных
СВЧ-генераторов, предполагается также ис-
пользовать в качестве активной системы охра-
ны территорий и объектов. Эти системы могут
найти практическое применение как интегри-
рованные охранные лазерные (микроволновые)
сенсорные системы особо важных объектов
и территорий, таких как порты, военные базы,
посольства и т. п.
Интенсивно разрабатываются компактные
мобильные системы ЭМИ для защиты жизнен-
но важных объектов, нейтрализации систем
ПВО противника, подавления и отключения
электронных систем контроля и информаци-
онных коммуникаций, систем сигнализации
и обзора, защиты кораблей в порту и дорожных
конвоев, обезвреживания мин, остановки и за-
держания транспортных средств. В качестве
таких устройств фирмой Diehl предложены
опытные образцы постановщика помех для
подавления радиокоммуникаций в диапазоне
частот 10...800 МГц (рис. 12.43) и компакт-
ный, переносной, автономный источник с круговым полем излучения с на-
стройкой в мегагерцевом диапазоне частот. Устройство выполнено в габаритах
небольшого чемодана (рис. 12.44, а) и содержит генератор Аркадьева - Маркса
(рис. 12.44, б), состоящий из источника напряжения и настраиваемой антенны.
В последнее время во многих странах мира ведутся широкомасштабные
работы по созданию принципиально новой экипировки бойца, важнейшая со-
ставляющая часть которой - радиоэлектронные средства (РЭС): мобильная
связь, приборы ночного видения, вычислительные устройства, датчики тер-
морегулирования и др. Наличие мобильных средств связи у каждого бойца
повышает уровень управления в бою, что усиливает эффективность действий
малых подразделений в условиях ближнего контактного огневого боя. В связи
с этим перед средствами поражения и, в частности, перед СББ возникает новая
задача по выводу из строя РЭС экипировки живой силы.
Наиболее уязвимы к воздействию мощного СВЧ-излучения чувстви-
тельные элементы входных трактов приемных устройств РЭС, построенных
на основе твердотельных полупроводниковых структур. Причина невосста-
навливаемых отказов в большинстве случаев - тепловой пробой поражаемых
полупроводниковых структур с помощью мощных импульсов ЭМИ.
Реализацию электромагнитного импульса с указанными выше парамет-
рами можно осуществить с помощью так называемого взрывомагнитного гене-
ратора частоты (ВМГЧ). Принцип действия ВМГЧ аналогичен описанному вы-
ше функционированию FCG и основан на быстром изменении магнитного по-
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
367
а б
Рис. 12.44. Компактная автономная переносная система DS110B:
а - внешний вид; б - генератор Аркадьева - Маркса
тока электрического устройства в результате взрывного воздействия. Следует
отметить, что ВМГЧ в СББ предполагается применять в основном для вывода
мобильных средств связи, у которых нет и не будет эффективных средств за-
щиты от ЭМИ. Кроме того, в условиях ведения боя они всегда находятся в ак-
тивном (включенном) состоянии.
Схема построения ВМГЧ для СББ (рис. 12.45) включает в себя корпус БЧ 1,
сердечники 2 и 3, заряды ВВ 4 и 9, вибратор 5, обмотку соленоида 6, бата-
рею 7, обмотку контура излучения 8. К соленоиду 6 с двух сторон подходят
Рис. 12.45. Принципиальная схема построения ВМГЧ для СББ:
1 - корпус БЧ; 2,3- сердечники; 4,9- заряды ВВ; 5 - вибратор; 6- обмотка соленоида;
7 - батарея; 8 - обмотка контура излучения
368
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
сердечники 2 и 3, выполненные из материала высокой магнитной проницаемо-
сти. С внешней стороны сердечника размещены заряды ВВ 4 и 9. Соленоид 6
запитывается от активной батареи 7 первичным током. На соленоид накла-
дывается обмотка контура излучения 8, один конец которой заземлен, а дру-
гой связан с полуволновым вибратором 5. Конструктивно ВМГЧ расположен
в корпусе 1 боевой части БП, предназначенного, например, для гранатомета.
При подрыве БП, а следовательно, и ВВ сердечники двигаются с большой ско-
ростью внутрь соленоида. При этом изменяется магнитный поток и возникает
электродвижущая сила индукции, которая через витки обмотки контура из-
лучения передается на вибратор и излучается в пространство в виде мощных
сверхкоротких импульсов ЭМИ.
Расчеты показывают, что ВМГЧ, помещенное в БЧ боеприпаса калибром
105 мм и массой 3 кг, должно обеспечить излучение электромагнитного им-
пульса мощностью до 109 Вт. При таких параметрах излучателя мобильные
устройства связи, находящиеся в активном режиме, будут выведены из строя
в радиусе 30.. .40 м от места подрыва боеприпаса с ВМГЧ.
Аналогичные генераторы СВЧ-излучения могут рассматриваться в качестве
основы для создания электромагнитных БП артиллерии, так как они обладают
высокой удельной мощностью. Как показали оценки, если 122-мм ОФС на-
дежно поражает неконтактную мину, находящуюся в радиусе 4...5 м, то макет
электромагнитного БП тех же габаритов поражает мины в радиусе 40.. .50 м.
ОИД на основе систем радиоэлектронной борьбы (РЭБ) предназначены
для снижения обороноспособности противника. Многократно проверенные
на учениях и во время локальных конфликтов испытания показывают, что с по-
мощью массированных мероприятий РЭБ можно существенно изменить соот-
ношение сил в свою пользу, дезорганизовать управление войсками и оружием
противника, лишить его достоверной информации об обстановке, заставить
действовать заранее известным и выгодным для себя способом. Эти возможно-
сти РЭБ предлагалось использовать также для создания оптимальных условий
по нанесению поражающих ударов по живой силе и технике противника в целях
ее уничтожения. Оружие нелетального действия на основе систем РЭБ может
применяться, во-первых, для решительной демонстрации противнику готовно-
сти и способности нанесения ему ощутимого ущерба при условии малых потерь,
а во-вторых, для доставки без потерь средств ОНД к целям и создания условий,
обеспечивающих наиболее эффективное использование ОНД и снижение своих
потерь при применении противником обычных видов вооружений.
Физико-химическое ОНД позволяет с помощью аэрозольных БП (бомб,
мин, реактивных снарядов и др.) распылять в районе расположения боевой
техники противника химические вещества, приводящие к порче или остановке
двигателей самолетов, танков, грузовиков, электрогенераторов за счет загустения
топлива, к утрате смазочными материалами своих антифрикционных свойств,
замутнению стекол и выводу из строя оптических средств наблюдения и при-
целивания, разрушению резинотехнических изделий (покрышек автомобилей,
вкладышей металлорезиновых гусениц танков и т. д.).
12.2. Физические принципы функционирования ОНД 369
Для принудительного прекращения сгорания топлива в двигателях вну-
треннего сгорания (поршневых и турбинных) необходимо подавить быстрое
окисление углеводородных горючих (бензина, керосина, дизельного топли-
ва, реактивного горючего) воздухом. С этой целью следует либо исключить
взаимодействие кислорода воздуха с топливом (перекрыть доступ кислорода
в зону горения), либо затруднить процесс нормального сгорания топлива
(устранить доступ свободных радикалов, поддерживающих горение, в зону
сгорания). Для реализации указанных процессов возможно применение ве-
ществ, вызывающих засорение и выведение из строя фильтров; воды, отво-
дящей теплоту из зоны горения; химических ингибиторов горения. К насто-
ящему времени уже исследован широкий перечень химических ингибиторов
горения (табл. 12.4).
Таблица 12.4. Относительная эффективность ингибиторов горения
углеводородных топлив
Ингибитор Значение Ингибитор Значение
со2 0,86 SnCl4 31
С12 1,8 РОС13 31
Si(CH3)4 3,9 РС13 39
СС14 4,2 РВг3 39
C2F4Br2 6,0 СгО^ 244
SiCl4 10,5 Fe(CO)5 356
(СНДРО4 23,0 Pb(C2H5) 390
SbCl3 26,0 Fe(C5H5)2 1000
TiCL 4 30,0
Ингибиторами горения снаряжают специальные стабилизируемые пу-
ли к патронам нелетального действия (рис. 12.46), которые срабатывают при
взаимодействии с техническими объектами, выбрасывая концентрированный
ингибитор горения. Он засасывается вместе с воздухом в систему подготовки
ТВС двигателя и подавляет горение топлива.
К составам, разлагающим резину, предъявляют специальные технические
требования. Во-первых, эти составы должны быть по своей сути катализаторами
деполимеризации, во-вторых, не реагировать с дорожным покрытием, в-третьих,
обладать высокой скоростью разложения и способностью разлагать множество
полимеров, в-четвертых, иметь возможность доставки в область покрышки
и инициирования процесса разложения резины, в-пятых, быть пригодными для
создания миниатюрных мин с временной задержкой срабатывания. Хотя полу-
чены положительные результаты практических испытаний по деполимеризации
370
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.46. Патрон с пулей, снаряженной ингибитором горения
углеводородных топлив
натуральной резины с помощью гексахлорида вольфрама, тетраметила и хлор-
бензола, однако еще не отработаны способы доставки деполимеризаторов
к объектам воздействия и не продемонстрировано на практике их воздействие
на реальные покрышки.
Перспективным является использование аэрозоля фтористого водорода,
суперкислот (хлорсульфоновой и фторсульфоновой) и пентафторида сурьмы
для повреждения оптических систем. При этом суперкислоты для безопасного
применения могут изготовляться в виде бинарных зарядов, состоящих из двух
(или более) раздельных безопасных компонентов, которые смешивают непо-
средственно в ходе использования БП. Эти рецептуры способны также эффек-
тивно разлагать резинотехнические изделия, асфальт, покрытия крыш зданий
и сооружений и применяются в виде жидкостей, аэрозолей, порошков и гелей.
Проводящие дисперсные материалы весьма эффективны в качестве ОНД.
Это металлизированные ленты и проводящие волокна, которые выводят из строя
трансформаторы электростанций и высоковольтных линий электропередач, а так-
же нейтрализуют радарные системы (Electric Power Distribution Munition - EPDM).
Такие электропроводящие углеродные волокна уже используются в войсках.
Например, в мае 1999 г. ВВС США применили в Югославии кассетные боевые
элементы BLU-114/В, которыми были снаряжены тактические авиационные кас-
сеты (Tactical Munitions Dispenser - TMD) SUU-66/B, используемые в качестве
контейнеров для авиационных бомб. Боевые элементы содержали саморазвора-
чивающиеся катушки с токопроводными нитями из композиционного материала
на основе углерода, вышибной заряд и тормозной парашют. Вся эта комбинация
получила обозначение CBU-94. На малой высоте створки TMD раскрываются,
12.2. Физические принципы функционирования ОНД
371
а суббоеприпасы (боевые кассетные элементы) под действием центробежной силы
разбрасываются по кругу большого радиуса. При приближении суббоеприпаса
к земле в нем срабатывает вышибной заряд, выбрасывающий и раскручивающий
катушки так, чтобы в воздухе электропроводящие волокна образовывали паутину.
При попадании нитей паутины на токонесущие элементы объектов электроснаб-
жения происходят короткие замыкания сети и вывод ее из строя, что на несколько
часов лишило снабжения электроэнергией около одного миллиона человек.
Быстроотвердевающие и суперфрикционные составы предназначены
для обездвиживания военной техники и транспорта. Клеящие составы способны
фиксировать подвижные части военной техники, детали двигателей и других
механизмов, а быстродействующие адгезионные смеси блокируют работу ме-
ханизмов. При нанесении суперфрикционных составов на дорожное покрытие
последнее приобретает столь малый коэффициент трения, что исключает пере-
движение автотранспорта. Поэтому пенные химические системы, содержащие
суперфрикционные композиции, предполагается применять, в частности, в ка-
честве ультраскользких покрытий, препятствующих контакту с поверхностью,
который необходим для перемещения и торможения (распыление ультрасколь-
зких составов над В1Ш аэродромов, мостами и т. п.). Действуя таким образом,
можно на некоторое время блокировать передвижение войск и других воору-
женных формирований перед важными мостами и въездами в город, препят-
ствовать выходу техники с военных баз, взлету и посадке самолетов на ВВП
аэродромов. На данной стадии развития ОНД необходимо решить следующий
вопрос: насколько имеющиеся системы и их тактико-технические характери-
стики удовлетворяют требованиям боевого применения?
Для затруднения движения военной техники рассматриваются также
возможности создания суперклея, способного сковывать движущиеся части
механизмов и приклеивать объекты к месту их нахождения. Наиболее техно-
логичны - двухкомпонентные суперклеи, компоненты которых смешиваются
в воздухе и образующийся конечный состав затем оседает на землю, технику
и сооружения.
Следует также отметить возможность создания полимерных соединений,
образующих в водной среде волокна, которые могут наматываться на лопасти
турбин, винтов морских и речных судов и приводить к их остановке.
Средства информационной борьбы уже успешно применяют как в ком-
мерческих, так и в военных целях. Их появление обусловлено повсеместным
внедрением ЭВМ в оружие и военную технику, а также использованием ЭВМ
на всех этапах вооруженной борьбы. Можно условно выделить несколько типов
специального воздействия на ЭВМ, эффективность которого, по оценкам военных
специалистов, может быть сравнима с применением оружия массового поражения:
- заблаговременное внесение в ПО систем оружия, управления и связи со-
ответствующих модификаций, которые активируются по истечении определен-
ного промежутка времени по специальному сигналу или иным путем и выводят
ЭВМ из строя, причем отказ может восприниматься в качестве естественного
сбоя ПО или аппаратуры;
372
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
- внесение агентурным путем, по каналам связи или иными способами
компьютерных вирусов, разрушающих информацию в банках данных и ПО;
- вхождение в каналы связи между ЭВМ и внесение в них ложной информации.
12.3. Медико-биологические аспекты разработки
и применения оружия нелетального действия
С точки зрения медико-биологического воздействия на организм человека
ОНД - оружие, принцип действия которого основан на временном (от несколь-
ких секунд до нескольких часов) лишении противника боеспособности без
серьезных остаточных патологических изменений в организме пострадавшего.
Первое направление создания ОНД, механически ограничивающих воз-
можность выполнения человеком координированных движений (сети, арканы,
ловушки и др.), имеет наиболее давнюю историю и опыт применения.
Второе направление развития ОНД, воздействующих на различные органы
чувств человека, связано с тем, что человеческий организм может быть пред-
ставлен в виде сложной системы, адекватность реакций которой на внешние раз-
дражители обеспечивается центральной нервной системой (ЦНС). Управление
ЦНС осуществляется головным мозгом на основании информации о внешней
среде, которую он получает через рецепторы и органы чувств.
Итак, для лишения противника боеспособности достаточно:
- дезориентировать головной мозг заведомо ложной информацией об окру-
жающей обстановке в пределах нормальной чувствительности рецепторов
и органов чувств;
- привести ЦНС в шоковое состояние путем воздействия на рецепторы
и органы чувств сигналами, значительно превышающими нормальный уровень,
что способствует их запредельному раздражению, появлению болевого и судо-
рожного синдромов с расстройством вегетативной нервной системы.
Проводя параллели с оценкой повреждающего действия обычного стрел-
кового оружия, целесообразна разработка единой международной методики
испытаний воздействия различных видов ОНД на организм человека. При
этом с учетом согласованной классификации типов и уровней воздействия
необходимо установить пороговые значения допустимого эффективного, но
не опасного для жизни пострадавшего воздействия ОНД. Важно также учиты-
вать, что чувствительность к влиянию различных видов ОНД, а следовательно, и
эффективность действия ОНД в значительной мере зависят от функционального
состояния организма и наличия острой или хронической патологии у объекта
воздействия.
Данные, определяющие воздействие различных факторов ОНД на биообъек-
ты, в том числе и на человека, в настоящее время весьма невелики. Наибольшее
количество экспериментальных данных опубликовано по проблемам влияния
на человека непроникающих элементов кинетического действия, звуковых волн
и оптического излучения.
12.3. Медико-биологические аспекты разработки и применения ОНД 373
Биомеханика удара резиновых, пластиковых, пенопластовых и других мяг-
ких пуль на тело человека должна ответить на следующие вопросы: как тело
человека реагирует на сообщаемый ударный импульс; к каким травмам ведет
удар; как можно прогнозировать эти травмы; каков предельный уровень ме-
ханического воздействия, который может быть стандартизован. В процессе
исследований проблемы влияния ОНД кинетического действия на человека
специалисты Государственного университета Уэйна (США) предложили со-
кращенную шкалу травм (AIS):
О - отсутствие травмы;
1 - незначительная травма;
2 - умеренная травма;
3 - серьезная травма;
4 - тяжелая травма (вероятность летального исхода - 33 %);
5 - критическая травма (вероятность летального исхода - 58 %);
6 - максимальная травма (вероятность летального исхода - 99 %).
Например, для грудной клетки эта шкала идентифицирует следующие
травмы:
1 - проникающая травма груди;
2 - перелом ребер или разрыв поверхностных тканей груди;
3 - проникающая травма груди с потерей 20 % крови;
4 - тяжелая контузия с нарушением деятельности сердца и легких;
5 - рваная рана легких с напряженным пневмотораксом;
6 - проникающее ранение в сердце с разрывом желудочка.
Аналогичная идентификация травм в соответствии с указанной шкалой
предложена также для брюшной полости, головы и лица. В принципе механизм
травмы грудной клетки можно описать четырехэлементной моделью грудной
клетки с сосредоточенными параметрами. Результаты испытаний свидетель-
ствуют о том, что предельно допустимая энергия удара при обстреле биообъекта
резиновыми пулями калибра 24.. .36 мм составляет примерно 85 Дж, а предельно
допустимый прогиб, который определяет серьезность травмы, не должен пре-
вышать 24 мм. При таком прогибе (Ж = 24 мм = const) связь между массой т
и скоростью v, взаимодействующей с биообъектом резиновой пули, учитывается
законом mv4'3 - const.
Широкое распространение в ряде стран устройств электрошокового дей-
ствия также сопровождается интенсивными медико-биологическими исследо-
ваниями процесса и последствий воздействия этих устройств на биообъекты.
Анализ имеющейся литературы со всей очевидностью свидетельствует о том,
что действие ЭШУ на организм биообъекта носит сложный характер. Эффектив-
ность ответной реакции организма находится в зависимости от электрических
параметров ЭШУ, продолжительности воздействия, функционального состояния
систем организма биообъекта и состояния окружающей среды. При этом эффект
воздействия может быть совершенно различным (от легкого до смертельного)
и характеризуется разной степенью тяжести клинической картины.
Полученные данные показывают, что эффект воздействия стандартного
ЭШУ проявляется в снижении биологической активности коры головного мозга
и фазном изменении функции дыхания кратковременного (до 3 мин) характера.
374
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
При этом наблюдается слабая стрессовая реакция со стороны циркуляции пе-
риферической крови.
Увеличение энергии воздействия (тока и напряжения) приводит к более вы-
раженному снижению биологической активности ЦНС и угнетению функции
дыхания. Однако эти изменения также носят кратковременный характер и про-
являются в течение первых трех минут после воздействия.
Увеличение частоты следования импульсов и общей продолжительности
импульса интенсифицирует снижение активности ЦНС и угнетение функции
дыхания, а функциональное поражение обладает более продолжительным ха-
рактером (свыше 5 мин). При этом наблюдается резко выраженная стрессовая
реакция со стороны циркуляции периферической крови.
Таким образом, приведенные в литературных источниках результаты иссле-
дований позволяют с определенной степенью достоверности считать, что такие
параметры ЭШУ, как энергия воздействия, частота следования импульсов и их
общая продолжительность, могут в значительной мере характеризовать эффект
и степень нелетального воздействия. При этом наиболее критичным является
временное поражение системы дыхания, которое, пусть даже временное, может
быть связано как с возбуждением, так и с угнетением функции дыхательного
центра.
Достоверные количественные данные, определяющие воздействие аку-
стических колебаний на человека, в настоящее время достаточно обширны,
хотя зачастую весьма противоречивы. Согласно экспериментальным данным
по воздействию акустических колебаний на человека в зависимости от их
интенсивности L, частоты и времени т воздействия (рис. 12.47) область I со-
ответствует информационному действию, область II - психологическому воз-
действию и существенному влиянию на выполнение объектом операторской
деятельности, область III - возникновению обра-
тимых функциональных расстройств, области IV
и V - развитию необратимых функциональных
расстройств и летальному исходу.
В целом физиологические реакции челове-
ка очень селективны по отношению к частоте
звука, что предполагает наличие механическо-
го резонанса эластичных структур внутри тела.
Можно выделить следующие области негативно-
го воздействия звука на человека: укачивание -
10-1... 10 Гц; возникновение резонансных яв-
лений в организме - 10... 102 Гц; расстройство
дыхания и речи - 10... 103 Гц; потеря остроты
зрения - 10... 102 Гц; нарушение равновесия -
10-1... 104 Гц; нарушение координации движения -
10-1... 102 Гц; негативное влияние на сердечно-
сосудистую систему - 10...103 Гц; нагревание
тканей и разрушение клеток - 103... 106 Гц. Сте-
пень опасности влияния избыточного давления
Рис. 12.47. Кривые выжива-
ния при поражении органов
дыхания человека
12.3. Медико-биологические аспекты разработки и применения ОНД 375
существенно возрастает, когда время воздействия ВУВ (или акустического воз-
действия) соизмеримо или превышает период собственных колебаний биообъ-
екта. Заслуживают также внимания данные, определяющие допустимые уровни
звука различной частоты и длительности воздействия (табл. 12.5). Все испыта-
ния, как правило, ограничены УЗД 150 дБ, поскольку нельзя подвергать чело-
века воздействию более высоких уровней звука независимо от типа защитных
приспособлений, так как указанный уровень шума может не только оказать воз-
действие на органы слуха, но и повлиять на другие органы и системы человека.
Таблица 12.5. Допустимые значения уровня звука, дБ, в зависимости от частоты
и длительности воздействия
Длительность, ч Частота, Гц
1 5 10 20
1 145 138 135 132
8 136 129 126 123
24 131 124 121 118
Суммируя результаты экспериментальных исследований на различных био-
объектах, а также отдельные результаты исследований на человеке, многие ав-
торы устанавливают три уровня интенсивности низкочастотного акустического
воздействия на человека при его длительности около 10 с: 1) акустическое воз-
действиесУЗД 170... 190 дБ-приводит к летальному исходу, 2) 13О...15ОдБ-
к неконтролируемому поведению, состоянию испуга, тошноте, головной боли,
диарее и энурезу; 3) менее 130 дБ - к так называемому информационному
воздействию.
Если говорить о российских нормативах акустического воздействия на че-
ловека, то значения предельно допустимых уровней звука на рабочих местах
производственных предприятий максимально занижены и не превышают 100 дБ,
при работе на транспорте, в авиации и около судовых дизельных установок
не достигают 120 дБ, при работе систем оповещения, аварийной сигнализации
и полицейских сирен звуковое давление ограничено 130 дБ. Отметим, что в
соответствии с нормами, установленными еще Минздравом СССР, уровень зву-
кового воздействия интенсивностью 130 дБ считается максимально допустимым
уровнем болевого порога для органа слуха человека.
В связи с тем, что безопасные уровни акустического воздействия на че-
ловека существенно занижены и объективно не подтверждены, различные ис-
следователи придерживаются двух точек зрения на максимально допустимый
уровень звукового давления. При всей противоречивости приведенных данных
и неопределенности конкретных значений частоты звуковых колебаний главный
вывод заключается в следующем: по мнению военных специалистов, интенсив-
ность звука 150 дБ - верхняя граница нелетального воздействия на человека,
а по мнению ученых, этот уровень существенно выше и достигает 170 дБ.
376 Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Также были проведены количественные сопоставления большого числа
статистических данных по вероятности получения баротравм в горно-рудной
промышленности СССР при проведении буровзрывных работ, причем сравни-
вали уровни акустического воздействия и давления в воздушной УВ. Степень
опасности воздействия избыточного давления определена и зафиксирована
нормативными документами как для сильных (ВУВ), так и для слабых разрывов
по давлению (акустические волны низкой и высокой частоты). Данные о вероят-
ности получения баротравмы в зависимости от давления и интенсивности звука
приведены ниже и являются базой для обеспечения безопасности взрывных
работ в горно-рудной промышленности на территории России:
Давление, кПа ... 400 120 65 35 13 10
Вероятность получения
баротравмы, % ... 100 75 50 25 5 0
Интенсивность звука, дБ ... ... 206 196 190 185 176 174
В отличие от установленных Минздравом СССР и существующих норм
по безопасности уровня звукового поля интенсивностью 130 дБ проведенный
анализ показывает, что безопасный уровень звукового давления значительно
выше и составляет 174 дБ, совпадая с нормами безопасного звукового давления
для человека, принятыми в энергетической отрасли промышленности.
Эти результаты крайне важны для формулировки критериев эффектив-
ного нелетального воздействия, оценки энергоемкости выстрела вихрезвуково-
го действия и установления норм безопасности для операторов, которые будут
применять разрабатываемые выстрелы вихрезвукового воздействия в реальных
условиях.
Для связи интенсивности акустического воздействия с частотой звуковых
колебаний на организм человека в первом приближении можно также исполь-
зовать кривые одинаковой громкости Флетчера - Мэнсона (рис. 12.48).
Критерии поражения глаз при ИК-излучении достаточно хорошо изучены
в офтальмологии и медицине катастроф. Ожоги глазного дна вызывает видимое
и ближнее ИК-излучение в диапазоне 400... 1400 мкм. Тяжесть повреждения
определяют импульс облучения на сетчатке (полная энергия, падающая на еди-
ницу площади) U, диаметр пятна облучения d и длительность воздействия излу-
чения т. Пороговые значения импульса излучения U, в зависимости от углового
размера светящейся области у = Do m/R, где Do ш - диаметр огненного шара; R -
расстояние от огненного шара до глаза, приведены ниже:
у, град.................. 0,7 1,0 1,7 3,0 3,4
U,, кДж/м2 .............. 63 42 29 21 21
Чем меньше диаметр пятна облучения d и длительность воздействия т, тем
эффективнее теплоотвод за счет тканевой теплопроводности. Для того чтобы
произошел ожог, необходим большой импульс излучения. Соотношение между
диаметром пятна облучения d и диаметром Do ш огненного шара следует из гео-
метрической оптики: d/f= Do /R, где f - фокусное расстояние глаза человека,
которое в среднем равно 17 мм.
12.3. Медико-биологические аспекты разработки и применения ОНД 377
Рис. 12.48. Кривые одинаковой громкости Флетчера - Мэнсона:
фон - субъективная мера восприятия звуков, выражаемая при помощи единицы из-
мерения (фон), которая численно равна уровню звукового давления тона 1000 Гц.
Уровень громкости в 20 фон соответствует громкости тона 1000 Гц, имеющего интен-
сивность 20 дБ над порогом слуха
Зависимости совершенных пороговых критериев поражения глаза ИК-из-
лучением (рис. 12.49) представляют собой взаимосвязь между импульсом излу-
чения U„ временем воздействия т и размером изображения d на сетчатке глаза.
При достижении плотности потока энергии на сетчатке порогового значения ZZ,
поражение глаза не приводит к полной слепоте, так как ожог локализуется лишь
на тех участках сетчатки, где фокусирует-
ся изображение. Так как время моргания
глаза (периодического закрытия глаза) со-
ставляет в среднем 10-2 с, то экспозиции,
превышающие это время, не имеют прак-
тического значения. Для малых экспозиций
(меньших 10-4 с) и достаточно больших
изображений (d > 0,2 мм) критерий пораже-
ния соответствует значению U, = 1,7 кДж/
м2, что на порядок меньше значений, при-
веденных выше (по-видимому, указанные
значения CZ, соответствуют d < 0,1 мм).
Изучение воздействия электромаг-
нитного излучения на организм человека
Рис. 12.49. Кривые одинаковой плот-
ности энергии светового потока:
7-т<10^с;2-т=10-3с;3-т< 10‘2с
378
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
и животных проводилось в Исследовательской лаборатории ВВС США с ис-
пользованием штатных систем, способных генерировать импульсы большой
амплитуды. Было обнаружено сильное воздействие ЭМИ (частота импульсного
воздействия - 50, 500 и 1000 импульсов в секунду; пиковая напряженность
электромагнитного поля - 61 кВ/м; длительность облучения - 2 минуты в день,
1 день в неделю, 16 недель) на частоту сердечных сокращений и кровяное
давление, а также на вероятность возникновения и интенсивность роста ново-
образований (опухолей) у подопытных крыс. Данные о воздействии электро-
магнитных полей на человека приведены в табл. 12.6.
Таблица 12.6. Реакция биообъекта на излучающую способность
и частоту импульса электромагнитного поля
Излучающая способность, Вт/см2 Частота импульса, Гц Реакция биообъекта
10 6...20 Максимум чувствительности коры головного мозга, регуляция биоритмов
300...700 Резонанс с биотоками в мозге, дисфункция сердечной мышцы
(10...100) 103 Значительное превышение удельной проводимости биологических тканей
100 (1...100)- 106 Эффект «жемчужной нити» - выстраивание эритроци- тов и лейкоцитов вдоль линии поля
0,1 Изменение уровня энцефалограммы (записи биотоков мозга)
100 • 10-6 (300...1200) • 106 Перегрев глубоких слоев мозга, его долей, нарушение циркуляции периферической крови
50 • 1045 460•106 Нестабильность пульса, изменение систолического объема крови, повышение артериального давления, спазмы периферических сосудов
10 - 10-3 10...100 Тяжелейшее воздействие на ЦНС, дисфункция высших вегетативных органов продолжительного действия
100 • 10-3 20 Порог чувствительности кожных рецепторов
К сожалению, многие другие эффекты воздействия различных видов ОНД
на человеческий организм и их интегральный критериальный количественный
анализ, учитывающий достоверные долговременные последствия и индивиду-
альность восприятия к воздействию различных физических полей допорогового
уровня, не обобщены или исследованы недостаточно подробно и глубоко для
таких обобщений.
В общем случае можно проиллюстрировать качественную картину связи ве-
роятности достижения требуемого эффекта от применения ОНД с произвольной
12.4. Критерии применимости ОНД
379
О тносительный уровень воздействия
Рис. 12.50. Качественная шкала безопасности действия ОНД:
1 - желательный биоэффект; 2,3- нежелательный биоэффект
(смерть или серьезный вред)
шкалой безопасности действия ОНД на человека (рис. 12.50). Задачи конкретных
исследований в данном направлении - наполнение этих критериальных зави-
симостей количественным содержанием. Исходя из этих зависимостей необхо-
димо при проектировании и применении создаваемых видов ОНД добиваться
максимально возможного различия между дозами, обеспечивающими гаран-
тированные желательный и нежелательный биоэффекты. Это различие прямо
пропорционально степени гуманности использования ОНД, так как исключает
неприемлемые уровни воздействия ОНД на человека.
12.4. Критерии применимости оружия нелетального действия
Общие требования к ОНД известны. Как и при оценке других видов ору-
жия, необходимо учитывать затраты на разработку, производство, управление,
эксплуатацию, необходимость поддержания дополнительных служб, подготовку
специалистов. Кроме того, необходимо удовлетворять требованиям надежности,
боеготовности, уязвимости, маневренности и т. д. Поэтому критерий эффектив-
ности - ключевой фактор в процессе разработки, размещения и использования
любого оружия, в том числе нелетального.
В качестве показателя оценки принадлежности оружия к ОНД предлагает-
ся отношение площади нелетального воздействия на живую силу 5ОНД к общей
площади поражения 5пор:
_ ^онд
^нор
В соответствии со значением Т|Е существует следующая условная шкала
принадлежности оружия к той или иной категории:
380
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
- нелегального действия при 0,9 < Т|Е < 1,0;
- менее летального действия при 0,7 < г|£ < 0,9;
- летального действия при Т|£ < 0,7.
Здесь за площадь поражения принимают такую площадь, на которой с задан-
ной вероятностью Р выводится из строя живая сила на время не менее заданного
т > т,. При этом для определения 5ОНД требуется проведение соответствующих
медико-биологических исследований для набора достоверных статистических
данных по воздействию на живую силу различных типов ОНД.
Нелетальное оружие должно обеспечивать необходимое воздействие
на тактическую ситуацию, иметь достаточный для выполнения тактической
задачи радиус действия, быть довольно устойчивым к применению противни-
ком контрмер, быть совместимым с обычным вооружением и дополнять его
новыми функциями, а также повышать общий потенциал подразделения при
решении боевых задач. ОНД не должно ограничивать в случае необходимости
применение обычного оружия огневого поражения.
Оружие нелетального действия индивидуального применения должно
быть достаточно легким и простым в применении и содержании. В идеале
обычное стрелковое оружие, гранатометы и минометы должны использо-
ваться как средства доставки нелетальных БП, что дает возможность двой-
ного применения имеющейся военной техники в обычном и нелетальном
тактическом вариантах. Более крупные системы ОНД могут размещаться
на существующих армейских, морских и воздушных платформах без сущес-
твенной переделки.
Поскольку миротворческие операции предполагают в случае необходимо-
сти быструю подготовку, транспортировку (как правило, авиационную) и раз-
вертывание миротворческих сил, соответствующие требования возникают и к
используемым нелетальным вооружениям и включают мобильность и возмож-
ность транспортировки.
В качестве приоритетных следует рассматривать такие виды ОНД, которые
уже имеют или могут иметь коммерческую отдачу как на национальном, так и
на мировом рынках вооружений. Хорошо, если для этого требуется лишь не-
большая доработка существующих технологий, поскольку в этом случае можно
ожидать быструю окупаемость затрат.
Однако развитие ОНД предполагает максимальное и творческое использова-
ние всего спектра существующих и перспективных технологий, особенно новых
передовых технологий, для разработок в области нелетальных вооружений. Это
позволит создавать ОНД на новых принципах, возможности которых в насто-
ящее время еще по достоинству не оценены.
Кроме того, внедрение современных технологий будет стимулировать про-
гресс в других, гражданских секторах экономики. Поэтому еще один важный
приоритет при создании ОНД - использование технологий двойного назначения.
Не стоит забывать и о том, что исследования и разработки в военной области
дали в XX в. сильнейший стимул для развития фундаментальной науки. Поэто-
му появление тех типов ОНД, которые способствуют сохранению накопленного
за прошлые годы научного потенциала, также следует считать приоритетными.
12.4. Критерии применимости ОНД
381
Помимо перечисленных выше общих требований к ОНД существуют специ-
фические требования к конкретным видам ОНД.
В процессе создания и испытаний ОНД предлагались различные критерии
оценки применимости и эффективности их действия. Обобщение этих пред-
ложений позволяет сформулировать иерархию критериев для оценки перспек-
тивности разработки и эффективного использования различных видов ОНД.
1. Главный критерий (императив): ОНД не должно причинять необратимый
ущерб здоровью людей, катастрофические разрушения гражданских объектов
и существенный вред окружающей среде.
2. Критерий правовой легитимности: разработка и применение ОНД
не должны противоречить существующим запретам и быть потенциально под-
верженными большому риску для запрета в будущем, в том числе по причине
пока не изученных отдаленных последствий для здоровья людей.
3. Критерий боевой эффективности: каждый вид ОНД должен надежно
выполнять боевую задачу, обладать необходимой дальностью действия, быть
удобным и простым в обращении, создавать минимальную весовую нагрузку,
иметь требуемую мобильность для быстрой переброски в район применения
и, по возможности, систему управления уровнем воздействия в зависимости
от ситуации.
4. Критерий устойчивости: ОНД должно быть максимально устойчиво
по отношению к средствам защиты и противодействия.
5. Критерий совместимости: ОНД должно быть совместимо со штатным
обычным вооружением и дополнять его возможности. При этом в качестве
средств доставки необходимо использовать штатные носители (стрелковое
оружие, артиллерия, авиация, ракетная техника), а крупногабаритные установ-
ки должны быть совместимы со штатными платформами и легко размещаться
на них. Хранение и обслуживание ОНД должны соответствовать существующей
системе материально-технического обеспечения.
6. Критерий безопасности: ОНД должно быть безопасно для обслужива-
ющего персонала и окружающей среды при хранении, применении и в случае
непредвиденных ситуаций и происшествий.
7. Критерий экономической эффективности: работы по созданию и про-
изводству ОНД должны иметь разумную стоимость, научно-производственную
базу и необходимые технологии, приемлемые для серийного выпуска готовых
изделий.
8. Критерий временной эффективности: сроки создания какого-либо вида
ОНД должны быть соизмеримы со средними сроками разработки обычных во-
оружений, выполняющих аналогичные задачи.
9. Критерий неисключшпелъности: технологии, заложенные в основу дей-
ствия и производства ОНД, должны предусматривать их использование в других,
в том числе гражданских, секторах промышленности.
При разработке того или иного образца ОНД необходимо также соблюдать
следующие общие военно-технические требования:
- достижение конструкционных характеристик, обеспечивающих про-
стоту использования в полевых условиях, приемлемые массогабаритные
382
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
характеристики и эксплуатационные возможности, гарантирующие, в том числе
и безопасность оператора;
- оснащение военнослужащего на индивидуальном уровне при абсолютном
минимуме дополнительного снаряжения;
- предпочтительное использование существующих в эксплуатации носи-
телей для доставки ОНД;
- достижение необходимых тактико-технических характеристик, обеспечи-
вающих полное решение поставленных задач и исключающих необходимость
применения обычного вооружения в случае возможных действий;
- обеспечение нейтрализации противостоящей стороны без летального
исхода, что особенно важно из-за различной чувствительности субъектов воз-
действия к поражающим факторам;
- варьирование интенсивного воздействия на противостоящую сторону
в зависимости от ситуации, складывающейся во время применения ОНД в ходе
проводимой операции;
- боевая подготовка с использованием ОНД должна быть адаптирована
к аналогичной подготовке с применением других систем оружия, а не приводить
к появлению новых военных специальностей и подразделений;
- требования к характеристикам ОНД должны быть разумно совместимы
с требованиями к другим системам оружия.
Перечисленные требования не ограничивают рассмотрение и других тре-
бований по назначению (виду) ОНД: по живучести и стойкости к внешним
воздействиям, надежности, эргономике и технической эстетике, эксплуатации,
удобству технического обслуживания, ремонту и хранению, стандартизации,
унификации и технологичности, безопасности, в том числе экологической.
Следует отметить, что указанные требования являются самыми общими,
вне зависимости от назначения разрабатываемого образца ОНД и решаемых им
задач (например, тактического или стратегического плана). Конкретные требова-
ния по решению этих задач формулируются в тактико-технических требованиях
на тот или иной образец вооружения и военной техники.
12.5. Международно-правовые аспекты
разработки и применения оружия нелетального действия
Для определения легитимности использования ОНД с правовой точки
зрения необходимо понимать, какими законодательными принципами и огра-
ничениями следует руководствоваться при его применении. В настоящее время
международным сообществом признано, что такими принципами являются
военная необходимость, гуманность и пропорциональность. Если соотнести
имеющиеся международно-правовые документы с конкретными видами различ-
ного вооружения, в том числе и ОНД, то можно сделать негативное заключение:
к сожалению, международно-правовое регулирование применения большинства
видов ОНД полностью отсутствует, а международные соглашения, имеющиеся
по немногим видам ОНД, вызывают сомнения и дискуссии. В этих условиях
12.5. Международно-правовые аспекты разработки и применения ОНД 383
необходимо осмыслить опасность, которую может нести это новое оружие,
и установить критерии легитимности его применения.
В целом ОНД можно отнести к гуманным видам оружия, поскольку его ис-
пользование не влечет за собой неизбежную гибель личного состава воюющих
сторон и гражданского населения, не наносит обширный, долговременный и
серьезный ущерб природной среде, не разрушает гражданские объекты и объ-
екты, представляющие культурную ценность, не повреждает установки и со-
оружения, опасные при разрушении для человека и окружающей среды.
Оружие нелетального действия может обеспечить политикам и команду-
ющим вооруженными силами с одной стороны, дополнительную гибкость при
принятии решений в диапазоне, границами которого являются, дипломатические
усилия, а с другой - применение обычных видов вооружения. Свойства ОНД мо-
гут быть использованы для сдерживания конфликтов, поощрения ведения пере-
говоров, защиты гражданского населения, содействия оказанию гуманитарной
помощи, повышения эффективности обычных видов вооружения и снижения
потерь личного состава.
В чем же проблема правового регулирования ОНД? Дело в том, что ОНД
может применяться в специальных операциях, таких как антитеррористические
и миротворческие, операции по поддержанию мира, подавлению мятежей, сни-
жению эскалации вооруженных конфликтов, освобождению заложников, обеспе-
чению проведения гуманитарных миссий, в полицейских операциях. Кроме того,
ОНД может поддерживать усилия по нейтрализации оружия массового унич-
тожения, производства, хранения и транспортировки наркотиков, обезврежива-
нию вооруженных группировок, готовящихся пересечь границу в целях атаки,
защите территории, на которой расположены временные поселения беженцев.
Многие из таких операций проводятся либо объединенными международными
силами, либо на территории одной страны силами других стран. Правовые базы
стран - участниц подобных операций зачастую имеют очень большие различия.
Соответственно возникают три вопроса: законодательством какой из стран будет
регулироваться использование ОНД; кто будет отдавать конкретный приказ; кто
и какую ответственность несет за последствия применения ОНД?
Кроме того, особенно важно понимать, что чаще всего указанные специаль-
ные операции проходят в неблагоприятной для осознанного правоприменения
обстановке. Практически всегда существует большой риск случайного пораже-
ния гражданского населения.
При определении вопроса легитимности применения оружия следует руко-
водствоваться прежде всего гуманитарным правом, обычным международным
правом, правом вооруженных конфликтов, конвенционным правом и нацио-
нальным правом.
Задача международного гуманитарного права заключается в регламентации
военных действий в целях смягчения их жестокости. В своей основе нормы
международного гуманитарного права призваны обеспечить равновесие между
военной необходимостью и гуманностью. Исходя из этого международное гу-
манитарное право налагает запрет на некоторые действия, например, на беспо-
лезные в военном отношении операции, совершаемые с особой жестокостью.
384
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Некоторые нормы этого права представляют собой компромисс между военной
необходимостью и требованиями гуманности. Так, принцип пропорциональности
допускает случайные потери среди гражданского населения в случае нападения,
однако нападение невозможно, если существует опасность того, что случайные
потери среди гражданского населения будут чрезмерными по отношению к воен-
ному преимуществу, которое предполагается получить.
Международное гуманитарное право применяется только в случае вооружен-
ного конфликта. Необходимо подчеркнуть, что применение этих норм опреде-
ляется только наличием объективных условий и не зависит от того, как сами
воюющие стороны квалифицируют ситуацию. Если возникает вооруженный
конфликт между двумя или несколькими государствами, то он квалифициру-
ется как международный, даже в том случае, если воюющие стороны не при-
знают состояния войны. Существующими международно-правовыми нормами
запрещается или ограничивается использование конкретных видов обычного
оружия, которое может нанести чрезмерные повреждения или иметь неизби-
рательное действие. Следует подчеркнуть, что сегодня многие нормы между-
народного гуманитарного права рассматриваются в качестве обычных норм,
обладающих обязательной силой для всех без исключения государств, в том
числе государств, не являющихся участниками соответствующих междуна-
родных договоров.
Согласно определению ОНД, главная цель его применения - лишение бое-
способности живой силы противника без существенного ущерба здоровью.
Однако не будем забывать и о том, что при вооруженных конфликтах, про-
ведении антитеррористических и миротворческих операций в зону действия
ОНД попадает и гражданское население. Но даже при воздействии ОНД только
на личный состав противника необходимо быть уверенным в том, что оно не ста-
нет источником излишних страданий и не повлечет длительного расстройства
здоровья. В противном случае те виды и типы ОНД, которые не отвечают ука-
занным требованиям, легитимными не являются и должны быть запрещены.
Приведем несколько конкретных примеров различных точек зрения на при-
менение некоторых видов ОНД.
В области химического и биологического оружия существуют междуна-
родно-правовые документы, регламентирующие или запрещающие их использо-
вание. Известны Брюссельская международная декларация, касающаяся законов
и обычаев войны (1874), Гаагская специальная декларация, касающаяся удуш-
ливых газов (1899) и Гаагские конвенции (1907), Женевский протокол (1925)
о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или других подобных
газов и бактериологических средств. Также существуют Конвенция о запреще-
нии производства и накопления запасов бактериологического и токсического
оружия и об их уничтожении (1975), Конвенция о запрещении военного или
любого другого враждебного использования средств воздействия на природную
среду (1978), Соглашение между СССР и США об уничтожении и непроизвод-
стве химического оружия и о мерах по содействию многосторонней Конвен-
ции о запрещении химического оружия (подписано 1 июня 1990 г.), Конвенция
12.5. Международно-правовые аспекты разработки и применения ОНД 385
о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического
оружия и его уничтожении (разработана в Женеве на Конференции по разору-
жению и подписана в январе 1993 г. в Париже). В соответствии со Ст. II (9) этой
Конвенции использование химических веществ не запрещено:
- в мирных целях;
- целях обороны;
- законопринудительных целях;
- для уничтожения материалов.
Необходимо заметить, что до сегодняшнего дня вокруг проблемы химиче-
ского оружия продолжаются споры. В США вызывает непонимание факт раз-
решения в национальном законодательстве применения слезоточивого газа для
подавления бунтов (Riot control agent) и запрещение его использования в боевых
действиях против вражеской стороны. В настоящее время применение таких
газов в боевых действиях существенно ограничено. Когда (если) Конвенция
1993 г. вступит в силу, использование газов будет полностью запрещено. Кроме
того, применение гербицидов и дефолиантов, по мнению ряда специалистов
в США, более гуманно, чем обычных вооружений.
Химические вещества, не вошедшие в Международный регистр потенциально
токсичных веществ (ряд усыпляющих веществ, быстроотвердевающие блоки-
рующие пены, полимеры, маркеры, суперкаустики и пр.), могут использоваться
в качестве ОНД, поскольку они не причиняют излишних повреждений или стра-
даний, не делают смерть сражающихся неизбежной, а также не приводят к мас-
совому разрушению и бессмысленному уничтожению материальных ценностей.
Юридическая основа запрета биологического оружия - Конвенция о запре-
щении разработки, производства и накопления запасов бактериологического
(биологического) и токсичного оружия и об их уничтожении (1972). Принятие
этой Конвенции стало первой в истории международных отношений мерой
реального разоружения, направленной на изъятие из арсеналов государств
целой категории опаснейшего оружия. Именно поэтому попытки применить
биологическое оружие даже несмертельного характера будут запрещены меж-
дународным законодательством. Поскольку некоторые виды биологического
ОНД, создаваемые сегодня, связаны с использованием технологии воздействия
на этнические группы населения, то этот вид оружия подпадает под действие
Конвенции о предупреждении преступлений геноцида и наказании за него,
утвержденной III сессией Генеральной Ассамблеи ООН 9 декабря 1948 г., и дол-
жен быть запрещен.
К сожалению, с международно-правовым регулированием применения всех
остальных видов ОНД дело обстоит далеко не так благополучно. К еще большим
сложностям ведет тот факт, что многие виды ОНД разрабатывают в обстановке
строжайшей секретности, исключающей возможность контроля.
Одним из факторов, определяющих легитимность волнового ОНД, является
его избирательность. Следовательно, оружие, которое наносит вред в равной
степени живой силе воюющих сторон и гражданскому населению, будет приз-
нано неизбирательным, а поэтому незаконным (Конвенция о запрещении или
ограничении применения конкретных видов обычного оружия, которые могут
386
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
считаться наносящими чрезмерные повреждения или имеющими неизбира-
тельное действие (1976)). Отметим, что по критерию избирательности волно-
вое оружие, и особенно лазерное, является легитимным, так как может быть
наведено очень точно на конкретные цели. В то же время, говоря об этом виде
ОНД, следует упомянуть Международную конвенцию по телекоммуникациям
в Найроби 10 января 1986 г., ограничивающую использование такого оружия
(данную Конвенцию не соблюдают во время военных действий).
Другой фактор определения легитимности - причинение излишних страда-
ний. Воздействие некоторых видов волнового (лазерного) оружия может привести
к временной или постоянной потере зрения. Эксперты из Швеции активно при-
зывают запретить применение лазерного оружия, так как оно может причинить
излишние страдания и нарушить принцип пропорциональности, хотя по крите-
рию избирательности данный тип ОНД не вызывает возражений. США, отвергая
эту позицию, указывают, что ослепнуть можно под действием обычного оружия
в процессе боевых действий, а причиненные при этом страдания гораздо сильнее.
Борьба против лазеров международного общества Красный Крест и Организации
по правам человека привела, в частности, к тому, что был подписан Протокол № 4
Конвенции ООН по обычным вооружениям (1980), который запрещал создание
лазеров, предназначенных «вызывать необратимую слепоту». Протокол № 4 США
подписали осенью 1995 г. Однако известно, что лазерное оружие разрабатывается,
и не только в США, и его запрещение остается большой проблемой.
Еще один пример - акустическое ОНД, применение которого связано с ри-
ском нарушения принципа избирательности. Такое оружие можно законно ис-
пользовать лишь при условии, что причинение вреда гражданскому населению
и личному составу произойдет случайно и пропорционально военной необ-
ходимости. Здесь также не решена проблема пропорциональности, т. е. соот-
ветствие причиняемых страданий мере военной необходимости. Поэтому пока
не существует даже взаимоприемлемых подходов к обсуждению соглашений
по акустическому ОНД. Однако проблема избирательности, возможно, будет
решена в рамках создания вихревых технологий (разработка vortex-генераторов).
Следующий пример - информационное ОНД. В области законодательного
регулирования применения информационного оружия существуют наибольшие
сложности. На данный момент действующее законодательство (в основном
национальное) защищает лишь информацию и информационные сети от не-
санкционированного доступа. Также запрещено радиоэлектронное подавление
определенных частот и систем, предусмотренных Уставом и Конвенцией между-
народного союза электросвязи. Что же касается вопросов воздействия на чело-
века-оператора, они практически не регулируются ничем. Попытки обсуждения
проблемы психофизической безопасности человека в условиях ведения инфор-
мационной войны пока не находят должного понимания ни у национальных
законодательных органов, ни в международных организациях.
При решении вопроса о легитимности того или иного вида ОНД следует
также рассматривать их в свете Конвенции против бесчеловечного и жестоко-
го обращения (10 декабря 1984 г.), Конвенции по окружающей среде (1977),
Акта о чистом воздухе (применение Монреальского протокола о разрушении
12.5. Международно-правовые аспекты разработки и применения ОНД 387
озонового слоя, запрещение производства продукции, содержащей фреон-12,
после 31 декабря 1995 г.; фреон-12 составляет 32% химических пен). Безуслов-
но, на сегодняшний момент те же подходы и принципы должны использоваться
при определении легитимности всех видов ОНД.
Развитие новых технологий в области разработки ОНД идет чрезвычайно
быстрыми темпами. Большая часть видов ОНД никогда еще не применялась
на практике, не проверялась в военных действиях. Таким образом, мож-
но с определенностью сказать, что ОНД не исследовано в той степени, что
и обычные виды вооружений, в том числе и на их соответствие действующему
законодательству. Необходимо провести оценку существующих видов ОНД
для гарантии их соответствия действующим международным соглашениям,
договорам, законам военного времени и национальному законодательству.
Огромные пробелы в международно-правовой сфере по заключению соглаше-
ний о принципах и ограничениях использования различных видов ОНД лишь
усугубляют те проблемы, которые существуют в технической, военной, меди-
цинской и других областях, связанных с разработкой, применением и оценкой
результатов воздействия ОНД на человека и инфраструктуру, обеспечивающую
его жизнедеятельность.
Есть определенный риск, что по мере появления следующих поколений
ОНД устаревшие его виды попадут в руки безответственных за свои действия
людей. Некоторые виды такого оружия можно собрать из компонентов, до-
ступных и террористам. Здесь уместно процитировать строчки из преамбулы
к Закону Нанна-Лугара П: «Сегодня это оружие доступно злонамеренным стра-
нам, террористическим группам и даже отдельным лицам». Это было сказано
об оружии массового уничтожения, но актуально и в отношении ОНД.
Во избежание риска попадания ОНД в руки террористических формиро-
ваний и преступников, а также интенсификации процесса применения ОНД
в военных целях существует превентивный контроль вооружений - форма
количественного контроля за вооружением, препятствующего развитию военных
технологий, прежде чем оружие, производимое с помощью таких технологий,
будет развернуто. Другими словами, это контроль, осуществляемый на стадиях
исследования, развития и (или) испытания новых видов оружия, в том числе
и ОНД, нацеленный на предотвращение многих проблем, когда внедрение новых
типов оружия приводит вначале к дестабилизации и лишь позднее как результат
тяжелого переговорного процесса к соглашению о налагаемых ограничениях
(как правило, принимаемых в огромном количестве).
В соответствии с идеей превентивного контроля при вводе в эксплуатацию
новых видов оружия имеется стандартный набор процедур для того, чтобы оце-
нить, будут ли ущемлены права и интересы потенциальных и случайных жертв
или нет. Статья 36 Дополнительного протокола к Женевской конвенции (1949)
обязывает страны, подписавшие ее, определять, подлежат ли международному
запрету новый вид оружия, средство или метод ведения военных действий. Имен-
но поэтому и существует большое количество объяснений того, почему приме-
нение новых видов оружия может привести к отрицательным последствиям для
мирного сосуществования наций и международной безопасности. Ограничения,
388
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
налагаемые на разработку нового оружия, в том числе и ОНД, могут согласовы-
ваться на международном уровне их ратификацией всеми сторонами. Хотя ме-
роприятия по выработке регулирующих законов по использованию ОНД воору-
женными силами находятся только в зачаточном состоянии, идею превентивного
контроля вооружений применительно к ОНД должны реализовать в обязательном
порядке как системный подход к решению данной проблемы.
Превентивный контроль вооружений - многоступенчатый процесс. Во-пер-
вых, это проведение научного анализа, нацеленного на исследование перспектив-
ных технологий создания и использования ОНД. Для каждого типа технологии
и операционного сценария должны учитываться все составляющие аспекты,
включая технические характеристики оружия, эффективность действия (диапа-
зон действия, избирательность) по цели. Во-вторых, необходим анализ исполь-
зования ОНД в военных, антитеррористических и миротворческих операциях,
а также в операциях по правопринуждению. В этот анализ должны входить все
возможные формы применения ОНД в отношении различных целей, причем даже
в необычных ситуациях или при непредвиденных результатах. Необходимо также
изучение проблемы применения контрмер. В-третьих, нужен количественный кон-
троль за процессом постановки на вооружение новых систем ОНД, создающий
препятствия развитию военных технологий, прежде чем ОНД, которое произво-
дится с помощью таких технологий, будет полностью развернуто.
Перечисленные выше основные этапы превентивного контроля связаны
с соответствующими критериями, которые должны учитывать:
- угрозы, создаваемые договорам по контролю вооружений;
- эффекты дестабилизации;
- эскалацию гонки вооружений;
- возможность неконтролируемого распространения оружия;
- потенциальные возможности пересмотра международных законодатель-
ных актов в военной сфере;
- опасности, создаваемые окружающей среде;
- риски, возникающие в отношении гражданского общества и прав личности.
В случае военного применения ОНД необходима оценка каждого сценария
военной операции: вооруженный конфликт, миротворческая или антитеррори-
стическая операция. Для операций правоохранительного порядка необходима
оценка использования ОНД против толпы и отдельных противников в различных
ситуациях - от тюремного бунта до захвата заложников.
Если все ступени превентивного контроля за разработкой и использованием
ОНД пройдены, то страны-разработчики ОНД должны начать переговоры и,
в идеальном случае, прийти к консенсусу по соответствующим ограничениям,
чтобы свести к минимуму применение ОНД в военных целях.
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
Перечень представленных средств нелетального воздействия, квалифици-
руемых Федеральным законом Российской Федерации «О полиции» как спец-
средства, в совокупности с их техническими характеристиками и условиями
применения включает:
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
389
- средства непроникающего ударного травмобезопасного воздействия
на правонарушителя (патроны и выстрелы);
- средства раздражающего действия и иммобилизирующие средства (аэро-
зольные распылители, ручные гранаты, патроны и выстрелы, ранцевые распы-
лители высокого давления, пиротехнические газовые генераторы);
- светозвуковые средства отвлекающего и психофизиологического воздей-
ствия на правонарушителя для проведения операций по освобождению залож-
ников и по правопринуждению, а также для пресечения массовых беспорядков
(кассетные устройства, гранаты, выстрелы, стационарные установки);
- электрошоковые средства;
- средства, ограничивающие подвижность правонарушителя или исполь-
зуемого им транспорта (набрасываемые сети, быстровозводимые труднопрео-
долимые преграды).
Правовые основы применения спецсредств
подразделениями МВД РФ
В связи с формированием в Российской Федерации новой правовой систе-
мы, ее гармонизацией с законодательствами стран Европейского союза и других
высокоразвитых государств мира произошло изменение правового поля деятель-
ности МВД РФ и других правоохранительных ведомств. Принятие федеральных
законов «О полиции», «О внутренних войсках МВД РФ», «О частной охранной
и детективной деятельности», «Об оружии» стало важным элементом формиро-
вания новой правовой системы РФ. Эти федеральные законы определили права
сотрудников органов внутренних дел по применению оружия и условиям его
использования, установили номенклатуру специальных средств и регламенти-
ровали порядок их применения.
Правительством РФ в предусмотренном законом порядке определены моде-
ли оружия и спецсредств и установлены правила их применения. В результате
этого создана нормативная база, регламентирующая использование спецсредств
при осуществлении правоохранительной деятельности. На основе соответству-
ющих решений разработаны базы данных и механизм определения адекватно-
сти воздействующих факторов оружия и спецсредств, которые принимаются
на вооружение органов внутренних дел, поставленным задачам. Именно на-
личие хорошо структурированной базы и жесткого механизма принятия реше-
ний в Российской Федерации позволяют перевести в практическую плоскость
формирование новых подходов к созданию, производству и использованию
оружия и спецсредств для правоохранительных целей, при этом учитываются
решения 8-го Конгресса ООН по предупреждению преступности и обращению
с правонарушителями.
Закон запрещает вооружение спецсредствами, которые наносят чрезмерно
тяжелые ранения или служат источником неоправданного риска.
При проведении испытаний любого нового технического средства оце-
нивается его соответствие установленным медико-техническим требованиям:
с одной стороны, это требования по гарантированному достижению задан-
ного эффекта воздействия при применении конкретного вида спецсредств;
390
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
с другой - выполнение строго определенных ограничений по тяжести послед-
ствий воздействия при использовании данного спецсредства. Оценку соответ-
ствия характеристик воздействия спецсредств задачам и условиям их приме-
нения осуществляют на основании медико-биологических исследований. При
этом реализуются различные организационные подходы к процедуре оценки.
В одном случае первоначально осуществляют разработку медико-тех-
нических требований к новым видам спецсредств. Эти нормативные параметры
должны обеспечить баланс между двумя противоречивыми требованиями:
- требование по эффективному воздействию, которое призвано предотвра-
тить или прекратить такие противоправные действия, как угроза жизни, нане-
сение вреда здоровью, ущерб собственности или правам граждан, юридическим
лицам, государству или общественным организациям;
- соответствие силы воздействия и степени опасности предотвращаемых
преступных действий или правонарушений в целях исключения тяжких по-
следствий от применения спецсредств.
В другом случае, когда медико-технические требования предварительно
не разрабатываются, оценка возможности принятия вновь созданных средств
на вооружение осуществляется по результатам медико-биологических испы-
таний с помощью комплексного критерия. В основу структуры комплексного
критерия положены два принципа: а) принцип эквивалентности суммарных
воздействий при нападении и защите; б) принцип эквивалентности прав на без-
опасность сотрудников правоохранительных органов и граждан, оказавшихся
случайно вовлеченными в инциденты, которые, в свою очередь, могут попасть
под воздействие спецсредств. Эти положения могут быть приведены к простому
соответствию тяжести последствий от применения спецсредств в отношении
граждан, случайно попавших под их воздействие, и от использования оружия
правонарушителями против сотрудников правоохранительных органов, экипи-
рованных средствами индивидуальной защиты. Допустимые пределы тяжести
воздействия через средства индивидуальной бронезащиты являются стандар-
тизированными показателями и жестко контролируются.
Необходимость строгого контроля уровня воздействия спецсредств непо-
средственно следует из введения законодательством права сотрудника полиции
на профессиональный риск, согласно которому «на деятельность сотрудника по-
лиции распространяются нормы уголовного законодательства РФ о необходимой
обороне, причинении вреда при задержании лица, совершившего преступление,
крайней необходимости, физическом или психическом принуждении, об обо-
снованном риске при исполнении приказа или распоряжения». По существу
это означает, что государство берет на себя ответственность за последствия
такого риска и обязано четко определить допустимые его границы. Именно это
и обеспечивается за счет процедуры медико-биологические исследования и со-
ответствующих оценок.
Итак, в РФ условия и пределы применения спецсредств сотрудниками по-
лиции и военнослужащими внутренних войск закреплены в Законе РФ от 7
февраля 2011 г. № З-ФЗ «О полиции» и в Законе РФ от 06.02.1997 г. № 27-ФЗ
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
391
«О внутренних войсках МВД РФ» соответственно, а их выполнение гарантиру-
ется за счет стандартизации тактико-технических характеристик соответствую-
щих спецсредств и соблюдения правил использования.
Список определенных в законе специальных средств выглядит следующим
образом:
1) палки специальные;
2) специальные газовые средства;
3) средства ограничения подвижности;
4) специальные окрашивающие средства;
5) электрошоковые устройства;
6) светошоковые устройства;
7) служебные собаки;
8) световые и звуковые специальные средства;
9) средства принудительной остановки транспорта;
10) средства сковывания движения биологических объектов (сети);
11) водометы;
12) бронемашины;
13) средства защиты охраняемых объектов, блокирования движения групп
правонарушителей;
14) средства разрушения преград.
Кроме того, в законе приводится перечень конкретных типовых сценари-
ев применения специальных средств и регламентируются виды специальных
средств, использование которых возможно в рамках конкретного сценария
(табл. 12.7). Кроме описанных в табл. 12.7 сценариев, специальные средства
могут применяться во всех случаях, когда законом разрешено применение огне-
стрельного оружия.
Таблица 12.7. Применение ОНД в различных сценариях полицейских операций
№ Сценарии применения специальных средств Применяемые специальные средства
1 Отражение нападения на гражданина или сотрудника полиции Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, сети
2 Пресечение преступления или админи- стративного правонарушения Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, сети
3 Пресечение оказываемого сотруднику полиции сопротивления Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, сети, сред- ства ограничения подвижности
4 Задержание лица, застигнутого при со- вершении преступления и пытающегося скрыться Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, сети, сред- ства ограничения подвижности
392
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Окончание табл. 12.7
№ Сценарии применения специальных средств Применяемые специальные средства
5 Задержание лица, в отношении которого имеются достаточные основания пола- гать, что оно может оказать вооружен- ное сопротивление Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, световые и звуковые специальные средства, сети, средства разрушения преград
6 Ограничение свободы граждан на месте их задержания, конвоирования и охраны лиц, задержанных, подвергнутых адми- нистративному наказанию в виде адми- нистративного ареста и заключенных под стражу, когда есть основания полагать, что они могут совершить побег, оказать сопротивление сотруднику полиции, при- чинить вред окружающим или себе Средства ограничения подвижности
7 Освобождение насильственно удержи- ваемых лиц, захваченных зданий, по- мещений, сооружений, транспортных средств и земельных участков Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, световые и звуковые специальные средства, водо- меты, средства разрушения преград
8 Пресечение массовых беспорядков и груп- повых действий, нарушающих работу транспорта, средств связи и организаций Палки специальные, специальные газо- вые средства, электрошоковые устрой- ства, светошоковые средства, световые и звуковые специальные средства, водо- меты, средства разрушения преград
9 Невыполнение лицом, управляющим транспортным средством, требования сотрудника полиции об остановке Средства принудительной остановки транспорта
10 Выявление лиц, совершающих или со- вершивших преступления или админи- стративные правонарушения Специальные окрашивающие средства
11 Защита охраняемых объектов, блоки- рование движения групп правонару- шителей Специальные окрашивающие средства, средства принудительной остановки транспорта, средства защиты охраня- емых объектов, блокирования движения групп правонарушителей (спирали)
Указанными законами предусмотрены два ограничения по применению
спецсредств: а) в отношении женщин с видимыми признаками беременности,
лиц с явными признаками инвалидности и малолетних, кроме случаев оказания
ими вооруженного сопротивления, совершения группового или иного нападения,
угрожающего жизни и здоровью людей; б) при пресечении незаконных собра-
ний, митингов, уличных шествий и демонстраций ненасильственного характера,
которые не нарушают работу транспорта, связи, организаций.
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
393
Правила применения спецсредств регламентируют:
- порядок вооружения и компетенцию руководителей правоохранительных
органов на вооружение разными видами спецсредств, обладающих различными
типом и силой воздействия, подразделений в зависимости от складывающихся
оперативной обстановки и условий действия по предотвращению и пресечению
правонарушений;
- право принятия решений на использование мощных спецсредств, таких
как водометные установки и т. д.
Предусматривается процедура предварительного предупреждения граж-
дан о применении спецсредств, а также условий, при которых они будут
использованы.
Законом определены обязанности руководителей правоохранительных ор-
ганов по обеспечению оказания первой медицинской помощи при применении
спецсредств.
Тактико-технические характеристики
и особенности применения спецсредств
Спецсредства непроникающего ударного действия предназначены для
контактного и дистанционного воздействия и включают в себя резиновые палки,
патроны с резиновыми пулями и выстрелы к гранатомету с эластичными сфери-
ческими элементами. Служат для отражения нападения на граждан и сотрудни-
ков полиции, когда их жизнь или здоровье подвергаются опасности, а также для
пресечения попытки завладеть оружием сотрудника полиции, для прекращения
массовых беспорядков и групповых действий, нарушающих работу транспорта,
связи и организаций.
Палки изготовлены из эластичной резины и могут иметь телескопическую (для
использования в ограниченном пространстве и стесненных условиях) или моно-
литную конструкцию с основным стержнем и дополнительной перпендикулярной
рукояткой. В инструкции по применению резиновых палок запрещено нанесение
ударов по голове, шее и области ключицы, животу, половым органам, области про-
екции сердца, а также многократное нанесение ударов в одно и то же место.
23-мм патрон (рис. 12.51, а) для ударного непроникающего действия от-
стреливается из карабина КС-23 и его модификаций, имеет эффективную даль-
ность до 70 м, применяется для стрельбы по нижним конечностям правонару-
шителей, находящихся на расстояниях не менее 40 м.
Существуют две модификации средств непроникающего ударного действия
к специальному гранатометному комплексу РГС-50:
- выстрел отвлекающего действия (ЭГ-50М) для временной нейтрализации
правонарушителей и террористов посредством совместного психологического
влияния звука, пламени выстрела и ударно-шокового воздействия одиночными
эластичными сферическими элементами (рис. 12.51, б) с эффективной дально-
стью стрельбы до 15 м;
- выстрел ударно-шокового действия (ЭГ-50) для травмобезопасного ударно-
го воздействия на правонарушителей, находящихся на расстоянии до 40 м, оди-
ночными эластичными поражающими сферическими элементами (рис. 12.51, в).
394
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.51. Средства ударного непроникающего действия:
а-23-мм патрон с резиновой пулей; б-выстрел отвлекающего действия для РГС-50;
в-выстрел ударно-шокового действия для РГС-50
В первом случае не допускается ведение стрельбы в лицо человека, а во вто-
ром - запрещается стрельба по правонарушителям, находящимся на дально-
стях менее 17 м. В обоих случаях запрещено применять указанные выстрелы
в местах, где есть утечка газа, хранятся взрывчатые и легковоспламеняющиеся
вещества и материалы.
Также имеется выстрел ВГМ 93.600 с гранатой калибра 43 мм (рис. 12.52).
Длина выстрела 120 мм, масса 190 г, масса ударного элемента 120 г, максимальная
Рис. 12.52. Граната калибра 43 мм выстрела ВМГ93.600
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
395
дальность применения 120 м, минимальная дальность 30 м, начальная скорость
50 м/с (кинетическая энергия 150 Дж).
Травматический пистолет ОСА (рис. 12.53, а) представляет собой ручное
портативное огнестрельное оружие, предназначенное для использования силами
правоохранительных органов в целях нейтрализации правонарушителя за счет
болевого воздействия при выстреле травматическим ударником, вызывающего
шоковое состояние. Оружие содержит корпус, держатель патронов с гнездами,
стволы, выполненные в виде гильз патронов с электровоспламенителем, и меха-
низм приведения в действие, содержащий импульсный магнитоэлектрический
и/или электрохимический источник тока, электрически соединенный с распре-
делительным устройством, содержащим блок контактных узлов. Контактные
узлы блока выполнены плавающими, в корпус оружия встроен лазерный целе-
указатель, а в держателе патронов с гнездами выполнено сквозное отверстие,
расположенное в его средней части между гнездами держателя патронов. В со-
став боекомплекта пистолета входят следующие выстрелы: травматический,
светозвуковой, сигнальный.
Травматический патрон (рис. 12.53, б) содержит гильзу 11, пороховой заряд
(пироксилиновый порох) 14, воспламенительный элемент и травматический
Рис. 12.53. Безствольный пистолет «ОСА» ПБ-4-1мл (а) и травматический КЭ (б):
1 - корпус; 2 - держатель патронов с гнездами (кассета); 3 - защелка держателя патронов;
4 — фиксатор патронов; 5 — пусковая клавиша; 6 - контакты; 7 - электронное комму-
тирующее устройство (ЭКУ); 8 - лазерный целеуказатель (ЛЦ); 9 - включатель ЛЦ;
10 - контактный узел; 11 - гильза; 12 - газогенератор; 13 — электрический капсюль-
воспламенитель; 14 - пороховой заряд; 75 - травматический элемент (пуля); 16- ме-
таллический сердечник
396
Глава 12. Оружие нелетального действия
элемент 15. Воспламенительный элемент представляет собой электрический
капсюль-воспламенитель 13 и газогенератор 12, запрессованный в гильзу. Гиль-
за играет роль ствола и должна выдерживать давление в четыре раза больше,
чем давление пороховых газов, поэтому она выполняется из высокопрочного
алюминиевого сплава или армированной пластмассы.
Травматический элемент выполнен в виде резиновой пули с металличе-
ским сердечником. Состоит из двух частей, головной и хвостовой, соединенных
перемычкой (шейкой). Хвостовая часть пули выполнена с меньшим диаметром,
чем головная, при этом центр массы находится в геометрическом центре пули,
что обеспечивает возможность ее закатки в корпус газогенератора.
Травматический патрон оказывает останавливающее действие за счет боле-
вого эффекта, возникающего при ударе резиновой пули в объект воздействия,
не причиняя ему тяжких телесных повреждений на расстоянии 1 м и более
от открытого торца гильзы до объекта воздействия.
Средства раздражающего (слезоточивого) действия представлены аэро-
зольными распылителями, ручными гранатами, патронами и выстрелами, ран-
цевыми аппаратами и распылителями высокого давления, а также пиротехни-
ческими газовыми генераторами. Их применяют в следующих случаях:
— нейтрализация правонарушителей с минимально наносимым ущербом
здоровью граждан, а также с небольшими имущественными и материальными
потерями;
- снижение эффективности и подавление огневого противодействия
правонарушителей;
- прикрытие своих подразделений;
- прерывание огневого контакта с правонарушителями;
- вынуждение правонарушителей без специальной защиты покинуть здание,
сооружение, укрытия и подобные укрепленные пункты;
— защита своих базовых лагерей и огневых точек.
Раздражающие спецсредства снаряжены составами на основе ирритан-
тов - химических соединений, в незначительных концентрациях вызывающих
кратковременную потерю человеком боеспособности вследствие раздражения
слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей и кожных покровов.
Ирританты в виде пара, аэрозоля или дыма воздействуют на человека по ме-
ханизму ингаляции и демонстрируют высокую эффективность, а ирританты
в виде капель влияют на кожный покров и обладают сравнительно низкой эф-
фективностью нелетального действия. Для оценки относительной токсичности
указанных ирритантов введен показатель ингаляционной дозы токсичности С.
Ирританты (табл. 12.8) предназначены для снаряжения многообразных
средств раздражающего действия. Наиболее компактными являются аэрозольные
распылители типа «Сирень», «Контроль», «Черемуха», «Резеда», выполненные
в форме небольших баллончиков, для воздействия на правонарушителей, находя-
щихся на дальности до 4 м, причем минимально разрешенная дальность примене-
ния находится в диапазоне 0,5... 1,0 м, а диапазон рабочих температур -10.. .40 °C.
12^6. Специамные средства в системе МВДРФ^
397
Таблица 12.8. Относительная токсичность ирритантов по механизму ингаляции
Тип ирританта С , мг-мин/м3 шах’ С,, мг-мин/м3 С50, мг-мин/м3 С , мг-мин/м3 ех’
CN 500 50 80 2
CS 5000 500 20 5
CR 25000 2500 5 3
Примечание. С Л - расчетная максимально допустимая ингаляционная доза токсичности (ИДТ); Стах = ЮС Л- максимально допустимая ИДТ, разрешенная при использовании ирритантов; С50- ингаляционная доза токсичности, обеспечивающая выведение из строя 50 % подвергнутых воздействию ирританта; - начальная непереносимая ингаляционная доза токсичности.
В целях активной самообороны сотрудниками правоохранительных органов
могут применяться распылители высокого давления (РВД) раздражающих и мар-
кирующих веществ, а также их композиций (рис. 12.54). Дальность действия
РВД составляет от 5 до 7 м, минимальная дальность применения - 3 м, а время
полной разрядки РВД в зависимости от модификации - 8.. .21 с.
Увеличение дальности действия достигают с помощью другого средства -
ручной аэрозольной гранаты «Дрейф» (рис. 12.55), предназначенной для ручного
забрасывания на дальность свыше 10 м в целях мгновенного создания на откры-
той местности облака аэрозоля раздражающего действия, причем расстояние
Рис. 12.54. Распылители высокого
давления
Рис. 12.55. Ручная аэрозольная
граната «Дрейф»
398
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
от точки падения гранаты до ближайшего человека не должно быть менее 0,6 м.
Гранату «Дрейф» применяют только на открытой местности, так как запрещено
ее использование в местах, где есть утечка газа, хранятся взрывчатые и легко-
воспламеняющиеся вещества и материалы.
Для применения внутри помещений и создания в них непереносимой кон-
центрации раздражающего вещества предназначены ручные газовые гранаты
типов «Черемуха» (рис. 12.56) и «Сирень», которые забрасывают вручную или
отстреливают на дальность до 150 м из карабина КС-23 при помощи вышибно-
го патрона и специальной насадки. При этом запрещается забрасывать более
одной гранаты в непроветриваемое помещение, объем которого менее 60 м3,
а также использовать гранаты в местах, где происходит утечка газа, хранятся
взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества и материалы.
Еще большую дальность эффективного применения (до 250 м) на от-
крытой местности обеспечивает 40-мм выстрел с аэрозольной гранатой
раздражающего действия типа «Гвоздь» к гранатомету ГП-25 (рис. 12.57).
При этом запрещена стрельба по человеку, находящемуся на дальности
менее 120 м, а угол бросания при стрельбе по правонарушителям должен
быть не менее 15°. Для воздействия на правонарушителей, находящихся
в помещении, используется выстрел слезоточиво-раздражающего действия
к специальному гранатометному комплексу. При этом расстояние от точки
прицеливания до ближайшего человека не может быть менее 1 м. Другое
ограничение по применению заключается в недопустимости пребывания
людей более 5 мин в непроветриваемом помещении объемом менее 100 м3
после срабатывания в нем выстрела.
Рис. 12.56. Слезоточивая
граната «Черемуха-12»
Рис. 12.57. Аэрозольная граната
раздражающего действия «Гвоздь»
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
399
К использованию допущены также 23-мм патроны с гранатами раздража-
ющего действия к карабину КС-23 для прицельной стрельбы на дистанцию
до 150 м в помещение или укрытие, где в результате функционирования грана-
ты образуется непереносимая концентрация облака тонкодисперсного аэрозоля.
Эффективный объем, в котором создается непереносимая концентрация слезо-
точивого аэрозоля при срабатывании одной гранаты, составляет от 15 до 60 м3
в зависимости от модификации гранаты. Необходимо отметить, что запрещена
не только стрельба непосредственно в человека, но и повторное применение
указанных гранат в пределах зоны поражения в период действия раздражающих
веществ от предыдущего выстрела.
Различные модификации пиротехнических газовых генераторов (рис. 12.58)
типа «Полынь» устанавливают на охраняемых объектах объемом 20, 100
и 250 м3 для создания облака раздражающего газа или аэрозоля в случае несанк-
ционированного проникновения в помещение.
Для образования на открытой местности аэрозольного облака раздражающе-
го действия размерами 70 х 40 х 45 м с дальностью распространения до 300 м
(при скорости ветра 1 ...4 м/с) используют ранцевый аппарат «Облако», в котором
порошковый состав в течение 45...60 с вытесняется давлением газа, создаваемо-
го в газогенераторе. Масса аппарата составляет около 8 кг, и он обслуживается
расчетом из двух человек.
Рассмотренные выше раздражающие спецсредства покрывают тактиче-
скую дальность воздействия до 300 м, обусловленную необходимостью обе-
спечения операций по задержанию невооруженных
и вооруженных правонарушителей и преступников,
а также по пресечению массовых беспорядков. Од-
нако интенсификация террористических действий
и необходимость проведения антитеррористических
операций в целях пресечения крупномасштабных
террористических действий приводят к необходимо-
сти разработки спецсредств (в том числе и на основе
ирритантов), которые можно применять на дальности
до 10000 м. Такими средствами могут быть специ-
альные выстрелы к 82-мм миномету (в том числе
и для стрельбы газовыми минами), а также специаль-
ные блоки к вертолетному контейнеру, содержащие
спецсредства, аналоги которых уже разрешены к ис-
пользованию в совокупности с другими носителями
(гранатами и выстрелами).
Светозвуковые средства отвлекающего дей-
ствия предназначены для оказания светозвукового
воздействия на правонарушителя и имеют несколько
модификаций.
К ним в первую очередь относятся ручные свето-
звуковые гранаты типа «Заря» и «Факел» (рис. 12.59),
которые должны использоваться так, чтобы расстояние
Рис. 12.58. Пиротехниче-
ский газовый генератор:
1 - узел инициирования;
2 - заряд газогенератора;
3 - корпус
400
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
а
Рис. 12.59. Светозвуковые средства нелеталъного действия:
а - граната «Заря»: 1 - пробка; 2 - инициатор; 3 - корпус инициатора; 4 - корпус; 5 - за-
медлитель; 6 - трубка замедлителя; 7 - заряд разрывной; 8 - гильза; 9,15- прокладки;
10 - крышка; 11 - полусфера; 12 - состав светозвуковой; 13 - оболочка; 14 - крышка;
б - граната «Факел»: 1 - взрыватель накольного действия; 2 - втулка; 3 - капсюль-вос-
пламенитель; 4 - втулка капсюльная; 5 - втулка резьбовая; 6 - корпус замедлителя;
7 - замедлитель; 8 - втулка замедлителя; 9 - кольца; 10 - заряд пороховой; 11 - элемент
светозвуковой; 12 - трубка; 13 - кольцо
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
401
от точки падения гранаты до ближайшего человека составляло не менее 2,5 м.
Запрещено применение указанных светозвуковых гранат в местах, где воз-
можна утечка газа и хранятся взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества
и материалы. Существуют различные модификации светозвуковых гранат, одни
из которых используются только на открытой местности, а другие - в салонах
транспортных средств и замкнутых помещениях. Кроме гранат применяют
также специальный выстрел светозвукового действия, отстреливаемый из сиг-
нального пистолета типа СПШ/СП-81.
Разработаны и допущены к использованию подразделениями МВД РФ спе-
циальные устройства типа «Гном» (рис. 12.60) и «Туча» для отстрела кассетных
элементов светозвукового и комбинированного действия на дальность до 90 м.
Эти устройства применяют только на открытой местности и они запрещены
а б
Рис. 12.60. Метательный комплекс «Гном» (а), кассета к нему (б) и ее устройство (в):
1 - кольцо; 2 - электровоспламенитель; 3 - стакан; 4 - пороховой заряд; 5 - втулка; 6- проб-
ка; 7 - штифт; 8 - трубка; 9 - замедлитель; 10 - нижняя полусфера; 11 - кольцо; 12 - заряд
(6 шт.); 13 - кольцо; 14 - верхняя полусфера; 15 - прокладка; 16 - мешочек из ткани
402
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
Рис. 12.61. Выстрел ГСЗ-50 светозву-
кового действия
к использованию в местах, где есть утеч-
ка газа, хранятся взрывчатые и легковос-
пламеняющиеся вещества и материалы.
Отметим, что кассетные выстрелы ком-
бинированного действия содержат шесть
светозвуковых и шесть дымовых кассет-
ных элементов.
Кроме установок для отстрела кас-
сетных элементов светозвукового и ком-
бинированного действия создан также
выстрел ГСЗ-50 светозвукового действия
(рис. 12.61) для специального гранато-
метного комплекса РГС-50. Условия его
применения требуют от оператора, чтобы расстояние от точки прицеливания
(срабатывания) до ближайшего человека было не менее 1 м, а до горючих ма-
териалов - не менее 0,5 м.
Наряду с выстрелами и гранатами используют также стационарное опе-
ративно-техническое средство светозвукового действия «Пламя» (рис. 12.62),
инициирование которого проводят с помощью электрозапала. Указанное изделие
должно применяться так, чтобы расстояние от точки срабатывания до ближай-
шего человека было не менее 2,5 м, а его использование в местах, где возмож-
на утечка газа или хранятся взрывчатые и легковоспламеняющиеся вещества
и материалы, запрещено.
Электрошоковые устройства предназначены для нелетального воз-
действия на правонарушителей сериями коротких электрических разря-
дов тока высокого напряжения. Применение ЭШУ вызывает спазмы мышц,
а при длительном воздействии (более
3 с) может приводить к потере созна-
ния. У существующих электрошоковых
устройств напряжение импульса состав-
ляет 45...90 кВ, средний ток импуль-
са- 0,5... 8 мА, средняя мощность воз-
действия -1,2...3,0 Вт, средняя энергия
электрического разряда (энергетическая
доза) - около 30 Дж за 3 с, а максималь-
ная толщина пробиваемой одежды при
плотном контакте для разных значений
напряжения импульса - 4... 15 мм.
Наиболее эффективны для воздей-
ствия ЭШУ - крупные группы мышц
и биологически активные точки организ-
ма человека (рис. 12.63). При этом мак-
симальное время однократного воздей-
ствия ЭШУ не должно превышать 3 с,
Рис. 12.62. Оперативно-техническое
средство светозвукового действия
«Пламя»
12.6. Специальные средства в системе МВД РФ
403
Рис. 12.63. Зоны эффективного
воздействия ЭШУ:
1 - верхняя часть груди; 2 - солнечное
сплетение; 3 - низ живота; 4 - верхняя
часть бедра
Рис. 12.64. ЭШУ с возможностью комплек-
тации дополнительными насадками
а кроме того, запрещено использовать ЭШУ повторно против одного и того же
лица в течение 5 мин в области рефлекторных (чувствительных) зон организма
(голова, шея, области солнечного сплетения и сердца), а также во время дождя
или против лиц, находящихся в водной среде. Следует отметить, что смертель-
ных случаев от применения ЭШУ зарегистрировано не было.
Типичный внешний вид ЭШУ имеет форму пенала в габаритах ладони:
160 х 70 х 20 мм (ЭШУ-039) или 210 х 50 х 30 мм (ЭШУ-200 и ЭШУ-200М)
с массой 250 и 330 г соответственно. У приведенных моделей напряжение раз-
ряда составляет 65...70 кВ, энергия разряда - 3...10 Дж, частота повторения
импульсов - 15.. .35 Гц. Воздействие таким ЭШУ в течение 0,5... 1,0 с вызывает
у нападающего болевой спазм мышц и психологический шок, а в течение 3 с -
потерю сознания.
Существуют модели ЭШУ, выполненные в форме дубинки (рис. 12.64),
например, АИР-107 и АИР-107У (напряжение разряда - 75...90 кВ, толщина
пробиваемой одежды - 5...7 мм).
Некоторые модели ЭШУ могут комплектоваться дополнительными на-
садками: фонарем и сиреной с интенсивностью звука до 120 дБ. Кроме того,
возможно использование насадки в форме сменного, одноразового, дистанци-
онного (до 4,5 м) картриджа - патрона AIR TASER. Этот картридж - средство
дистанционной доставки электрошокового импульса до цели. Поражение дости-
гается двумя вылетающими гарпунами на токопроводящей леске, передающей
высоковольтный импульс от базового устройства. Правонарушитель получает
электрошоковый удар только при попадании обоих гарпунов. После выстрела
необходимо быстро поменять картридж или применять ЭШУ как обычное кон-
тактное электрошоковое средство.
К средствам, ограничивающим подвижность, во-первых, можно отне-
сти средство сковывания движения биологических объектов «Невод», которое
404
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
предназначено для ограничения двигательных функций преступника и пред-
ставляет собой сеть размерами 3 х 3 м с грузами по периметру. Эффективная
дальность метания сети составляет 5... 10 м, а подробности функционирования
аналогичных устройств подробно описаны выше. Во-вторых, для задержания
лиц, в отношении которых имеются достаточные основания полагать, что они на-
мерены оказать вооруженное сопротивление, для освобождения насильственно
удерживаемых лиц, захваченных зданий, помещений, сооружений, транспортных
средств и земельных участков, а также для пресечения массовых беспорядков
и групповых действий, нарушающих работу транспорта, связи и организаций,
допускается применение водометов типа «Лавина», выполненных на тяжелом
автомобильном шасси. Водомет обеспечивает выброс компактной струи воды
на дистанцию до 60 м, оказывает ударное воздействие и создает дискомфорт-
ное состояние в результате намокания одежды. Ограничением на применение
водометов является температура окружающей среды: запрещено использование
данного средства при температуре воздуха ниже 0 °C.
Дальность действия, м
Рис. 12.65. Дальность эффективного действия спецсредств:
I - самооборона и задержание невооруженного нарушителя; II - пресечение массовых
беспорядков и задержание вооруженных преступников; III - пресечение крупномас-
штабных террористических действий
12.7. Сценарии возможного применения ОНД
405
Перечисленные выше спецсредства позволяют оказывать эффективное не-
летальное воздействие на правонарушителей, находящихся на открытой мест-
ности или в отдельных помещениях (укрытиях) на дальности от 1 до 300 м
в зависимости от типа и модификации устройств (рис. 12.65).
12.7. Сценарии возможного применения оружия
нелетального действия
Оружие нелетального действия может применяться в боевых и специаль-
ных операциях, таких как антитеррористические и миротворческие операции,
операции по подавлению мятежей, снижению эскалации вооруженных кон-
фликтов, освобождению заложников, обеспечению проведения гуманитарных
миссий, в полицейских операциях по правопринуждению. Кроме того, ОНД
может поддержать усилия по нейтрализации оружия массового уничтожения;
производства, хранения и транспортировки наркотиков; вооруженных группи-
ровок, готовящихся пересечь границу в целях атаки; инфраструктуры, обеспе-
чивающей террористов. Следует также отметить, что ОНД - лишь дополнение
к существующим обычным видам вооружений, которое обеспечивает более
широкий выбор средств и гибкость при принятии решений командирами, умень-
шая риск потерь личного состава и гражданского населения при ведении боевых
действий. Особенно важно понимать, что чаще всего указанные специальные
операции проходят в хаотичной и неопределенной обстановке, следовательно,
практически всегда существует большой риск случайного поражения граждан-
ского населения.
Анализ многочисленных военных изданий, а также докладов и дискуссий
на международных конференциях позволяет классифицировать основные на-
правления боевого применения ОНД видами вооруженных сил. Использование
ОНД в составе сухопутных войск может быть направлено на дезорганизацию
систем управления войсками и вооружением (вывод из строя командных пунк-
тов), нейтрализацию огневых (ударных) средств и обслуживающего их персо-
нала, а также живой силы, изоляцию районов боевых действий от поступления
резервов, нарушение материального обеспечения противника. Военно-морской
флот может использовать ОНД для вывода из строя портовых сооружений,
двигателей и электронных систем авианесущих и других надводных кораблей
с неядерными энергетическими установками. Вывод из строя объектов жизне-
обеспечения и инфраструктуры (в том числе энергетических систем и систем
водоснабжения), объектов промышленности (без экологических последствий)
с помощью ОНД осуществляется авиацией дальнего действия, а задачи фронто-
вой авиации, оснащенной ОНД, - дезорганизация систем управления, объектов
ВВС и систем ПВО.
Основные особенности, предопределяющие необходимость наличия ОНД
в арсенале средств борьбы с терроризмом:
- снижение безвозвратных потерь среди гражданского населения и личного
состава, принимающего участие в акциях и боевых действиях;
406
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
- уменьшение количества жертв с потерей трудоспособности и здоровья;
- сокращение интенсивности разрушения инфраструктуры жизнеобеспе-
чения и жизнедеятельности людей;
- уменьшение последствий от разрушения установок и сооружений, которые
могут привести к экологически опасным ситуациям и катастрофам;
- снижение уровня социальных последствий, причинами которых могут
стать нарушение инфраструктуры и появление жертв среди гражданского
населения;
- расширение возможностей получения необходимых сведений о деятель-
ности сил и средств террора от возможно большего числа оставшихся в живых
террористов.
В случае эскалации массовых беспорядков и возникновения столкновений
с правоохранительными органами без использования какого-либо оружия необ-
ходимо применение ОНД. В этот период задачей ОНД становится локализация
конкретных группировок, зачистка захваченных ими зданий, разгон демон-
страций. Например, при выполнении правоохранительных задач по противо-
действию агрессивно настроенным болельщикам, провоцирующим массовые
беспорядки на стадионах, улицах и транспорте, высокую эффективность при-
менения показывают в практике разных стран такие виды ОНД, как ЭШУ, аэро-
зольные распылители высокого давления и специальные средства непроника-
ющего и полупроникающего действия.
Использование средств огневого поражения, как правило, происходит с по-
явлением боевых групп и началом вооруженных столкновений. В этом случае
задача ОНД сводится к локализации отдельных групп террористов или мятеж-
ников, выводу из строя вооружения и военной техники, снижению эффектив-
ности и полному подавлению прицельного огня незаконных вооруженных
формирований.
Опыт применения ОНД показал, что средства раздражающего (слезоточи-
вого) действия можно эффективно использовать при проведении специальных
операций по разблокированию войсковых колонн, окруженных недружествен-
ными группами невооруженных людей. При выполнении боевых задач по унич-
тожению укрепленных пунктов террористов ОНД раздражающего действия
могут применять для ограничения возможностей будущего использования мест-
ности и сооружений незаконными вооруженными террористическими формиро-
ваниями. Для этого необходимо произвести заброску в укрытия и укрепленные
пункты раздражающего вещества, действие которого сохраняется в течение не-
скольких недель, если не проводить специальные работы по дегазации.
Высокую эффективность при проведении специальных операций по вытес-
нению террористов с занимаемой территории (подвалов домов, различного рода
укрытий и других инженерных сооружений) демонстрируют дымообразующие
гранаты (шашки). Дымообразующие средства могут быть успешно использова-
ны также для защиты действий своих подразделений и всевозможных маневров:
ослепления разведывательных средств боевиков, прикрытия во время выноса
раненых и вывода поврежденной техники из зоны обстрела и т. п.
Необходимо отметить, что при выполнении правоохранительных за-
дач по задержанию и обезвреживанию террористов ОНД применяется
12.7. Сценарии возможного применения ОНД
407
правоохранительными органами в основном совместно с боевым оружием. При
этом ОНД в данной оперативной ситуации используется как вспомогательное
средство в целях создания благоприятных условий для обычных средств во-
оружения и повышения эффективности их применения. В указанных условиях
наиболее востребованы такие виды спецсредств, как ручные светозвуковые
гранаты и средства раздражающего действия.
Существуют также тщательно продуманные сценарии использования ОНД
при проведении миротворческих и гуманитарных акций, которые неоднократно
обсуждались на различных международных конференциях и семинарах. Напри-
мер, разработаны сценарии, в которых задачей объединенных миротворческих
сил (ОМС) являются защита границы от проникновения вооруженных группиро-
вок, либо защита определенной территории, на которой расположены временные
поселения беженцев. В таких случаях может быть создана система «нелегальных
барьеров», которые устанавливают после консультации с военными инжене-
рами и правоохранительными органами. Система включает в себя комбинацию
старых и новых технологий (традиционную колючую проволоку, контроль-
но-пропускные пункты, инженерные укрепления, обычное оружие и системы
ОНД, по команде или автоматически запускаемые при несанкционированном
проникновении через границу людей и техники). Системы ОНД комбинируют
различные эффекты по нарастающей от перцовых аэрозолей и сетей-ловушек
до быстроотвердевающих блокирующих пен и волнового ОНД.
Существуют сценарии пресечения попыток морского проникновения
на охраняемую территорию с помощью систем ОНД, в частности, с помощью
электромагнитного оружия могут быть остановлены двигатели судов террори-
стов и других незаконных военных формирований.
Еще один реальный сценарий связан с обеспечением гуманитарной помо-
щи некоторой стране, в которой царят хаос и голод в результате, например, граж-
данской войны. При этом ОМС организуют блокирование дорог в пределах
столицы и начинают агрессивное патрулирование, чтобы обозначить видимое
присутствие. Также устанавливаются посты на ключевых позициях города для
создания ощущения порядка и восстановления стабильности в окрестности
столицы. Другие подразделения ОМС обеспечивают безопасность и оказывают
иную помощь неправительственным организациям, распределяющим запасы
гуманитарной помощи. При этом командующий ОМС вводит специальные
правила, которые разрешают использование ОНД в случае неявных враждеб-
ных намерений или для защиты невоюющих сторон, а также в случае, если
применение ОНД не подвергает опасности дружественные силы. При этом те
же правила ясно разрешают использование обычного оружия в случае необ-
ходимости защиты людей от враждебных действий незаконных вооруженных
группировок.
Рассмотренные сценарии дают представление о возможном легитимном
применении ОНД в сложной обстановке вооруженных конфликтов или военных
действий. Очевидно, что путем проработки возможных сценариев достигают-
ся тактическая гибкость при принятии решений командирами подразделений
ОМС, понимание необходимости использования ОНД гражданским населением
408
Глава 12. Оружие нелеталъного действия
и правильная реакция средств массовой информации, освещающих выполнение
миссий ОМС.
Применение ОНД в операциях по правопринуждению может быть настолько
многообразным, что возможно лишь общее описание оперативно-тактических си-
туаций, требующих их использования для защиты от противоправных действий.
Примеры применения спецсредств
для пресечения противоправных действий
При задержании футбольных хулиганов наряду с резиновыми палками ча-
сто используют ЭШУ и аэрозольные баллоны с ирритантами типа CN и CS. Это
позволяет оказать эффективное избирательное воздействие на правонарушите-
лей, подавляет возможность их сопротивления, благодаря чему проводится бес-
препятственное задержание. При этом установлено, что воздействие ирританта
типа CN не всегда оказывается удовлетворительным, особенно это проявляется
в отношении лиц, находящихся в состоянии алкогольного опьянения.
При задержании вооруженного преступника, захватившего заложника
и удерживающего его в квартире, сотрудники полиции провели штурмовую опе-
рацию с применением двух светозвуковых гранат. Преступника оглушили, он
потерял способность к сопротивлению и был задержан; заложник не пострадал.
Во время беспорядков, инициированных арестованными лицами на терри-
тории следственного изолятора, охрана применила специальный карабин с бое-
припасом, снаряженным 23-мм резиновой пулей. Было произведено четыре
выстрела и зафиксировано попадание с дистанции 50 м в трех правонаруши-
телей - зачинщиков беспорядков: у них возник болевой шок, который оказал
отрезвляющее действие, вывел их из психологического состояния, называемого
синдромом толпы, и сопротивление быстро прекратилось.
В хранилище банка для предотвращения несанкционированного проникно-
вения установлен пиротехнический генератор (при его срабатывании помеще-
ние заполняется газодымовой смесью с ирритантом типа CR). Через несколько
месяцев в банке сработала сигнализация, а выехавший на вызов отряд полиции
задержал в хранилище двух преступников, сделавших подкоп в здание банка.
Покинуть хранилище они не успели, так как воздействие аэрозоля CR привело
к обильному слезотечению и спазму век, тем самым нарушив ориентацию пре-
ступников в пространстве.
Для устранения краж электрооборудования с железнодорожных под-
станций в них устанавливают специальные ловушки, с помощью которых
при несанкционированном открытии двери на правонарушителя отстре-
ливается красящий патрон. Помеченного таким образом правонарушителя
задержала полиция, его вина в совершении преступления была полностью
доказана.
Практический опыт применения специальных средств нелегального дей-
ствия в контртеррористических операциях и операциях по поддержанию обще-
ственного порядка показал:
- неоднократное использование моносредств нелегального действия (раз-
дражающих, световых, шумовых, травматических и др.) существенно снижает
Список рекомендуемой литературы
409
их эффективность, так как субъекты воздействия вырабатывают и применяют
контрмеры защитного характера;
- одновременное применение нескольких различных по характеру физиче-
ского и биологического воздействия моносредств нелетального действия обе-
спечивает необходимую эффективность их действия и исключает возможность
принятия защитных мер.
В связи с этим наблюдается интенсификация разработки и использования
таких конструкций ОНД, которые обладают возможностью комбинирован-
ного воздействия двух или более факторов одновременно или в некоторой
последовательности.
Список рекомендуемой литературы
Базилевич В. М,, Ганжа А. А., Кореньков В. В., Середа Н. В. Нелетальные средства
ближнего боя и их применение в антитеррористических операциях И Вопросы оборон-
ной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Байдак В, И., Ганжа А. А., Корачков А. С. Нелетальное оружие и направления его
реализации // Вооружение. Политика. Конверсия. 2003. № 5 (53).
Байдак В. И., Ганжа А. А., Корачков А. С. Нетрадиционные средства вывода из строя
систем энергоснабжения И Вооружение. Политика. Конверсия. 2004. № 3 (57).
Баранов В. Н., Лазарев В. В., Селиванов В. В. Предпосылки и возможности разра-
ботки и применения специальных средств комбинированного нелетального действия И
Вопросы оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Баранов В. И, Лазарев В. В., Селиванов В. В. Специальные средства нелетального
действия, используемые подразделениями Министерства внутренних дел Российской
Федерации И Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. и др. Взрывные явления: Оценка и последствия.
В 3 т. / пер с англ.; под ред. Я.Б. Зельдовича, Б.Е. Гельфанда. М.: Мир, 1986.
Бессонов В. А., Иванов В. И, Котов С. В.. Шутов А. М. Электропроводящие газо-
дисперсные каналы для защиты от террористов И Вопросы оборонной техники. 2003.
Сер. 16. Вып. 11-12.
Григорьев С. Г, Козарь А. В., Королев А. Ф., Морозов В. О. и др. Генерация электри-
ческих сигналов в биообъектах при воздействии низкоинтенсивного электромагнитного
излучения И Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Гурин А. А., Малый П. С., Савенко С. К Ударные волны в горных выработках. М.:
Недра, 1983.
Ильин Ю.Д., Левин Д. И, Селиванов В, В. Методические основы программно-
целевого управления развитием оружия нелегального действия И Вопросы оборонной
техники. Вып. 3—4.
Каталог специальной техники. М.: ГУНПО «Спецгехника и связь» МВД России, 2006.
Каторин Ю. Ф., Волковский Н.Л. Уникальная и парадоксальная военная техника.
М.: ACT; СПб.: Полигон, 2006.
Клочихин В. Л., Загайнов В. А,, Лушников А. А., Путилов А, В, Принципы моделиро-
вания сценариев применения иммобилизирующих средств в здании с заложниками И
Вопросы оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
410
Список рекомендуемой литературы
Клочихин В, Л,, Пирумов В. С., Путилов А. В., Селиванов В. В. Прогноз перспектив-
ных направлений развития оружия нелетального действия для европейского примене-
ния И Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Клочихин В. Л., Пирумов В. С.. Селиванов В. В. Современный взгляд на развитие
и применение ОНД в антитеррористических и миротворческих операциях И Вооруже-
ние. Политика. Конверсия. 2001. № 5 (41).
Кобылкин И. Ф.) Летников А. Ю. Биомеханическая модель взаимодействия непро-
никающих поражающих элементов с биообъектом // Вопросы оборонной техники. 2003.
Сер. 16. Вып. 11-12.
Козырев А. В. , Леонов В. В., Селиванов В. В. Моделирование критического поведения
локализованных масс людей И Вопросы оборонной техники. 2004. Сер. 16. Вып. 11-12.
Лазарев В. В,, Левин Д. П, Селиванов В. В. Акустическое оружие нелетального дей-
ствия - анализ и перспективы И Вопросы оборонной техники. 2004. Сер. 16. Вып. 7-8.
Левин Д.П., Селиванов В. В. Анализ возможности использования вихревых колец
в спецсредствах нелетального действия И Вопросы оборонной техники. 2004. Сер. 16.
Вып. 11-12.
Левин Д. П, Селиванов В. В. Анализ результатов исследований вихревых колец для
их использования в спецсредствах нелетального действия И Вопросы оборонной тех-
ники. 2004. Сер. 16. Вып. 11-12.
ЛевинД. П, Селиванов В. В. Анализ возможностей использования вихревых колец
в спецсредствах нелетального действия И Вопросы оборонной техники. 2004. Сер. 16.
Вып. 11-12.
Левин Д. П, Селиванов В. В. Инженерная методика расчета параметров устройств,
генерирующих вихревые кольца, и физических характеристик вихревого кольца И Во-
просы оборонной техники. 2004. Сер. 16. Вып. 11-12.
Левин Д.П., Селиванов В.В. Возможности использования акустических нелетальных
спецсредств в операциях по правопринуждению И Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана.
«Машиностроение». 2009. Вып. 2 (75). С. 102-114.
Левин Д. П, Селиванов В.В. Перспективные направления исследований и разработок
оружия нелетального действия // Вопросы оборонной техники (Технические средства
противодействия терроризму). 2011. № 3-4. С. 10-19.
Левин Д. П, Люшнин С.А., Селиванов В.В. Развитие базы данных «Оружие неле-
гального действия» И Вопросы оборонной техники. 2014. Вып. 5-6. С. 110-117.
Левин Д.П., Селиванов В.В, Современные технологии оружия нелегального дей-
ствия И Сборник докладов международной научно-практической конференции «Спец-
средства нелегального действия», 25-26 апреля, Москва, 2012 г.
Левин Д. П, Селиванов В.В. Роль и место оружия нелегального действия в совре-
менных конфликтах // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2013.
Спецвыпуск № 2. С. 201-218.
Леонов В. В., Пирумов В. С., Селиванов В. В. Терроризм в киберпространстве (вирту-
альный враг-реальная угроза) И Вопросы оборонной техники. 2004. Сер. 16. Вып. 1-2.
Макухин В. Н. Методы и средства оценки воздействия СВЧ-излучения на биологи-
ческие объекты И Вопросы оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Макухин В. Н. Электронное оборудование для комплексного воздействия на био-
объекты // Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Список рекомендуемой литературы
411
Онипко Э.И., Селиванов В. В. Применение вихревых технологий для создания не-
летальных средств управления толпой И Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16.
Вып. 11-12.
Рассоха С. С., Селиванов В. В. Сверхвысокочастотное излучение как средство не-
легального действия И Вопросы оборонной техники. 2005. Сер. 16. Вып. 11-12.
Селиванов В. В., Леонов В. В., Багдасарян Н. Г Эффективность оружия нелегального
действия И Вопросы оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Селиванов В. В. Оружие нелегального действия как средство борьбы с терроризмом
и обеспечения миротворческих операций И Защита и безопасность. 2004. № 2.
Селиванов В. В. Оружие нелегального действия как средство борьбы с терроризмом,
обеспечения миротворческих операций и операций по правопринуждению // Вестник
РАЕН. 2005. Т. 5. № 4.
Селиванов В. В. Разработка и применение нелегального оружия И Защита и без-
опасность. 2005. № 3 (34).
Селиванов В. В. Современные аспекты разработки и применения оружия нелегаль-
ного действия И Вопросы оборонной техники. 2003. Сер. 16. Вып. 11-12.
Селиванов В. В. Современные аспекты разработки и применения оружия нелегаль-
ного действия И Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2004.
Вып. 1 (38).
Селиванов В. В. Существующие и возможные нелегальные технологии // Вопросы
оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Селиванов В. В. Электрические импульсы и электромагнитное излучение как сред-
ства нелегального действия И Вооружение. Политика. Конверсия. 2004. № 3 (57).
Синицын М. В., Леонов В, В., Селиванов В, В. Компьютерная система моделирования
применения ОНД И Вопросы оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Федоренко В. А. Проблемы криминалистического исследования ОНД И Вопросы
оборонной техники. 2006. Сер. 16. Вып. 5-6.
Физика ядерного взрыва. Т. 2. Действие взрыва. М.: Наука; Физматлит, 1977.
Фролов К. С, Гончаревич И. Ф., Лихнов П. П. Инфразвук, вибрация, человек. М.:
Машиностроение, 1996.
Хрупкий В. И., Селиванов В. В., Савостьянов В. В. Современные аспекты разработ-
ки и применения оружия нелегального действия И Военно-медицинский журнал. 2004.
Т. 325, № 5.
Шидловский А. А. Основы пиротехники. М.: Машиностроение, 1973.
Alexeev A. G. Principles and technology of receiving flexible UNF-absorbers and
materials for electromagnetic compatibility and electromagnetic ecology on the base of
connection magnetic spectrums theory / Russian-American Conference «Non-Lethal Weapons
in Anti-Terrorist Operations». Easton, Maryland, USA. 1999.
Altmann J. Acoustic weapons - a prospective assessment / Science Global Security,
2202. vol. 9. p. 165-234.
Altman J. Acoustic NLW Working in the Audio Range / Proceedings of the 3rd European
Symposium on Non-Lethal Weapons / 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
412 Список рекомендуемой литературы
Altman J, Non-lethal Weapons Technologies - the Case for Independent Scientific Analysis.
Medicin, Conflict and Survival, vol. 17, 234-247 (2001). Published by Frank Cass, London.
Altman J. Acoustic NLW Working in the Audio Range / Proceedings of the 3rd European
Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
AnnatyM, Military Use of Chemical Riot Control Agents, a Case for Legal Assessment/
Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12.
Ettlingen, Germany.
Ashe C. The International Development of Practioners’ Requirements by the Interna-
tional Law Enforcement Forum / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Backhaus J., Schweitzer W., DeimlingL. Impulse Transport by propagating Vortex Rings -
Simulation and Experiment / Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Bagdasaryan N. G., Leonov V. И, Selivanov V. V. Social aspects of NLW deployment/
Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12.
Ettlingen, Germany.
Baranov V.N^Lazariev V. И, Selivanov V. V. Preconditions and capabilities of development
and deployment of special means of combined non-lethal effect / Proceedings of the 3rd
European Symposium onNon-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Baranov V.N., Lazariev V. V., Selivanov V. V. System of special Means of Non-Lethal
Effect to be applied by Police troops of Ministry of Internal Affairs, Russia and Experience
of their Application / Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons.
2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Bazilevich V.M., Ganja A. A., Korenkov V. И, Sereda N. V. Non-Lethal close-in Weapon
Systems and their Application during special-purpose antiterroristic Operattions / Proceedings
of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen,
Germany.
Bessonov V., Fortov K, Kotov S., Parfenov У., ShutovA., ZdukhovL. Remote Operation
electroshocking Device / Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Bohl J. Liquid Taser / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Buguet A., Jacquet J-F. Advanced Taser: Neurophysiological Aspects / Proceedings of
the 3rd European Symposium onNon-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Caird R. S. Tests of an Explosive Driven Coaxial Generator / Digest of Technical Papers,
5th IEEE Pulsed Power Conference. 1985. P. 220. IEEE, New York.
Defense Science. March-April. 1987. Los-Alamos, p. 25-30 (LA-10954-PR).
Edwards J. Initial Simulations of a single shot Vortex Gun / Proceedings of the 2nd
European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Eisenreich N., NeutzJ., Thiel К-D., Ebeling H., KonigA., Weller F, Development of a
Multi Functional Rapid Deployable Barrier / Proceedings of the 3rd European Symposium
on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Fowler C. Caird R. S. The Mark DC Generator / Digest of Technical Papers, 7th IEEE
Pulsed Power Conference. 1989. IEEE, New York. P. 475.
Список рекомендуемой литературы 413
Gibson A., Ives R., Perkins G., Liggins E. Optical Distraction and Disorientation /
Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12.
Ettlingen, Germany.
Gnemmi P., Haertig J., Rey C. Preliminary Work on the Generation of a Vortex Ring /
Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14.
Ettlingen, Germany.
Granatstein V.L., Alexeff L High Power Micro wave Sources П Artech House, Boston,
London. 1987.
Haverman M., Kainuma M., Takayama K. Influence of Physical and Geometrical
Parameters on Vortex Rings Generated by a Shock Tube / Proceedings of the 3rd European
Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Heoberling R.F., Fazio M. V. Advances in Virtual Cathode Microwave Sources И IEEE
Transaction on Electromagnetic Compatibility. 1992. August, vol. 34, no 3. P. 252.
Jacobs T, Less Lethal Systems, the FN303 approach / Proceedings of the 2nd European
Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
JungM.., Wolfman G. HPM against Electronic System / Proceedings of the 3rd European
Symposium on Non-Lethal Weapons, 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Jussila J, Problematics of integrating new use of Force Options into routine Policing /
Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14.
Ettlingen, Germany.
Khrupkin V., Selivanov K, Savostyanov V. Physical and mathematical and medico-biological
modeling of non-lethal kinetic weapons’ functioning and effects / Proceedings of the 3rd
European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Klochikhin K, Lushnikov V., Putilov A,, Selivanov V. Principles of modeling of the
scenario of calmative application in a building with deterred hostages / Proceedings of the
3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Klochikhin V,, Pirumov V.. Putilov A., Selivanov V. The complex forecast of perspectives
of NLW for European application / Proceedings of the 1 st European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2001. September 25-26. Ettlingen, Germany.
Kobylkin L, LetnikovA. Bio-mechanical Model for Interaction of striking Elements with
protected and unprotected Bio-specimen / Proceedings of the 2nd European Symposium on
Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Kobylkin L. Selivanov V. Analysis of Development Sources of Blinding Incoherent Light
Based on Impulse Pyrotechnic Emitters / Russian-American Conference «Non-Lethal Weapons
in Anti-Terrorist Operations». Easton, Maryland, USA, 1999.
Kobylkin I., Selivanov V. Analysis possible development of dazzling sources of
non-coherent radiation on the base impulse pyrotechnic radiators / Proceedings of the 1st
European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2001. September 25-26. Ettlingen, Germany.
Kozyrev V.9 Leonov V., Selivanov V. Computer simulation of critical behavior of localized
masses (crowd) / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005.
May 10-12. Ettlingen, Germany.
Kruger-SprengelF. Critical Legal Aspects of Non-Lethal Weapons (NLW) / Proceedings of
the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Leonov K, Selivanov V., Sinitsyn M. Computer System to simulate NLW deployment /
Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12.
Ettlingen, Germany.
414 Список рекомендуемой литературы
Levin D., Selivanov К Engineering method to calculate Vortex generators parameters -
physical capabilities modeling of Vortex ring its spreading parameters / Proceedings of the
3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Levin D., Savostianov V., Selivanov V. Evaluation of management performance efficiency
in police operations with use of less-lethal weapons H 6th European Symposium on Non-Lethal
Weapon, Ettlingen, Germany. 2011.
Levin D., Savostianov V., Selivanov V. Decision criteria on NLW use in police crowd cont-
rol operations П Proc, of 7th European Symposium on Non-Lethal Weapon. June 03-05,
2013. Ettlingen, Germany.
Levin D., Selivanov V. Non-lethal weapon role and place in complex security systems П
Proceedings of 7th European Symposium on Non-Lethal Weapon. June 03-05, 2013. Ettlin-
gen, Germany.
Makukhin V. Electronic Equipment for complex Influence on biological Objects /
Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14.
Ettlingen, Germany.
Makukhin V. Methods and Equipment for Assessment of Micro wave Radiation Influence
on Biological Objects / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons.
2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Meisterhans D. High Power Microwave-System / Proceedings of the 2nd European
Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Meisterhans D, Stand-off electrical Incapacitation (Plasma-Taser) / Proceedings of the
2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Murphy M.R. NATO Studies on Non-Lethal Weapons (NLWs): Effectiveness, Human
Effects and Future Technologies / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Murphy M. R., Merrit J. H., Mason P.A., D'Andrea J. A., Blick D. W., Scholl D. V.
Bio-effects Research in support of the Active Denial System (ADS) / Proceedings of the 2nd
European Symposium onNon-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Nicholas N. C. Area Denial / Perimete Defense employing Non-Lethal Weapons /
Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14.
Ettlingen, Germany.
Onipko E. I., Selivanov V, V. Application of Vortex Technologies for NLW Crowd Control /
Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14.
Ettlingen, Germany.
RislingM. Human Factors and Implications of Non-Lethal Options Group / Proceedings
of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen,
Germany.
Risling M,, Skold M., Malm E., Sonden A., Larsson L, Angeria M. Observations on
Changes in the Content of Tubulin Protein in Cell Cultures Exposed to High Power Microwave,
in vitro / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May
10-12. Ettlingen, Germany.
Selivanov K, Klochikhin E, Pirumov V. Modem views on development and application of
NLW in anti-terrorist and peacekeeping operations (summary of Russian-American conferen-
ce 1999, Easton, MD, USA) / Proceedings of the 1st European Symposium on Non-Let-
hal Weapons. 2001. September 25-26. Ettlingen, Germany.
Список рекомендуемой литературы
415
Selivanov К, Alexander J., Cole D., Klochikhin К, Rams О. Current and emerging
non-lethal technologies / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Silnikov M. И, Mikhailin A. I. Portable Laser Dazzle Device / Proceedings of the 2nd
European Symposium onNon-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Smith G., Symons M. PSDB Update on UK Less Lethal Technologies / Proceedings of the
3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Smith R, Analysis of over 2,000 Field Applications of ADVANCED TASER® M26 and
Overview of Technology Improvements / Proceedings of the 2nd European Symposium on
Non-Lethal Weapons. 2003. May 13-14. Ettlingen, Germany.
Smith T. Medical Information and Future Product Strategies for TASER Technology /
Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2005. May 10-12.
Ettlingen, Germany.
Sporer M., Garhofer W., Stark R. Further Development of Non-lethal Multipurpose
Launcher / Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003.
May 13-14. Ettlingen, Germany.
Staines G., Sporer M., Stark R. Compact High-Power RF Sources for Non-Lethal
Applications / Proceedings of the 2nd European Symposium on Non-Lethal Weapons. 2003.
May 13-14. Ettlingen, Germany.
Steinbauer M., Drexler P., Fiala P, Measurement of Vircator Ultra-Short Solitary
Electromagnetic Pulses / Proceedings of the 3rd European Symposium on Non-Lethal
Weapons. 2005. May 10-12. Ettlingen, Germany.
Taylor C D., Harrison C W. On the Coupling of Microwave Radiation to Wire Structures H
IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1992. vol. 34, no 3. August. P. 183.
The EMP - A Triangular Impulse П A Handbook Series on Electromagnetic Interference
and Compatibility, Don White Consultants, Maryland, 1978.
Глава 13
Взрыватели боеприпасов
13.1. Общие сведения о взрывателях и взрывательных
устройствах боеприпасов. Основные понятия,
термины и определения
Под взрывателями боеприпасов понимаются автоматические устройства,
предназначенные для управления действием БП. Основная задача взрывателей -
приведение в действие БП в соответствии с их назначением и в требуемый мо-
мент времени (на требуемом участке траектории) для обеспечения наибольшего
поражающего действия БП по цели.
Отметим, что в соответствии с установившейся терминологией в общем
случае следует различать такие понятия, как взрыватель и взрывательное устрой-
ство (ВУ). Взрыватель, как правило, выполнен в виде моноблока, а ВУ состоит
из двух или более самостоятельных блоков, располагаемых в различных частях
БП и функционально связанных (взаимодействующих) между собой. Взрыва-
тельное устройство может включать в себя головную и донную части, датчики
цели, кабели, соединяющие эти части между собой и с приборами управления
БП, а также основные и дополнительные детонаторы.
Взрывательные устройства БП со сложной баллистикой (несколько траек-
торных участков, отличающихся уровнем перегрузок и направлением действия
сил) последовательно вводят в действие и (или) сбрасывают (отстреливают)
отдельные элементы конструкции БП - обтекатели, разгонные и тормозные
твердотопливные двигатели, парашютную систему и т. п.
Несмотря на сравнительно небольшой объем, занимаемый взрывателем
(или ВУ) в БП, он является одним из основных элементов окончательно сна-
ряженных БП и определяет эффективность и надежность функционирования
не только самих БП, но и боевого комплекса в целом, обеспечивая выполнение
поставленных боевых задач. В целях безопасности обращения при длительном
хранении на складах и арсеналах БП, как правило, находятся в неокончательно
снаряженном состоянии, т. е. они не укомплектованы взрывателями или ВУ
на заводе-изготовителе, за исключением артиллерийских выстрелов (патронов)
малого калибра. Хранение взрывателей осуществляется в герметичной укупорке
отдельно от БП, для которых они предназначены. Операции по установке (ком-
плектации) взрывателя в артиллерийский снаряд, авиационную бомбу, мину или
ракету называют окончательным снаряжением БП.
В технической литературе наряду с термином «взрыватель» ранее (в конце
XIX и начале XX в.) также широко использовали и другой термин - «трубка»,
13.1. Общие сведения о взрывателях и ВУ боеприпасов
417
под которым понимали разновидность взрывателей, вырабатывающих началь-
ный импульс, не являющийся детонационным, а в виде луча огня, используемого
для воспламенения вышибных зарядов. В настоящее время применение устарев-
шего термина «трубка» вместо «взрыватель» не допускается, за исключением
отдельных случаев: например, он сохранен для образцов, длительное время со-
стоящих или бывших на вооружении под этим обозначением, как исторически
установившееся для них название.
Появление первых простейших трубок, с которых и началась история
развития взрывателей, произошло в середине XVI в., а в России - на рубеже
XVII-XVIII вв. Это было связано с применением в артиллерии разрывных сна-
рядов (гранат) в виде полого чугунного ядра, начиненного дымным порохом.
В ядро вгонялась деревянная трубка конической формы с запрессованным в нее
дымным порохом в качестве замедлительного состава, позволяющего получать
разрывы ядер на различной дальности («на дистанции»). По существу это был
простейший дистанционный взрыватель или точнее - дистанционная трубка.
После перехода артиллерии к нарезным орудиям и так называемым продолго-
ватым снарядам, стабилизируемым вращением, появились и первые ударные труб-
ки, принятые на вооружение в Российской армии в 1863 г. В этот же период для
новых снарядов одновременно с головными ударными трубками разрабатывались
и дистанционные трубки, которые поступили на вооружение артиллерии в 1873 г.
Появление в артиллерии первых собственно взрывателей связано с заменой дым-
ного пороха на более мощные БВВ. В дальнейшем разработкой и совершенство-
ванием взрывателей артиллерийских боеприпасов занимались талантливые рос-
сийские, а затем советские ученые и инженеры-конструкторы: В. И. Рдултовский,
М.Ф. Васильев, Д.Н. Вишневский, В. К. Пономарев, ГМ. Третьяков и другие.
Особые заслуги в создании взрывателей для артиллерийских БП принад-
лежат В. И. Рдултовскому. Он разработал не только инженерные методики рас-
чета основных механизмов взрывателей на безопасность в условиях служебного
обращения и взводимость при выстреле, но и основные тактико-технические
требования, предъявляемые к трубкам и взрывателям, включая методики их по-
лигонных испытаний. Рдултовским также разработан ряд взрывателей для БП
полевой артиллерии, в частности, таких как РГМ и РГМ-2, которые показали
свои превосходные качества в годы Великой Отечественной войны и были при-
знаны всеми воюющими сторонами лучшими механическими взрывателями
своего времени. По безопасности, надежности, безотказности действия у цели
взрыватели серии РГМ и в послевоенный период еще долгое время оставались
непревзойденными образцами. Об этом говорит и тот факт, что создание мно-
гих новых отечественных и зарубежных образцов взрывателей для артиллерий-
ских БП в течение нескольких десятилетий проводили преимущественно на базе
отработанных в серийном производстве и проверенных в мировой и локальных
войнах взрывателей РГМ-2 и РГМ-6 (В-429). К 1980-м гг. этими взрывателями
и их модернизированными вариантами (включая РГМ-2М) комплектовали прак-
тически все осколочно-фугасные снаряды пушек и гаубиц калибров 76.. .203 мм
в более чем 30 странах мира.
418
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Другие отечественные конструкторы - разработчики взрывателей, такие
как М. Ф. Васильев, Д.Н. Вишневский, В. К. Пономарев и возглавляемые ими
коллективы, до Великой Отечественной войны и во время нее также стреми-
лись к созданию относительно простых, надежных и технологичных (с высокой
степенью унификации основных узлов и механизмов) образцов взрывателей
артиллерийских и авиационных БП, например, таких как взрыватели серии КТ
(«Коллектив трубочников»), КТМ и др.
Еще до Второй мировой войны в России и за рубежом начали разработ-
ку электрических и электромеханических взрывателей и ВУ. Однако широкое
распространение они получили в период бурного развития управляемого и
неуправляемого ракетного оружия и БП различного назначения, требовавших
повышения безопасности и надежности (безотказности) взрывателей и ВУ,
мгновенности их действия у цели, обеспечения многоточечного инициирования
и т. д. Существенный вклад в основы проектирования электрических взрывате-
лей внес Г. М. Третьяков.
Если в довоенный период и в ходе Второй мировой войны в первых авиацион-
ных реактивных снарядах (АРС-82 и АРС-132) и PC легендарных «катюш» (М-8,
М-31 и др.) применяли доработанные авиационные и артиллерийские (минные)
взрыватели, то в послевоенное время при создании новых PC стали проектировать
новые специальные ВУ, которые более полно удовлетворяли тактико-техническим
требованиям, составленным с учетом условий боевого применения и особенно-
стей баллистики ракет.
Современное развитие ракетных, авиационных и артиллерийских ВУ харак-
теризуется разработкой и широким использованием взрывателей неконтактного
действия (первые попытки их применения относятся к периоду Второй мировой
войны, однако наибольшее распространение и быстрое развитие они получили
существенно позже - с формированием соответствующей элементной базы),
а также созданием и внедрением электронных ВУ комбинированного действия -
неконтактно-контактных, дистанционно-контактных и т. п.
При создании высокоточного оружия, в частности, управляемых или коррек-
тируемых на траектории артиллерийские снарядов, предъявляют повышенные
требования к точности действия всех элементов артиллерийских комплексов:
системе топографической привязки, лазерным или оптическим дальномерам,
баллистическим вычислителям и системам управления огнем, ГСН, боевому
(разрывному) заряду и взрывателю в целом. Все это делает актуальной проблему
непрерывного повышения точности определения, обработки, преобразования
и формирования информационных и энергетических сигналов, проходящих
по каналам взрывателей и ВУ. Отметим, что тенденции и перспективы раз-
вития взрывателей БП необходимо рассматривать в тесной связи с развити-
ем техники вообще, и военной техники в частности. Внедрение электроники
и информатики позволяет достичь качественного улучшения характеристик
оружия, а именно создания высокоточных, эффективных, высокотехнологич-
ных взрывателей и ВУ. Один из характерных примеров - появление в начале
1990-х гг. электронных дистанционно-контактных взрывателей ЗВМ17 и ЗВМ18
для шрапнельных и осколочно-фугасных танковых снарядов, которые за счет
13.1. Общие сведения о взрывателях и ВУ боеприпасов
419
использования микроэлектроники обеспечивают высокую точность отсчета
времени и, как следствие, высокую эффективность действия снарядов у цели.
Управление ими осуществляется перед выстрелом по индуктивной линии свя-
зи между установщиком и взрывателем (на требуемое время дистанционного
действия взрыватели устанавливаются автоматически по сигналам от системы
управления огнем).
Дальнейшее совершенствование конструкций и расширение областей ис-
пользования электронных взрывателей и ВУ возможно на основе:
- применения в конструкциях взрывателей и ВУ новой элементной базы;
- создания конструкций донных и головодонных ВУ с установкой требуе-
мого времени дистанционного действия по радиокоманде или лазерному лучу;
- разработки новых конструкций ВУ повышенной безопасности, поме-
хозащищенности, надежности и эффективности действия к перспективным
системам вооружения, включая адаптивные (автоматически изменяющие свои
характеристики в зависимости от параметров цели и условий взаимодействия
с ней БП) контактные и неконтактные взрыватели.
Некоторые основные понятия, термины и определения
В ТЗ на проектирование взрывателей и ВУ, в описаниях их устройства
и принципов работы используют основные понятия, термины и определения,
установленные стандартом (они обязательны для применения в документации
всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе; для каждого
понятия установлен один стандартизованный термин, применение терминов-
синонимов стандартизованного термина не допускается).
Программа функционирования взрывателя — алгоритм, заложенный в кон-
струкцию взрывателя и определяющий последовательность снятия ступеней
предохранения, моменты его взведения и срабатывания. Для нахождения опти-
мального момента времени (или оптимальной точки траектории) срабатывания
ВУ можно использовать различные физические характеристики, значения которых
непосредственно соответствуют искомой координате, или отсчитывать пройден-
ный путь (или время) от одной из определенных точек траектории, выбранной
за начало отсчета. За начало отсчета можно принять точку или момент выстрела
(старта, пуска, сброса), момент выключения д вигателя, точку или момент контакта
с преградой, момент вхождения БП в плотные слои атмосферы. К физическим
характеристикам можно отнести плотность и давление среды, скоростной напор,
отрицательное ускорение при входе БП в плотные слои атмосферы, силу реакции
преграды, излучение и отражение электромагнитных волн и др.
Безопасность взрывателя - свойство взрывателя не взводиться и не сраба-
тывать преждевременно.
Взведение взрывателя — процесс перехода взрывателя в состояние готов-
ности к срабатыванию.
Ступень предохранения - одно или несколько устройств, предназначенных
для обеспечения безопасности взрывателя до момента окончания взведения
и взводящихся при действии одного физического фактора или команды в усло-
виях нормального движения БП.
420
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Снятие ступени предохранения - взведение устройств, составляющих сту-
пень предохранения взрывателя.
Срабатывание взрывателя — процесс формирования и выдачи взрывателем
выходного импульса.
Преждевременное срабатывание — срабатывание взрывателя в служебном
обращении, при выстреле или на траектории вследствие нарушения условий экс-
плуатации или неправильного функционирования его механизмов и устройств.
Траекторное срабатывание взрывателя - преждевременное срабатывание
взрывателя на траектории после окончания взведения от непредусмотренных
воздействующих факторов.
Отказ в срабатывании — несрабатывание контактного взрывателя при
встрече с преградой, неконтактного - у цели, дистанционного - в заданной
точке траектории.
Высота безопасного падения — максимальная высота, при падении с которой
не нарушается безопасность взрывателя.
Дальность взведения - расстояние от орудия или ПУ до БП в момент окон-
чания взведения взрывателя.
Время срабатывания контактного взрывателя - интервал времени от мо-
мента соприкосновения ВУ с целью или преградой до момента срабатывания
взрывателя.
Область срабатывания неконтактного взрывателя — часть пространства
вблизи цели, в котором происходит срабатывание неконтактного взрывателя.
Эффективность неконтактного взрывателя - свойство неконтактного
взрывателя срабатывать в области поражения БП.
Чувствительность контактного взрывателя - свойство срабатывать при
определенных условиях встречи ВУ с целью или преградой.
Чувствительность неконтактного взрывателя - минимальная мощность
сигнала на входе приемника, обеспечивающая срабатывание взрывателя.
Помехоустойчивость взрывателя — свойство гарантировать эффективность
БП при боевом применении в условиях искусственных и естественных помех.
Помехозащищенность взрывателя — помехоустойчивость взрывателя в ус-
ловиях специально организованных помех.
Избирательность контактного взрывателя — свойство срабатывать по це-
левым преградам и не срабатывать по нецелевым.
13.2. Общие принципы устройства и классификация
взрывателей и ВУ. Требования, предъявляемые к ВУ.
Огневая цепь механических и электромеханических ВУ
В общем случае взрыватель (или ВУ) представляет собой совокупность
механических, пиротехнических, электрических и других узлов и механизмов,
которые, функционируя строго по определенной программе, обеспечивают
как его безопасность, так и безотказность действия (формирование и выдачу
взрывателем выходного импульса) у цели или в заданной точке траектории.
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 421
Принципы устройства. Рассмотрение принципов устройства и действия
взрывателей (или ВУ), являющихся достаточно сложными и ответственными изде-
лиями в составе БП, принято начинать с анализа их принципиальной структурной
схемы, которая, как правило, включает в себя следующие три составные части:
инициирующую систему (ИС), огневую цепь (ОЦ) и систему предохранения.
Инициирующая система — совокупность устройств, приводящих в действие
ОЦ в момент, определяемый программой функционирования взрывателя. Кон-
структивно ИС состоит из контактных или неконтактных датчиков цели либо
дистанционных устройств. Под датчиком цели понимают устройство, которое
в результате взаимодействия с целью выдает сигнал, используемый для при-
ведения в действие ОЦ взрывателя. Дистанционные (временные) устройства
основаны чаще всего на часовом или пиротехническом принципе и предназна-
чены для обеспечения дистанционного действия взрывателя.
Огневая цепь - цепь из последовательно срабатывающих средств иниции-
рования и (или) пиротехнических элементов, формирующая выходной детона-
ционный или воспламенительный импульс. Огневые цепи разных взрывателей
могут содержать различный набор огневых средств инициирования. Конечный
элемент ОЦ - детонатор или петарда, предназначенные соответственно для
создания детонационного или воспламенительного импульса, который воздей-
ствует на разрывной (вышибной) заряд БП. В качестве начального элемента
ОЦ в контактных механических ВУ (КМВУ) можно использовать КВ или КД,
в электромеханических (ЭМВУ) соответственно электровоспламенители (ЭВ)
или электродетонаторы (ЭД).
Система предохранения — совокупность устройств, обеспечивающих без-
опасность взрывателя в служебном обращении, при выстреле и на траектории
до момента окончания взведения. Под термином «взведение» понимается про-
цесс перехода взрывателя, его механизма, блока или устройства в состояние
готовности к действию.
Дополнительно в состав структурной схемы некоторых ВУ могут входить
механизмы и устройства, не относящиеся к вышеперечисленным составным ча-
стям, например, механизм самоликвидации (МСЛ) - устройство, обеспечивающее
срабатывание взрывателя в случае несрабатывания датчика цели; установочное
устройство, которое предназначено для установки перед выстрелом требуемого
значения изменяемой характеристики взрывателя (вида и времени действия, дли-
тельности работы дистанционных устройств и т. д.); механизм неизвлекаемости
взрывателя -противосъемное устройство, служащее для обеспечения срабатыва-
ния БП при попытке извлечения из него взрывателя; противовзрывноеустройство
взрывателя - устройство, исключающее возможность срабатывания взведенного
взрывателя при воздействии на него внешней УВ; источник питания и др.
Классификация взрывателей и ВУ основана на определенных признаках.
Во-первых, взрыватели и ВУ можно подразделить по назначению БП: для артил-
лерийских снарядов и мин, для БЧ управляемых ракет различных классов, для
неуправляемых ракет (снаряды РСЗО, НАР), авиационных БП (авиационные
бомбы, в том числе кассетные), морских БП (торпеды, мины, РГБ), инженерных
БП (мины различного назначения, заряды разминирования), гранат (ручные,
422
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
ружейные, к подствольным, автоматическим и противотанковым гранатометам)
и т. д. Взрыватели для различных типов БП отличаются конструкцией механиз-
мов предохранения, взведения и другими особенностями в связи с тем, что силы,
возникающие в процессе функционирования БП (при выстреле, пуске, сбросе
и т. д.) и соответственно действующие на детали взрывателей или ВУ этих БП,
в каждом случае будут различными. Кроме того, также отличаются размеры
и сложность ВУ и условия их применения.
Во-вторых, взрыватели и ВУ подразделяют по виду действия на контакт-
ные, дистанционные, неконтактные, командные, а также ВУ комбинированного
действия (данный классификационный признак характеризует соответствующий
принцип взаимодействия ИС взрывателя с целью).
Контактные взрыватели предназначены для обеспечения контактного
действия, т. е. срабатывания ВУ в результате соприкосновения БП с целью
или преградой. По времени срабатывания контактные взрыватели, в свою оче-
редь, подразделяют на три вида: взрыватели мгновенного действия, срабаты-
вающие от реакционного датчика цели без замедлителя (время срабатывания
0,05... 1,0 мс); взрыватели инерционного действия, срабатывающие от инер-
ционного датчика цели без специального замедлителя (1...5 мс); взрыватели
замедленного действия, срабатывающие от реакционного или инерционного
датчика цели время, определяемое специальным замедлителем (0,005...0,1 с).
В отличие от артиллерийских, авиационные взрыватели замедленного действия
могут иметь малое (сотые доли секунды), большое (десятые доли секунды)
и штурмовое замедление (от нескольких секунд до нескольких минут). У ави-
ационных взрывателей длительного действия время замедления составляет
от нескольких часов до нескольких суток.
У многоустановочных взрывателей может быть не одна, а несколько уста-
новок по времени действия: мгновенное - инерционное, мгновенное - замед-
ленное, инерционное - замедленное, мгновенное - инерционное - замедленное,
мгновенное - с малым замедлением - с большим замедлением.
Дистанционные взрыватели предназначены для обеспечения д истанционного
действия, т. е. срабатывания в заданной точке траектории полета БП (на дистанции)
без какого-либо взаимодействия с целью (срабатывание происходит в результате
проведенной перед выстрелом установки). Наибольшее распространение получили
пиротехнические, часовые, электромеханические и электронные дистанционные
взрыватели. Обычно дистанционный взрыватель отсчитывает интервал времени,
по истечении которого БП должен достичь заданной точки траектории. Однако
определение пространственного положения точки срабатывания дистанционного
взрывателя на траектории полета БП к цели возможно и другими способами.
Неконтактные взрыватели служат для обеспечения неконтактного дей-
ствия, т. е. срабатывания взрывателя в результате взаимодействия с целью или
преградой без соприкосновения с ней БП. Срабатывание ВУ вблизи цели или
на некотором определенном расстоянии от преграды осуществляется за счет
использования различных физических полей цели (преграды) или взрывате-
ля. Различают: активный взрыватель, обладающий собственным излучателем
энергии для облучения цели и реагирующий на отраженный от цели сигнал;
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 423
полуактивный взрыватель, срабатывающий от сигнала, отраженного целью при
облучении ее внешним источником энергии; пассивный взрыватель, реагирую-
щий на энергию, которая излучается самой целью.
Командные (или телеуправляемые) взрыватели - это ВУ, которые срабаты-
вают по команде, подаваемой с наземного или воздушного командного пункта.
Существуют и так называемые взрыватели комбинированного действия, обес-
печивающие в различных сочетаниях контактное, неконтактное и дистанционное
действия, например, неконтактно-контактные, неконтактно-дистанционные или
дистанционно-контактные ВУ. Последние, в частности, снабжены дистанционным
и ударным механизмами. Дистанционный механизм - основной, а ударный - ду-
блирующий (используется в случае отказа в действии дистанционного механизма
и в некоторых специальных случаях стрельбы на контактное действие).
По физическим принципам работы неконтактные взрыватели или ВУ под-
разделяют на радиолокационные, оптические, акустические, магнитные, емкост-
ные, индукционные и электростатические (более подробно радиолокационные
и оптические НВУ будут рассмотрены в подразд. 13.6 и 13.7).
К НВУ иногда относят также взрыватели с датчиками, реагирующими
на изменение параметров среды, в которой движется СП. В частности, баро-
метрические взрыватели под влиянием изменения атмосферного давления могут
обеспечить срабатывание на заданной высоте, а гидростатические - на заданной
глубине (каждые 10 м водяного столба увеличивают давление в воде на 1 атм).
По способу возбуждения ОЦнаиболее распространены механические (удар,
накол жалом) и электрические (электромеханические) взрыватели. Кроме них
существуют пневматические взрыватели, у которых инициирование ОЦ проис-
ходит в процессе быстрого адиабатического сжатия и нагрева воздуха. В боль-
шинстве электромеханических ВУ для инициирования ОЦ и обеспечения без-
опасности используют электрические и механические устройства. Взрыватели,
в которых для инициирования ОЦ применяют электрохимические процессы
в гальванических элементах, пьезоэлектрический эффект (пьезогенератор),
импульсный магнитоэлектрический генератор и заряженный конденсатор, на-
зываются соответственно электрохимическими, пьезоэлектрическими, магнито-
электрическими и конденсаторными ВУ.
По характеру изоляции капсюлей все взрыватели и ВУ делят на три ти-
па: взрыватели предохранительного типа, в которых КД или ЭД изолированы
от детонатора (Д) таким образом, что их срабатывание до момента взведения
не вызывает его инициирования; взрыватели полупредохранительного типа,
в которых КВ или ЭВ изолированы от КД или пороховой петарды таким об-
разом, что их срабатывание до момента взведения не вызывает инициирования
КД или петарды; взрыватели непредохранительного типа, в которых КВ или ЭВ
не изолированы от КД или петарды, а КД или ЭД не изолированы от детонатора.
По виду выходного импульса различают взрыватели с детонационным
и с воспламенительным импульсами. В первых конечный элемент ОЦ - дето-
натор, а во вторых - пороховая петарда.
По месту соединения с БП взрыватели и ВУ подразделяют на головные,
донные, головодонные, боковые и универсальные. Головные взрыватели - это,
424
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
как правило, высокочувствительные взрыватели мгновенного действия, исполь-
зуемые в осколочных, осколочно-фугасных и фугасных БП. Донные взрыватели,
обеспечивающие инерционное или требуемое замедленное действие, применяют
в бронебойных, бетонобойных и крупнокалиберных фугасных БП. В кумуля-
тивных БП используют головодонные ВУ, у которых датчик цели располагается
в головной части, а детонирующее устройство - в донной, что, с одной стороны,
гарантирует мгновенность действия ВУ, а с другой - донное инициирование ку-
мулятивного заряда. В авиационных бомбах применяют универсальные (могут
ввинчиваться как в головное, так и в донное очко) и боковые взрыватели.
По калибру БП артиллерийские взрыватели подразделяют на взрыватели
к снарядам малых (до 57 мм), средних (76... 152 (155) мм) и крупных (свыше
155 мм) калибров.
По функциональному назначению взрыватели бывают боевыми, холостыми
(взрыватели, в которых изъяты средства инициирования и пиротехнические
элементы), учебными (специально собранные холостые взрыватели, предназна-
ченные для изучения устройства и принципа действия ВУ), учебно-тренировоч-
ными (охолощенные взрыватели для обучения правилам обращения с ВУ).
С этой целью используют массогабаритный макет взрывателя - имитатор
взрывателя, соответствующий ему по массе, габаритам и присоединительным
размерам; специальную сборку - взрыватель или его составную часть, подго-
товленные для испытания и исследования.
Общие требования, предъявляемые к взрывателям и ВУ
Разработку и сравнительную оценку взрывателей проводят на основе ряда
требований, предъявляемых к ВУ (как правило, их формулируют в ТЗ на раз-
работку ВУ). Основные тактико-технические требования приведены ниже.
1. Безопасность в производстве и в служебном обращении - отсутствие пре-
ждевременных срабатываний взрывателей как в условиях производства, так и
в обращении (при хранении, транспортировке, монтаже и всех других услови-
ях нормальной эксплуатации, а также при случайных падениях). Конкретные
характеристики по транспортабельности и стойкости к внешним воздействиям
(механическим, температурным, электромагнитным, радиационным и т. д.) в ус-
ловиях эксплуатации оговорены в соответствующих ГОСТах и при необходи-
мости дополнены в ТЗ. Основные мероприятия, обеспечивающие выполнение
этих требований, связаны с применением стойких к перегрузкам (при служебном
обращении) КВ, КД, передаточных зарядов и детонаторов, а также с использо-
ванием возможно минимального количества инициирующего ВВ в их составе.
Для обеспечения безопасности применяют предохранительные механизмы (ИМ)
и механизмы изоляции капсюлей, осуществляются обесточивание источников
питания в электромеханических взрывателях, шунтирование отдельных цепей
(ЭД, ЭВ, запальных конденсаторов и т. д.), раздельное хранение взрывателей
и БП, а также тщательное соблюдение правил эксплуатации ВУ. Все системы
ВУ должны строиться так, чтобы любое несанкционированное воздействие
на взрыватель БП приводило не к подрыву последнего, а к отказу взрывателя.
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 425
2. Безопасность при выстреле-отсутствие преждевременного срабатывания
взрывателя в процессе самого выстрела (в момент выстрела, при движении в ка-
нале ствола или по направляющей) и на начальном участке траектории в пределах
дальности, представляющей опасность для орудийного расчета в случае разрыва
БП (пределы дальнего взведения задают в ТЗ). Основные мероприятия, обеспе-
чивающие безопасность взрывателя при выстреле, связаны с применением ПМ,
механизмов дальнего взведения (МДВ), блокирующих механизмов (БМ) и меха-
низмов изоляции капсюлей.
3. Надежность (безотказность) действия зависит от надежности взведе-
ния ПМ и МДВ, переводящих взрыватель из служебного положения в боевое,
достаточной чувствительности контактных и неконтактных датчиков цели (раз-
рабатываемых с учетом свойств целевых преград, скоростей и углов подхода БП
к цели при одновременном выполнении требований по устойчивости к различно-
го рода помехам); применения бокобойных и всюдубойных устройств, дублиро-
вания наименее надежных узлов и механизмов (и использования дублирующих
взрывателей, например, в авиабомбах среднего и крупного калибра); возмож-
ности контроля состояния электрических цепей перед выстрелом; использо-
вания блочно-модульного принципа построения ВУ; обеспечения требуемой
(достаточной) мощности детонатора и др. Повышенная надежность достигается
за счет высокой степени заимствования узлов и деталей, идентичных условий
отработки, постоянного увеличения статистических данных по безотказности
действия в условиях полигонных испытаний и боевого применения, в том чис-
ле, в составе новых БП. Безотказность обеспечивает независимость эффектив-
ности действия ВУ от возможного влияния различных внешних и внутренних
факторов (например, погодных условий, неблагоприятных условий встречи
с преградой, случайных отклонений параметров и допусков на изготовление
деталей механизмов, условий и срока хранения ВУ до момента его применения
и т.п.). В частности, для артиллерийских взрывателей массового производства
вероятность безотказной работы в течение всего гарантийного срока хранения
должна быть не менее 0,98.
4. Эффективность действия - обеспечение максимально возможного
поражающего действия БП (или БЧ ракет) по цели за счет требуемого вида
действия, оптимального времени срабатывания ВУ и полноты детонации ВВ
разрывного заряда БП или боевого заряда (снаряжения) БЧ. Очевидно, что
обеспечение гарантии безотказности действия взрывателя - это одновременно
и меры по улучшению его эффективности. Однако существуют и конструктив-
ные меры, повышающие эффективность действия ВУ, к которым можно отнести
введение во взрыватель механизмов и устройств, фиксирующих момент наи-
более выгодного расположения БП относительно цели (например, механизмов
авторегулируемого замедления).
5. Оптимальность габаритов, обтекаемая форма и достаточная механи-
ческая прочность. Нормальное (штатное) функционирование взрывателей и ВУ
в условиях действия сил и перегрузок, возникающих при служебном обращении
с ВУ (в частности, при возможных падениях БП с ВУ на жесткие основания),
при выстреле, на траектории, а также при ударе и проникании в преграду, может
426
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
быть обеспечено лишь при достаточной механической прочности всех деталей,
узлов и механизмов ВУ. Требования по оптимальности габаритов и обтекаемости
формы взрывателей БП достаточно очевидны и не нуждаются в разъяснении.
6. Простота эксплуатации взрывателя, быстрота и удобство производ-
ства установок ВУ. Взрыватели, как правило, не должны требовать проверок,
кроме проверки по наружному виду в течение гарантийных сроков хранения,
а также перед установкой (ввинчиванием) в БП. Для многоустановочных ВУ
важна быстрая переустановка взрывателя без его вывинчивания из корпуса БП.
Оптимальная конструкция современных неконтактных взрывателей должна
предусматривать возможность замены вышедших из строя узлов, т. е. иметь
блочную структуру.
7. Стойкость при хранении - обеспечение стабильности боевых свойств
взрывателей и ВУ при длительном (многолетнем) хранении в различных кли-
матических условиях. Срок хранения современных ВУ должен быть не менее
10 лет. Основные мероприятия, обусловливающие стойкость взрывателя при
длительном хранении - герметичность ВУ за счет смазывания резьбовых со-
единений при сборке ВУ суриковой замазкой, щелочным лаком или другими со-
ставами (герметиками); применение антикоррозийных покрытий металлических
деталей взрывателя, использование коррозионно-стойких материалов; хранение
взрывателя герметически укупоренными до момента соединения с БП.
Возможны также специфические требования, например, самоликвидация
в случае промаха, автономный контроль готовности механизмов и блоков ВУ
перед стрельбой (пуском ракеты, сбросом АБ) и др.
К производственно-экономическим требованиям, предъявляемым к взры-
вателям и ВУ массового производства, относятся:
- простота конструкции ВУ;
- возможность использования прогрессивных технологий;
- экономичность производства;
- ориентация на отечественные материалы и источники сырья;
- невысокая стоимость и недефицитность материалов;
- простота использования и надежность средств контроля;
- применение унифицированных и стандартизованных деталей, узлов
и блоков.
Конкретные показатели уровня стандартизации и унификации задают в ТЗ
в соответствии с оптимальными условиями, установленными в отрасли. При-
соединительные размеры должны соответствовать стандартным размерам,
установленным в ГОСТах, а упаковка ВУ - удовлетворять требованиям норма-
тивно-технических документов (отраслевых стандартов).
Огневая цепь механических и электромеханических ВУ
Важнейший элемент структурной схемы ВУ - огневая цепь, которая
представляет собой совокупность огневых и детонационных элементов, слу-
жащих для создания, усиления и передачи импульса детонации разрывному
заряду БП (заряду БВВ) или воспламенительного импульса его пороховому
вышибному или воспламенительному заряду (для шрапнельных, кассетных,
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 427
агитационных, осветительных, зажигательных
и некоторых других типов БП). Огневая цепь ме-
ханического взрывателя непредохранительного
типа (рис. 13.1) состоит из КВ, КД и детонатора,
передающего детонацию разрывному заряду БП.
В случае многоустановочного типа ВУ элемента-
ми ОЦ могут быть один или несколько замедли-
телей и усилителей, а для ВУ предохранительного
типа - еще и передаточный заряд, размещаемый
в под вижном движке механизм изоляции капсюля
(рис. 13.2).
Используемые для наполнения отдельных
элементов ОЦ инициирующие (ИВВ) и бризант-
ные ВВ подробно рассмотрены в соответству-
ющей литературе. Характерная особенность
ИВВ - их способность взрываться (детонировать)
под влиянием простого внешнего импульса (лу-
ча огня, нагрева, трения, удара, накола и т. д.).
К основным ИВВ, называемым также первич-
ными ВВ и служащими для инициирования де-
тонации бризантных или вторичных ВВ, относят
гремучую ртуть Hg(ONC)2, азид свинца Pb(N3)2,
стифнат свинца, или ТИРС C6H(NO2)3O2PbH2O,
и тетразен C2H8ON. Они же используются в каче-
стве компонентов ударных и воспламенительных
составов, предназначенных для воспламенения
пиротехнических смесей, порохов и т. д.
Создание начального импульса в контактных
механических и дистанционных пиротехниче-
ских ВУ происходит под действием механиче-
ских сил (удара, накола). Особенность электроме-
Рис. 13.1. Огневая цепь ме-
ханического взрывателя не-
предохранительного типа:
1 - жало; 2 - КВ; 3-КД;
4 — детонатор
ханических ВУ - использование для возбуждения ОЦ начальных электрических
импульсов, которые вызывают срабатывание КВ или ЭВ, усиливаются и слу-
жат для инициирования детонации последующих элементов ОЦ (см. рис. 13.1
и 13.2). Усиление и передача взрывного импульса продолжаются до тех пор,
пока детонация последнего элемента ОЦ не вызовет подрыв боевого заряда.
Последний элемент ОЦ, как правило, - детонатор, сообщающий детонацион-
ный импульс заряду БВВ, объем которого ограничивается габаритами ВУ. В свя-
зи с этим иногда необходимый взрывной импульс (более мощный, чем от дето-
натора ВУ) получают от дополнительных детонаторов, размещенных в гнездах
(стаканах) или каналах боевого заряда ВВ. В этом случае детонатор ВУ назы-
вают основным, а детонаторы, расположенные в боевом заряде, - дополнитель-
ными. В качестве ВВ для детонаторов обычно применяют индивидуальные БВВ
и составы более мощные и более чувствительные, чем широко распространен-
ный ТНТ, а именно тетрил, состав ТГ, гексоген или ТЭН (два последних БВВ,
428
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
как правило, флегматизированные). Масса заряда детонатора составляет 1... 15 г,
но может достигать и 50...150 г. Чем больше масса разрывного заряда БП
(и чем ниже его чувствительность), тем больше должна быть масса детонатора.
Детонатор и разрывной заряд БП, как правило, располагают или соосно, или по-
гружая заряд детонатора на его полную высоту в разрывной заряд, или используя
схему «торец к торцу», т. е. не утапливая заряд детонатора в разрывной заряд.
Детонатор приводится в действие взрывным (детонационным) импульсом
либо от КД (или ЭД) в случае непредохранительных или полупредохранитель-
ных ВУ, либо от ПЗ в случае ВУ предохранительного типа (см. рис. 13.1 и 13.2
соответственно). Передаточный заряд выполняют из таких БВВ, как ТЭН,
Механический
взрыватель
Электромеханический
взрыватель
Установочное
устройство
Изоляция
КВ (ЭВ) - КД
Изоляция
КД(ЭД)-Д
Детонатор
к БЧ
кБЗ
Рис. 13.2. Огневая цепь механического и электромеханического взрывателя или ВУ
предохранительного типа:
КС - контакт срабатывания; ИП - источник питания; ЭВ - электровоспламенитель;
БЗ - боевой заряд; 3 - замедлитель; У - усилитель; ПЗ - передаточный заряд; Д - дето-
натор; БЗ - боевой заряд
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 429
тетрил (реже гексоген и октоген), прессованием до плотности зарядов из те-
трила и ТЭНа, равной 1,5... 1,6 г/см3, а из гексогена- 1,60... 1,68 г/см3. Взрыв-
чатое вещество запрессовывают или в специальный тонкостенный стальной
колпачок, или непосредственно в гнездо диафрагмы, являющейся элементом
конструкции ВУ.
При отсутствии в ОЦ передаточного заряда пусковым элементом детонатора
ВУ становится КД, в состав которого помимо БВВ входят также более чувстви-
тельные ИВВ. Комбинированные КД дают более мощный взрывной импульс
по сравнению с капсюлями, содержащими только ИВВ, что сводит к минимуму
объем применяемых в капсюлях ИВВ, а следовательно, и размеры КД. Уменьше-
ние размеров КД существенно повышает безопасность взрывателей. Чем тоньше
слой ВВ, тем меньшие напряжения возникают в нем при перегрузках и тем ниже
вероятность самопроизвольного взрыва.
Капсюли-детонаторы взрывателей бывают двух видов: лучевые и нагольные
(рис. 13.3), отличающиеся в основном составом ВВ первичного слоя (в лучевых
КД - это ТИРС, а в нагольных - специальный ударный состав). Существует не-
сколько видов хорошо отработанных КД (рис. 13.4), надежных как по безопас-
ности и безотказности, так и по мощности действия. Конструкторы обязаны
при разработке нового образца взрывателя использовать в нем только штатные
КД. Время срабатывания нагольных КД зависит от скорости накола (удара)
и составляет от 20 до 70 мкс. Время срабатывания лучевых КД обусловлено
интенсивностью форса огня, создаваемого КВ или усилителем (см. рис. 13.2),
и достигает 20...200 мкс и более.
Жало
Стифпат свинца
с тетразеном,
нитратом бария
и антимонием
Луч
ТНРС
Азид свинца
с хлоратом калия
и антимонием
Тетразен
с антимонием
Азид свинца
Тетрил
Рис. 13.3. Типовые конструктивные схемы КВ (а, б) и КД (в, г)
430
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
0 3,05
0 6,1
0 3,5
Рис. 13.4. Разновидности конструкции КВ и КД:
а-КВ нагольного действия (КВ-Н-1, КВ-Н-13, КВ-Н-15); б-КД лучевого действия
(КД-Л-30-Т, КД-Л-9, КД-Л-2); в - КД нагольного действия (КД-БШ-30, КД-Н-19, КД-Н-10)
Наиболее распространенные КВ содержат ударные составы (механические
смеси) в двух вариантах:
а) гремучая ртуть, бертолетова соль (хлорат калия), антимоний (трехсер-
нистая сурьма Sb2S3);
б) стифнат свинца, тетразен, нитрат бария, антимоний.
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 431
Из всех индивидуальных ИВВ, используемых в КВ и КД, гремучая ртуть
более чувствительна к механическим воздействиям и ее применяют как осно-
ву в наиболее распространенных рецептах КВ при массовом содержании от 15
до 50 %. Известные рецептуры накольно-ударных составов КВ - композиции
азида свинца и ТИРС, которые отличаются повышенной термостойкостью.
Существуют и другие рецептуры часто применяемых капсюльных составов
(табл. 13.1).
Масса капсюльных зарядов составляет 0,03...0,20 г. Ее запрессовывают
в металлические колпачки под давлением 100...130 МПа (для составов с ГР)
и 50 МПа (для составов на основе ТИРС и азида свинца). Для изготовления кол-
пачка КВ кроме меди иногда используют и другие материалы (мельхиор, алюми-
ний), учитывая при этом, что азид свинца не реагирует с алюминием и никелем,
но взаимодействует с медью, образуя очень чувствительное к воздействиям
Таблица 13.1. Характеристики некоторых КВ для контактных и дистанционных
взрывателей и ВУ
КВ Корпус Капсюльный состав, % т, г р •> г прес7 МПа
d, мм А, мм 8, мм ГР БС А НБ
КВ дистанционных взрывателей и ВУ
№ 1 3,05 3,20 0,08 15 25 45 15 0,021 100
Т-3 4,25 4,60 0,13 25 37,5 37,5 - 0,130 по
АГДТ 4,24 3,20 0,07 25 37,5 37,5 - 0,080 100
КВ-11 5,72 5,15 0,03 25 37,5 37,5 - 0,130 100
КВ контактных взрывателей и ВУ
№2 3,85 4,00 — 15 25 45 15 0,070 120
МД-5 3,85 4,00 0,09 25 3,75 3,75 - 0,075 120
ктм 5,71 3,33 0,12 25 3,75 3,75 - 0,130 110
КТД 5,71 3,33 0,07" 25 3,75 3,75 - 0,130 ПО
МР 5,71 3,33 0,07" 50 25 25 - 0,130 130
РГМ 6,10 3,05 0,16"’ 50 25 25 - 0,210 120
АД 4,25 4,60 — 28 36 36 - 0,135 100
МД 3,20 3,20 0,09 25 3,75 3,75 — 0,033 120
ГВМЗ’ 5,65 3,85 — — - - - 0,100 50
Примечание, d-диаметр; h — высота; 8- толщина; ГР - гремучая ртуть; БС - бертолето-
ва соль ; А - антимоний; НБ - нитрат бария; i т - масса капсюльного заряда; р ес -, давление
прессования заряда.
* КВ ГВМЗ содержит: ТНРС - 0,2 г; азид свинца - 0,045 г; тротил - 0,2 г.
** Толщина кружка в дне колпачка (со стороны накола).
*** Толщина дна.
432
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
соединение. Гремучая ртуть в присутствии влаги образует с медью соединение,
очень чувствительное к трению, а с алюминием реагирует с выделением тепло-
ты и возникновением невзрывчатого продукта.
Время срабатывания КВ зависит от скорости накола vh (скорости движе-
ния жала) и уменьшается от 300...600 мкс до 50...60 мкс при увеличении &н
от 1,2 до 20 м/с. При &н = 140 м/с время срабатывания КВ снижается примерно
до 20 мкс. Энергия срабатывания КВ - кинетическая энергия, которой облада-
ет ударник в момент соприкосновения его жала с КВ, составляющая порядка
0,1 Дж.
В целом для ОЦ характерна тенденция снижения чувствительности и уве-
личения мощности действия (в том числе и за счет возрастания масс ВВ и пи-
ротехнических составов) от одного элемента ОЦ к последующему (см. рис. 13.1
и 13.2). КВ и ЭВ более чувствительны к механическим воздействиям (инерцион-
ным перегрузкам и нагреву), чем возбуждаемые ими лучевые КД (в электриче-
ских взрывателях ЭВ более чувствительны к электрическому импульсу, чем ЭД).
Все применяемые в современных взрывателях КВ, КД, передаточные
заряды и детонаторы должны обладать высокой надежностью действия
и быть термостойкими, ибо при наружной подвеске авиационных БП на со-
временных сверхзвуковых самолетах они не должны терять своих свойств
в условиях кинетического нагрева конструкций ВУ авиационных бомб и ра-
кет. Взрыватели артиллерийских БП должны выдерживать (вместе с БП)
нахождение до 30 мин в канале ствола орудия, разогретого стрельбой с мак-
симальным темпом.
Во взрывателях полупредохранительного типа для устранения преждевре-
менных разрывов БП при самопроизвольном срабатывании КВ (или ЭВ) их изоли-
руют от КД. Взрывательные устройства с изоляцией КД от детонатора получили
название взрывателей предохранительного типа. Приспособление для изоляции
КД гарантирует от преждевременного разрыва БП и в случае срабатывания КВ,
поэтому дополнительная изоляция КВ во взрывателях предохранительного типа
не нужна.
Создание стойких к перегрузкам КВ и КД позволяет в некоторых типах
БП применять взрыватели непредохранительного типа (в них нет изоляции кап-
сюлей). Особенно широкое распространение получили взрыватели непредохра-
нительного типа в БП, для которых характерны сравнительно малые перегрузки
(неуправляемые PC, мины, АБ), а также в малогабаритных БП.
В конструкциях контактных ВУ часто имеются установочное устройство
и специальный замедлитель, обеспечивающие срабатывание ВУ при ударе
о преграду с замедлением или без него. В состав замедлителя помимо корпуса
(колпачка, втулки) в общем случае входят следующие пиротехнические элемен-
ты: воспламенитель (В или ВПт), усилитель (У или УПт) и собственно замед-
литель (3 или ЗПт), состоящие из пиротехнических составов (ПТС), которые
способны к устойчивому горению и не содержат ИВВ (рис. 13.5). Как правило,
это ПТС на основе дымных порохов или специальных малогазовых составов,
не обладающих гигроскопичностью и другими недостатками, свойственными
дымному пороху.
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 433
Рис. 13.5. Типовые конструкции пиротехнических элементов замедлителей:
1 - корпус (например, колпачок, втулка)
Разновидности ОЦ механических ВУ. В ряде механических ВУ (головных
ВУ мгновенного действия) отсутствует КВ, а жало ударника накалывает непо-
средственно КД. В этом случае сокращается время срабатывания, повышается
безотказность, уменьшаются габариты ВУ. Однако для контактных ВУ с установ-
кой на замедление нельзя отказаться от КВ и лучевого КД, так как замедление
можно обеспечить лишь задержкой в передаче луча на пути КВ —»КД. Задержать
же действие взрывателя замедлением передачи детонационного импульса (на
пути КД Д) невозможно. Взрыватели с накольными КД (без КВ) могут быть
непредохранительного или предохранительного типа. У взрывателей БП малого
калибра (23 и 30 мм) отсутствует детонатор (а стало быть, и ПЗ), поэтому они
бывают непредохранительного или полупредохранительного типа.
В зависимости от калибра БП и его назначения возможны следующие раз-
новидности ОЦ механических ВУ:
434
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
• КВ —» 3 —»У —> КД —> ПЗ —> Д - характерна для ВУ предохранительного
типа с несколькими установками;
• КВ —» 3 —> У —> КД —> Д - применяют в многоустановочных артиллерий-
ских взрывателях полупредохранительного типа, а также ракетных и авиаци-
онных ВУ непредохранительного типа;
• КВ —» КД —> Д - используют во взрывателях с одной или двумя установ-
ками полупредохранительного (или непредохранительного) типа;
• КД ПЗ —> Д - характерна для взрывателей мгновенного действия
предохранительного типа;
• КД —> Д - применяется для взрывателей мгновенного действия непредо-
хранительного типа;
• КВ —> КД - столь короткую цепочку используют во взрывателях к мало-
габаритным БП непредохранительного и полупредохранительного типа (напри-
мер, в современных малокалиберных авиационных снарядах);
• КД - одиночный элемент ОЦ, характерный только для взрывателей к мало-
габаритным БП непредохранительного типа.
Особенности устройства ОЦ взрывателей и ВУ электрического типа.
Как уже отмечалось выше, ОЦ взрывателей электрического типа срабатывают
при прохождении импульса тока через ЭВ или ЭД (см. рис. 13.2). На практике
наиболее распространены два вида ЭВ: мостиковые и искровые (рис. 13.6). В ка-
Рис. 13.6. ЭВ мостикового (а), щелевого (контактно-калильного) (б) и искрового (в)
типов:
1 - электровыводы (электроды); 2 - мостик; 3 - капсюльный заряд (основной); 4 - обо-
лочка (в том числе многослойная) на основе лака; 5 — контактно-калильный капсюльный
состав с токопроводящими добавками из порошков металлов или графита (воспламе-
нение происходит за счет теплоты, выделяемой при прохождении тока через состав);
5и - искровой зазор
честве главного компонента капсюльного заряда ЭВ, чувствительного к теплоте,
используют ТНРС, но иногда также применяют роданистый свинец Pb(NCS)2
и азид свинца, реже - ГР. Горючие и окислительные добавки в ЭВ - те же веще-
ства, что и в КВ. Связующими или цементирующими веществами в ЭВ служат
столярный клей, антимоний, нитролак.
Мостик в ЭВ мостикового типа (рис. 13.7) изготовляют из проволоки (ни-
хрома или константана диаметром 10...30мкм, длиной 1,0...2,5 мм), обладающей
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 435
6
Рис. 13.7. Разновидности конструкций ЭВ мостикового типа:
1 - колпачок; 2 - капсюльный заряд; 3 - конец провода (электрод); 4 - заливочная
масса; 5 - электрические провода (выводы); 6 - мостик; 7 - электропроводящее покры-
тие; 8 - пластмассовая колодочка; 9 - уплотнительная втулка; 10 - чашечка; 11 - лак;
12 - замедлитель пиротехнический; 13 - гильза; 14 - электроконтактная шайба
большим удельным сопротивлением и не вступающей в химическую реакцию
с ИВВ. Проволока припаивается (или приваривается точечной сваркой) к элек-
тровыводам и окружается воспламенительным составом - небольшим зарядом
высокочувствительного ИВВ, как правило, ТИРС на нитролаке (ранее широко
использовали смесь роданистого свинца и хлората калия, замешанную на водном
растворе столярного клея). Формирование капсюльного заряда ЭВ, предназна-
ченного для артиллерийского выстрела, проводят под давлением около 50 МПа.
Наряду с общими требованиями ко всем средствам инициирования (мощность
взрывного или лучевого импульса, время срабатывания, стойкость к инерционным
436
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
перегрузкам, вибрации, нагреву и т. д.) к ЭВ и ЭД предъявляют специальные тре-
бования: достаточная чувствительность к энергии возбуждения, защищенность
от действия блуждающих токов, статического электричества и т.п.
Электрическая энергия (~10-3 Дж), необходимая для срабатывания ЭВ,
зависит от длительности электрического импульса и амплитуды напряжения.
При срабатывании от запального конденсатора емкостью 0,25 мкФ, заряжен-
ного до напряжения 35.. .60 В, время срабатывания типового ЭВ (ТНРС на ни-
тролаке) с сопротивлением мостика 7...20 Ом составляет около 100...500 мкс.
Обеспечение термостойкости ЭВ - менее сложная задача, чем для накольных
КВ. Это связано с тем, что в ЭВ используют термостойкие ИВВ (ТНРС и азид
свинца). Например, существуют ЭВ с энергией срабатывания Жэв = 10-4 Дж, ко-
торые сохраняют работоспособность после нагревания при температуре 230 °C
в течение 4 ч.
В ОЦ электрических ВУ находят применение три типа ЭД: мостиковые, ис-
кровые и накольно-искровые. Конструктивная схема мостикового ЭД (рис. 13.8)
представляет собой комбинацию из ЭВ и лучевого КД, объединенных в одном
корпусе. Оболочка (корпус) предохраняет ЭД от разрушения, обеспечивая удоб-
ство и безопасность применения. При пропускании через мостик ЭВ электри-
ческого тока напряжением от единиц до нескольких десятков вольт происходит
нагревание мостика до температуры, при которой начинается химическая реак-
ция разложения (воспламенения) воспламенительного состава и последующий
Рис. 13.8. Конструкции мостиковых ЭД:
1 - колпачок; 2 - вторичный заряд из БВВ (чаще всего ТЭН); 3 - первичный заряд
из ИВВ (ТНРС или азид свинца); 4 - чашечка; 5 - пластмассовая колодочка; 6 - защит-
ный металлический колпачок; 7 - электрические выводы с электродами У; 8 - нитролак
с алюминиевой пудрой; 9 - мостик накаливания; 10 - защитная проволочная обмотка;
И - дополнительная пластмассовая колодочка
13.2. Общие принципы устройства и классификация взрывателей и ВУ 437
взрыв усилителя (азида свинца), инициирующего запрессовку вторичного за-
ряда из БВВ. В некоторых типах мостиковых ЭВ нить накаливания может не-
посредственно контактировать с азидом свинца (см. рис. 13.8). Для усиления
детонации в таких ЭД размещают несколько слоев ТЭНа различной плотности,
возрастающей по направлению от верхнего слоя к нижнему. Навески ТЭНа прес-
суют под давлением около 100 МПа в нижнем слое и около 50 МПа - в среднем,
а в верхнем слое используется подсыпка ТЭНа, незначительно уплотняемого
в процессе подпрессовки колпачка с азидом свинца в корпус ЭД (азид свинца
прессуется в колпачок с электрическим мостиком под давлением до 50 МПа).
Время срабатывания мостиковых ЭД от запального конденсатора, заряженного
до напряжения 35...60 В, составляет приблизительно 10...30 мкс.
В искровых ЭД (ИЭД) электроды не соединяются мостиком накалива-
ния, а между ними оставляется зазор (искровой промежуток 5и порядка 1 мм),
который непосредственно заполняется азидом свинца (рис. 13.9, а). Масса на-
вески ИВВ в типовых ИЭД составляет 0,1 ...0,2 г, а масса вторичного заряда
из БВВ (обычно из ТЭНа различных плотностей) - 0,2...0,4 г. До установки
Рис. 13.9. Конструкции искровых (а) и накольно-искровых (б) ЭД:
1 - гильза; 2 - электроконтактный колпачок; 3 - предохранительный винт; 4 - пру-
жина; 5 - центральный электрод; 6 - пластмассовая колодочка; 7 - первичный заряд;
8, 9 - слои № 1 и 2 вторичного заряда; 10 - чашечка; 11 - кольцевой электрод;
12 - накольный состав; 13 - защитный металлический колпачок; 14 - защитная
проволочная обмотка
438
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
во взрыватель искровой промежуток ИЭД шунтируется подпружиненным кон-
тактным колпачком с помощью специального стопорного (предохранительного)
винта 3, который после сборки удаляется. При воздействии на ИЭД напряжения,
достаточного для пробоя зазора (600.. .3000 В), возникает разряд, вызывающий
быстрое воспламенение и взрыв вначале ИВВ, а затем и БВВ. Время срабатыва-
ния ИЭД (2.. .5 мкс) практически не зависит от мощности начального электриче-
ского импульса (достаточна энергия 10-5... 10-4 Дж), а определяется в основном
значением напряжения на электродах ИЭД. Небольшая энергия срабатывания
и практическая мгновенность действия позволяют использовать ИЭД во взры-
вателях к кумулятивным БП. При этом в качестве источника энергии иниции-
рования, как правило, применяют пьезоэлектрический генератор.
Разновидностью ИЭД является электродетонатор двойного действия - на-
кольно-искровой (рис. 13.9, б), но существуют и мостико-лучевые комбиниро-
ванные ЭД. Наряду со штатными средствами инициирования в настоящее время
разработан ряд новых малогабаритных и миниатюрных ЭД и КД. Номенклатура
уже применяемых изделий превышает 20 наименований. Особенность мало-
габаритных и миниатюрных ЭД и КД - малый (околокритический) диаметр
(2...5 мм) и малая высота используемых в них зарядов ВВ. Конструкции КД
содержат последовательно запрессованные в оболочку заряды БВВ и ИВВ об-
щей массой от 0,04 до 0,3 г. Поверх заряда ИВВ в КД прессуют навески ТНРС
массой 0,005...0,01 г. В электродетонаторах применяют специальный электро-
воспламенительный узел с мостиком накаливания, который досылается в обо-
лочку КД. Оболочки могут быть выполнены из алюминия, мельхиора или сталей
специальных марок.
Перспективны также новые принципы устройства ЭД без инициирующих
ВВ, обеспечивающие повышенную безопасность, например, ЭД со взрыва-
ющимся мостиком. Инициирование заряда БВВ этих ЭД осуществляется подачей
энергии, превышающей энергию сублимации материала мостика. Мгновенный
переход материала мостика из обычного твердого состояния в парообразное
(электрический взрыв проводника) сопровождается возникновением УВ и прак-
тически мгновенным (~1 мкс) инициированием ВВ. С этой целью также можно
использовать устройства лазерного инициирования БВВ, механизмы прямого
инициирования ВВ с помощью высокоскоростного метания пластин, а также не-
посредственное воздействие пучка электронов на ВВ и некоторые другие методы.
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов.
Общие принципы устройства и действия
При рассмотрении физических принципов устройства и действия КМВУ
помимо четкого представления о его принципиальной структурной схеме и кон-
структивных особенностях необходимы также и знания о силах и перегрузках, дей-
ствующих на взрыватель на различных этапах его эксплуатации. Эти знания тре-
буются как для проведения расчетов при проектировании новых ВУ для штатных
БП, так и для предварительных оценок пригодности существующих взрывателей
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
439
к новым артиллерийским системам и БП. Кратко остановимся лишь на тех момен-
тах, которые имеют первостепенное значение при уяснении принципа действия
взрывателей и необходимы для их проверок на безопасность и взводимость.
Силы, действующие на ВУ в служебном обращении
На этом этапе на ВУ могут действовать как вибрационные, так и ударные
перегрузки, возникающие в процессе транспортировки изделий, а также в резуль-
тате случайных падений БП при переноске и погрузочно-разгрузочных работах.
Теоретические и экспериментальные исследования показали, что макси-
мальных значений перегрузки, действующих на ВУ в условиях служебного
обращения, достигают: а) при падении ВУ в составе БП дном вниз (или любом
другом положении) с высоты 3.. .5 м на грунт или песок - от 10 до 100 и более
единиц длительностью порядка десятых и сотых долей секунды; б) при падении
на дерево, асфальт или бетон - от 100 до 1000 единиц длительностью порядка
единиц и десятков миллисекунд; в) при падении на стальные преграды - от 500
до 2000 единиц длительностью от десятых долей до нескольких миллисекунд
(в зависимости от положения при падении).
Сравнение характеристик этих перегрузок с характеристиками, возника-
ющими при выстреле (пуске) БП, позволяет правильно выбрать необходимый
в каждом конкретном случае тип ПМ.
Силы, используемые для взведения ВУ
Взрыватели артиллерийских снарядов и некоторых типов ракет при вы-
стреле и на траектории полета подвержены действию перегрузок и ускорений,
существенно превышающих те, которые имеют место в служебном обраще-
нии. Возникающие на данном этапе (при выстреле или пуске) инерционные
силы, действующие на все подвижные детали взрывателя, используются для
взведения практически всех артиллерийских и многих ракетных взрывателей.
Взрыватели для большинства конструкций авиационных бомб не подверже-
ны действию больших ускорений. Поэтому взведение бомбовых взрывателей
обычно осуществляется либо с помощью ветряночных механизмов, либо
с помощью специальных пусковых устройств (механических и электриче-
ских). Рассмотрим основные силы, используемые для взведения взрывателей
снарядов и ракет.
Силы, действующие на детали ВУ
при заряжании снаряда в камору орудия
В общем случае процесс заряжания состоит в перемещении БП от места их
накопления на линию досылания (процесс подачи) и досылки (перемещение) БП
в камору орудия. И подача, и досылка могут быть ручной, механизированной
или автоматической. Механизированные процессы осуществляются с помощью
механизмов, управляемых вручную, а автоматические - без вмешательства
человека. Кроме того, различают комплектные и некомплектные процессы.
440
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Например, при комплектной досылке необязательно досылается унитарный
патрон - совместно могут досылаться и не соединенные между собой снаряд
и заряд (тандем).
На этом этапе подготовки к выстрелу имеет смысл оценивать только по-
ступательные ускорения БП, возникающие при работе артиллерийских досы-
лателей. Досылка БП является весьма ответственной операцией. Неправильное
выполнение может приводить к задержкам при стрельбе, механическим по-
вреждениям БП.
Конструктивное исполнение взрывателей к унитарным БП определяется
следующими факторами:
- ускорением при разгоне подвижных деталей досылателя вместе с БП (на-
чальное ускорение);
- ускорением торможения БП на конечном участке движения.
Если величина начального ускорения определяется по техническим характе-
ристикам досылателя, то минимальная конечная скорость при досылке унитарного
патрона должна обеспечивать надежную работу выбрасывателя оружия - она
должна быть в пределах 0,6 ... 1 м/с. При большой конечной скорости досылки
патрона и, соответственно, большого ускорения торможения самым вероятным
повреждением БП является его распатронирование. Оно особенно опасно, если
при попытке разрядить орудие, когда снаряд, заклиненный в опорном конусе,
не извлекается вместе с гильзой, а высыпается в камору разогретого ствола.
Величина максимально допустимого ускорения торможения, учитываемого в
конструкции взрывателя, определяется по величине Ртю1 - максимально допу-
стимого усилия распатронирования унитарного выстрела.
При раздельно-гильзовом заряжании конечная скорость досылки снаряда
и, соответственно, ускорение торможения определяются из условия надежного
заклинивания (фиксации) его ведущего пояска в опорном конусе каморы. Ми-
нимально допустимая конечная скорость досылки снаряда составляет 0,8 м/с.
На практике ее принимают не менее 1,2... 1,5 м/с. Максимальная скорость до-
сылки снаряда не должна превышать 9,5 м/с.
Величину ускорения торможения снаряда при досылании можно определить
по усилию выпрессовки досланного снаряда (из каморы) - Рвыпр. Значение ^>ВЬ|Пр
должно составлять примерно 7 ... 8 весов снаряда, т. е.
где т - масса снаряда; g - ускорение свободного падения.
На этапе заряжания снаряда в камору орудия силы инерции, действующие
на подвижные детали взрывателей, определяются следующим образом.
Начальное ускорение ан определяется по техническим характеристикам до-
сылателя, а сила инерции по формуле
F =т а ,
ин дет и’
где /идет - масса подвижной детали взрывателя.
Ускорение торможения <зт определяется:
для унитарного БП - по величине Ртвл по формуле
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
441
Р
извл
а ------,
н т
для выстрела раздельно-гильзового заряжания - по величине ^’выпр:
Р
___ выпр
т т
В обоих видах сила инерции торможения Fm определяется по формуле
F -т а ,
ит дет т ’
а вектор силы инерции Fm совпадает с вектором скорости досылания БП.
Силы, действующие на ВУ при выстреле (пуске)
Во время движения снаряда по каналу ствола артиллерийской системы или
на активном участке (для РС) на узлы и механизмы ВУ действуют четыре силы
инерции (рис. 13.10):
- осевая сила инерции S, вызываемая ускорением снаряда dvjdt под дей-
ствием давления пороховых газов;
- центробежная сила инерции С, обусловленная вращением БП вокруг своей
оси с угловой скоростью со;
- касательная, или тангенциальная, сила инерции Т, возникающая при из-
менении угловой скорости БП;
Рис. 13.10. Схема действия сил инерции на детали взрывателя при движении снаряда
в канале ствола (а) и на траектории (б):
г - удаление центра масс детали от оси вращения ВУ; Sn - сила набегания
442
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
- кориолисова сила инерции К, действующая на узел взрывателя в случае
его перемещения относительно корпуса взрывателя (при (О Ф 0).
Первую из этих сил определяет так называемый коэффициент линейной
взводимости кх - Smm/ (тд g), где 5тах - максимальная сила инерции; тд - масса
детали взрывателя. Под действием силы S детали ВУ стремятся переместиться
в сторону, противоположную направлению движения БП.
Коэффициент для данного конкретного орудия, снаряда и его метатель-
ного заряда (так же, как дульная скорость, максимальное давление и перегрузки
при выстреле) - величина постоянная и служит для нахождения 5тах от линей-
ного ускорения, развиваемого любой деталью ВУ (5пах = кхтд g) при выстреле.
Знание кг значительно упрощает предварительные расчеты при проектировании
ВУ. По значению коэффициента кх можно судить об усилиях, которые развива-
ются во взрывателях, применяемых для данной артиллерийской системы. Более
того, если используется штатный артиллерийский снаряд к новой системе, то
без тщательных расчетов мы можем предварительно судить, будет ли работать
этот взрыватель в новой системе (или же на уменьшенных зарядах существу-
ющей артиллерийской системы).
Для современных артиллерийских систем диапазон значений к{ составляет
от нескольких сотен (минометы) до нескольких десятков тысяч единиц (мало-
калиберные зенитные и авиационные пушки). Следовательно, при выстреле
из артиллерийских систем инерционные перегрузки во много раз превосходят
перегрузки, возникающие в служебном обращении. Это обстоятельство и по-
зволяет для ВУ к таким БП разрабатывать простейшие инерционные предохра-
нительные механизмы (ИПМ) с непрерывным движением взводящейся детали,
которые обеспечивают безопасность взрывателя в служебном обращении и на-
дежное их взведение при выстреле.
По этим же соображениям для взрывателей к артиллерийским минам (с гораз-
до меньшими значениями Л,) применяют ИПМ с прерывистым (зигзагообразным)
движением взводящей детали (взрыватель В-12). Аналогичные ИПМ используют-
ся и для ВУ к PC (взрыватель В-5). Однако учитывая, что в этом случае перегрузки
при пуске значительно меньше максимальных значений перегрузок в условиях
служебного обращения, а следовательно, и то, что у ИПМ очень слабая предохра-
нительная пружина, взводящаяся деталь этих устройств обычно имеет линейный
участок паза, предшествующий зигзагообразному, в пределах которого она коле-
блется при транспортировании ВУ. Необходимое условие надежного взведения
ИПМ данного типа - длительное воздействие перегрузок, что характерно для ВУ
к минам и реактивным снарядам с твердотопливным двигателем.
Для ВУ к ракетам с жидкостным двигателем коэффициент линейной взводи-
мости измеряется единицами, что вообще исключает возможность применения
в них ИПМ. В связи с этим во взрывательных устройствах к таким БП широкое
использование находят аэродинамические, пиротехнические, газодинамические
и термические ПМ.
Во вращающихся БП возникает центробежная сила инерции, которая ко-
личественно характеризуется коэффициентом центробежной взводимости к2 -
= Стах/= w2max/где Стах ~ максимальная центробежная сила инерции,
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов 443
действующая у дульного среза; г - удаление центра масс детали от оси вращения
ВУ (эксцентриситет детали); <отах— максимальная угловая скорость ВУ.
Как показывают расчеты, для большинства артиллерийских ВУ, предназна-
ченных для систем среднего и малого калибров, а также для ВУ к вращающимся
(турбореактивным) РС можно использовать центробежные предохранительные
механизмы (ЦПМ). В отличие от ИПМ они обеспечивают взведение узлов ВУ
в районе дульного среза (или в конце активного участка траектории - для тур-
бореактивных снарядов), что является их очевидным преимуществом. Таким
образом, осевая сила инерции S и центробежная сила С — самые распростра-
ненные взводящие силы для артиллерийских БП.
Касательная сила инерции Т, как и рассмотренная ранее осевая сила инер-
ции S, пропорциональна ускорению поступательного движения. Для оценки
силы Т сравним ее с силой S:
Т _ 2пг
~S~l\d’
где т] - длина хода нарезов (в современных артиллерийских системах обычно
Г| > 20); d - диаметр БП. Эксцентриситет г всегда меньше радиуса БП (d/ 2).
Поэтому
m =^»о,1б.
\ S ) тах 20б/
Таким образом, при выстреле максимальное значение касательной силы Т
составляет не более 16% от аналогичного значения осевой силы S. В действи-
тельности г < d/2 и отношение Т/S значительно меньше 0,16. Кроме того, следу-
ет отметить, что вредное влияние силы Т сказывается на взведении ИПМ через
коэффициент трения. В большинстве случаев при анализе процесса действия
взрывателей этой силой можно пренебречь. Однако в некоторых конструкциях
взрывателей встречаются детали и узлы, для которых пренебречь силой Т не-
возможно. К ним относятся, например, установочные кольца пиротехнических
и часовых дистанционных взрывателей, имеющих ось вращения или центр масс,
совпадающие с осью взрывателя. В данном случае сила инерции от касатель-
ного ускорения влияет на взведение установочных устройств непосредственно
через момент пары сил. В связи с этим в конструкциях подобных взрывателей
предусматривают специальное фиксирующее устройство, устраняющее вредное
влияние силы инерции от касательного ускорения.
К аналогичным выводам можно прийти при оценке силы Т для взрывателей
к вращающимся (турбореактивным) снарядам. Действительно, в этом случае
Т _ rrctgY
где гс - радиус расположения сопел; у - угол между осями сопел, располага-
емых на периферии соплового блока, и осью снаряда; г. - радиус инерции сна-
ряда. В реальных конструкциях ВУ к РС это отношение также не превышает
0,15...0,20.
444
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Как уже отмечалось выше, при наличии перемещения детали или узла
взрывателя относительно его корпуса возникает еще одна сила - кориолисова
сила инерции К, значение которой определяется выражением
К=2т (ov sin а,
д отн 7
где ??отн - относительная скорость детали; ос - угол между направлением движе-
ния детали и осью вращения снаряда.
Очевидно, что если деталь относительно взрывателя не движется (<о - 0),
то и кориолисова сила равна нулю. Она равна нулю также и в случае, если век-
торы со и vom коллинеарны. Соответственно эта сила приобретает максимальное
значение, если деталь перемещается в плоскости, перпендикулярной оси ВУ (а =
= л/2). Следует также отметить, что в тех случаях, когда скорость &отн мала (на-
пример, при взведении центробежных стопоров), кориолисова сила инерции К
незначительна даже при больших значениях 0) и ею можно пренебречь. Однако
для центробежных ударников, перемещающихся со скоростью 5.. .6 м/с и более,
сила К значительна и с ней приходится считаться.
Безопасность в обращении и взводимость
взрывателей при выстреле
Безопасность трубок и взрывателей в обращении обеспечивается пре-
дохранителями, удерживающими подвижные детали, от которых зависит
взводимость взрывателей. Освобождение таких деталей и, следовательно,
взведение взрывателей в зависимости от конструкции механизма должно
происходить в канале ствола или за дульным срезом. Процесс взведения
в канале ствола осуществляется под влиянием сил инерции, а при вылете
снаряда за дульный срез - под действием центробежной силы или взводя-
щих пружин. Дальнее взведение взрывателей чаще всего обеспечивается
с помощью пороховых предохранителей, воспламеняемых при выстреле
накольным механизмом с КВ или ЭВ и реже механическим путем. Чтобы
удовлетворить требованиям безопасности и взводимости, предохранители
должны надежно удерживать детали взрывателей от перемещения в усло-
виях служебного обращения и вместе с тем освобождать их при движении
снаряда по каналу ствола или при вылете за дульный срез под влиянием
соответствующих сил.
Вследствие своей противоречивости эти требования выполнимы лишь
при определенных условиях, различных для каждого вида предохранителей.
Как уже указывалось ранее, все механические предохранители подразделяют-
ся на инерционные, центробежные и взводящиеся под давлением пороховых
газов. Инерционные предохранители (взводятся силой инерции от линейного
ускорения снаряда при выстреле) и предохранители, взводящиеся под давлени-
ем газов боевого заряда, могут быть жесткими или пружинными (упругими).
Центробежные предохранители бывают только пружинными.
Безопасность и взводимость инерционных механизмов с жесткими предо-
хранителями. Основное отличие жестких предохранителей от пружинных за-
ключается в том, что под влиянием взводящих усилий они получают остаточные
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов 445
деформации и, следовательно, не восстанавливают своей формы и утрачивают
сопротивление по прекращении этих усилий.
Основной параметр любого жесткого предохранителя - усилие, выражаемое
в килограммах или граммах, а точнее сила веса, которую необходимо приложить
к удерживаемой предохранителем детали для перемещения ее в положение,
отвечающее взведенному взрывателю. Сила, определяющая сопротивление
предохранителя, обозначается через R.
В то же время предохранители не могут быть изготовлены строго одинако-
выми по своей силе сопротивления, поэтому на их изготовление дается допуск,
заключенный между наименьшей допустимой силой сопротивления R и наи-
большей 7?тах. Предохранители, сила сопротивления которых выходит за пределы
этого допуска, бракуют.
Для определения необходимой силы сопротивления R предохранителя,
обеспечивающего безопасность взрывателя в обращении, требуется учесть все
случайности, которым может подвергаться снаряд с взрывателем в условиях
служебного обращения. Однако невозможность теоретического учета тех сил,
которые действуют на предохранители в условиях служебного обращения с БП,
вынуждает обратиться к многолетнему опыту боевого применения взрывателей
с жесткими предохранителями. Этот опыт позволяет утверждать, что безопас-
ность взрывателя может гарантироваться, если сопротивление предохранителя
будет не менее чем увеличенный в 2000 раз вес наиболее тяжелой из удер-
живаемых им деталей. Таким образом, условие безопасности определяется
неравенством 2000/?j < R , где рх = mag — вес наиболее тяжелой детали, число
2000 - так называемый коэффициент безопасности. Учитывая, что сила сопро-
тивления предохранителя может колебаться между значениями 7?min и R , в эту
формулу следует подставить минимальную силу сопротивления, так как при
большой силе сопротивления предохранителя безопасность взрывателя будет
также гарантирована. Таким образом, 2000р1 < R , а условие надежной взво-
димости из тех же соображений определяется неравенством 2?тах < 25тах/ 3, где
2/3 - коэффициент, обеспечивающий надежную взводимость при возможных
в практическом применении разбросах максимального давления пороховых
газов в канале ствола.
Разделив первое неравенство на величину р}, а второе - нар2 (вес взводящей
детали) и объединив оба неравенства в одно, получим условие безопасности
в обращении и надежной взводимости при выстреле механизмов с жесткими
предохранителями:
2000 <^- ...^L<-kv
Pi Pi 3
Если взрыватель предназначен для нескольких орудий, то расчет следует
проводить по наименьшему значению кг Однако необходимость универса-
лизации взрывателей в целях применения их для орудий с коэффициентами
линейной взводимости менее кх = 3500.. .4200 вынуждает отступать от требо-
ваний, выраженных последним уравнением. При этом возможны следующие
допущения:
446
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
- уменьшение допуска на силу сопротивления предохранителя до 20.. .25 %;
- увеличение коэффициента при к;
- снижение коэффициента безопасности до 1000.. .1500.
При этом необходимо иметь в виду, что перечисленные мероприятия вле-
кут за собой возможные отказы взрывателей при условиях, неблагоприятных
для взведения, и понижение безопасности взрывателей в условиях служебного
обращения.
Безопасность и взводимость инерционных механизмов с пружинными
предохранителями. Пружинные предохранители к инерционным деталям,
взводящимся при выстреле, обеспечивают большую безопасность механизма
в обращении по сравнению с жесткими предохранителями, так как не получают
остаточных деформаций в условиях служебного обращения и восстанавливают
свои размеры и способность к сопротивлению после тряски, ударов и случай-
ных падений снаряда. Это позволяет снизить коэффициент безопасности для
пружинных механизмов с 2000 до 1500, в результате чего условие безопасности
и взводимости для этого случая принимает вид
1500 <^212- ... А™» < - Р,
Р Р 3
где R . и R - наименьшая и наибольшая допустимые силы сопротивления
нппп иглах J г
пружин соответственно в момент накола жала ударника на КВ для пружин
накольных механизмов и дистанционных ударных механизмов (УМ); р - вес
ударника.
Пружинные предохранители широко используются в различных типах взры-
вателей и ВУ. Пружина обладает тем свойством, что ее сопротивление возрастает
пропорционально сжатию до полного соприкосновения витков друг с другом.
Если силу сопротивления пружины в момент полного сжатия обозначить 7?сж,
то сила сопротивления пружины 7?н в момент накола на капсюль должна быть
меньше 7?сж. Чтобы найти значение 2?н, строят график силы сопротивления пру-
жины с нанесением на него предельного положения деталей рассматриваемо-
го механизма. Предельные значения ^Hmin и 7?нтах для расчета по последней из
вышеприведенных формул подбирают по конкретным данным для пружин в их
предельном положении с учетом допусков на жесткость, размеров и погреш-
ностей изготовления пружин так, чтобы получить наименьшее и наибольшее
из всех возможных значений сопротивлений пружины в момент накола.
Условие правильного действия дистанционного УМ - также необходимое
углубление жала в КВ, гарантирующее воспламенение последнего. Размер углуб-
ления обычно колеблется от 2 до 3 мм.
Расчет безопасности и взводимости ИПМ, представляющих собой механиз-
мы с пружинными предохранителями, аналогичен изложенному. Его отличие
заключается лишь в том, что вместо 7?н в уравнение безопасности и взводимо-
сти следует подставить Ra - силу сопротивления пружины в момент взведения
механизма (освобождения удерживаемой им детали, при перемещении которой
происходит взведение ВУ).
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
447
На практике коэффициент безопасности для пружины ПМ выбирается
значительно меньшим, чем 1500: он обычно колеблется в пределах 900-1000
или 650-700 во взрывателях для гаубиц и минометов соответственно. Практика
показывает достаточную безопасность таких механизмов, несмотря на отсут-
ствие в них походного крепления. Повышение безопасности пружинных ПМ
обеспечивают увеличением пути взведения детали, на котором работа силы
сопротивления пружины гасит кинетическую энергию оседающей детали,
возникающую при ударах и тряске снаряда в условиях служебного обращения.
Безопасность и взводимостъ механизмов с центробежными предохрани-
телями. Центробежные предохранители, в отличие от инерционных, взводятся
центробежной силой при движении снаряда по каналу ствола или за дульным
срезом. До выстрела предохранители удерживаются на месте винтовыми, коль-
цевыми или пластинчатыми пружинами, инерционными стопорами и реже по-
роховыми предохранителями.
По устройству и характеру действия центробежные предохранители могут
быть двух типов: поступательного (центробежные стопоры) и вращательного
(плашки) движения. Механизмом с центробежными стопорами оснащены взры-
ватели МГ-37, ГКВ, ДБР-2, ДБТ, Т-5, ВМ-30 и др.
Взводимость центробежных предохранителей необходимо рассчитывать
исходя из учета центробежных сил, действующих при выстреле. Что касается
безопасности механизмов с такими предохранителями, то при симметричном
расположении стопоров, свойственном подавляющему большинству взрыва-
телей, она не может быть нарушена при тряске, случайных падениях снаряда
и ударах в условиях служебного обращения. Это объясняется тем, что при любых
ударах снаряда в центробежных стопорах не могут развиться такие силы, кото-
рые были бы одновременно направлены в разные стороны, в связи с чем стано-
вится невозможным и их взведение. В этом заключается одно из значительных
преимуществ центробежных предохранителей по сравнению с инерционными.
Тем не менее в условиях служебного обращения с БП могут возникать, хотя
и крайне редко, случаи взведения центробежных предохранителей. Это может
произойти при скатывании снаряда по наклонной плоскости, что более всего
вероятно при погрузке БП в железнодорожные вагоны и на суда. Поэтому для
установления безопасности взрывателя с центробежными предохранителями
определяют центробежную силу, развиваемую стопорами при качении снаряда
по наклонной плоскости. С одной стороны, в целях безопасности механизма
в обращении необходимо, чтобы эта центробежная сила была меньше силы
сопротивления Ra предохранительной пружины в момент освобождения стопо-
рами удерживаемой детали. Однако практика показывает, что применительно
к снарядам практически всех калибров наличие во взрывателе ЦПМ полностью
гарантирует его безопасность в условиях служебного обращения.
С другой стороны, для взведения механизма при выстреле нужно, чтобы
центробежная сила стопора была больше силы сопротивления Ra пружины.
При этом введением специального коэффициента учитывают падение угловой
скорости снаряда во время его полета на траектории, а для механизмов, у ко-
торых возвращение стопоров в первоначальное положение после взведения
448
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
невозможно, принимают во внимание допустимое снижение начальной скорости
в зависимости от износа канала ствола и от изменения внешней температуры.
Силы, действующие на детали и узлы ВУ артиллерийских БП
на траектории
При вылете БП за дульный срез (в период последействия) давление порохо-
вых газов на дно снаряда и сила инерции от поступательного ускорения быстро
уменьшаются. За дульным срезом центробежная сила некоторое время еще со-
храняет свое максимальное значение, а затем начинает относительно медленно
снижаться в связи с торможением БП в воздухе. Это снижение ориентировочно
можно определить по эмпирической формуле, предложенной Слезкиным:
-0,06<
со = <о0 ехр----t-— >
2mgf v*/5dt
о
где (О и со0 - текущая и начальная (максимальная) угловые скорости БП; /, d
и mg- длина, калибр и вес БП соответственно; vc- текущее значение линейной
скорости БП.
Установлено, что падение угловой скорости при стрельбе на дальности
действительного огня достигает для снарядов малых калибров 40 %, средних
калибров 20...30%, крупных калибров менее 10 %. Таким образом, наиболее
интенсивно угловая скорость уменьшается на траектории для малокалиберных
зенитных БП. Этот факт нашел практическое применение в конструкциях взры-
вателей к этим БП, в частности, на нем основан принцип действия механических
(центробежных) самоликвидаторов.
На траектории под действием силы сопротивления /?в воздуха БП тормозится
и появляется отрицательное ускорение dvj dt. Соответствующая сила инерции,
получившая название силы набегания 5н (см. рис. 13.10, б), обусловливает пере-
мещение деталей ВУ в направлении движения БП. Эта сила характеризуется
коэффициентом набегания k=SH/(mg). На траектории с уменьшением скорости
БП убывает и сила набегания. В наибольшей степени эта сила влияет на ударни-
ки инерционного действия, поскольку может привести к наколу КВ и, как след-
ствие, к преждевременному срабатыванию ВУ на траектории. Для устранения
указанного явления и применяются контрпредохранители.
Под влиянием нутации и прецессии БП на траектории возникают осевая
сила инерции (сила нутации), определяемая углом нутации 5, утлом прецессии v
и скоростями их изменения 5' и v', а также радиальная сила инерции, зависящая
от этих же величин и от угловых ускорений нутации 5" и прецессии v".
Теоретические и экспериментальные исследования показали, что в зависи-
мости от характера износа канала ствола сила нутации может изменяться в ши-
роких пределах, достигая максимального значения при начальных углах нутации
порядка 20° (соответствующая перегрузка-несколько сотен единиц). Естествен-
но, что игнорирование этой силы отрицательно сказывается на безопасности
взрывателя, приводя к повышенному проценту срабатываний на траектории
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
449
(РГМ, РГМ-2). В связи с этим в модернизированных конструкциях взрывателей
(РГМ-6, РГМ-2М, В-429) применены специальные противонутационные меха-
низмы, устраняющие вредное влияние нутации.
Помимо силы набегания к преждевременным срабатываниям на траекто-
рии могут привести и метеорологические факторы, влияющие на мембрану
головного взрывателя (капли дождя, хлопья снега или крупинки града). Как
показали специальные исследования, кинетическая энергия дождевых капель,
воздействующих на мембрану головного взрывателя при скоростях БП от 500
до 1200 м/с, составляет в среднем несколько джоулей. В то же время для надеж-
ного инициирования КВ нужна энергия порядка 0,1 Дж, для прорыва стальной
мембраны толщиной 0,13 мм - 0,2.. .0,3 Дж, а для преодоления силы сопротив-
ления пружинного контрпредохранителя (например, взрывателя РГМ) - 0,1 Дж.
Таким образом, для срабатывания УМ средней чувствительности требуется
кинетическая энергия, измеряемая десятыми долями джоуля. Отсюда ясно, на-
сколько трудно обеспечить несрабатывание головных ВУ со снятым предохра-
нительным колпачком при прохождении зоны дождя.
До Второй мировой войны и во время нее на вооружении артиллерии ни
у одной страны мира не было всепогодных взрывателей. Попытки устранить
преждевременное срабатывание взрывателя утолщением его мембраны поло-
жительного результата не дали из-за сопутствующего снижения чувствительно-
сти. В послевоенных образцах эта задача была решена частично во взрывателе
РГМ-6, а полностью - в специальных всепогодных взрывателях к малокали-
берным БП (В-19У, АГ-30 и др.). В последнем случае положительное решение
поставленной задачи получили за счет использования различий в физике про-
цесса удара мембранного взрывателя об одиночные капли дождя и о сплошную
преграду (грунт или обшивку самолета).
Необходимо также отметить, что все вышесказанное относительно ВУ к ар-
тиллерийским БП в полной мере справедливо и для взрывателей к неуправля-
емым РС, управляемым ракетам и корректируемым БП. К изложенному стоит
сделать лишь небольшое добавление. Как правило, для оперенных (невращаю-
щихся) РС, УР и корректируемых БП угол атаки изменяется по закону, близкому
к синусоиде. Таким образом, силы, возникающие на траектории их полета, и
в момент срабатывания двигателей коррекции для корректируемых БП, также
имеют периодический (затухающий по амплитуде) характер изменения. В связи
с этим может произойти резкое возрастание амплитуды колебаний механических
систем взрывателя и, как следствие, нарушение его функционирования при совпа-
дении частоты собственных колебаний узла или механизма с частотой внешних
периодических воздействий. К таким же результатам может привести процесс
пульсации реактивной тяги, наблюдающийся в реальных условиях полета РС, УР
и корректируемых БП. Перечисленные выше факторы обусловливают ужесточе-
ние требований к ВУ по виброустойчивости, а также вибро- и ударопрочности.
Силы, действующие на взрыватель и ВУ при встрече с преградой
Перегрузки, действующие на взрыватель при встрече с преградой, опреде-
ляются ее физико-механическими свойствами, скоростью и углом встречи БП
450
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
с преградой. В среднем и по уровню, и по времени действия они сопоставимы
с перегрузками, которые испытывает взрыватель при выстреле.
При прохождении БП мягких преград (грунтов) резко падает его угловая
скорость, что приводит к возникновению касательной силы инерции. Вредное
влияние этой силы проявляется, например, в развинчивании резьбовых соедине-
ний, в связи с чем во взрывателях часто применяют кернение или левую резьбу.
Кроме того, согласно экспериментальным исследованиям, снаряд в преграде
движется по очень сложной пространственной траектории, что может приве-
сти к развороту некоторых подвижных узлов, расположенных внутри взрыва-
теля. В ряде случаев это крайне нежелательно, например, для установочных
устройств. Во взрывателях можно использовать специальные фиксирующие
устройства, устраняющие это вредное влияние.
Обобщенная функционально-структурная схема КМВУ
боеприпасов, их основные узлы и механизмы
Важный этап в анализе принципов устройства и действия любого типа
взрывателей и ВУ - составление функционально-структурной схемы (ФСС).
При составлении и анализе ФСС рассматриваемых ниже типовых конструкций
взрывателей и ВУ будем руководствоваться следующими определениями основ-
ных узлов и механизмов ВУ.
Ударный механизм - контактный датчик цели, в котором воздействие цели
воспринимается ударником. В конструкциях ВУ встречаются:
- реакционный датчик цели, действующий от силы реакции преграды
(рис. 13.11, а);
- инерционный датчик цели, действующий от силы инерции при встрече
БП с преградой (рис. 13.11, б);
- реакционно-инерционный датчик цели, обладающий свойствами реакци-
онного и инерционного датчиков цели (рис. 13.11, в);
- УМ бокобойного типа, предназначенный для обеспечения срабатывания
взрывателя при действии поперечных или боковых сил (рис. 13.11, г);
- УМ всюдубойного типа, обеспечивающий срабатывание взрывателя при
действии сил в любом направлении (рис. 13.11, б).
Ударный механизм с пневматическим способом возбуждения ОЦ не требует
взведения при выстреле (рис. 13.12). Во взводящихся УМ можно использовать
различные конструктивные решения удержания ударника в условиях служеб-
ного обращения и во время движения снаряда в стволе и в полете (рис. 13.13).
После взведения ударник и КВ от сближения и накола удерживают либо контр-
предохранители, либо сила набегания. Ударные механизмы реакционного
и инерционного действия могут иметь раздельную (рис. 13.14) или общую
(рис. 13.15) систему предохранительных и взводящих устройств.
Известны конструкции взрывателей, у которых УМ стопорится шарико-
вым замком (рис. 13.16). До тех пор пока предохранитель (стопор) 1 не из-
влечен из УМ, ударник 3 и капсюльная втулка 4 удерживаются от перемеще-
ний шариками 2. К моменту взведения предохранительный стопор удаляется
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
451
Рис. 13.11. Реакционный (а), инерционный (б), реакционно-инерционный (в),
бокобойный (г) и всюдубойный (д) ударные механизмы ВУ:
1 - КВ; 2 - реакционный с жалом (а, в) или инерционный (г, д) ударник; 3 - предохра-
нительная (а) или контрпредохранительная (б - д') пружина; 4 - корпус; 5 - мембрана;
6 - инерционная втулка с КВ; 7 - бокобойная шайба; 8 - жесткий лапчатый предохранитель
из конструкции УМ, а шариковый замок открывается, давая возможность
ударнику и втулке перемещаться относительно друг друга. Взрыватели и ВУ,
предназначенные для авиационных бомб с тормозными устройствами, имеют
дополнительную степень предохранения, которая связана с тормозной систе-
мой. В случае отказа тормозной системы эти предохранители (датчики работы
тормоза) исключают возможность срабатывания взрывателя, заклинивая УМ
или прерывая ОЦ.
В большинстве конструкций взрывателей к малоколиберным артиллерий-
ским снарядам (рис. 13.17) ударник 1 удерживается от перемещения к капсюлю
4 намотанной на него медной лентой 2, которая нижним торцом опирается
на неподвижную капсюльную втулку 3. Лента (см. рис. 13.17, сечение А-А)
наматывается на ударник в направлении, противоположном направлению
вращения снаряда. При выстреле под действием центробежных сил С лента
452
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.12. Ударный механизм с пнев-
матическим способом возбуждения ОЦ:
1 - алюминиевый обтюратор; 2 - колечко;
3 - головная втулка; 4 - мембрана; 5 - дере-
вянный стержень; 6 - инерционное кольцо;
7 - корпус; 8 - КВ
Рис. 13.13. Реакционный УМ в исход-
ном положении:
1 - ударник; 2 - оседающая гильза; 3 - пру-
жина; 4 - выкатывающиеся шарики; 5 - КВ
или КД
Рис. 13.14. УМ реакционно-инерцион-
ного действия с раздельными предохра-
нительными и взводящими устройствами:
1 - разгибатель; 2 - предохранитель; 3 -
инерционный ударник; 4 - реакционный
ударник; 5 - контрпредохранительная
пружина; 6 - контрпредохранительная
«звезда»; 7 - взводящая пружина; 8 - КВ
Рис. 13.15. УМ реакционно-инерцион-
ного действия с общей системой предо-
хранительных и взводящих устройств:
1 - стопорные шарики; 2 - оседающая
гильза; 3 - взводящая пружина; 4 - предо-
хранительное кольцо; 5 - жало реакцион-
ного ударника; 6 - контрпредохранитель-
ная пружина; 7 - КВ
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
453
Рис. 13.16. Схема стопоре-
ния УМ шариковым замком:
1 — предохранитель (стопор);
2 - шарики; 3 - ударник; 4 - кап-
сюльная втулка; 5 - КВ
Рис. 13.17. Типовая схема стопорения
медной лентой ударников взрывателей ма-
локалиберных артиллерийских снарядов:
1 — ударник; 2 - медная лента; 3 - кап-
сюльная втулка; 4 - КВ
стремится развернуться и освободить ударник. Однако при движении в канале
ствола этому препятствуют силы трения, возникающие на торцах ленты из-за
силы инерции S линейного ускорения, а также силы инерции Т касательного
ускорения, под действием которых лента как бы закручивается, прижимаясь
к оси ударника. Силы S и Т заканчивают свое действие при вылете снаряда
из канала ствола, а далее лента под действием центробежных сил разворачи-
вается, освобождая ударник.
Установочное устройство — устройство, предназначенное для установки
перед выстрелом требуемого значения изменяемой характеристики взрывателя:
вида действия (контактные, неконтактные, дистанционные), времени срабаты-
вания ВУ (мгновенное, инерционное, замедленное), длительности работы дис-
танционных устройств и т. д.
Замедлитель (или замедлительное устройство) - специальное устройство,
предназначенное для замедленного срабатывания взрывателя. Различают три
основные разновидности ЗУ: пиротехнический замедлитель (ЗПт), обеспечива-
ющий замедление за счет горения пиротехнического состава; газодинамический,
осуществляющий замедление за счет истечения газов через отверстия и каналы
малого сечения; авторегулируемый замедлитель, автоматически изменяющий
замедление в зависимости от условий встречи с преградой и ее характеристик
(прочности и толщины преграды), причем срабатывание ВУ и разрыв снаряда с
авторегулируемым замедлителем происходят только после пробития преграды
или остановки снаряда в ней.
454
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Замедлительные устройства представляют собой запрессовки из обыкно-
венного пороха или из малогазовых составов. Время замедления определяет-
ся длиной запрессовки. В большинстве конструкций бомбовых взрывателей
возможно получение нескольких времен замедления. Для этого во втулке 1 ЗУ
(рис. 13.18, а) взрывателя с замедлителем на доли секунд имеется несколько
каналов 3 для прохода луча огня от КВ к КД. В центральном канале находится
запрессовка с максимальным временем замедления. Другие каналы, обеспечива-
ющие различные времена замедления, вплоть до мгновенного действия (без за-
Рис. 13.18. Замедлительные устройства авиационных ВУ:
а - втулка малого времени замедления (7 - втулка; 2 - установочные винты; 3—каналы);
б - диски большого времени замедления (7 - диски; 2 - кольцевые канавки; 3 - сквозные
отверстия с пиротехническими запрессовками)
прессовок), перекрыты установочными винтами 2. Для установки взрывателя
на мгновенное действие или на меньшее замедление нужно перед применением
ВУ лишь вывернуть соответствующий винт.
Замедлительные устройства, обеспечивающие время замедления от не-
скольких секунд до нескольких минут (рис. 13.18, б), состоят из одного или
нескольких дисков 7, в кольцевых канавках 2 и сквозных отверстиях 3 которых
запрессован замедлительный состав. Соответствующими установочными винта-
ми или разворотом дисков относительно друг друга длина горящей запрессовки
может быть укорочена, в результате чего получают разное время замедления.
Для весьма малого времени замедления (доли миллисекунд) во взрывате-
лях к малокалиберным снарядам применяют газодинамические замедлители
(рис. 13.19). Принцип действия таких замедлителей основан на том, что газы
от КВ поступают на КД, проходя через систему калиброванных отверстий 1
и расширительную камеру 2. При этом, естественно, несколько увеличивается
время от момента срабатывания КВ до момента инициирования КД.
Предохранительный механизм — механизм, предназначенный для удержа-
ния в исходном положении деталей, при перемещении которых происходит
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
455
взведение взрывателя. Обычно взведение ВУ
происходит после снятия нескольких ступе-
ней предохранения. Под ними понимается одно
или несколько устройств, обеспечивающих без-
опасность взрывателя до момента окончания
взведения и взводящихся при действии одного
физического фактора (взводящей силы S или С)
или команды, возникающих при нормальном
движении БП. Применение нескольких ступеней
предохранения полностью гарантирует безопас-
ность ВУ, но увеличение их числа снижает его
надежность. Поэтому в реальных конструкциях
ВУ обычно ограничиваются двумя или тремя
Рис. 13.19. Газодинамический
замедлитель:
1 - калиброванные отверстия;
2 - расширительная камера
ступенями предохранения.
По принципу действия различают инерционные (см. рис. 13.13-13.15),
центробежные, пиротехнические, аэродинамические, газодинамические, тер-
мические, а также комбинированные ПМ.
Разновидностями ПМ также являются: контрпредохранитель, под которым
подразумевается деталь или устройство, обеспечивающие несрабатывание кон-
тактного датчика цели после взведения взрывателя от факторов, которые дей-
ствуют на БП во время его движения; фиксирующее устройство, удерживающее
детали ВУ после их перемещения при взведении ВУ.
Механизм дальнего взведения - устройство, служащее для взведения взрыва-
теля в заданных пределах дальности или времени. Расстояние дальнего взведе-
ния определяется тактико-техническими требованиями, предъявляемыми к БП.
Различают верхний и нижний пределы дальности взведения. Верхний
предел дальности взведения - минимальное расстояние от орудия или ПУ,
на котором происходит 100%-ное взведение взрывателя. Нижний предел даль-
ности взведения - максимальное расстояние от орудия или ПУ, на котором га-
рантируется невзведение взрывателя (определяется требованиями безопасности
для орудия, ПУ или их носителя, например самолета). По принципу действия
МДВ различают: механические, пиротехнические, часовые и аэродинамические
(последние выполняют также функцию аэродинамических ПМ). Разновид-
ность МДВ - интегрирующий механизм, стабилизирующий дальность взведе-
ния за счет изменения времени взведения в зависимости от воздействующих
факторов.
Простейший аэродинамический МДВ (рис. 13.20, а), широко применявший-
ся в свое время во взрывателях к авиационным бомбам, состоял из восьмило-
пастной ветрянки 1, втулка которой была жестко связана с предохранительным
винтом 2, ввернутым в ударник 3, или со стержнем, вставленным в УМ всюдубой-
ного типа (см. рис. 13.11, д). После подвески бомбы ветрянка контрилась специ-
альной проволочной вилкой, связанной тросиком или прутком с замком «взрыв-
невзрыв» бомбодержателя. После отрыва бомбы и выдергивания остающей-
ся на самолете предохранительной вилки ветрянка под действием набегаю-
щего воздушного потока сворачивалась, взводя тем самым УМ. Однако при
456
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.20. Простейший (а), планетарный (б) и центробежный (в) ветряночные МДВ:
1 - ветрянка; 2 - предохранительный винт (а) или стопор (в); 3 - ударник; 4 - зубча-
тые колеса
бомбометании с современных скоростных самолетов ветряночные механизмы
не могут обеспечить дальнего взведения, так как при больших скоростях воздуш-
ного потока ветрянка сворачивается за доли секунды и представляет известную
опасность для собственного самолета и самолетов сопровождения.
Между тем конструктивные варианты ветряночных механизмов до сих
пор находят применение. Так, в бомбовых взрывателях производства США
используют двухлопастную ветрянку, которая связана с предохранительным
винтом планетарным механизмом (рис. 13.20, б). При этом в 40-50 раз снижа-
ется число оборотов, передаваемых от ветрянки
Рис. 13.21. МДВ пиротех-
нического типа:
1 - шайба; 2 - стержень; 3 - пи-
ротехнический состав; 4 - КВ;
5 - предохранитель; 6 - жало;
7 - вышибной заряд
к винту, что увеличивает время взведения.
Во взрывателях к кассетным БП находят при-
менение ветряночные МДВ центробежного типа
(рис. 13.20, в). Два подпружиненных центробеж-
ных стопора 2 надежно удерживают ударник 3
от перемещений. После раскрытия кассеты ве-
трянка 1 начинает вращаться и при достижении
определенного числа оборотов стопоры, преодо-
левая сопротивление своих пружин, расходятся
в стороны и освобождают ударник. Наконец, для
возможности использования старых образцов
взрывателей с ветряночными механизмами разра-
ботали специальные МДВ пиротехнического типа
(рис. 13.21). Пиротехнический состав 3, горение
которого обеспечивает заданное время дальнего
взведения, расположен в пустотелом стержне 2,
который крепится на шайбе 1. Воспламенение ПТС
осуществляется с помощью механического пуско-
вого устройства, которое состоит из КВ 4 и под-
пружиненного ударника с жалом 6, удерживаемого
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
457
лапками жесткого предохранителя 5. В момент сбрасывания бомбы этот предо-
хранитель, связанный карабинчиком и тросом с самолетной установкой (бом-
бодержателем), срывается и ударник накалывает КВ пиротехнического МДВ.
У основания стержня в конце запрессовки ПТС расположен вышибной заряд 7.
При подготовке к применению одна из лопастей ветрянки взрывателя отсекается,
на его хвостовую часть надевается шайба так, чтобы стержень проходил между
двух лопастей ветрянки, заполнив место отсутствующей лопасти, и взрыватель
вместе с МДВ вворачивается в бомбу. После сбрасывания бомбы по истечении
времени дальнего взведения срабатывает вышибной заряд 7, разрушается креп-
ление стержня с шайбой, после чего стержень отбрасывается, освобождая ве-
трянку. Механизмы дальнего взведения с пиротехническими запрессовками для
отработки требуемого времени широко используют в конструкциях большинства
авиационных взрывателей. Как отмечалось выше, для их срабатывания применя-
ют механические и электрические (механического или электрического ПУ) ПУ.
Однако более совершенными являются МДВ, время взведения которых
отрабатывается часовым механизмом. Двигателем часовых механизмов мо-
гут быть спиральные часовые пружины или, например во взрывателях ракет,
инерционные силы (силы инерции линейного ускорения, центробежные силы).
В бомбовых взрывателях используют часовые механизмы, запуск которых осу-
ществляют с помощью МПУ или ЭПУ. Двигателем часового механизма, при-
меняемого в ракетных взрывателях (рис. 13.22), служит поворотный диск 7,
который с помощью зубчатого сектора 2 связан с анкерным устройством 4
часового механизма 3. В канале поворотного диска установлен КД 10, переда-
ющий детонационный импульс от ЭД 5 к детонаторной шашке 9. В исходном
состоянии поворотный диск развернут в положение, при котором ОЦ взрывателя
Рис. 13.22. Схема МДВ часового типа:
1 - поворотный диск; 2 - зубчатый сектор; 3 - зубчатые колеса часового механизма;
4 - анкерное устройство; 5 - ЭД; 6 - ролик; 7 - инерционный предохранитель; 8 - стопор;
9 — детонаторная шашка; 10- КД
458
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
разорвана. В таком положении диск с помощью ролика 6 удерживается инерци-
онным предохранителем 7, который, в свою очередь, удерживается стопором 8.
При пуске ракеты с помощью электрического ПУ стопор 8 освобождает инер-
ционный предохранитель 7, который под действием сил инерции линейного
ускорения сжимает пружину и выходит из зацепления с роликом, освобождая
поворотный диск 7. Так как центр тяжести диска находится выше оси его вра-
щения, он начнет разворачиваться, приводя в движение систему колес часового
механизма. Таким образом, часовой механизм замедляет разворот диска в бое-
вое положение. В этом положении поворотный диск, замкнув ОЦ, стопорится
специальными фиксаторами.
По условиям боевого применения с самолета взрыватели подразделяются
на взрыватели для бомбометания с больших и средних высот, для бомбометания
с малых высот и на универсальные взрыватели, обеспечивающие возможность
бомбометания с любых высот. При этом допустимые высоты бомбометания
определяются условиями безопасности самолета от УВ и осколков взорвавшейся
на земле бомбы. Минимально допустимая высота бомбометания ограничивается
временем дальнего взведения, по истечении которого самолет сможет удалиться
на безопасное расстояние от точки падения бомбы.
Универсальные взрыватели имеют две ОЦ, одна из которых обеспечивает
взрыв бомбы после удара о землю с так называемым штурмовым замедлением
(порядка 10 с и более), что дает возможность самолету удалиться на безопасное
расстояние, а другая - либо мгновенный взрыв, либо взрыв с небольшим замед-
лением (менее 1 с). Боевые цепи у таких взрывателей взводятся через разное вре-
мя: первая имеет малое время взведения, а вторая - большое. При бомбометании
с малых высот успевает взвестись только первая цепь, и взрыватель срабатывает
с большим замедлением. При бомбометании с больших высот взводятся обе це-
пи, но взрыватель сработает либо мгновенно, либо с небольшим замедлением.
Блокирующий механизм — механизм, запирающий подвижные детали в без-
опасном положении в случае неправильной работы элементов взрывателя или
нарушения условий эксплуатации. Разновидностями блокирующего механизма
являются, в частности, стопор-ныряло и противонутационное устройство взры-
вателей серии РГМ.
Механизмы изоляции капсюлей служат для исключения возможности сраба-
тывания ВУ при случайном воспламенении КВ или КД в служебном обращении
(при падении, ударе, транспортировке, вибрации), а также при выстреле (за счет
больших перегрузок при разгоне БП по стволу артиллерийского орудия). Разли-
чают два типа таких устройств: изолирующее КВ от КД (предохранительно-вос-
пламенительное устройство); изолирующее КД от детонатора (предохранитель-
но-детонирующее устройство).
Как уже отмечалось выше (см. разд. 13.2), в зависимости от наличия того
или иного из этих устройств ВУ бывают трех типов: непредохранительного,
полупред охранительного и предохранительного.
Накольный (наколъно-воспламенительный) механизм — механизм, создающий
воспламенительный импульс путем накола КВ жалом. Он приводит в действие
пиротехнический предохранительный механизм, МДВ и самоликвидаторы,
13.3. Контактные механические ВУ боеприпасов
459
являясь по существу их пусковым устройством. По своей конструкции накольный
механизм подобен ударному. Однако требования, предъявляемые к накольному и
ударному механизмам, различны. Кроме того, срабатывание накольного механизма
вызывает воспламенение вспомогательного, а не боевого КВ (как в УМ). Наконец,
они отличаются и по времени действия, так как накольный механизм срабатывает
в начале движения БП (в канале ствола), а ударный - в конце траектории полета
БП (при встрече с преградой).
Механизм самоликвидации - устройство, обеспечивающее срабатывание
взрывателя в случае несрабатывания его контактного или неконтактного дат-
чика цели. Механизмы самоликвидации обычно бывают пиротехническими
или часовыми (реже тахометрическими и др.) и, как правило, связаны с одним
из элементов боевой ОЦ взрывателя - с КД (или ЭД), передающем зарядом или
детонатором.
В технических описаниях (руководящих материалах, инструкциях по эксплу-
атации) на некоторые образцы взрывателей и ВУ помимо перечисленных выше
основных узлов и механизмов могут встретиться и некоторые другие (образован-
ные, как правило, объединением двух и более устройств или механизмов с общими
конструктивными элементами или назначением в один конструктивно-функци-
ональный узел или блок). К таким узлам и механизмам, например, относятся:
• установочно-замедлительное устройство (УЗУ) или приспособление - со-
вокупность элементов установочного устройства и замедлителя, изменяющих
путь прохождения луча огня от КВ к КД;
• предохранителъно-взводягций механизм (ПВМ), конструктивно связан-
ный с УМ и выполняющий функции ПМ и МДВ (например, во взрывателях
для АБ и PC, содержащих взводящийся УМ со смещенным КВ относительно
жала ударника);
• предохранителъно-детонирующий механизм (ПдМ) — блок механизмов,
включающий в себя собственно предохранительно-детонирующее устройство
(движок, поворотный диск или поворотную втулку с вмонтированными в них
КД), передаточный заряд, механизм дальнего взведения предохранительно-де-
тонирующего устройства, а также стопорные и (или) фиксирующие устройства
(ПдМ обеспечивает безопасность взрывателя в служебном обращении, при
выстреле и на траектории до момента окончания взведения, а также надежную
передачу детонационного импульса разрывному заряду в момент, определяемый
программой функционирования взрывателя);
• предохранительно-исполнительный механизм (ПИМ) - донный блок
контактного электромеханического ВУ или блок механизмов неконтактного
ВУ, обеспечивающий его безопасность в служебном обращении, при выстреле
и на траектории до момента окончания взведения и вызывающий действие за-
ряда боеприпаса по команде датчика цели, системы управления или собствен-
ного МСЛ.
Детали или устройства предохранительных (ПМ, ПВМ, ПдМ) или блокиру-
ющих механизмов взрывателя, которые удерживают подвижные детали от пере-
мещения до взведения, а при взведении взрывателя деформируются или раз-
рушаются (удаляются, сгорают, растворяются), называются предохранителями
460
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
взрывателя. Предохранитель может быть упругим (пружинным), восстанав-
ливающим первоначальные размеры и сопротивление после снятия нагрузки,
жестким (пластически деформируется или разрушается при механическом
воздействии), удаляемым вручную или автоматически (например, при снятии
походного предохранения), пиротехническим (состоящим из ПТС и сгорающим
от воспламенительного импульса) и т. п.
13.4. Особенности устройства и принципы действия
контактных механических ВУ боеприпасов различного
назначения
Рассмотренные выше общие принципы построения контактных механи-
ческих взрывателей и ВУ, включая назначение и принципы функционирования
основных механизмов и устройств, которые являются элементами функциональ-
но-структурной схемы КМВУ, едины для всех видов взрывателей. Вместе с тем
применение взрывателей и ВУ, в частности артиллерийских, далеко не универ-
сально. Специфика устройства и действия конкретных образцов ВУ и взрыва-
телей определяются типом артиллерийской системы, видом БП, особенностя-
ми эксплуатации, характером целей, степенью унификации взрывателя и т. п.
Конструктивные особенности устройства взрывателей и их принципы действия
удобно рассмотреть в зависимости от назначения ВУ: многоцелевые к снарядам
наземной артиллерии; взрыватели к снарядам зенитной и авиационной артилле-
рии; взрыватели к кумулятивным снарядам; взрыватели к бронебойным и бетоно-
бойным снарядам; взрыватели к минам ствольных минометов; взрыватели к го-
ловным частям неуправляемых ракет (ракетные ВУ) и БП безоткатных орудий;
взрыватели к авиационным бомбам и кассетам (авиационные ВУ).
КМВУ многоцелевого назначения к снарядам наземной артиллерии
Контактные механические ВУ многоцелевого назначения применяются
к осколочным, осколочно-фугасным, фугасным, зажигательным, дымовым и
некоторым другим артиллерийским снарядам. Они составляют обширную груп-
пу взрывателей, в которых наиболее полно реализованы рассмотренные выше
традиционные принципы построения КМВУ.
Все они - головные по размещению в составе БП контактного или комби-
нированного (дистанционно-контактного) вида действия. В качестве датчика
цели КМВУ используют ударные механизмы. Для срабатывания взрывателя при
малых углах встречи и рыхлом грунте, а также для получения инерционного
действия наряду с реакционным ударником применяют инерционный, причем
оба они обычно конструктивно объединены в одном УМ реакционно-инерцион-
ного действия (взрыватели типа КТМ, РГМ, В-429).
Снаряды наземной артиллерии могут выполнять различные боевые за-
дачи (подавление открытой или укрытой живой силы, уничтожение техники,
разрушение легких оборонительных инженерных сооружений, мостов, дорог,
проделывание проходов в минных полях и проволочных заграждениях и т. п.),
13.4. Устройство и принципы действия КМВУБПразличного назначения 461
поэтому к их взрывателям предъявляется требование максимальной универсаль-
ности использования. Для лучшей реализации могущества действия снарядов
при решении различных задач предусматривается несколько установок времени
срабатывания взрывателя. Это достигается либо изменением времени срабаты-
вания УМ (например, для ВУ типа КТМ-1 и РГ-6 стрельбу ведут с навинченны-
ми предохранительными колпачками или без них, см. рис. 13.14 и 13.15), либо
изменением времени срабатывания ОЦ (с помощью установочного устройства
типа «кран», см. рис. 13.12 и 13.15) путем включения в ОЦ или исключения
из нее пиротехнических замедлителей. Таким образом, контактные взрыватели
имеют две (КТМ и его модификации) или три (РГМ, В-429 и их модификации)
установки времени срабатывания, а роль установочных устройств выполняют
колпачок и (или) кран.
При отсутствии у взрывателей установки времени действия предусмотрена
дополнительная комплектация выстрелов подобными взрывателями с замедле-
нием (КТМ-1У и КТМЗ-1У).
Характерно традиционное разграничение взрывателей для пушечных и га-
убичных артиллерийских систем, что связано с большим различием перегру-
зок и взводящих усилий при стрельбе из этих систем. Отметим, что стрем-
ление к чрезмерной унификации взрывателей в армиях стран НАТО привело
к неудовлетворительному решению вопросов безопасности. Система предо-
хранения отечественных взрывателей типа РГМ обеспечивает им высокую без-
опасность в служебном обращении и при стрельбе: все современные взрыватели
данной группы (РГМ-2, РГМ-2М, В-429, В-429В, В-429Е) - предохранительного
типа, с дальним взведением.
Как уже отмечалось, этими взрывателями (разработчик - НИИ «Поиск»)
к 1980-м гг. комплектовались практически все осколочно-фугасные снаряды
пушек и гаубиц калибров 76...203 мм более чем в 30 странах мира. Для но-
вого класса активно-реактивных снарядов полевых артиллерийских систем
среднего (152 мм) и крупного (203 мм) калибров был разработан взрыватель
В-491 с повышенной мгновенностью срабатывания и высокой эффективностью
осколочного действия. Для комплектации осколочно-фугасных 76-мм снарядов
морских артиллерийских комплексов типа АК-176 создан высокочувствитель-
ный контактный механический взрыватель ВГ-67 (он надежно срабатывает
по 3-мм дюралевым листам). В 1990-х гг. его заменил взрыватель ВГ-76 с 36-мм
очковой резьбой вместо 56-мм у ВГ-67. Применение нового взрывателя увеличи-
ло эффективность действия осколочно-фугасного снаряда более чем в 1,5 раза.
Рассмотрим в качестве типового примера КМВУ многоцелевого назначения
взрыватель РГМ-2 (рис. 13.23) с тремя установками на мгновенное (осколоч-
ное), инерционное (осколочно-фугасное) и замедленное (фугасное) действия.
Взрыватель состоит из корпуса с головной втулкой, УМ, установочного
приспособления и ПдМ.
Ударный механизм двойного действия включает в себя ударник реакцион-
ного действия 9 с жалом 13, ударник инерционного действия 14 с КВ 15. На удар-
ник мгновенного действия надет грибок 10. От избыточного давления возду-
ха в полете ударник защищен мембраной. В ИПМ входят предохранительная
462
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.23. Взрыватель РГМ-2:
1 - корпус; 2 - стопорное устройство; 3 - установочный кран; 4 - контрпредохрани-
тельная пружина; 5 - стопорный шарик; б - предохранительная пружина; 7 - взводя-
щая пружина; 8 - предохранительный колпачок; 9 - ударник реакционного действия;
10 - грибок; 11 - оседающая гильза; 12 - предохранительное кольцо; 13 - жало; 14 - удар-
ник инерционного действия; 15 - КВ; 16 - контрпредохранитель (таганчик); 17 - спи-
ральная пружина; 18 - детонатор; 19 - передаточный заряд; 20 - втулка с замедлителем;
21 - стопор-ныряло; 22 - КД; 23 - поворотная втулка; 24 - втулка
пружина 6, предохранительное кольцо 12 и три стопорных шарика 5, контрпредо-
хранительная пружина 4 и лапчатый контрпредохранитель 16.
Установочное приспособление, или точнее УЗУ, содержит установочный
кран 3, предохранительный колпачок 8 и пиротехнический замедлитель, по-
мещенный во втулку 20.
Предохранительно-детонирующий механизм включает в себя предохрани-
тельно-детонирующее устройство типа «поворотная втулка» (втулка 24 с осью
и передаточным зарядом 19, поворотная втулка 23 с КД 22, крышка со спираль-
ной пружиной 77), стопорное устройство поворотной втулки и детонатор 18.
При сборке взрывателя спиральная пружина 17 заводится поворотом втулки
в холостое положение и стопорится стопорным устройством 2. При этом КД 22
смещается в сторону от передаточного заряда 19 и оказывается отгороженным
от детонатора толстой стенкой детонаторной втулки 24.
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 463
Инерционный ПМ и ПдМ (выполняет функции механизмов изоляции
капсюлей и дальнего взведения), дополненные блокирующим механизмом
(стопор-ныряло 21), составляют систему предохранения данного взрывателя.
Реакционно-инерционный УМ — это инициирующая система взрывателя. Ог-
невая цепь (КВ - 3 - КД - ПЗ - Д) - типична для многоцелевых КМВУ предо-
хранительного типа.
При выстреле оседающая гильза 11 смещается вниз, сжимая взводящую 7
и предохранительную 6 пружины, и захватывает лапками предохранительное
кольцо 12. После вылета снаряда из канала ствола оседающая гильза с предо-
хранительным кольцом под действием взводящей пружины поднимается вверх
и оба ударника (9 и 14) освобождаются от стопорящих шариков.
В ПдМ при выстреле оседающая гильза стопора поворотной втулки 23 осе-
дает и освобождает шарик; у дульного среза стопор под действием пружины
поднимается вверх и освобождает поворотную втулку, которая под влиянием
заведенной при сборке поворотной пружины поворачивается так, что КД 22 со-
вмещается с передаточным зарядом 19, и ОЦ замыкается. Взведение взрывателя
заканчивается в 2...5 м от дульного среза.
Действие взрывателя при встрече с преградой зависит от установки: при
реакционном (осколочном) действии (кран на «О», колпачок свинчен) ударник
мгновенного действия накалывает КВ, луч огня от КВ передается через отвер-
стие в кране к КД, взрыв которого вызывает срабатывание передаточного заряда,
а последний, в свою очередь, детонацию ВВ детонатора и разрывного заряда БП.
Повышенная чувствительность и быстродействие реакционного УМ взрывателя
обеспечивают и высокие характеристики осколочного поражающего действия
БП в целом (особенно при стрельбе по наземным целям, так как разрыв корпуса
снаряда происходит на поверхности без заглубления в грунт).
При установке на инерционное действие (кран на «О», колпачок навинчен)
работает инерционный ударник (ударник реакционного действия предохраняется
колпачком), а в остальном ОЦ взрывателя функционирует так же, как при уста-
новке на осколочное действие, но время срабатывания взрывателя возрастает
примерно до 1 мс.
При замедленном действии (кран на «3», колпачок навинчен) УМ срабатывает
так же, как и при инерционном действии, однако в ОЦ включается замедлитель,
так как кран закрыт. За время горения замедлителя снаряд успевает углубиться
в преграду, обеспечивая требуемое фугасное действие БП, или взорваться в воз-
духе после отражения от преграды (при рикошетной стрельбе).
С заводов - изготовителей РГМ-2 выпускается с основной установкой
на инерционное действие, т. е. колпачок навинчен, кран открыт (стрелка крана
на «О»). При переходе на другой вид действия совершается только одна опера-
ция: свинчивается колпачок или при установке на замедленное действие кран
поворачивается вправо до упора (стрелка крана на «3»),
Блокирующий механизм устраняет преждевременное срабатывание взры-
вателя в случае самопроизвольного воспламенения КВ от сотрясения в про-
цессе выстрела при установке взрывателя на замедленное действие. Тогда
стопор-ныряло 21 этого механизма под давлением образовавшихся пороховых
газов (от срабатывания КВ и горения замедлителя) срезает удерживавшую его
464
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
чеку, перемещается вниз и контрит в нерабочем (безопасном) положении пово-
ротную втулку предохранительно-детонирующего устройства. Если взрыватель
устанавливается без замедления, при самопроизвольном взрыве КВ (например,
во время выстрела) КД также взрывается, находясь в холостом положении,
и воздействия блокирующего механизма на поворотную втулку не требуется.
Рис. 13.24. Головной взрыва-
тель мгновенного действия
для малокалиберных зенит-
ных и авиационных снарядов
(первые разработки):
1 - ударник с жалом; 2 - спи-
раль (предохранитель); 3 - КД
Взрыватели к снарядам зенитной и авиационной артиллерии
Для взрывателей малокалиберных БП (20, 23 и 30 мм) характерны высо-
кочувствительные УМ (датчики цели) с реакционными ударниками, которые
срабатывают по дюрали толщиной 2 мм при скорости встречи 300 м/с. Мак-
симальный поражающий эффект (разрыв в 10...30 см за обшивкой самолета)
получают с помощью газодинамических замедлителей. Большие начальные
скорости снарядов зенитной артиллерии требуют постановки мембран, которые
повышают чувствительность УМ (благодаря разгрузке ударника от сил сопро-
тивления воздуха) и обеспечивают герметичность конструкции взрывателя.
Значительные линейные и угловые ускорения позволяют использовать в системе
предохранения простейшие инерционные и центробежные механизмы и, таким
образом, гарантировать достаточно высокую безопасность взрывателей, не-
смотря на их малые габариты. Последним, а иногда и единственным элементом
ОЦ (вследствие малых габаритов) является КД,
который выполняет и функцию детонатора. Меха-
низмы самоликвидации, как правило, построены
на пиротехническом (реже на тахометрическом)
принципе. Возможны также конструкции с са-
моликвидацией от трассера (донные взрыватели
к снарядам малых калибров). Ввиду высокой ско-
рострельности малокалиберных автоматических
пушек у взрывателей их БП нет установочных
устройств. Несмотря на относительную про-
стоту и высокую чувствительность взрывателей
малокалиберных БП (рис. 13.24), их основной
недостаток - отсутствие механизмов изоляции
капсюлей, т. е. они относятся к ВУ непредохра-
нительного типа.
Рассмотрим более подробно авиационный ар-
тиллерийский взрыватель (рис. 13.25). Он имеет
УМ, в состав которого входят реакционный удар-
ник 7, жало 4 и КВ 11. Ударный механизм закрыт
мембраной 6. До момента взведения жало удер-
живается от движения к капсюлю предохраните-
лем (спиралью) 8, в качестве которого применяют
медную ленту, намотанную на жало в направле-
нии, противоположном вращательному движению
снаряда. На ленту надето металлическое кольцо 9,
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БП различного назначения 465
12
13
14
15
а
Рис. 13.25. Устройство взрывателя малока-
либерных осколочных снарядов:
а - вертикальный осевой разрез; б - раз-
рез плоскостью, перпендикулярной ри-
сунку и проходящей по оси деталей 1 - 3;
1 - жало накольно-воспламенительно-
го механизма; 2 - пружина; 3, 11 - КВ;
4 - жало УМ; 5 - жесткий предохранитель
(«звезда»); 6 - мембрана; 7 - реакционный
ударник; 8 - медная спираль (предохрани-
тель); 9 - оседающее кольцо; 10 - фикса-
тор (втулка); 72, 16 - вертикальный канал;
13 - замедлитель; 14 - втулка; 75 - КД
которое препятствует развертыванию ленты и опирается на лапки жесткого
предохранителя 5.
Предохранители 5 и S, являясь элементами соответственно ИПМ и МДВ,
входят в систему предохранения данного взрывателя. Реакционный УМ об-
разует его инициирующую систему. В огневую цепь взрывателя кроме КВ 77
входят газодинамический замедлитель 13 и лучевой КД 75. Взрыватель также
оснащен механизмом самоликвидации, состоящим из накольно-воспламени-
тельного механизма и запрессовки ПТС. Накольный механизм, включающий
в себя жало 7, КВ 3, пружину 2, служит для воспламенения пиротехнического
состава самоликвидатора.
При выстреле КВ 3 под действием осевой силы инерции S преодолевает со-
противление пружины 2 и накалывается на жало 7. Луч огня КВ воспламеняет
ПТС самоликвидатора, запрессованный в вертикальном канале 16. параллель-
ном каналу 72. Каналы 12 и 16 связаны кольцевой канавкой на верхнем торце
втулки 14. Одновременно кольцо 9, отгибая лапки жесткого предохранителя 5,
оседает и освобождает ленту предохранителя 8.
Центробежные силы С, возникающие при поступательно-вращательном движе-
нии снаряда в канале ствола, стремятся развернуть ленту. Однако этому препятству-
ют силы инерции от касательного ускорения и силы трения нижнего торца ленты
466
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
о верхний торец втулки 10. Касательные силы инерции Тдействуют (см. рис. 13.17)
(на плоскости, перпендикулярной оси взрывателя) на отдельные участки ленты
по касательной к ней против направления углового ускорения снаряда (совпадаю-
щего с направлением его вращения) и препятствуют развертыванию ленты. Силы
трения ленты о втулку 10 (см. рис. 13.25) обусловлены действием на жало и ударник
осевой инерционной силы S, под влиянием которой жало, упираясь своей шляпкой
в верхний торец ленты, прижимает ее к верхнему торцу втулки 10.
После вылета снаряда из канала ствола действие инерционных сил Ти S
заканчивается, и центробежные силы С (достигнув максимальных значений
у дульного среза и сохраняя их на начальном участке траектории) постепенно
развертывают ленту, прижимая ее к стенкам внутренней полости взрывате-
ля. Таким образом, снимается вторая ступень предохранения и на расстоянии
2,5...5,0 м от дульного среза взрыватель окончательно взводится. При встрече
снаряда с преградой (целью) под действием сил реакции преграды жало нака-
лывает КВ 77. Пламя от КВ через отверстия в газодинамическом замедлителе
проникает к КД 75. Срабатывание лучевого КД после небольшого замедления
(150...200 мкс) приводит к эффективному
подрыву снаряда за преградой (обшивкой
воздушной цели). Если снаряд на своем
пути не встретит преград (целей), сраба-
тывание КД происходит от луча огня по-
сле выгорания пиротехнического состава
самоликвидатора.
Недостатки рассмотренных головных
взрывателей малокалиберных БП (помимо
отсутствия изоляции капсюлей) - их не-
всепогодность и малая дистанция дальне-
го взведения (~3 м), не обеспечивающая
полную безопасность стрельбы для само-
летов-носителей авиационного автомати-
ческого оружия. Первую проблему удалось
Рис. 13.26. Взрыватель всепогодного испол-
нения АГ-3 ОДТ:
1 - колечко; 2 - наконечник; 3 - шарик; 4 - спи-
раль; 5 - фиксатор; 6 - прокладка; 7 - кружок;
8 - пороховая запрессовка ТО-34; 9 — стопор;
10 - предохранитель; 11 - замедлитель; 12,13-
колпачки; 14 - прокладка; 15 - капсюль-детона-
тор А-30-Т; 16 - втулка резьбовая; 7 7 - шайба;
18 - движок; 19 - скоба; 20 - втулка предо-
хранительная; 21 - втулка; 22 - пружина; 23 -
жало; 24 - капсюль-воспламенитель КВ-Н-13;
25 - чашечка; 26 - капсюль-воспламенитель
КВ-Н-14; 27 - звездка; 28 - кольцо оседающее;
29 - жало; 30 - корпус; 31 - головка
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 467
решить применением УМ с мембраной на конической поверхности в сочетании
с тремя шариками - толкателями жала УМ. Примером типовой конструкции все-
погодного УМ может служить универсальный взрыватель АГ-ЗОДТ (рис. 13.26)
к малокалиберным БП. Решение поставленной задачи получено за счет использова-
ния различия в физических особенностях процесса удара мембранного взрывателя
об одиночные капли дождя и о сплошную преграду (грунт или обшивку самолета).
В последнем случае происходят обжатие конической мембраны и передача импуль-
са от преграды к жалу ударника посредством шариков, одновременно сходящихся
к оси взрывателя. В случае взаимодействия с каплями дождя последние, ударяясь
о коническую поверхность мембраны, рикошетируют, передавая мембране лишь
часть своего импульса (значительно меньшую, чем при прямом ударе по мембране
взрывателя, показанного на рис. 13.24).
В связи с необходимостью устранения второй проблемы - увеличения
дальности взведения взрывателей до 20... 100 м - наиболее рациональным кон-
структивным решением, обеспечившим сохранение других унифицированных
механизмов, стало перекрытие газового канала от КВ к КД центробежным сто-
пором (см. рис. 13.26), который удерживается пиротехнической запрессовкой
из пороха ТО-34. Воспламенение пороха осуществляется типовым накольно-вос-
пламенительным механизмом, содержащим КВ, пружину и жало.
После выгорания пороховой запрессовки (на расстоянии 20... 100 м от дуль-
ного среза авиационной пушки) стопор под действием центробежных сил откры-
вает канал, после чего (в случае встречи снаряда с преградой) форс пламени бое-
вого КВ пробивает перемычку (прокладку) из фольги и через взведенный движок
воспламеняет лучевой КД (см. рис. 13.26). В невзведенном состоянии движок
выполняет функцию заслонки, изолирующей КВ от КД, т. е. является элемен-
том предохранительно-воспламенительного устройства. Благодаря последнему
обстоятельству и сам взрыватель АГ-30ДТ относится теперь уже к взрывателям
полупредохранительного типа с трехступенчатым предохранением.
Описанные выше технические решения (с жесткими предохранителями
в ИПМ, спиральными предохранителями в МДВ, пиротехническими самолик-
видаторами и т. п.) применены и к донным взрывателям малокалиберных БП
(рис. 13.27 и 13.28) с инерционными (вследствие донного расположения) УМ.
Другая разновидность головных взрывателей для зенитных осколочных снаря-
дов - взрыватель МГ-37.
Взрыватель МГ-37 (рис. 13.29) - головной, мгновенного действия, предо-
хранительного типа, с дальним взведением (40... 100 м) предназначен для 37-мм
осколочно-трассирующих снарядов зенитных пушек.
В состав структурной схемы взрывателя (см. рис. 13.29) входят: огневая
цепь (КД 6 - ПЗ 4 - Д 2); инициирующая система - УМ реакционного действия
(КД 6, жало 7, ударник 8); система предохранения, включающая в себя ЦПМ
(центробежный стопор 14, предохранительную пружину 15), ПДУ типа «пово-
ротный диск» 5, пиротехнический механизм дальнего взведения и накольно-вос-
пламенительный механизм. Последний одновременно служит и для приведения
в действие пиротехнического механизма самоликвидации, состоящего из кольца
самоликвидатора 3 и пороховой запрессовки 77.
468
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.27. Донный взрыватель для ма-
локалиберных зенитных и авиационных
снарядов:
1 - КД; 2 - жало; 3 - замедлитель (газоди-
намический); 4 - КВ; 5 - спираль (предо-
хранитель); 6 - оседающая втулка ИПМ;
7 - корпус; 8 - стакан воспламенителя
А-А
А
3
Рис. 13.28. Донный взрыва-
тель с самоликвидатором для
малокалиберных бронебой-
норазрывных снарядов:
1 - КВ накольно-воспламе-
нительного механизма; 2 -
пружина; 3 - жало; 4 - дис-
танционный ПТС механизма
самоликвидации
13.4. Устройство и принципы действия КМВУБПразличного назначения 469
Рис. 13.29. Взрыватель МГ-37:
1 - стакан детонатора; 2 - детонатор; 3 - кольцо самоликвидатора; 4 - ПЗ; 5 - пово-
ротный диск; 6 - КД; 7 - жало; 8 - ударник; 9 - мембрана; 10 - втулка; 11 - пороховая
запрессовка; 12 — стопор; 13 - оси диска; 14 - центробежный стопор; 15 - предохрани-
тельная пружина
При выстреле под действием осевой силы инерции S срабатывает наколь-
ный механизм (см. рис. 13.29, сечение Б-Б). Луч огня через боковое отверстие
и паз, выполненный фрезерованием на боковой поверхности втулки накольного
механизма, зажигает пороховую запрессовку 11 пиротехнического МДВ, а че-
рез отверстие в дне гнезда - ПТС самоликвидатора, расположенный в кольце
3. В это же время ударник 8 под той же силой оседает вниз до упора в пово-
ротный диск. Распределение массы поворотного диска такое, что сила инерции
от линейного ускорения создает удерживающий момент, прижимающий диск ко
дну втулки 10. Во избежание деформации центробежный стопор 14, стопор 12
и ось 13 разгружены. В связи с этим стопор ЦПМ 14 взводится под действием
центробежной силы С (преодолевая сопротивление пружины 75) еще до вы-
хода БП из канала ствола. За дульным срезом (в конце периода последействия)
ударник перемещается вверх до упора в мембрану. Диск удерживается от пово-
рота под действием момента центробежных сил лишь стопором 12 ПМДВ. По-
сле выгорания его пороховой запрессовки стопор 12 выжимается поворотным
диском (лунка в диске под стопор 12 имеет сферическую поверхность) и под
действием центробежной силы перемещается на периферию.
Поворот диска и установка КД в вертикальное положение происходят
на траектории на расстоянии 40... 100 м от дульного среза. С этого времени взры-
ватель взведен. При встрече с преградой мембрана 9 прорывается, реакционный
470
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
ударник 8 (выполненный из легкого материала и не имеющий к тому же контрпре-
дохранительной пружины) быстро перемещается и накалывает жалом КД. Взрыв
КД вызывает детонацию передаточного заряда 4, что влечет за собой срабатывание
детонатора и передачу детонационного импульса разрывному заряду БП.
Через 9... 12 с полета БП, если к этому времени не произошла его встреча
с целью, догорает пиротехническая запрессовка самоликвидатора, а форс пламе-
ни передается снизу на передаточный заряд. Конструкция последнего обладает
следующей особенностью: в нижней колоколообразной части находится ТЭН
низкий плотности, который загорается и обеспечивает переход горения в детона-
цию, усиливающуюся верхней частью передаточного заряда из более плотного
ТЭНа. От взрыва передаточного заряда происходит срабатывание КД, так как
он содержит высокочувствительное ИВВ. Их совместное, хотя и ослабленное
(по сравнению со штатным режимом работы ОЦ и к тому же противоположное
по направлению распространения инициирующих УВ) действие все же приводит
к подрыву детонатора, который срабатывает в неидеальном (переходном) режиме.
От детонатора взрывной импульс передается еще менее чувствительному БВВ
разрывного заряда БП, и последний также детонирует в неидеальном переход-
ном режиме, заметно ухудшая дробимость корпуса зенитного снаряда на осколки
и уменьшая скорость их разлета (последнее в ряде случаев более благоприятно
для защищаемых объектов, особенно на собственной территории).
Взрыватели к кумулятивным снарядам
Взрыватели к кумулятивным снарядам должны формировать кумулятивную
струю на определенном фокусном расстоянии от брони, в связи с чем время их
срабатывания должно быть минимальным. Это особенно важно при больших
скоростях встречи кумулятивных БП с броней. В связи с этим все головные ме-
ханические взрыватели имеют в качестве датчиков цели только реакционные
ударные механизмы с малым временем срабатывания. По этим же причинам в ОЦ
взрывателей кумулятивных БП отсутствуют замедлители, а инициирование осу-
ществляется по простейшей схеме: жало реакционного ударника - КД (возможно
отсутствие передаточного заряда и детонатора, если детонационный импульс КД
является достаточным). Ударные механизмы должны обеспечивать срабатывание
при различных углах встречи с броней, вплоть до 70.. .80° от нормали. Сложность
выполнения требований по быстродействию для механических взрывателей обу-
словлена еще необходимостью донного инициирования кумулятивного заряда БП
и, как следствие, задержкой передачи инициирующего импульса на пути от КД (или
Д) головного механического взрывателя к донному КД кумулятивного узла БП.
Конструктивные элементы ВУ, расположенные в головной части БП, не долж-
ны снижать могущества действия кумулятивного БП - пробивной способности
его кумулятивной струи, поэтому корпус и другие детали головных взрывателей
изготовляют из легких алюминиевых сплавов и имеют небольшие габариты. Для
исключения возможности разрушения кумулятивного узла при срабатывании взры-
вателя детонатор последнего также имеет небольшие размеры и специфическую
полусферическую выемку, которая обеспечивает направленную (сфокусирован-
ную) передачу детонационного импульса к КД кумулятивного узла.
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 471
Для выполнения требований по скорострельности у взрывателей к кумуля-
тивным снарядам отсутствуют установочные устройства. В целях безопасности
стрельбы все взрыватели, за исключением самых первых, - предохранительного
типа и с дальним взведением (5.. .30 м), т. е. оснащены и предохранительно-де-
тонирующим устройством, и МДВ (система предохранения).
К взрывателям кумулятивных снарядов (как и к другим бронебойным сред-
ствам) предъявляется требование избирательности действия', они не должны
срабатывать при встрече с легкими естественными преградами (ветки деревьев
и кустарников), маскировочными сетями и искусственными экранами, устанав-
ливаемыми перед броней. При создании новых образцов взрывателей также
закладывается требование по их срабатыванию при первом падении на грунт
(в случае промаха по цели), что обеспечивает эффект поражения пехоты и не-
бронированной техники, сопровождающей танки.
Современные высокие требования к быстродействию (времени срабатыва-
ния) и избирательности действия наиболее полно реализуются в электромеха-
нических ВУ к кумулятивным снарядам и ПТУР, конструкции которых будут
рассмотрены в подразд. 13.6. Здесь же проанализируем предшествовавшие им
механические ВУ для отечественных кумулятивных снарядов полевой артил-
лерии калибра 76... 122 мм.
Один из первых таких взрывателей простейшего типа - взрыватель В-229
(рис. 13.30). Рассмотрим его устройство (структурную схему) и принцип действия.
Огневая цель взрывателя представлена единственным элементом-КД наколь-
ного типа 8. Инициирующая система - УМ реакционного действия, состоящий
из ударника 4, который выполнен из дерева или пластмассы и снабжен стальным
жалом 5. Ударник имеет характерную поршневидную форму (с расширенной верх-
ней частью) и закрыт мембраной 3. Система предохранения взрывателя В-229 - это
двухфазный ИПМ, включающий в себя упругий
предохранительный элемент - пружину 1, инер-
ционную деталь - оседающую гильзу 6, а также
шарик 2 и ролики 7.
До выстрела ударник надежно удерживается
(см. рис. 13.30) роликами, помещенными между
опорной втулкой и пружиной (через шайбу), и ша-
риком, который не позволяет оседающей гильзе
сместиться вверх под действием пружины. При
выстреле гильза оседает под влиянием осевой
силы инерции, направленной вниз, и шарик вы-
катывается в нижнею полость взрывателя. После
вылета снаряда из канала ствола пружина подни-
мает гильзу до упора в головку ударника (ближе
к головной части на диаметр шарика) и освобож-
дает ролики, которые под действием центробеж-
ных сил выбрасываются в стороны и освобож-
дают ударник. При встрече с преградой (броней
или грунтом) мембрана, предохраняющая удар-
ник от избыточного давления воздуха в полете,
Рис. 13.30. Взрыватель
В-229:
1 - пружина; 2 - шарик; 3 -
мембрана; 4 - ударник; 5 -
жало; 6 - оседающая гильза;
7 - ролики; 8 - КД
472
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
прорывается, ударник перемещается внутрь взрывателя, накалывая жалом КД.
Последний срабатывает и продукты его взрыва, разлетаясь вместе с элементами
донной части корпуса КД, инициируют второй капсюль-детонатор (КД кумуля-
тивного узла), располагаемый по оси БП в его донной части (т. е. непосредственно
в разрывном заряде в области вершины кумулятивной облицовки). Этот КД и пере-
дает детонационный импульс ВВ кумулятивного заряда, обеспечивая требуемый
эффект действия БП.
При простоте устройства и высокой чувствительности взрывателя его ос-
новные недостатки - отсутствие механизмов дальнего взведения и изоляции
капсюлей. Непредохранительный тип ОЦ - это недостаток как самого взрыва-
теля, так и БП в целом (учитывая наличие второго неизолированного КД непо-
средственно в разрывном заряде БП).
К механическим взрывателям предохранительного типа с дальнейшим взве-
дением относятся взрыватели ГКВ и ГКН, предназначенные для 76- и 85-мм
кумулятивных вращающихся и невращающихся (стабилизированных опере-
нием) БП. Подробно рассмотрим ГКН (рис. 13.31), получивший наибольшее
распространение.
В состав взрывателя ГКН входят УМ реакционного действия (пружина 6,
ударник 8, жало 9 и КД 10) и бокобойный механизм (реакционная шайба 4), об-
разующие ИС; ОЦ - КД (10) - ПЗ (77) - Д (14); а также система предохранения,
Рис. 13.31. Взрыватель ГКН:
1 - предохранительный колпачок; 2 - мембрана; 3 - прокладка; 4 - реакционная шайба;
5 — проволочная чека; 6, 23, 27, 31, 33 - пружины; 7 - корпус; 8 - ударник; 9 - стальное
жало; 10 - КД; 11 — передаточный заряд; 12 - стальное колечко; 13 - медная чашка; 14 -
детонатор; 75 - донная втулка; 16 - свинцовое кольцо; 17 - гайка; 18 - пробка; 19 - поро-
ховая запрессовка; 20,21 - шарики; 22 - инерционный стопор; 24 - втулка; 25 - чашечка;
26 - КВ; 28 - поворотный диск; 29 - жало; 30 - ось; 32 - стопор; 34 - стопор-фиксатор
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 473
включающая ИПМ (поз. 18,20-23), ПМДВ (поз. 19,25—27,29,32), ПДУ (пово-
ротный диск 28) и фиксирующее устройство (поз. 33, 34).
Перед заряжанием орудия необходимо с помощью тесьмы выдернуть чеку 5
и снять предохранительный колпачок 1 (см. рис. 13.31). При выстреле КВ 26
под действием силы инерции S оседает, сжимая пружину, и накалывается на жа-
ло 29. Луч огня попадает в пороховую запрессовку 19 и зажигает ее. Одновре-
менно оседает инерционный стопор 22 и верхний шарик 20 выкатывается через
отверстие во втулке 24 в кольцевую выточку корпуса 7, а реакционный ударник
опускается вниз до упора в поворотную втулку.
После вылета БП из канала ствола пружина 23 поднимает инерционный
стопор 22 вверх до упора в пробку 18 и ставит выточку стопора против ниж-
него шарика 21. Подъем реакционного ударника вверх до упора в мембрану 2
осуществляется под действием пружины 6 и силы набегания.
Поворотный диск снабжен специальной пружиной 31, надетой на одну
из полуосей диска и помещенной в выточке (углублении) втулки 24. Концы пру-
жины отогнуты: один из них входит в отверстие диска, а другой - в отверстие
втулки 24. После выгорания пороховой запрессовки 19 под действием пружи-
ны 31 происходит поворот диска, шарик 21 выталкивается в выточку стопора,
а КД становится против жала и передаточного заряда.
Поворот диска происходит до упора, запрессованного во втулку 24. Фикса-
ция диска в боевом положении осуществляется стопором-фиксатором 34, пере-
мещающимся под действием сжатой пружины 33 и заскакивающим в выточку
втулки 24. Взрыватель взводится на удалении 5...30 м от орудия.
При встрече БП с преградой реакционная шайба перемещается вместе
с ударником, и жало УМ накалывает КД. Взрыв КД передается передающему
заряду, а от него - детонатору. Последний инициирует КД кумулятивного узла
аналогично рассмотренному ранее взрывателю В-229.
Положительные особенности взрывателей ГКН (и ГКВ) - предохранитель-
ный тип ОЦ, дальнее взведение, повышенная безотказность (благодаря реакцион-
ной шайбе взрыватель срабатывает при углах до 50.. .60° от нормали). Кроме того,
во взрывателе ГКН обеспечена более быстрая передача детонационного импульса
к донному КД посредством кумулятивной выемки в дне стакана детонатора.
Взрыватели к бронебойным снарядам
Взрыватели этой группы должны срабатывать после проникания каморных
снарядов (снаряженных ВВ) в заброневое пространство. Большие механические
воздействия, испытываемые взрывателем при ударе снаряда о броню, требуют
высокой прочности конструкции и надежного крепления взрывателя в донной
части снаряда. В качестве датчика цели используют инерционные УМ, для повы-
шения чувствительности и безотказности которых (в случае встречи с броней под
малыми углами) применяют бокобойные устройства. Огневая цепь, как правило,
содержит пиротехнические замедлители. Многообразие целей и разные толщины
брони обусловили использование авторегулируемого замедления. Установочные
устройства отсутствуют из-за требований по скорострельности и потому, что
выстрелы к камерным бронебойным снарядам чаще всего являются выстре-
лами унитарного заряжания. Большие осевые и центробежные перегрузки при
474
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
выстреле позволяют применять достаточно безопасные в служебном обращении
ИПМ и ЦПМ. Это обстоятельство, а также наличие в ОЦ замедлителей дали
возможность использовать во взрывателях ОЦ непредохранительного (МД-7,
МД-8, МД-10) и полупред охранительного (ДБР-2) типов. Поскольку взрыватели
не имеют дальнего взведения (взводятся в канале ствола), огонь по бронетехнике
противника можно вести с близкого расстояния. Отсутствие в системе предо-
хранения сложных механизмов обеспечило небольшие габариты взрывателя
при достаточно высоких безопасности, эффективности и надежности действия.
Донные взрыватели к бронебойным снарядам конструктивно содержат
трассеры для наблюдения за траекторией полета снаряда. Крепление трассера
во взрывателе должно исключать возможность случайного отрыва трассера по-
сле вылета из ствола, например, за счет проникших в зазоры пороховых газов.
Желательно также легкое отделение корпуса трассера от взрывателя при попада-
нии БП в броню.
В качестве примера рассмотрим устройство и принцип действия взрыва-
теля МД-7 (рис. 13.32). При выстреле под действием осевой силы инерции
предохранительный разрезной цилиндр 6 оседает вниз до упора в свинцовое
Рис. 13.32. Донный взрыватель МД-7 (а) и его внешний вид без трассирующего
устройства (б):
1 - стакан; 2 - тетриловый детонатор; 3 - КД; 4 - пороховой замедлитель; 5 - чашеч-
ка; 6 — предохранительный разрезной цилиндр; 7 - гайка трассера; 8 - целлулоидный
кружок; 9 - трассирующий состав; 10 - трассер; 11 - свинцовое кольцо; 12 - инер-
ционный ударник; 13 - КВ; 14 - предохранительный медный кружок; 15 - контрпре-
дохранительная пружина; 16 - втулка с жалом; 17 - инерционный медный кружок;
18 - втулка; 19 - корпус взрывателя
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 475
кольцо И, открывая инерционному ударнику 12 с КВ 13 доступ к жалу. В полете
инерционный ударник удерживается контрпредохранительной пружиной 75. При
встрече с преградой ударник под действием силы инерции продвигается вперед
и накалывает КВ на жало. Огонь от КВ проходит по косому каналу в основании
жала 16 и через отверстие в инерционном кружке 77, воспламеняет пороховой
замедлитель 4, после выгорания которого срабатывают КД 3 и разрывной заряд.
Взрыватели к бетонобойным снарядам
По конструкции эти взрыватели близки к бронебойным: контактного дей-
ствия, донные, с постоянным и (или) авторегулируемым замедлением. Од-
нако этим взрывателям присущи особенности, обусловленные применением
в снарядах крупных калибров со значительным объемом каморы (и массы
ВВ); использованием для гаубичных артиллерийских систем и для выстрелов
раздельного заряжания; сравнительно небольшой скорострельностью артил-
лерийских систем. Поэтому такие взрыватели имеют значительные габариты,
массу и мощный детонатор (учитывая низкую чувствительность основного
снаряжения - литого ТНТ), а также несколько установок времени контактного
действия. В связи с малыми взводящими силами (стрельба из гаубиц, большая
масса снаряда) система предохранения отличается значительным количеством
механизмов и достаточно большой их сложностью. Все взрыватели - предо-
хранительного типа с дальним взведением. Для повышения чувствительности
датчиков цели (инерционных УМ), в частности, в случае промаха, когда при
встрече с грунтом под малыми углами силы инерции малы, широко применяют
различные бокобойные устройства. Возможно использование походного крепле-
ния, обеспечивающего дополнительную безопасность в служебном обращении
(например, во взрывателе КТД).
Рассмотрим устройство и принцип действия типового взрывателя к бето-
нобойным снарядам - ДБТ (рис. 13.33), который по габаритам соответствует
более ранней разработке - взрывателю КТД.
Взрыватель ДБТ - предохранительного типа с дальним взведением - имеет
две установки: на инерционное «О» и замедленное «3» действие. Взрыватель
снабжен инерционным УМ (инициирующая система), двумя центробежными
ПМ, предохранительно-детонирующим механизмом, МДВ с накольным меха-
низмом и механизмом безопасности (они образуют систему предохранения);
а также АРЗ с установочным приспособлением и фиксирующим устройством.
Огневая цепь: КВ - 3 - КД - ПЗ - Д.
Ударный механизм состоит из инерционного ударника с КВ (удерживает-
ся в исходном положении с помощью двух центробежных стопоров нижнего
ЦПМ), жала, закрепленного в диафрагме, предохранительных пружин, боко-
бойной шайбы с лапчатым предохранителем (удерживает шайбу от смещения
конической хвостовой частью ударника в условиях служебного обращения)
и контрпредохранительной пружины.
Предохранительно-детонирующий механизм содержит центральную втул-
ку в корпусе, предохраниетльно-детонирующего устройства типа «центро-
бежный движок» с КД, два фиксирующих стопорка с шариком между ними,
476
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.33. Взрыватель ДБТ:
1 - бокобойная шайба; 2 - инерционная втулка; 3 - ударник; 4 - КВ; 5 - клапанная втулка;
6 - клапан; 7, 14. 23 - втулки; 8 - усилитель; 9 - центробежный движок; 10 - ПЗ, 11 -
диафрагма; 12 - КД; 13 - замедлитель; 15 - жало; 16- контрпредохранительная пружина;
17 - установочный кран; 18 - обтюрирующая прокладка; 19 - центробежный стопор;
20 - фиксатор; 21.38- шарики; 22 - накольный механизм; 24 - гайка крана; 25 - кольцо;
26 - диафрагма; 27- центробежный стопорок (ЦПМ); 28 - предохранительная пружина;
29 - центробежный стопорок к МДВ; 30 - стопор; 31 - пружина; 32 - пороховой предо-
хранитель; 33 - центральная втулка; 34 - свинцовые кольца; 35 - поддон; 36 - донная
втулка; 37 - лапчатый предохранитель; 39 - фиксирующие стопорки; 40 - запирающая
гильза; 41 - пружина запирающей гильзы; 42 - чашечки; 43 - пружина, перемещающая
чашечки; в - отверстие в диафрагме; ж - канал, ведущий к КД
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 477
центробежные стопорки с пружиной (верхний ЦПМ), диафрагму с передаточ-
ным зарядом и детонатор. Механизм дальнего взведения собран в центральной
втулке и включает в себя стопор, поджатый пружиной, пиротехнический предо-
хранитель, который до выгорания препятствует взведению пружиной стопора
и тем самым взведению центробежного стопорка. Механизм безопасности (се-
чение Б на рис. 13.33) состоит из запирающей гильзы, упирающейся в стопорок
с пружиной, и чашечек, между которыми находится пружина. Механизм безопас-
ности (разновидность БМ) введен на случай самопроизвольного срабатывания
в условиях служебного обращения пиротехнического предохранителя или КВ
накольного механизма. В этом случае стопор 30, фиксирующий центробежный
стопорок 29, переместится вниз, запирающая гильза 40 продвинется до упора
в центробежный стопорок, чашечки 42 выдвинутся пружинкой 43 и будут пре-
пятствовать возвращению стопорка 29 (при выстреле будет получен отказ).
Накольный механизм имеет ударник с КВ, жало и предохранительную
пружину.
Авторегулируемое замедлительное устройство включает в себя пиротех-
нический замедлитель, клапан, втулку клапана и пороховой усилитель. Устано-
вочное приспособление содержит кран, поддон, гайку крана и обтюрирующую
прокладку. Выступ крана установочного приспособления входит в шлиц поддо-
на, который в свою очередь двумя выемками сцепляется с выступами, находя-
щимися на торце корпуса УМ. Вместе с краном поворачиваются как одно целое
поддон и корпус УМ с прилегающей к нему диафрагмой. Поворот установочного
приспособления ограничен втулочкой. Для закрепления при выстреле установки
крана на «О» применяют фиксатор 20 с пружиной и шариком 21.
Если стрельба ведется на инерционное действие, то кран повернут до упора
влево, чтобы риска на кране находилась против буквы «О» на донной втулке.
В этом случае отверстие «в» в диафрагме будет расположено против канала «ж»,
ведущего непосредственно к КД.
При стрельбе на замедленное действие поворачивать кран не надо, так как
с завода взрыватель выпускается с установкой на замедленное действие. В этом
случае отверстие «в» в диафрагме находится против порохового замедлителя
во втулочке.
При выстреле ударник накольного механизма накалывает КВ, который за-
жигает пиротехнический предохранитель МДВ.
При установке крана в положение «О» фиксатор, сжимая пружину, опуска-
ется в гнездо диафрагмы, шарик, двигаясь вслед за фиксатором, отходит в сто-
рону и исключает подъем фиксатора после вылета снаряда из канала ствола.
При установке крана в положение «3» фиксирующее устройство не ра-
ботает, чему препятствует диафрагма (нет гнезда). Необходимость фиксации
при установке в положение «О» обусловлена тем, что при проникании снаряда
в преграду детали взрывателя стремятся повернуться в направлении установки
крана в положение «3».
Под действием центробежных сил взводятся центробежные стопоры ниж-
него ЦПМ, удерживавшие УМ, и подпружиненный стопорок верхнего ЦПМ,
фиксирующий предохранительно-детонирующее устройство. По мере выгора-
ния порохового предохранителя (50... 150 м от дульного среза орудия) стопор 30
478
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
под действием пружины 31 перемещается вниз и освобождает второй центро-
бежный стопорок, удерживающий предохранительно-детонирующее устройство
(центробежный движок 9). В полете инерционный ударник с гильзой защищен
от набегания на жало контрпредохранительной пружиной. Инерционная шайба
от боковых перемещений удерживается лапками контрпредохранителя. Дви-
жок 9 переходит в боевое положение, при котором КД встает против передаточ-
ного заряда в диафрагме и фиксируется в таком положении двумя стопорками,
входящими в выемки втулки. Шарик 38, выкатывающийся из ямок стопорков 39,
препятствует возвращению их в первоначальное положение.
При встрече снаряда с преградой ударник с гильзой сжимает контрпредо-
хранительную пружину и КВ накалывается на жало. При установке крана в по-
ложение «О» луч огня проходит к КД, а при установке крана в положение «3»
луч огня проникает через отверстие во втулке клапана, обтекая клапан 6, и за-
жигает замедлитель. Сам клапан под действием силы инерции прижимается
к пороховому замедлителю 13, давая газам замедлителя свободный проход через
отверстие во втулке. При остановке снаряда в преграде или при ее пробитии
прекращается действие силы инерции на клапан, и он отбрасывается газами
замедлителя назад, а отверстие во втулке клапана закрывается. Это приводит
к резкому подъему давления газов замедлителя и быстрому их догоранию; луч
огня замедлителя передается КД и вызывает его срабатывание. Капсюль-де-
тонатор вызывает детонацию передаточного заряда и детонатора, от которого
срабатывает разрывной заряд бетонобойного снаряда.
Взрыватели к минам ствольных минометов
Инициирующая система контактных механических взрывателей к минам
представляет собой реакционные УМ накольного (взрыватели М-5, М-6, М-12
и М-16) или пневматического (ГВМЗ-1, ГВМЗ-7) действия. Огневая цепь взры-
вателей к минам малого калибра (осколочным) включает в себя накольный
КД и детонатор (М-5) или КД - ПЗ - Д (М-6), что вместе с малой толщиной
мембран обеспечивает высокую чувствительность и небольшое время сра-
батывания взрывателя. Взрыватели к минам среднего и большого калибров
(осколочно-фугасным и фугасным) снабжены замедлителями и установочными
устройствами, позволяющими использовать мину не только как осколочную,
но и как фугасную.
Небольшие линейные перегрузки при выстреле из ствольных минометов
предопределили некоторые особенности в системе предохранения минных
взрывателей. Часть взрывателей оснащены ОЦ предохранительного (М-6)
и полупредохранительного (М-16, ГВМЗ-7) типов. Отсутствие вращения ис-
ключает возможность применения ЦПМ, в связи с чем используются только
ИПМ. Жесткие предохранители не применяются, так как небольшие осевые
силы инерции не обеспечивают их деформации, а используются упругие предо-
хранители. Перемещение движков предохранительно-детонирующего и предо-
хранительно-воспламенительного устройств в боевое положение (М-6, М-12,
М-16) осуществляется с помощью пружин. Для обеспечения безопасности
в условиях служебного обращения и недопущения взведения ИПМ (например,
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 479
при случайном падении) увеличивают путь взводящейся детали или применяют
механизм с зигзагообразным пазом и штифтом, который гасит кинетическую
энергию подвижной детали за счет отражения при ударе (М-6, М-12, М-16).
Во взрывателях к минам крупного калибра применен МДВ на пиротехническом
принципе (ГВМЗ-7 взводится на расстоянии около 20 м от дульного среза).
Система предохранения взрывателей у мин калибра 82, 107 и 120 мм должна
также гарантировать безопасность расчета при случайном двойном заряжании
миномета. Для получения воздушных разрывов мин вспомогательного назна-
чения (осветительных, агитационных и т. п.) используют дистанционно-кон-
тактный взрыватель Т-1 с дистанционным устройством на пиротехническом
принципе и реакционным УМ (более подробное описание дистанционных
и дистанционно-контактных ВУ дано в подразд. 13.5).
Типовой минный взрыватель М-12 (рис. 13.34) - контактный, механиче-
ский, реакционного и замедленного действия, с дальним взведением, непредо-
хранительного типа предназначен для 107- и 120-мм осколочно-фугасных мин.
Взрыватель состоит из УМ (с КВ, смещенным относительно жала ударника),
ИПМ (с прерывистым движением взводящейся детали), установочного при-
способления, замедлительного и детонирующего устройств. Ударный механизм
взрывателя М-12 включает в себя ударник (грибок и жало), закрытый медной
мембраной, дюралюминиевую опорную втулку (с закрепленным в ней штифтом),
стальной движок с КВ и взводящей пружиной. Движок удерживается в холостом
положении жалом, входящим в гнездо движка. Инерционный ПМ содержит
Рис. 13.34. Взрыватель М-12:
1 - детонатор; 2 - КД; 3 - установочный кран; 4 - движок; 5 - опорная втулка; 6 - ниж-
ний шарик; 7 - жало; 8 - реакционный ударник; 9 - шарик; 10 - предохранительный
колпачок; 11 - мембрана; 12 - предохранительная пружина; 13 - оседающая гильза;
14 - КВ; 15 - пружина; 16-гильза; 17 - инерционный ударник; 18 - втулка регулятора;
19 - пороховой усилитель
480
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
предохранительную гильзу с зигзагообразной прорезью, в которую вставлен
штифт, предохранительную пружину, поджимающую гильзу вверх, верхний
шарик, ограничивающий подъем гильзы, два нижних шарика, препятствующих
осевому перемещению ударника и стальной шайбы под опорной втулкой.
Установочное приспособление конструктивно выполнено в виде латунного
крана с конической поверхностью. Замедлительное устройство содержит два
одинаковых пиротехнических замедлителя с пороховыми усилителями. Над
замедлителями находятся втулки-регуляторы с отверстием диаметром 0,5 мм,
служащие для стабилизации и получения малого времени истечения газов.
Детонирующее устройство состоит из лучевого КД и тетрилового детона-
тора. Огневая цепь (КВ - 3 - КД - Д) типична для многоцелевых КМВУ не-
предохранительного и полупредохранительного типа.
Перед заряжанием миномета предохранительный колпачок свинчивает-
ся и проводится установка крана взрывателя. При выстреле под действием
силы инерции от линейного ускорения гильза 13 начинает оседать, при этом
штифт неподвижной опорной втулки проходит все три колена зигзагообраз-
ной прорези гильзы, а верхний шарик 9 выкатывается во внутреннюю по-
лость корпуса. После вылета мины из миномета предохранительная пружина
12 поднимает гильзу. Вследствие зигзагообразного профиля прорези подъем
гильзы тормозится, чем достигается задержка в процессе подъема гильзы.
После упора гильзы в грибок ударника 8 давление пружины передается
на ударник и нижние шарики выкатываются в полость корпуса под давлени-
ем конической поверхности кольцевого утолщения на жале (см. рис. 13.34).
Подъем происходит до упора грибка ударника в мембрану. После выхода
жала из гнезда взводящая пружина 15 перемещает движок в боевое поло-
жение. При встрече с преградой ударник накалывает КВ 14, форс пламени
которого (при установке крана в положение «О») передается по открытому
центральному каналу на лучевой КД 2. Процесс взрыва КД приводит к сра-
батыванию детонатора, а затем и разрывного заряда мины. При установке
крана в положение «3» форс пламени КВ сначала передается на замедлители
через втулки регулятора 18 и лишь после их прогорания (и усиления огневого
импульса усилителями 79) - на лучевой КД.
Взрыватель М-12 обладает высокой безопасностью в служебном обращении
(не взводится при сбросе с высоты 3 м на любую преграду), а при стрельбе обе-
спечивает требуемую точность времени замедления и повышенную безотказ-
ность действия.
Взрыватели к головным частям неуправляемых ракет
и БП безоткатных орудий
Взрыватели к неуправляемым PC в качестве датчика цели используют УМ
с реакционными и инерционными ударниками (для повышения чувствитель-
ности инерционных ударников применяют бокобойные шайбы). Огневая цепь
взрывателей многоцелевого назначения содержит КВ накольного типа, порохо-
вой замедлитель, лучевой КД и детонатор. Наличие в ОЦ некоторых взрывате-
лей двух (В-14) или трех (ВД-20) замедлителей обеспечивает ведение стрельбы
13.4. Устройство и принципы действия КМВУБПразличного назначения 481
с несколькими установками времени контактного действия: мгновенное, с ма-
лым и большим замедлением.
Небольшие инерционные воздействия при пуске и в полете обусловили ряд
особенностей построения системы предохранения взрывателей PC: а) использу-
ются ОЦ непредохранительного и полупредохранительного (например, взрыватель
ВД-20) типов; б) комбинированные ПМ взводятся при относительно малых осевых
перегрузках и центробежных силах (в ТРС) и в то же время обеспечивают безопас-
ность в служебном обращении и при пуске;
в) МДВ (дальность взведения - примерно
100...200 м от пусковой установки) и раз-
личные блокирующие механизмы гаранти-
руют дополнительную безопасность личного
состава при аномальной работе двигателя,
на сходе PC с направляющих или «клевке»
(падении вблизи пусковой установки).
Системы предохранения взрывателей
к оперенным PC могут включать в себя аэ-
родинамические и (или) инерционные ПМ
(ВД-20, В-5, взрыватели к РПГ и выстрелам
безоткатных орудий), причем ИПМ выполня-
ют в виде механизмов с прерывистым движе-
нием взводящей детали (с зигзагообразным
пазом) или механизмов, обеспечивающих
двухфазное действие. Во взрывателях к турбо-
реактивным снарядам, имеющим значитель-
ные скорости вращения (В-14, В-24, В-25), на-
ряду с ИПМ используют центробежные ПМ.
Взрыватель В-14 (рис. 13.35) предна-
значен для 140-мм турбореактивных сна-
рядов М-14 ОФ и, как и другие взрывате-
ли для турбореактивных снарядов (В-24,
В-25), относится к ВУ непредохранитель-
ного типа с дальним взведением, снабжен
реакционно-инерционным УМ (ИС) и пи-
ротехническим замедлителем. Огневая цепь
(КВ - 3 - КД - Д) типична для КМВУ много-
целевого назначения ствольной и реактив-
ной артиллерии.
Комбинированный ПМ, обеспечива-
ющий предохранение и дальнее взведение
взрывателя, состоит из центробежных (от-
носящихся к ЦПМ) и инерционных (ИПМ)
стопоров с пружинами. Стопоры ЦПМ 9
удерживаются своими пружинами и инер-
ционными стопорами 14 ИПМ. Установка
А-А
Рис. 13.35. Взрыватель В-14:
1 - детонатор; 2 - инерционный удар-
ник; 3 - КВ; 4,7 - контрпредохра-
нительные пружины; 5 - заслонка;
6 - головная втулка; 8—реакционный
ударник; 9 - центробежный стопор;
10 - бокобойные плашки; 11 - корпус;
12 - установочный кран; 13 - КД; 14 -
инерционный стопор
482
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
на замедление проводится с помощью установочного крана 12. Предохрани-
тельный колпак имеет чеку с тесьмой.
При движении турбореактивного снаряда по направляющей инерционные
стопоры оседают и освобождают центробежные стопоры 9, но число оборо-
тов турбореактивного снаряда еще мало, поэтому центробежная сила не может
переместить эти стопоры в боевое положение. После схода турбореактивного
снаряда с направляющей и увеличения числа оборотов (максимум достигается
в конце активного участка траектории) центробежные стопоры, преодолевая со-
противление своих пружин, расходятся в стороны и освобождают реакционный 8
и инерционный 2 ударники, а также заслонку 5, которая под действием пружины
поднимается и удерживает центробежные стопоры во взведенном положении
Рис. 13.36. Взрыватель ГК-2:
1 - предохранительный колпак; 2 -
корпус; 3 - шарик; 4 - оседающая
гильза; 5 - реакционный ударник;
б - пружина; 7 - втулка; 8 - шарики;
9 - жало; 10 - инерционный ударник;
11 - контрпредохранительный колпа-
чок, 12 - направляющая втулка; 13 -
КД; 14 - хвостовик; 15 - бокобойное
кольцо; 16 - лапчатый предохрани-
тель; 17 - ПЗ
(взрыватель взведен).
На активном участке траектории реак-
ционный ударник 8 удерживается от переме-
щения контрпредохранительной пружиной 7,
а на пассивном участке - контрпредохрани-
тельной пружиной 4 (см. рис. 13.35).
При встрече с преградой мембрана де-
формируется, реакционный ударник, сжи-
мая контрпредохранительную пружину,
перемещается и накалывает КВ 3. Форс
огня КВ вызывает действие КД 13 или за-
медлителя (в зависимости от установки кра-
на). При встрече турбореактивного снаряда
с преградой под малыми углами одна или
обе бокобойные плашки 10 перемещаются
и оказывают давление на коническую часть
корпуса инерционного ударника 2, продви-
гая его вперед. При этом КВ накалывается
на жало, и луч огня в зависимости от уста-
новки крана передается КД, который приво-
дит к взрыву детонатора 1 и боевого заряда
турбореактивного снаряда.
Взрыватель В-24, предназначенный для
240-мм ТРС М-24-Ф, по устройству и дей-
ствию аналогичен взрывателю В-14. В отли-
чие от В-14 и В-24, взрыватель В-25 с тремя
установками крана (на осколочное действие
«О», малое «М» и большое «Б» замедления)
универсален, т. е. может применяться как для
140-мм ТРС (М-14-0Ф), так и для 240-мм
(М-24-Ф).
Взрыватель ГК-2 (рис.13.36) использу-
ется для БП (мин) кумулятивного и осколоч-
ного действия к 82- и 107-мм безоткатным
орудиям.
13.4. Устройство и принципы действия КМВУБПразличного назначения 483
Инициирующая система представлена УМ реакционно-инерционного дей-
ствия (с дальним взведением) и бокобойным устройством, которое состоит из бо-
кобойного кольца 15 с ПЗ 17, лапчатого предохранителя 16 и донной втулки 7.
Реакционный ударник 5 имеет ударный стержень и жало 9. Ударный механизм
включает в себя опорную и направляющую 12 втулки, хвостовик 14, ввинчен-
ный в опорную втулку, и КД 13. Огневая цепь взрывателя (КД - ПЗ) отличается
от рассмотренных ранее типовых ОЦ контактных механических ВУ.
Инерционный ПМ, обеспечивающий безопасность и дальнее взведение УМ,
также оригинален. Он содержит пружину 6, оседающую гильзу 4 с зигзагообраз-
ным пазом, пять шариков (одного верхнего и четырех нижних), штифт, запрес-
сованный во втулку, пружину, опорную втулку, втулку, вставляемую в пружину,
жесткую лапчатую звездку, которая входит лапками в пазы направляющей втулки
и удерживается от выпадания кольцом, запрессованным в направляющую втулку,
и жесткий контрпредохранительный колпачок 11, напрессованный на хвостовик.
В служебном обращении безопасность взрывателя обеспечивается пре-
дохранительным механизмом: нижние шарики удерживаются гильзой, которая по-
стоянно поджимается в верхнее положение до упора в шарик предохранительной
пружиной. В момент выстрела гильза совместно с шариком сжимает пружину,
продавливает звездку и оседает в крайнее нижнее положение, в котором она нахо-
дится до тех пор, пока сила инерции не станет равной силе сопротивления сжатой
пружины. Шарик, двигаясь с гильзой, скользит по пазу в ударнике и благодаря
скосу в конце паза выкатывается во внутреннюю расточку корпуса 2, не препят-
ствуя последующему подъему гильзы в верхнее крайнее положение.
После вылета мины из канала ствола гильза по мере уменьшения силы инер-
ции под действием пружины начинает подниматься в верхнее положение, совер-
шая замедленное движение благодаря наличию во втулке штифта (на рис. 13.36
не показан) и зигзагообразного паза. Имеющийся в гильзе зигзагообразный паз,
в который входит штифт, позволяет несколько увеличить время подъема гильзы
в крайнее верхнее положение, в результате чего получается взведение взрывателя
на расстоянии более 2,5 м от дульного среза орудия. После подъема гильзы четыре
шарика под действием втулки, продвигаемой вверх силой сжатой пружины, выка-
тываются в полость корпуса. После этого инерционный ударник 10 под влиянием
силы набегания может продвинуться в направлении жала 9 до упора острия жала
в контрпредохранительный колпачок 11. Дальнейшему сближению жала с КД 13
препятствуют пружина и колпачок.
При стрельбе без предохранительного колпачка 1 во время встречи мины
с преградой перемещается реакционный ударник 5 и жало 9 накалывает КД 13,
который передает импульс ПЗ 7 7 взрывателя. От взрыва ПЗ в кумулятивной мине
срабатывает КД кумулятивного узла, в осколочно-фугасной мине - детонатор,
а затем - разрывной заряд.
При стрельбе с предохранительным колпачком в момент встречи мины с пре-
градой инерционный ударник с КД под действием силы инерции перемещается
в направлении жала, что также приводит к наколу КД, срабатыванию взрывателя
и разрыву мины.
484
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
При встрече мины с преградой под малым углом бокобойное кольцо под дей-
ствием силы инерции от удара разгибает лапки предохранителя и передвигается
в сторону до упора в стенку донной втулки. В результате чего инерционное кольцо
конической расточкой резко толкает коническую часть хвостовика и продвигает
инерционный ударник с капсюлем-детонатором в направлении жала, вследствие
чего КД накалывается на жало и происходит взрыв мины.
Устройство и действие типовых взрывателей авиационных бомб
Функционально-структурная схема типовых взрывателей авиационных бомб
состоит из основных узлов и механизмов, во многом схожих с аналогичными
механизмами ФСС взрывателей артиллерийских снарядов, мин и PC, но имеется
и ряд отличительных особенностей.
Предохранительные устройства ВУ авиационных бомб, обеспечивающие
безопасность на всех стадиях эксплуатации и при боевом применении, кон-
структивно являются составными частями УМ и огневых цепей ВУ. Они не до-
пускают срабатывания УМ и, разрывая ОЦ, исключают прохождение взрывного
импульса к детонатору (или луча огня к пороховой петарде). Срабатывание
взрывателя становится возможным только после снятия всех предохранителей.
Процесс снятия предохранителей (взведение взрывателя) начинается с момента
отделения бомбы от летательного аппарата (ЛА) и заканчивается по истечении
определенного времени (время дальнего взведения), характеризующего рассто-
яние (дальность взведения), на которое удаляется ЛА от сброшенной им бомбы
к моменту снятия всех предохранителей. Дальность взведения должна быть та-
кова, чтобы взрыв бомбы при случайном срабатывании взрывателя после взве-
дения был безопасным для ЛА. Время дальнего взведения - одна из важнейших
характеристик авиационных взрывателей. Оно, с одной стороны, определяет
безопасность боевого применения АБ, а с другой - ограничивает минимально
допустимую высоту бомбометания.
Взведение авиационных взрывателей могут выполнять МДВ различного
типа. В настоящее время взрыватели с простейшими ветряночными механизма-
ми разрешено применять только с приставочными МДВ, которые освобождают
ветрянки по истечении определенного времени. Ветряночные механизмы про-
должают использовать в механизмах взведения центробежного типа, которые
применяют во взрывателях мелких АБ, сбрасываемых в РБК.
В авиационных взрывателях широко распространены встроенные в их
конструкцию пиротехнические и часовые МДВ, состоящие из трех основных
устройств: пускового, замедлительного и исполнительного. Пусковое устрой-
ство приводит в действие замедлительное, которое отрабатывает время дальнего
взведения, после чего исполнительное устройство переводит детали взрывате-
ля в боевое положение, т. е. снимает предохранители. Время взведения ПМДВ
определяется временем сгорания ПТС, а часовых МДВ - временем работы
часового механизма.
В зависимости от типа пускового устройства МДВ взрыватели подразде-
ляются на взрыватели с механическим пусковым устройством и взрыватели
с электрическим пусковым устройством. Взрыватели с механическим пусковым
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 485
устройством применяют на ЛА, оборудованных механической системой управ-
ления взрывателями, которая включает замок «взрыв-невзрыв» и пруток, свя-
зывающий замок с механическим пусковым устройством взрывателя. Меха-
нические пусковые устройства накладывают ограничения на максимальную
допустимую скорость ЛА при полете на маршруте и во время бомбометания.
При подвеске бомб на наружные держатели МПУ способно при больших скоро-
стях полета сработать преждевременно под воздействием набегающего на пру-
ток воздушного потока.
Взрыватели с электрическим пусковым устройством используют на ЛА,
оснащенных электрической системой управления взрывателями, которая через
специальное контактное устройство бомбардировочной установки связывает
бортовой источник тока ЛА с электрическим пусковым устройством взрывателя.
Электрическое пусковое устройство состоит из экранированного провода, шари-
ковой вилки и ЭВ. Шариковая вилка разделена изолятором на две контактиру-
ющие полусферы, к одной из которых припаян центральный провод, к другой -
изолированный от него металлический экран (оплетка). С противоположного
конца провод припаян к мостику ЭВ. После подвески бомбы на ЛА шариковая
вилка вставляется в гнездо механизма подачи импульсов бомбардировочной
установки. Система управления взрывателями на ЛА позволяет сбрасывать
бомбы на «взрыв» и аварийно на «не взрыв» (импульс тока не подается). У взры-
вателей для бомб, применяемых в кассетах, пусковые устройства отсутствуют.
Кроме предохранителей, связанных с МДВ, взрыватели могут иметь походные
предохранители, которые удаляются при подготовке к боевому вылету.
Взрыватель АВ-139 (рис. 13.37) - контактный механический взрыватель
универсального расположения, непредохранительного типа, мгновенного, инер-
ционного и замедленного действия, с дальним взведением - предназначен для
фугасных и осколочно-фугасных АБ (применяется при высотном бомбомета-
нии). Взрыватель взводится силой тяжести, действующей на АБ при отделении
ее от самолета. Срабатывает взрыватель при встрече АБ с преградой в результате
действия реакционного или всюдубойного инерционного УМ без замедления
или с замедлением, обеспечиваемым пиротехническим замедлителем.
В ОЦ взрывателя входят КВ типа КВТ, пиротехнические замедлители (боль-
шого и малого замедления), лучевой КД и детонатор. Инициирующая система
включает в себя УМ реакционного и всюдубойного действия. Система предохра-
нения содержит пиротехнический МДВ с механическим ПУ (со стреляющим на-
кольно-воспламенительным механизмом), предохранительно-воспламенитель-
ный механизм, блокирующий механизм и механизм походного предохранения.
Взрыватель АВ-139 оснащен всюдубойным УМ, который состоит из двух
инерционных ударников 75 и 18, жала 77иКВ 2 (см. рис. 13.37). Всюдубойный
УМ дополнен реакционным ударником, включающим в себя шток 3 и грибок 7.
Внутренняя полость взрывателя сверху закрыта мембраной 6. Капсюль-вос-
пламенитель установлен в движке 19, занимающем до момента взведения
положение, при котором КВ 2 находится в стороне от жала 77. В этом положе-
нии движок удерживается самим жалом, препятствующим его движению под
действием сжатой пружины 16, которая стремится поднять жало и освободить
486
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.37. Взрыватель АВ-139:
1 - пружина движка; 2, 14 - КВ; 3 - шток; 4 - предохранительный винт; 5 - штифт;
6 - мембрана; 7 - грибок; 8 - вышибной заряд; 9 - втулка; 10 - ударник; И, 22 - пру-
жины; 12 - серьга; 13 - предохранительный колпачок; 15,18 - инерционные ударники;
16 - пружина УМ; 17 - жало; 19 - движок; 20 - фиксатор; 21,24 - конусы; 23 - шток
таким образом движок. Однако этому препятствует опущенный вниз шток,
удерживаемый штифтом 5 МДВ. В штифт вставлен вышибной заряд 8 из ТНРС.
Кроме штифта 5 к МДВ относится и втулка 9, в кольцевой канал которой
запрессован замедлительный состав. Время горения этого состава (10... 12 с)
определяет задержку срабатывания МДВ, пусковым устройством которого слу-
жит накольный механизм, состоящий из ударника 10, пружины 11, серьги 12
13.4. Устройство и принципы действия КМВУ БПразличного назначения 487
и КВ 14. Под действием сжатой пружины ударник стремится наколоть КВ. Дви-
жение ударника ограничивает серьга, лапки которой охватывают шаровидную
головку ударника. При хранении взрывателя серьга закрывается предохрани-
тельным колпачком 13. К корпусу взрывателя на резьбе крепится стакан с за-
медлительной втулкой и детонаторной шашкой. Во втулке есть три канала для
прохода луча огня от КВ 2 к КД детонаторной шашки.
В центральном канале втулки установлен пиротехнический замедлитель
на 0,75 с, а в правом боковом канале - на 0,03 с. Другой боковой канал не со-
держит замедлителей и обеспечивает мгновенное действие взрывателя после
удара о преграду.
Каналы малого замедления и мгновенного действия перекрыты установоч-
ными винтами. В полости взрывателя напротив штифта МДВ размещен стопор-
ный механизм, исключающий взведение взрывателя при случайном срыве бомбы
с ЛА на стоянке, при взлете или посадке. Стопорный механизм состоит из двух
конусов 21 и 24, штока 3, пружины 22, фиксатора 20 и предохранительного вин-
та 4. В момент удара бомбы о преграду после срыва ее с ЛА конусы 21 и 24 под
действием инерционных сил сближаются, фиксатор 20 заскакивает в выточку
конуса 21 и не дает возможности конусам вернуться в исходное положение.
Сблизившиеся конусы перекрывают полость, в которую выбивается при взве-
дении штифт 5. Стопорный механизм не допускает взведения взрывателя в тех
случаях, когда время падения бомбы до преграды меньше времени дальнего
взведения. Для исключения преждевременного срабатывания стопорного меха-
низма в него ввинчен предохранительный винт 4, который при окончательной
подготовке взрывателя к боевому применению вывинчивается и устанавливается
в то же отверстие коротким концом.
После ввертывания взрывателя в бомбу, подвешенную на ЛА, серьга МДВ
соединяется с карабином прутка замка «взрыв-невзрыв». При сбрасывании
бомбы на взрыв пруток остается на ЛА и срывает серьгу МДВ. Накольное
устройство действует на КВ, который поджигает замедлительный состав, за-
прессованный во втулке 9. После выгорания этого состава срабатывает вышиб-
ной заряд 8. Давлением газов штифт выбивается из штока 3 в полость между
конусами стопорного механизма. Шток, жало и верхний инерционный ударник
под действием пружины 16 поднимаются вверх. Как только жало выйдет из за-
цепления с движком 19, последний под действием своей пружины устанавли-
вается в боевое положение: капсюлем против жала. Ввернутый в головное очко
бомбы взрыватель срабатывает от силы реакции преграды, действующей через
грибок на шток и жало, и от силы инерции, влияющей на нижний инерцион-
ный ударник. В донном снаряжении взрыватель срабатывает под действием сил
инерции, которые перемещают шток, верхний инерционный ударник и жало.
При боковых ударах бомбы о преграду срабатывание взрывателя происходит
в результате сближения инерционных ударников, скользящих своей конической
поверхностью по поверхности внутренней полости корпуса взрывателя.
В заключение данного раздела отметим, что использованный выше систем-
ный подход к рассмотрению конструкций КМВУ и анализу их ФСС приемлем
и для любых других образцов взрывателей (или ВУ) независимо от их устрой-
ства и назначения.
488 Глава 13. Взрыватели боеприпасов
13.5. Дистанционные взрыватели и трубки
Дистанционные взрыватели предназначены для обеспечения дистанцион-
ного действия, т. е. срабатывания взрывателя в заданной точке траектории без
воздействия на него цели. Срабатывание ВУ на траектории полета БП (на дис-
танции) обеспечивается в результате проведенной перед выстрелом (пуском,
сбросом) установки дистанционного устройства взрывателя.
По виду дистанционные устройства подразделяются на пиротехнические,
механические (часовые и нечасовые), электрические и электронные.
В пиротехнических дистанционных взрывателях и трубках время от мо-
мента выстрела до момента разрыва снаряда определяется временем горения
запрессованного в кольца пиротехнического дистанционного состава.
В механических дистанционных взрывателях счетчик времени - часовой
механизм либо счетчик числа оборотов на траектории (тахометрические ВУ).
Время в электрических дистанционных взрывателях определяется временем
перехода электрического заряда с одного конденсатора на другой (запальный),
вызывающий срабатывание электрозапала (или ЭВ) по достижении на его об-
кладках определенной разности потенциалов. Данные типы взрывателей, пер-
вые образцы которых были разработаны еще до начала Второй мировой войны,
по ряду присущих конденсаторам недостатков (как источников питания) нашли
применение только в некоторых авиационных бомбах и видах ракет.
Современные электронные ВУ дистанционного и дистанционно-контакт-
ного действия будут описаны в конце разд. 13.6, а сначала приведем классиче-
ские образцы дистанционных взрывателей и трубок пиротехнического и меха-
нического принципов действия. Для них характерны те же общие принципы
построения, что и для рассмотренных выше конструкций КМВУ. Это позволяет
проводить анализ функционального назначения и устройства всех основных
узлов и механизмов, являющихся элементами функционально-структурной
схемы ВУ, и принципов их действия в едином для всех ВУ ключе, т. е. использо-
вать системный подход. Наибольшее принципиальное отличие дистанционных
взрывателей с точки зрения структурной схемы ВУ заключается в особенно-
стях устройства их ИС, которая содержит пиротехнические или механические
дистанционные устройства, а также пусковые (для пиротехнических ВУ - на-
кольные) механизмы или устройства. Основные узлы и механизмы других
систем (ОЦ, системы предохранения) дистанционных взрывателей подобны,
а зачастую и унифицированы с соответствующими механизмами контактных
ВУ (наиболее явно это выражено во взрывателях дистанционно-контактного
действия).
Взрыватель дистанционно-контактного (ударного) действия Д-1-У
(рис. 13.38) предназначен для гаубичных снарядов основного (осколочные
и осколочно-фугасные) и вспомогательного (дымовые) назначения калибра
107... 152 мм. Взрыватель предохранительного типа с дальним взведением вы-
полнен в габаритах РГМ (см. рис. 13.23).
Инициирующая система включает в себя накольный механизм (КВ 7, пружи-
на 8, жало 9), размещенный в верхнем дистанционном кольце, пиротехническое
13.5. Дистанционные взрыватели и трубки
489
Рис. 13.38. Дистанционно-ударный взрыватель Д-1-У:
I,15 - стопоры; 2, 8,16 - пружины; 3 - оседающая втулочка; 4 - корпус; 5 - упор; 6 -
пороховой предохранитель в чашечке; 7,19 - КВ; 9 — жало; 10 - мембрана; 11 - удар-
ник; 12 - верхнее дистанционное кольцо; 13 - втулка; 14 - плоское жало; 17 - среднее
дистанционное кольцо; 18 - нижнее дистанционное кольцо; 20 - спиральная пружина;
21 - поворотная втулка; 22 - детонаторная втулка; 23 - детонатор; 24 - передаточный
заряд; 25 - пороховой замедлитель; 26 - соединительная скоба; 2 7 - предохранительный
колпачок (составной); 28 - КД
дистанционное устройство (кольца 12,17, 18 с пороховыми запрессовками
в каналах), а также реакционный УМ (ударник 11, плоское жало 14, КВ 19).
Реакционный ударник в условиях служебного обращения и при выстреле
удерживается от перемещения к КВ 19 стопором 75 с пружиной 16. Стопор
упирается в чашечку с пиротехническим предохранителем 6. Предохрани-
тельно-детонирующий механизм (заимствованный от взрывателей типа РГМ)
вместе с пиротехническим ПМ (он же обеспечивает и дальнее взведение, т. е.
является пиротехническим МДВ) составляют систему предохранения. Огне-
вая цепь при установке на контактное действие имеет структуру КВ - КД -
ПЗ - Д, а при установке на дистанционное срабатывание - КВ накольного
механизма - ПТС - 3 - КД — ПЗ - Д.
При выстреле жало 9 под действием силы инерции сжимает пружину 8
и накалывает КВ 7, от которого воспламеняются запрессовка верхнего дистан-
ционного пальца 12 и пороховой предохранитель 6. После выгорания порохового
490
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
предохранителя стопор 75 под действием пружины 16 и центробежной силы от-
ходит от оси вращения взрывателя в сторону и освобождает ударник 77. Через
передаточное окно пламя из верхнего дистанционного кольца передается по-
роховому составу среднего дистанционного кольца 7 7; аналогичным образом
огонь переходит в нижнее дистанционное кольцо 18. Из нижнего кольца огонь
через пороховой замедлитель 25 воспламеняет КД 28. Время горения опреде-
ляется длиной дистанционного состава, который горит с постоянной скоростью
(~1 см/с). Длина горящего дистанционного состава регулируется поворотом
дистанционных колец.
В случае отказа взрывателя при дистанционном действии или при установке
взрывателя на удар он срабатывает так же, как и контактные артиллерийские
взрыватели (см. подразд. 13.4). Взрыватель взводится на всех метательных за-
рядах, на которых взводится РГМ-2, имеет удовлетворительное дистанционное
действие, а при стрельбе по местности (на удар) более чувствителен, чем РГМ
(из-за особенностей конструкции его реакционного УМ, в частности, отсутствия
контрпредохранительной пружины).
Пиротехнический дистанционный взрыватель Т-5 применяют в осколочных
зенитных снарядах средних калибров (рис. 13.39, а). В состав ФСС взрывателя
входят: баллистический колпак 14; фиксирующее устройство (нажимная гайка)
13; накольный механизм 72; пиротехническое дистанционное устройство 77;
комбинированный предохранительный механизм, включающий в себя ИПМ
(пружина 7, инерционный стопор 10) и ЦПМ (стопор 6, пружина 5); предохра-
нительно-детонирующее устройство - центробежный движок 2 с КД 9 и ПЗ 3.
Огневая цепь имеет следующую структуру: КВ - ПТС - У- кд-пз-д.
На взрыватели при изготовлении навернуты предохранительные колпаки 75,
назначение которых - сохранить герметичность собранного механизма взрыва-
теля и тем самым предохранить пороховой состав дистанционных колец от вла-
ги и преждевременного разрушения. Чтобы при снятии колпака со взрывателя
не происходило одновременного вывертывания его из очка БП, резьба корпуса
взрывателя под предохранительный колпак и резьба его хвоста для ввертывания
в очко БП имеют различные направления (резьба под колпак - левая, а резьба
хвоста - правая).
Баллистический колпак 14 улучшает аэродинамические (баллистические)
качества БП, а особенности его конструкции обеспечивают надежное действие
порохового состава дистанционных колец при стрельбе на большие высоты.
Баллистический колпак снабжен одним центральным и четырьмя периферий-
ными отверстиями, выполненными с таким расчетом, чтобы в течение всего
времени горения дистанционного состава создать внутри колпака определен-
ное (постоянное или слабо изменяющееся с высотой) давление смеси воздуха
и продуктов сгорания ПТС.
Дистанционное устройство состоит из трех пиротехнических колец. Ниж-
нее и верхнее кольца, соединенные между собой фигурной скобкой, свободно
вращаются вокруг головной части корпуса. Три выступа среднего кольца на вну-
тренней стороне входят в соответствующие пазы головки корпуса, обеспечивая
неподвижность закрепления. Установка взрывателя проводится одновременным
13.5, Дистанционные взрыватели и трубки
491
Установка
«на картечь»
Рис. 13.39. Пиротехнические дистанционные взрыватель Т-5 и трубка двойного
действия Т-6:
а - конструкция взрывателя Т-5: 1,5- пружины; 2 - центробежный движок; 3 - ПЗ;
4 - детонатор; 6 - центробежный стопор; 7 - втулка детонатора; 8 - втулка; 9 - КД; 10 -
инерционный стопор; 11 - пиротехнические дистанционные кольца; 12 - накольный
механизм; 13 - нажимная гайка; 14 - баллистический колпак; 15 - предохранительный
колпак; б - конструкция трубки Т-6:1 - инерционный ударник; 2 - жесткий предохра-
нитель; 3 - КВ; 4 - контрпредохранительная пружина; 5 - жало; 6 - разгибатель; 7 -
обтюрирующее кольцо; 8 - втулка; в - схема работы дистанционной трубки двойного
действия Т-6 при различных установках
поворотом (с помощью специального ключа) верхнего и нижнего колец относи-
тельно корпуса. При этом в соответствии с имеющейся на нижнем кольце шка-
лой включаются в работу различные по длине пиротехнические запрессовки.
Шкала имеет 165 делений. Взрыватели, установленные на полное (максималь-
ное) число делений, дают время действия в пределах 33,0...33,5 с.
У всех дистанционных взрывателей Т-5 заводская установка дистанци-
онной шкалы соответствует 10 делениям. Цель такой установки - затрачивать
возможно меньше времени на установку взрывателя при стрельбе на короткие
дистанции и, кроме того, исключить вероятность преждевременного разрыва
БП у дульного среза, если орудийный расчет торопясь зарядил бы орудие без
установки взрывателя на соответствующую дистанцию.
При выстреле под действием силы инерции срабатывает накольный меха-
низм 12 и форс пламени от КВ через отверстия в головке корпуса передается
492
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
дистанционному пиротехническому составу верхнего кольца. Одновременно
нажимная гайка 13 вместе с баллистическим колпаком 14 также оседают и,
сжимая резьбу головки корпуса, плотно поджимают застопоренные зажимным
кольцом дистанционные кольца, фиксируя установку. Наконец, под действием
этой же силы инерции опускается стопор ИПМ 10, который заходит своим хво-
стом в выемки на движке 2 и стопорит последний в холостом положении. Цен-
тробежные стопоры 6 расходятся при движении БП в канале ствола, а движок
при этом удерживается одним инерционным стопором.
После вылета БП за дульный срез стопор 10 под действием пружины 1
и силы набегания поднимается вверх и освобождает движок, который под вли-
янием центробежной силы перемещается в боевое положение и ставит КД над
передаточным зарядом. В это же время происходит горение порохового состава
верхнего дистанционного кольца. Затем пламя последовательно зажигает по-
роховой состав среднего и нижнего колец. В конце горения последнего пламя
через пороховые столбики, помещенные в наклонный передаточный канал кор-
пуса, направляется к КД, взрыв которого вызывает срабатывание передаточного
заряда, детонатора и разрывного заряда БП.
Осветительные, зажигательные и агитационные снаряды и мины ком-
плектуются не взрывателями, а дистанционными трубками (например, Т-6,
рис. 13.39, 6). Последние отличаются, во-первых, тем, что ОЦ трубки не имеет
ни КД, ни детонатора вследствие того, что в этих снарядах (минах) нет разрыв-
ного заряда. Огневая цепь трубки заканчивается пороховой петардой, которая
воспламеняет вышибной заряд из дымного пороха, а тот в свою очередь выбра-
сывает содержимое осветительных, зажигательных и агитационных снарядов
(мин) в воздух. Второе отличие дистанционной трубки Т-6 от взрывателя Т-5 -
наличие установок «на удар» (благодаря инерционному УМ, аналогичному УМ
взрывателей типа КТМ) и «на картечь» (рис. 13.39, в).
Рассмотренные пиротехнические дистанционные взрыватели и трубки про-
сты по устройству и дешевы в изготовлении, но они обладают меньшей точно-
стью (разброс времени работы до 5 %) по сравнению с механическими, а время
их действия в большей степени зависит от атмосферного давления и темпера-
туры. В связи с этим в настоящее время их применяют лишь в осветительных
и агитационных артиллерийских снарядах и минах (при стрельбе до высот 7 км),
а также в авиационных бомбах вспомогательного назначения (см. гл. 10). Вме-
сте с тем пиротехнические дистанционные устройства используют в качестве
вспомогательных в ряде конструкций сложных, отвечающих современным тре-
бованиям типов ВУ, в частности, в неконтактных взрывателях и ВУ комбиниро-
ванного действия. Например, во многих радиолокационных взрывателях (РВ)
пиротехническое дистанционное устройство применяется в качестве механизма
дистанционного включения радиоблока (на расстоянии 1...2 км до цели), что
не только снижает расход энергии источника питания (позволяя сделать его
более компактным), но и повышает помехоустойчивость РВ.
Механический взрыватель ВМ-30Л1 (рис. 13.40) предназначен для ком-
плектации выстрелов к зенитным пушкам и используется для обеспечения
дистанционного срабатывания осколочных снарядов в воздухе (при стрельбе
13.5, Дистанционные взрыватели и трубки
493
Рис. 13.40. Устройство (а) и принцип действия (б) часового дистанционного взры-
вателя ВМ-ЗОЛ1:
1 - баллистический колпак; 2 - установочный колпак; 3 - носик предохранительной
скобы; 4 - соединительное кольцо; 5 - пусковой нож; 6 - корпус; 7 - КВ; 8 - пружина
ударника; 9 - шпилька; 10 - стопор-ныряло; 11 - пружина ныряла; 12 - втулка ныряла;
13 - крышка; 14 - КД; 15 - втулка под движок; 16 - втулка детонатора; 17 - детона-
тор; 18 - передаточный заряд; 19 - центробежный движок; 20 - грузик; 21 - канал для
передачи луча огня от КВ к КД; 22 - первая пластина; 23 - нижняя планка; 24 - жало;
25 - ударник; 26 - вторая пластина; 27 - первая планка; 28 - вторая планка; 29 - третья
планка; 30 - четвертая планка; 31 - стрела; 32 - ось центрального колеса; 33 - пово-
ротная ось; 34 - нож-фиксатор; 35 - пружина стопора; 36 - центробежный стопор;
37 - пружина стрелы; 38 - спиральная пружина; 39 - защелка барабана; 40 - ходовое
колесо; 41 - пружинный волосок; 42 - ползунок; 43 - баланс; 44 - рычаг; 45 - первое
промежуточное колесо; 46 - второе промежуточное колесо; 47 - центральное колесо;
48 - сабля; 49 - барабан
494
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
по воздушным целям). Работа взрывателя начинается с момента выстрела и за-
канчивается разрывом снаряда у цели по истечении заранее установленного
времени, отсчитываемого с помощью специального часового механизма, называ-
емого временнйм механизмом взрывателя. Все основные механизмы ВМ-30Л1
заключены в корпусе и узле баллистического колпака, которые скрепляются
между собой с помощью соединительной гайки и защищены от внешних воз-
действий в условиях служебного обращения предохранительным колпаком.
Перечислим основные механизмы ФСС взрывателя:
- установочный механизм, состоящий из баллистического колпака 1 и жест-
ко скрепленного с ним установочного колпака 2;
- часовой механизм, в который входят спусковой регулятор (баланс с по-
летами и ходовое колесо), зубчатая передача (ось ходового колеса с трибом
и ходовым колесом 40, первая промежуточная ось с трибом и колесом 45, вто-
рая промежуточная ось с трибом и колесом 46, центральная ось с колесом 47),
пружинный двигатель (спиральная пружина 38, вложенная в барабан 49);
- пусковой механизм, содержащий узел пускового ножа 5;
- спусковой механизм, включающий в себя узел стрелы 31, узел сабли 48,
поворотный рычаг 44, удерживающий ударник 25, находящийся под действием
сжатой пружины 8;
- комбинированный предохранительный механизм, состоящий из фикса-
торного ножа 34, носика предохранительной скобы 3, стопора-ныряла 10 ИПМ,
двух центробежных стопоров 36, центробежного движка 19 с КД 14.
Перед выстрелом свинчивают герметизирующий колпак и устанавливают
взрыватель на определенное время действия (в зависимости от дистанции).
Установку на время действия проводят путем поворота узла баллистического
колпака в любую сторону по шкале автоматического установщика или по шкале
ручного установочного ключа. При этом фигурная прорезь колпака смещается
на определенный угол относительно стрелы. Взрыватель не может сработать
до выстрела, так как узел стрелы удерживается от поворота пусковым ножом,
а от перемещения в полость баллистического колпака - носиком предохрани-
тельной скобы.
При выстреле под действием сил инерции от линейного ускорения (в канале
ствола) оседают ножи: пусковой и фиксаторный. Своими лезвиями они вреза-
ются в стенки установочного колпака, фиксируя установку взрывателя. Стопоры
ножей под действием пружин заскакивают в гнезда между пластинами и пре-
пятствуют движению ножей вверх. В это же время опускается стопор-ныряло,
который не дает возможности центробежному движку перемещаться во время
движения снаряда в канале ствола. После освобождения стрелы начинает рабо-
тать часовой механизм. Узел центральной оси 32, несущий стрелу, совершает
прерывистое равномерное движение. После вылета снаряда за дульный срез
(в период последействия) стопор-ныряло под действием пружины поднимается
вверх, а центробежные стопоры под влиянием центробежной силы, преодолевая
сопротивление пружин 35, выходят из гнезд центробежного движка. Последний
начинает перемещаться, и КД устанавливается над передаточным зарядом - ог-
невая цепь взрывателя оказывается замкнутой.
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
495
Стрела после поворота на некоторый малый угол соскакивает с носика предо-
хранительной скобы и под действием сжатой пружины немного приподнимается
до соприкосновения стрелы с внутренней поверхностью установочного колпака.
Узел стрелы продолжает вращение до тех пор, пока стрела не совпадает с фи-
гурной прорезью установочного колпака 2. После этого стрела под действием
пружины 37 проскакивает через прорезь в баллистический колпак, освобождая
саблю. Сабля под влиянием центробежной силы, а также пружины 8 ударника 25
поворачивается. Вместе с ней поворачивается поворотный рычаг, который, выходя
из паза ударника, освобождает его. Под действием сжатой пружины 8 ударник
накалывает КВ на неподвижно закрепленное жало 24. Луч огня передается КД,
расположенному в движке, а от него через передаточный заряд - к детонатору.
Рассмотренные выше и аналогичные взрывателю ВМ-30Л1 механические
дистанционные взрыватели (ВМ-2, ВМ-30, ВМ-45, ТМ-30 и др.), ранее наи-
более часто применявшиеся в снарядах зенитной артиллерии средних и круп-
ных калибров (до 130 мм) и БП вспомогательного назначения (авиационные
взрыватели ТМ-24А, ТМ-24Б), в настоящее время используются в кассетных
БП различного типа и по-прежнему во вспомогательных БП, а механические
часовые устройства - в качестве часовых МДВ и механизмов самоликвидации
ВУ для различных БП.
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели
и ВУ контактного и дистанционно-контактного действия
Особенности конструкции и принцип действия контактных
электромеханических ВУ
Электромеханические взрыватели (ЭМВУ) - одни из видов взрывателей,
в которых для инициирования ОЦ и обеспечения безопасности в условиях слу-
жебного обращения используются электрические и механические устройства.
Механические и пиротехнические устройства контактных ЭМВУ по конструк-
ции аналогичны соответствующим устройствам механических взрывателей.
Характерная особенность ЭМВУ - наличие источника питания (ИП), обеспе-
чивающего электрической энергией системы взрывателя, в качестве которых
применяют как первичные, так и вторичные ИП: гальванические элементы,
аккумуляторные батареи, импульсные магнитоэлектрические и пьезо-электри-
ческие генераторы, конденсаторы и т. д. (рис. 13.41).
Вторая отличительная особенность ЭМВУ-устройство их огневых цепей,
инициирование которых проводится за счет электрической энергии, а именно
применения в ОЦ электровоспламенителей и электродетонаторов. Конструктив-
ные схемы и основные характеристики срабатывающих от импульсов тока (мо-
стиковые) или напряжения (искровые) ЭВ и ЭД уже были подробно рассмотрены
ранее (см. разд. 13.2). Здесь следует лишь отметить, что наиболее характерные
огневые цепи ЭМВ содержат следующие элементы (см. рис. 13.2): электроза-
пал (или ЭВ) - лучевой КД - ПЗ - Д или ЭД - ПЗ - Д. В электромеханический
взрыватель с огневым выходным импульсом входят лишь два элемента: ЭВ
и пороховой петарды.
496
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.41. Принципиальные электрические схемы боевых цепей контактных ЭМВ
с гальваническим (а), импульсным (б, в) и конденсаторным (г) ИП:
Б - батарея; КУ - контактное устройство; СР - срезной разъем; С - конденсатор; 1 - корпус
взрывателя; 2 - пьезоэлемент; 3 — металлический диск (электрод); 4 - изоляционная втулка
Автономными ИП для ЭМВУ могут быть гальванические элементы, со-
стоящие из корпуса, двух электродов и электролита. Однако такие ИП находят
ограниченное применение ввиду их плохой сохранности: из-за явления само-
разряда напряжение, обеспечиваемое таким источником, с течением времени
уменьшается, и поэтому в конструкции таких взрывателей должна быть пред-
усмотрена возможность замены элемента после истечения сроков хранения.
Этим недостатком не обладают ИП с жидким электролитом, который изолирован
от электродов и до момента боевого применения хранится в стеклянной ампуле.
При подготовке взрывателя к использованию ампула разбивается, электролит
заливает электроды и ИП выходит на заданный режим. Широкое распростра-
нение во взрывателях получили также термобатареи, в которых электролит
находится в твердом состоянии. Электролит плавится под действием высокой
температуры от горения содержащегося в термобатарее ПТС, которая выдает
номинальный ток спустя примерно 1 с после воспламенения ПТС, осуществля-
емое специальным ЭВ, срабатывающим от напряжения, подаваемого с борта
самолета или ракеты.
В качестве импульсных ИП в контактных ЭМВУ наиболее широко исполь-
зуют пьезоэлектрические (ПЭГ) и магнитоэлектрические генераторы (МЭГ).
Как известно, МЭГ вырабатывает электрическую энергию за счет явления
электромагнитной индукции, а ПЭГ - за счет пьезоэффекта.
Конструктивно МЭГ состоит из постоянного магнита и катушки, в обмотке
которой при перемещении магнита (при этом магнитный поток пересекает вит-
ки обмотки) возникает импульс тока (см. рис. 13.41, б). Перемещение магнита
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
497
происходит под действием реакционных или инерционных сил. Импульсный
генератор тока через МДВ подключается к искровому ЭВ или ИЭД. Достоинство
взрывателей с магнитоимпульсным генератором тока - их автономность и до-
статочно высокая мгновенность действия.
Простейший ПЭГ (см. рис. 13.41, в) включает в себя цилиндрический
пьезоэлемент 2, верхний торец которого контактирует с корпусом взрывателя 1,
а нижний - с металлическим диском 3, выполняющим функцию электрода. Ме-
таллический диск и его опорный контактный стержень изолированы от корпуса
БП изоляционной втулкой 4. При встрече БП с преградой пьезоэлемент под дей-
ствием сил реакции резко сжимается и на его торцевых поверхностях возникает
разность потенциалов, которая подводится к ИЭД. В конструкциях взрывателей
в качестве пьезоэлемента используют диэлектрики (например, титанат бария),
обладающие высоким пьезомодулем и точкой Кюри, которая превышает верх-
ний температурный диапазон эксплуатации БП. Отличительные особенности
пьезоэлектрических взрывателей - высокая мгновенность действия, автоном-
ность и малые габариты ИП.
Источники питания ЭМВ могут размещаться не только непосредственно
во взрывателе, но и вне его (на борту БП либо вне БП) на пусковой установке,
на борту самолета и т. д. В последнем случае электрическая энергия от борто-
вой сети самолета подается в конденсаторное устройство взрывателя, как пра-
вило, в момент сбрасывания бомбы (пуска ракеты) от специального зарядного
устройства через срезной разъем (см. рис. 13.41, г). Такие взрыватели, в которых
роль ИП играет заряжаемый конденсатор (хотя, строго говоря, конденсаторы
не являются источниками электрической энергии, а лишь ее накопителями),
называются взрывателями конденсаторного типа.
Представленные четыре варианта принципиальной схемы боевой элек-
трической цепи контактных ЭМВУ (см. рис. 13.41) содержат ИП (гальваниче-
ская батарея - Б, МЭГ, ПЭГ или конденсатор Q, элемент ОЦ - ЭВ или ИЭД,
механизм дальнего взведения МДВ и контактное устройство КУ. При нали-
чии в качестве ИП импульсных МЭГ или ПЭГ, одновременно выполняющих
и функции датчиков цели, КУ в принципиальной электрической схеме может
отсутствовать. По истечении времени взведения, определяемого временем сра-
батывания МДВ, снимается последняя электрическая ступень предохранения,
и боевая электрическая цепь взрывателя взводится. В момент встречи ЭМВ
с преградой либо срабатывают импульсные источники питания (МЭГ или ПЭГ),
либо замыкается КУ, связывающее источник питания или конденсатор с ЭВ.
В зависимости от сил, используемых для замыкания КУ, последние подраз-
деляются на КУ реакционного и инерционного типа. Реакционные КУ - ударные
замыкатели, состоящие из двух электродов, к которым подключается боевая
(запальная) цепь. В исходном состоянии они изолированы и находятся на неко-
тором расстоянии друг от друга. В момент встречи с преградой электроды под-
ключают ЭВ к источнику питания. Конструктивно КУ реакционного типа вы-
полняют в разных модификациях: в виде сминаемого колпачка, внутри которого
находится изолированный от него воздухом контактный стержень (рис. 13.42, а);
в виде сминаемого обтекателя головной части 1, изолированного от внутреннего
498
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
электрода-колпачка 2 конической формы (рис. 13.42, б); в форме электрического
жгута, провод 3 сердцевина которого изолирована от наружной металлической
оплетки 2, а в момент удара специальный металлический нож 1, врезаясь в жгут,
замыкает сердцевину с оплеткой (рис. 13.42, в). Контактное устройство реак-
ционного действия для управляемых ракет класса воздух-воздух, ЗУР и ПКР
могут быть выполнены не только в виде моноблочных (штыревых, трубчатых,
кабельных) конструкций, размещаемых в полостях крыльевых отсеков ракет,
но и в виде пленочных покрытий, наносимых на поверхность крыла. Такой тип
датчика цели установлен на крыльях ракеты класса воздух-воздух «Фолкон»
(США) и ее 14 модификациях. Проводящие пленки соединены с электронной
схемой датчика так, что при соударении крыла с целью происходит замыкание
двух пленок, разделенных слоем изоляции. Контактное ЭМВУ срабатывает так-
же в случае замыкания проводящей пленки на корпус ракеты.
Инерционные КУ включают в себя неподвижный и подвижный электроды
(движок). В большинстве конструкций подпружиненный движок своими контак-
тами замыкает боевую цепь при движении вперед под действием инерционных
сил (рис. 13.42, г). При этом в исходном положении, касаясь верхних контактов
схемы, движок своими контактами шунтирует цепь ЭВ и повышает степень
предохранения взрывателя. К инерционным КУ относятся также вибрационные
замыкатели (рис. 13.42, б), состоящие из шарика, припаянного к упругому стер-
жню из стальной проволоки, и полого цилиндра. При встрече БП с преградой
Упругий
стержень
Рис. 13.42. Модификации КУ:
а - сминаемый колпачок; б - сминаемый обтекатель головной части: 1 - головная часть;
2 - электрод-колпачок; в - разрезаемый электрический жгут: 1 - металлический нож;
2 - оплетка; 3 - провод; 4 - изолятор; г - КУ инерционного типа; д - виброзамыкатель
колокольчикового типа
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
499
шарик под действием сил инерции, совершая колебания, коснется полого ци-
линдра и замкнет боевую цепь.
Электрическими устройствами в инициирующей системе ЭМВУ являются
контактные датчики цели - контактные устройства, обеспечивающие замы-
кание боевой электрической цепи взрывателя, а также генераторы (они же
источники энергии инициирования ОЦ). Боевая электрическая цепь - электри-
ческая цепь взрывателя, по которой передается энергия, используемая для
приведения в действие ЭВ или ЭД огневой цепи. Пьезоэлектрические и магни-
тоэлектрические генераторы совмещают в себе функции контактного датчика
цели и ИП, преобразуя механическую энергию в электрическую. Контактные
ЭМВУ с пьезогенераторами относят к отдельному виду пьезоэлектрических
взрывателей.
В системе предохранения ЭМВУ наряду с простейшими электрическими
устройствами (КУ, инерционные замыкатели, пусковые ЭВ) могут применять
и более сложные, с использованием 7?С-цепей, а также микроэлектронные
устройства (микросхемы) и т. п. Электрические устройства системы предохра-
нения ЭМВ выполняют следующие функции: коммутацию электрических це-
пей; шунтирование электрических устройств взрывателя; обеспечение дальнего
взведения; воспламенение ПТС; перемещение деталей взрывателя.
Электрическая энергия в ЭМВУ может быть использована для (в любом
сочетании) обеспечения срабатывания взрывателя при встрече с целью и его
самоликвидации, снятия электрической ступени предохранения, гарантии без-
опасности взрывателя за счет переходных процессов в электрических цепях.
Для ЭМВУ характерна электрическая связь между отдельными блока-
ми ВУ. Электрическая энергия мгновенно передается в любое устройство
ЭМВУ и легко преобразуется в другие виды энергии. Применение электрических
устройств существенно облегчает выполнение требований по стандартизации
и унификации элементов взрывателей.
В соответствии с приведенной выше классификацией ЭМВУ по типу ИП
рассмотрим несколько образцов конструкций электрических и электромехани-
ческих ВУ контактного действия, подразделяемых на гальванические, магнито-
электрические, пьезоэлектрические и конденсаторные.
Конструктивная и принципиальная электрическая схема одного из первых
гальванических взрывателей (рис. 13.43) была разработана для артиллерийских
БП еще до Второй мировой войны. Взрыватель простейшего непредохранитель-
ного типа имеет три установки (одну - мгновенного действия и две - замед-
ленного). Замедленное действие осуществляется введением в цепь ИП одного
из сопротивлений - 7?1 или R2 - с помощью переключателя.
Взрыватель состоит из корпуса, стакана детонатора, ИП, ударного замы-
кателя, установочного механизма и детонирующего устройства. В качестве
ИП применен гальванический элемент, электроды которого помещены в спе-
циальной коробке 11, а электролит - отдельно в стеклянной ампуле 13. Удар-
ник 15, удерживаемый до выстрела чекой 14, служит для разбивания ампулы
с электролитом при выстреле. Ударный замыкатель включает в себя мембра-
ну 19, служащую в качестве ударника реакционного действия, подвижный
500
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.43. Электрический взрыватель с гальваническим ИП (а) и его принципи-
альная электрическая схема (б):
1 — колпачок; 2 — контрпредохранитель; 3 — центробежный стопор; 4 — контакты; 5 -
винты; 6 - решетка; 7 - ЭВ; 8 - сопротивления; 9 - КД; 10- детонатор; И - коробка;
12 - электроды; 13 - ампула; 14 - чека; 75 - ударник; 16- пружина; 17- изолирующая
втулка; 18 - контакт; 19- мембрана; УЗ - ударный замыкатель
контакт 18, впрессованный в изолирующую втулку 17, которая удерживается
до выстрела центробежными стопорами 3, взводящую пружину 16 и жесткий
контрпредохранитель 2. Для предохранения мембраны от повреждений в усло-
виях служебного обращения последняя закрыта сверху колпачком 1, который
снимается перед заряжанием.
В установочный механизм входят два сопротивления 8 и один простой про-
водник (7?р Т?2 и & на рис. 13.43, б), включение которых проводится ввинчиванием
до упора в контакты 4 одного из винтов 5. Детонирующее устройство содержит
ЭВ 7 контактно-калильного типа (электрозапал ЭВ на электрической схеме),
КД 9 и детонатор 10. Перед заряжанием осуществляют установку взрывателя
ввинчиванием одного из контактных винтов 5 и снятием колпачка.
При выстреле ударник 75 под действием силы инерции от линейного уско-
рения срезает чеку и разбивает ампулу, электролит которой под влиянием той
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ 501
же силы, пробрызгиваясь через решетку 6, заполняет междуэлектродное про-
странство элемента.
При вылете снаряда за дульный срез центробежные стопора освобождают
подвижный контакт, который под действием взводящей пружины поднимается
вверх до упора в жесткий предохранитель и фиксируется в непосредственной
близости от мембраны 19. При ударе в преграду мембрана, прогибаясь внутрь,
соприкасается с контактом 18, в результате чего замыкается цепь ИП и электро-
запала. При этом ток из гальванического элемента Б (см. рис. 13.43, б) течет
через ударный замыкатель УЗ, корпус взрывателя а, переключатель К, одно
из сопротивлений (7?р Т?2 или Ь) и вызывает срабатывание электрозапала (ЭВ) 7,
а также КД и детонатора (9 и 10 соответственно на рис. 13.43, а).
Следует отметить, что наибольшую трудность для электрических взрыва-
телей подобного типа составляет обеспечение мощности ИП, достаточной для
мгновенного срабатывания ЭВ. Другие недостатки этого взрывателя - его не-
предохранительный тип, излишняя сложность ударного замыкателя и неудобство
установки при помощи винтов.
Рассмотрим конструктивную (рис. 13.44, а) и электрическую (рис. 13.44, б)
схемы взрывателя с импульсным МГЭ в качестве источника питания. Взрыватель
предохранительного типа с двумя установками состоит из корпуса 5, головной
гайки 72 из немагнитного материала, стакана детонатора 19, УМ реакционного
действия с магнитоэлектрическим генератором тока, установочного механизма
и детонирующего устройства.
Ударный механизм и генератор включают в себя подковообразный маг-
нит 13, обмотку 14, якорь 6, ударный стержень 7, скрепленный с якорем и удер-
живаемый до выстрела центробежными стопорами 77, контрпредохранительную
пружину 10 и мембрану 8; сверху УМ прикрыт колпачком 9, отвинчиваемым
перед заряжанием орудия.
Установочный механизм содержит переключатель 7 б (ключ К, см. рис. 13.44, б),
с помощью которого генератор тока можно подключить на один из искровых ЭВ -
запалов 31 или 32. Включение запала 3( соответствует установке на замедление,
а 32 - на мгновенное действие; замедление происходит за счет горения порохового
замедлителя 4. Крепление переключателя 16 в корпусе взрывателя проводится
зажимной гайкой 75.
В детонирующее устройство входят центробежный движок 77 с КД 3,
удерживаемый на месте наклонными центробежными стопорами (на рис. 13.44
не показаны), диафрагма 2 с ПЗ 18 и детонатор 7. Движок одновременно может
служить замыкателем контактов предохранителя (П на рис. 13.44, б).
Перед заряжанием орудия колпачок 9 свинчивается, а переключатель 16
устанавливается ключом на мгновенное или замедленное действие. При вы-
стреле под действием центробежных сил инерции оба стопора 77 перемещаются
на периферию, освобождая ударник реакционного действия 7. В это же время,
точнее после вылета снаряда за дульный срез орудия, также взводится и ПДУ
с КД. Последний, передвигаясь вправо за счет эксцентриситета массы центро-
бежного движка 7 7 (ранее движок удерживался своими наклонными центробеж-
ными стопорами), становится над ПЗ, после чего взрыватель взводится. В полете
502
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.44. Взрыватель с импульсным МЭГ (а) и его принципиальная электрическая
схема (б):
1 - детонатор; 2 - диафрагма; 3 - КД; 4 - пороховой замедлитель; 5 - корпус; 6- якорь;
7 - ударный стержень; 8 - мембрана; 9 - колпачок; 10- контрпредохранительная пру-
жина; И - центробежный стопор; 12 - гайка; 13 - магнит; 14 - обмотка; 75 - зажимная
гайка; 16 — переключатель; 7 7 - центробежный движок; 18 - передаточный заряд; 19-
стакан детонатора
якорь 6 удерживается от притяжения к магниту контрпредохранительной пру-
жиной 10 и силой набегания.
При ударе снаряда о преграду перемещение якоря в магнитном поле вы-
зывает изменение магнитного потока системы, индуцирование ЭДС в обмот-
ке и взрыв одного из электрозапалов согласно установке, сделанной перед
заряжанием.
Пьезоэлектрические ВУ для кумулятивных БП
Взрыватели, комплектующие кумулятивные боевые части ПТУР, а также
реактивных боеприпасов для СББ (РПГ и СПГ), помимо изложенных выше,
имеют ряд конструктивных особенностей, которые обусловлены настильным
характером траектории полета БП, сравнительно небольшими скоростями
встречи с броней и относительно малой продолжительностью действия осевых
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
503
сил инерции. К взрывателям кумулятивных БП, помимо прочего, предъявляют
следующие требования: обеспечение избирательности действия; малое время
инициирования заряда кумулятивного узла; срабатывание при первом падении
на грунт и др. Высокие требования по эффективности действия, надежности
и безопасности наиболее полно реализуются в конструкциях ЭМВУ, построен-
ных на пьезоэлектрическом принципе действия.
Преимущества пьезоэлектрических взрывателей (благодаря которым они
и получили наибольшее распространение в кумулятивных БП) в сравнении
с обычными механическими взрывателями и ЭМВУ с импульсными МЭГ заклю-
чаются в обеспечении большего быстродействия (меньшего времени срабатыва-
ния ОЦ), большей надежности, более высокой безопасности и лучшего действия
при стрельбе по бронецелям при малых углах встречи с броней. В зависимости
от того, где находится детонирующий узел (предохранительно-детонирующий
или предохранительно-исполнительный механизм), взрыватели подразделяются
на головные и головодонные.
Головные взрыватели содержат в одном блоке и пьезогенератор, и детони-
рующий узел. У головодонных ВУ пьезогенератор находится в головной части
БП, а детонирующий узел (ПИМ) - в донной части кумулятивного заряда.
Вначале рассмотрим принципиальное конструктивное устройство головного
пьезоэлектрического взрывателя ГПВ-1 (рис. 13.45), предназначенного для
артиллерийских оперенных кумулятивных снарядов к 76- и 85-мм пушкам,
а также к 122-мм гаубицам. Он состоит из пьезогенератора 7, ИПМ 5, МДВ 8
и предохранительно-детонирующего устройства с элементами коммутации
электрической цепи. Пьезогенератор включает в себя центральный контакт,
запрессованный в изолятор, изоляционную втулку 4, пьезоэлемент с проклад-
ками и верхний ударник с крышкой (см. рис. 13.45). Пьезогенератор 7 сверху
закрыт предохранительным колпаком, удерживаемым в условиях служебного
обращения чекой с тесьмой. Крышка обеспечивает необходимое поджатие пье-
зоэлемента при сборке взрывателя, жесткость узла пьезогенератора и передачу
механического усилия от преграды через ударник на пьезоэлемент. Электроды
пьезоэлемента - это обкладки его торцевых поверхностей.
В систему предохранения механизма взрывателя входят втулка, в пазу ко-
торой расположен движок с контактным устройством и искровым электроде-
тонатором (ПДУ), ИПМ 5 и замыкатель 8 (МДВ). В качестве электродов ИЭД
используются контактный колпачок 9 и корпус электродетонатора 10. До взведе-
ния оба электрода пьезоэлемента и ИЭД замкнуты на корпус с помощью втулки.
При выстреле замыкатель, перемещаясь в крайнее нижнее положение, вка-
тывает (см. рис. 13.45) правый шарик в паз движка, одновременно инерционный
стопор освобождает левый шарик. В полете замыкатель, поднимаясь под дей-
ствием пружины вверх до упора в планку, освобождает правый шарик. Движок
под действием пружины передвигается в боевое положение. При этом контакт-
ный колпачок электродетонатора, скользя по планке, набегает на центральный
контакт, после чего взрыватель взводится.
При встрече БП с преградой и сжатии пьезоэлемента возникает разность
потенциалов, передаваемая на ИЭД. Электрический разряд в искровом про-
межутке электродетонатора вызывает срабатывание ИЭД и затем взрыв ПЗ 2,
504
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.45. Головной пьезоэлектрический взрыватель ГПВ-1:
1 - детонатор; 2 - ПЗ; 3 - движок ПДУ; 4 - изоляционная втулка; 5 - ИПМ; 6 - цен-
тральный контакт; 7 - пьезогенератор; 8 - замыкатель (МДВ); 9 - контактный колпачок;
10 - электродетонатор
который приводит к инициированию детонатора 1. Последний, аналогично ме-
ханическим ВУ (см. разд. 13.4), инициирует КД кумулятивного узла и вызывает
срабатывание кумулятивного заряда БП.
Особенности конструкций боевых частей ПТУР
и их взрывательных устройств
Боевые части ПТУР (см. гл. 5), как правило, выполнены в виде самосто-
ятельных отсеков и служат для непосредственного поражения целей за счет
кумулятивного действия (табл. 13.2).
В общем случае боевые части ПТУР состоят из следующих основных узлов:
корпуса, кумулятивного узла и ВУ. Взрывательное устройство может быть как кон-
денсаторного (рис. 13.46, а\ так и пьезоэлектрического типа (рис. 13.46, б), однако
общая конструкция боевых частей остается неизменной.
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
Таблица 13.2. Общие сведения о боевых частях ПТУР
505
Боевая часть Взрывательное устройство Примечание
Наименование ПТУР Индекс Ка- либр, мм Индекс Тип
9М111М «Фактория» 9Н122М 120 9Э234М КВУ -
9М112М «Кобра» 9Н124 125 9Э239 ПЭВУ -
9М112М2 «Агона» 9Н138 125 9Э285 ПЭВУ -
9М113 «Гобой» 9Н131 135 9Э234М КВУ -
9М113М «Удар» 9Н131М1 135 9Э93 9Э93-1 КВУ С лидирующим кумуля- тивным узлом
9М114 «Штурм» 9Н132 130 9Э243 ПЭВУ —
9М115 «Метис» 9Н135 93 9Э132 КВУ -
9М117 «Кастет» 9Н136М 100 9Э256 КВУ —
9М117М«Кан» 9Н136М1 9Н142 100 9Э94 9Э92-1 КВУ С лидирующим кумуля- тивным узлом
9М119 «Рефлекс» 9Н142 125 9Э92 КВУ То же
9М119М «Инвар» 9Н142М 125 9Э92 9Э94 КВУ »
9М120 «Атака» 9Н143 130 — ПЭВУ »
9М128 «Зенит» 9Н149 125 9Э265 9Э265-1 ПЭВУ »
9М131 «Метис-2» 9Н154 130 9Э265-1 КВУ »
Примечание. В числителе приведен индекс для основного, а в знаменателе - для лиди- рующего кумулятивного узла; КВУ - конденсаторное ВУ; ПЭВУ - пьезоэлектрическое ВУ.
Структурная схема взрывательных устройств ПТУР так же, как и в случае
описанных выше ЭМВ для других типов БП, содержит три основные системы:
ОЦ, формирующую выходной детонационный импульс; ИС, представленную
в виде источника энергии инициирования - пьезоэлектрического генератора;
систему предохранения; вспомогательные узлы и механизмы, такие как МСЛ
и ИП. Связь между ИС и системой предохранения осуществляется через боевую
электрическую цепь, по которой энергия от источника инициирования переда-
ется к начальному элементу ОЦ — искровому электродетонатору.
Для обеспечения безопасности в электрических взрывательных устройствах
ПТУР обязательно выполняют следующие операции:
506 Глава 13. Взрыватели боеприпасов
- электрическое шунтирование наиболее опасных элементов ВУ (источника
энергии инициирования и начального элемента ОЦ) на период служебного об-
ращения, при пуске и на траектории до момента окончания взведения;
- разрыв боевой электрической цепи на тот же период;
- электрическое дальнее взведение.
Механизм самоликвидации, используемый в ЭМВУ ПТУР так же, как и в ме-
ханических взрывателях, основан на пиротехническом принципе действия. Для
зажигания пиротехнического состава МСЛ в ЭМВУ могут применять как обыч-
ные КВ, входящие в состав накольно-воспламенительного механизма, так и ЭВ,
находящиеся в пусковом воспламенительном устройстве.
Рис. 13.46. Принципиальные конструктивные схемы боевых частей ПТУР:
а - с конденсаторным ЭМВУ: 1 - втулка; 2 - прокладка; 3.4- кольца; 5 - кумулятивная
воронка; 6 - корпус; 7 - КЗ; 8 - инертная линза; 9 - ПИМ; 10 - провод; 11 - нижний
контактный конус; 12 - верхний контактный конус; 13 - винт; б - с пьезоэлектрическим
ЭМВУ 1 - верхний контакт; 2 - кольцо; 3.6- изоляторы; 4 - пьезоэлемент; 5 - нижний
контакт; 7 - гайка; 8 - конус; 9 - поджимная гайка; 10 - воронка; 11 - КЗ; 12 - инерт-
ная линза; 13 - конус; 14 - крышка; 15 - ПИМ; 16. 17. 19 - втулки; 18 - удлинитель;
20 - обтекатель
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ 507
Источники питания, применяемые для работы принципиальной электриче-
ской схемы ВУ ПТУР, отдельно не разрабатываются. В качестве ИП использу-
ются бортовые батареи ракеты. Подробное описание устройства конструкции
и принципов действия штатных и перспективных образцов ЭМВУ ПТУР при-
водится в соответствующей технической документации, имеющейся в распоря-
жении специализированных организаций - разработчиков этих ВУ. Приведем
лишь краткий перечень и общую характеристику по номенклатуре изделий,
созданных в России за последние два десятилетия.
В области разработки взрывательных устройств, ПИМ и командных приборов
к кумулятивным БП для средств ближнего боя (РПГ и СПГ), ПТУР и НАР, эле-
ментов активной защиты бронетехники, а также кассетных БЭ ведущей, а по ряду
систем единственной организацией в России является ОАО «Научно-исследова-
тельский технологический институт» (НИТИ), особенностями разработок кото-
рого в области современных типов ЭМВУ стали автономность, малогабаритное
исполнение, межвидовая унификация и надежность ВУ при невысокой стоимости,
а также предохранительный тип и наличие самоликвидации, что предопределяет
безопасность систем. К типовым и широко применяемым образцам относятся пье-
зоэлектрические ВУ типа ВП-7М, ВП-9, ВП-18, ВП-22,7В23 и 7В27, комплектую-
щие, соответственно, кумулятивные гранаты ПГ-7, ПГ-9, ПГ-18, ПГ-22 и «Резюме».
Образцами ПИМ для ПТУР, в том числе и тандемного исполнения, являются
9Э92, 9Э96, 9Э234М и другие к системам типа «Метис», «Конкурс», «Корнет»,
«Атака» и «Хризантема». Эти устройства отличаются высокой надежностью,
быстродействием и универсальностью применения. Полностью автономны пье-
зоэлектрические ВУ ЗВ8М, 9Э236, 9Э243 для ПТУР «Фаланга», «Малютка»,
«Штурм» и др.
В начале 1980-х гг. в НИТИ были созданы первые образцы пьезоэлектриче-
ских ВУ индекса 9-К-733 для кумулятивных БЭ кассетного снаряжения к авиаци-
онным бомбам РБК-500 и КОЗ. Это направление получило дальнейшее развитие
при проектировании малогабаритных механических взрывателей и ПИМ для
кумулятивных БЭ, в том числе для самоприцеливающихся (типа «Мотив-ЗМ»),
к артиллерийским снарядам и РСЗО.
Для НАР типа С-5, С-8, С-13 и С-24 НИТИ разработал ВУ под индексами
В-5КП и У-402, а также взрыватели В-5К, У-404, В-678М и В-24 А, отличитель-
ная особенность которых - наличие оригинальных механических интеграторов
в системе взведения, обеспечивающих безопасность в эксплуатации при высокой
чувствительности устройств.
Локальные войны на Ближнем Востоке привели к бурному развитию работ
по созданию взрывателей, ВУ и командных приборов для осколочно-фугас-
ных, бетонобойных и объемно-детонирующих АБ, в том числе с тормозными
устройствами. В процессе выполнения работ были решены задачи управления
действием АБ, создан виброустойчивый датчик цели на малые перегрузки,
обеспечен надповерхностный (предконтактный) подрыв АБ, повышена термо-
стойкость элементов ВУ и командных приборов. Типовые представители таких
ВУ - АВУ-529 мгновенного, замедленного и штурмового действия, АВУ-581
508
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
с термостойким помехоустойчивым ликвидирующим устройством УП-581,
а также У-563 с высокоточными вторичными взрывателями.
В НИТИ также разработаны взрыватели и ВУ для крылатых ракет. Среди
них-ЭМВУ-506, ЭМВУ-515 иЭМВУ-548 и другие для крылатых ракет К-10С,
Д-2М, Д-7У тактического и стратегического назначения, а также успешно за-
рекомендовавшие себя при эксплуатации АВ-522-1, ЗВ-80, ЗВ-54Э для ракет
морского базирования П-15У, «Москит», ЗМ-54Э. Эти ВУ мгновенного или
замедленного действия автоматически регулируются в зависимости от проч-
ности преграды, чем достигается высокая эффективность действия крылатых
ракет. Заложенные при проектировании технические решения по безопасности
ВУ подтверждены длительной безаварийной практикой эксплуатации систем.
Дистанционные и дистанционно-контактные электронные ВУ
Интенсивное развитие, особенно в последние два десятилетия, высокоточ-
ных БП (управляемых и корректируемых артиллерийских снарядов и мин, УАБ,
КАБ, снарядов РСЗО и др.), управляемого ракетного оружия с повышенными
требованиями по точности действия всех элементов этих комплексов оружия
(включая, естественно, и взрыватели) обусловило переход в дистанционных
и дистанционно-контактных взрывателях от пиротехнических и механических
временных устройств к электронным, которые могут обеспечить погрешность
отработки времени на уровне долей процента. Внедрение микроэлектроники
позволило достичь качественного улучшения характеристик и классических
видов оружия. В качестве примера можно привести создание в начале 1990-х гг.
в НИИ «Поиск» электронных дистанционно-контактных взрывателей ЗВМ17
и ЗВМ18 с 52-мм очковой резьбой для шрапнельных и осколочно-фугасных
танковых снарядов. Управление ими осуществляется перед выстрелом с по-
мощью сигналов от системы управления огнем по индуктивной линии связи
между установщиком и взрывателем (на требуемое время дистанционного
действия взрыватели устанавливаются автоматически). Высокая точность
отсчета времени, достигаемая в этих ВУ применением микроэлектроники,
обеспечивает высокую эффективность действия снарядов у цели. Направле-
ния дальнейшего развития электронных взрывателей - использование новой
элементной базы; создание конструкций донных и головодонных ВУ с уста-
новкой требуемого времени дистанционного действия по радиокоманде или
лазерному лучу; разработка новых конструкций ВУ (к перспективным систе-
мам вооружения) повышенной безопасности, помехозащищенности, точности
и надежности действия.
Для 100-мм пушки, применяемой на БМП-3, в НИИ «Поиск» разработан
электронный дистанционно-контактный взрыватель с 36-мм очковой резьбой.
Установка вида и требуемого времени дистанционного действия проводится
по индуктивной связи ручным установщиком. В настоящее время решают-
ся сложные задачи микроминиатюризации электронной схемы взрывателя
и контактного датчика цели, а также размещение в БМП-3 ручного установ-
щика собственной разработки. Создание такого комплекса позволит повысить
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
509
эффективность стрельбы из БМП-3 осколочно-фугасными снарядами в 3^1 раза
по сравнению со штатным взрывателем 3B35.
В конце 1990-х гг. НИИ «Поиск» также разработал дистанционный элек-
тронный взрыватель для 120-мм кассетного снаряда САУ типа «Нона» и «Вена».
Взрыватель с очковой резьбой 52 мм является базовым при создании семейства
электронных взрывателей для полевой и морской артиллерии. Так, указанный
взрыватель практически без изменений может быть использован в 152-мм кас-
сетных снарядах САУ 2С19 «Мста-С».
Помимо дистанционных взрывателей нового поколения в НИИ «Поиск»
спроектирован и электронный контактный взрыватель для штатных ОФС, ком-
плектующих САУ. Он предназначен для мгновенного действия по преграде, за-
медленного действия при стрельбе по грунту и авторегулируемого запреградного
действия при стрельбе по прочным преградам (кирпичные и железобетонные
сооружения). Взрыватель обеспечивает высокую эффективность применения
артиллерийских снарядов при ведении боевых действий в городских условиях.
Взрыватель устанавливается на требуемый вид действия автоматически.
Для стрельбы на большие дальности по площадям и укрытой в окопах жи-
вой силе противника создан многофункциональный взрыватель, который будет
использоваться в САУ. Он имеет контактное (мгновенное и авторегулируемое
запреградное) и неконтактное действие на требуемой высоте подрыва, кото-
рая устанавливается во взрыватель перед выстрелом. Неконтактное действие
обеспечивается датчиком, работающим в режиме дальномера (высотомера) на
конечном участке траектории.
К100- и 130-мм пушкам морской артиллерии разработан многофункциональ-
ный электронный неконтактно-контактный взрыватель для осколочных и осколоч-
но-фугасных снарядов. Этот взрыватель, обладая всеми характеристиками артил-
лерийского взрывателя для САУ, может поражать как высоколетящие воздушные
цели, так и низколетящие ПКР. В этом случае датчик, кроме режима дальномера,
работает в режиме Доплера с соответствующей обработкой сигнала. Установка
взрывателя на требуемый режим в зависимости от типа цели осуществляется с по-
мощью сигналов от системы управления огнем перед выстрелом по индуктивной
линии связи взрывателя с установщиком (пояснение некоторых терминов, свя-
занных с особенностями работы неконтактных ВУ, приводится в подразд. 13.7).
Номенклатура электронных взрывателей с действием по индуктивной ли-
нии связи с установщиком, разработанных НИИ «Поиск» для БП ствольной
артиллерии, представлена в табл. 13.3, а для боеприпасов РСЗО — в табл. 13.4.
Дистанционный взрыватель 9Э260 разработан для РСЗО «Прима». Повы-
шение эффективности действия БЧ снарядов для данной реактивной системы
достигается за счет отделяющейся и спускаемой на парашюте головной части.
Взрыватель имеет огневую и детонационную цепи. Огневая цепь полупредо-
хранительного типа оснащена выходной пороховой петардой для отделения го-
ловной части от ракеты. Детонационная цепь предохранительного типа включает
в себя детонатор, обеспечивающий подрыв БЧ.
510 Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Таблица 13.3. Номенклатура электронных взрывателей
Действие Тип взрывателя или артиллерийской системы
ЗВМ17, ЗВМ18 САУ-ДВ САУ-КВ САУ-МФВ АК-100, АК-130
Дистанционное + + — — —
Контактное + — + + +
Авторегулируемое запреградное — — + + +
Неконтактное по целям:
наземным — — — + +
воздушным — — — — +
Таблица 13.4. Номенклатура электронных дистанционных и дистанционно-кон-
тактных взрывателей для РСЗО
Характеристика Тип взрывателя и РСЗО
9Э260 «Прима» 301В «Град IV» 328В «Град IV» 9Б172, 9Б174 «Смерч»
ТипБЧ:
осколочно-фугасная + + + +
кумулятивная — — + +
Действие:
дистанционное + + + +
контактное + + — +
Дистанционное управление + + + +
Связь с наземной аппаратурой КК И И ОР
управления
Коррекция времени действия — — — +
Угловая стабилизация — — — +
Примечание. И - индуктивный; КК - контактные кольца; ОР - отрывной разъем.
При стрельбе на осколочное действие взрыватель выдает огневой импульс
на воспламенение заряда головной части (в установленное время дистанцион-
ного действия) и детонационный импульс на подрыв БЧ при встрече с прегра-
дой. При стрельбе на фугасно-проникающее действие отделения головной части
от ракетной не происходит и подрыв БЧ осуществляется с замедлением после
встречи с преградой.
В состав взрывателя входят электронное временное устройство (ЭВУ), ИП,
инерционный замыкатель, реакционный и инерционный датчики цели, коль-
цевой детонатор и размещенная внутри него пороховой петарды. Требуемое
время дистанционного действия устанавливается аппаратурой дистанционного
управления 9П612 через контактные кольца, расположенные на конической
части взрывателя.
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
511
Электронное временное устройство собрано из специализированных микро-
схем «Дзот-1», обеспечивающих высокую точность отсчета установленного вре-
мени действия без использования прецизионных элементов в задающем генера-
торе временного устройства. Для устойчивости к механическим нагрузкам ЭВУ
выполнено на гибкой печатной плате, залитой пенополиуретаном и закрытой
экранирующим металлическим кожухом. В отверстие внутри ЭВУ по оси взры-
вателя помещен инерционный замыкатель. В качестве ИП применена тепловая
батарея с расплавляемым электролитом, особенности которой - широкий диа-
пазон рабочих температур и длительный срок хранения. Предохранительный
механизм интегрирующего типа с поворотным диском сделан на базе часового
механизма без возвращающей силы. В боевое положение поворотный диск ус-
танавливается по завершении активного участка траектории полета снаряда,
если интегрирующий механизм зафиксировал в течение определенного времени
существование линейной перегрузки в заданных пределах.
Реакционный контактный датчик цели расположен в носовой части взрыва-
теля и до окончания установленного времени дистанционного действия закрыт
прочной металлической пластиной. Это, с одной стороны, обеспечивает вы-
сокую чувствительность и помехозащищенность датчика цели, а с другой - ис-
ключает возможность его срабатывания до момента отделения головной части
снаряда.
При стрельбе на осколочное действие в процессе предстартовой подготовки
от аппаратуры дистанционного управления (непосредственно перед пуском сна-
ряда) на взрыватель через контактные кольца, размещенные на его конической
поверхности, поступают команды на задействование ИП и сигналы, которые
несут информацию о требуемом времени дистанционного действия. При пуске
снаряда срабатывает инерционный замыкатель и начинается отсчет установлен-
ного времени. Если перегрузка и ее длительность на активном участке траекто-
рии превышают минимально допустимые значения, ПМ подготавливает пере-
вод в боевое положение поворотного диска по окончании действия линейного
ускорения, тем самым взводя взрыватель после активного участка траектории.
Незадолго до конца отсчета установленного времени дистанционного действия
ЭВУ выдает предварительную электрическую команду на заряд боевого кон-
денсатора. Это исключает выдачу преждевременной электрической команды
на отделение головной части.
После отсчета установленного времени дистанционного действия ЭВУ
формирует команду на подключение предварительно заряженного боевого
конденсатора к ЭВ. Срабатывание одного из ЭВ приводит к задействованию
ОЦ с пороховой петардой, выдающей огневой импульс на отделение головной
части, а срабатывание другого - к отстрелу металлической пластины, которая
исключает преждевременное инициирование контактного датчика цели. При
встрече отделившейся головной части с преградой реакционный контактный
датчик цели выдает сигнал на срабатывание детонационной цепи взрывателя,
приводящий в действие БЧ.
Благодаря использованию парашютной системы головная часть под-
ходит к преграде под углом, близким к нормали, что значительно повышает
512
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
эффективность осколочного действия БЧ. При стрельбе на фугасное действие
сигналы от аппаратуры дистанционного управления на взрыватель не поступа-
ют, ИТ не функционирует, ЭВУ время дистанционного действия не отсчитывает,
головная часть не отделяется, реакционный контактный датчик цели не работает.
В этом случае после взведения взрывателя при встрече с преградой срабатыва-
ет инерционный датчик цели и подрыв БЧ происходит с замедлением, вызывая
фугасное действие.
Дистанционно-контактный взрыватель 301В по своим характеристикам
в основном аналогичен взрывателю 9Э260. Его отличительные особенности -
отсутствие контактных колец и переход на передачу информации по индуктив-
ной линии связи; использование конденсаторного ИП взамен теплового ИП
с расплавляемым электролитом.
Конденсаторный ИП расположен непосредственно под контактным датчи-
ком цели и заряжается от аппаратуры дистанционного управления перед пуском
снаряда. Электронное временное устройство выполнено на специализированной
микросхеме «Дзот-2», что снижает количество тока, потребляемого электрон-
ным блоком, и дает возможность питания от конденсатора. Алгоритмы работы
взрывателей 301В и 9Э260 совпадают.
Дистанционный взрыватель 328В полупредохранительного типа с двумя
ступенями предохранения предназначен для выдачи огневого импульса через
установленное время дистанционного действия. Управление и ввод информа-
ции о требуемом времени осуществляются по индуктивной линии связи от той
же аппаратуры дистанционного управления, размещаемой на боевой машине,
которая управляет взрывателем 301В. Для снятия ступеней предохранения ис-
пользуются электрическая команда, поступающая на взрыватель от аппаратуры
дистанционного управления при пуске снаряда, и перегрузка, действующая
на снаряд на активном участке траектории.
В состав взрывателя входят двухканальный ЭВУ, конденсаторный ИП, инер-
ционный замыкатель, приемная катушка, ПВУ и пороховая петарда. Первый ка-
нал ЭВУ, отсчитывающий время дальнего взведения, выполнен на микросхеме
«Дзот-1» по схеме псевдоинтегратора, который формирует выходной сигнал
при наличии перегрузки на активном участке траектории в течение фиксиро-
ванного времени, а второй канал - на микросхеме «Дзот-2» и определяет время
дистанционного действия. Инерционный замыкатель служит для выдачи коман-
ды на начало отсчета времени дистанционного действия и формирования коман-
ды на временное устройство первого канала при наличии перегрузки. Предохра-
нительно-воспламенительное устройство в виде поворотной втулки разрывает
ОЦ взрывателя. Кроме того, в нем имеются ЭВ и инерционный стопор. Втулка
устанавливается в боевое положение путем снятия ступеней предохранения
при поступлении на ЭВ электрической команды с выхода первого канала ЭВУ.
Инерционный стопор отслеживает момент поступления электрической команды
на взведение. Если эта команда появляется на активном участке траектории, то
стопор не препятствует установке поворотной втулки в боевое положение (в про-
тивном случае инерционный стопор не дает ей развернуться). Огневой импульс,
формируемый взрывателем по окончании отсчета установленного времени
13.6. Электромеханические и электронные взрыватели и ВУ
513
дистанционного действия, может использоваться для раскрытия кассетной БЧ,
отделения головной части и ряда других функций.
Повышение точности и кучности стрельбы в снарядах РСЗО «Смерч» обе-
спечивается системами угловой стабилизации и коррекции дальности, в со-
став которых входят блоки электронной измерительной аппаратуры 9Б174
и ЭВУ 9Б172. Изделие 9Б174 состоит из электронного блока системы угловой
стабилизации, акселерометра и вычислительного устройства. Электронный блок
обрабатывает поступающие на него сигналы от гироскопа, входящего в борто-
вую систему снаряда, и выдает сигналы на исполнительные органы для угловой
стабилизации его полета. Особенность системы угловой стабилизации - ее рабо-
тоспособность во вращающемся снаряде, обеспечение которой представляло
собой достаточно сложную научно-техническую задачу.
Идея создания системы коррекции дальности принад лежит ОАО «НПО «Сплав»
совместно с НИИ «Поиск» и в общих чертах заключается в следующем. С по-
мощью ЭВУ 9Б172 отсчитывается время дистанционного действия, вводимого
аппаратурой дистанционного управления при предстартовой подготовке. Это
время определяет требуемую дальность и находится исходя из номинальных
значений параметров движения снаряда. После пуска снаряда ЭВУ начинает
отсчет времени. На траектории полета изделие 9Б174 с помощью акселерометра
и вычислительного устройства определяет истинные значения длительности
активного участка траектории и скорость снаряда в его конце. В зависимости от
истинных значений этих параметров вычислительное устройство по заданному
алгоритму коррекции рассчитывает временную поправку дистанционного дей-
ствия. Эта поправка вычисляется таким образом, чтобы учесть коррекцию при
отклонении от расчетных фактических параметров движения снаряда. Опреде-
ленная вычислительным устройством поправка поступает на ЭВУ 9Б172, кото-
рое отсчитывает время дистанционного действия на отделение головной части
уже с учетом введенной поправки. Если фактическая скорость снаряда в конце
активного участка траектории оказалась ниже расчетной, то возможное умень-
шение дальности парируется положительной поправкой и увеличением време-
ни дистанционного действия. Если же фактическая скорость снаряда в конце
активного участка траектории будет выше расчетной, то возможное увеличение
дальности исключается отрицательной временной поправкой и уменьшением
времени дистанционного действия.
Скорость снаряда определяется интегрированием сигналов, поступа-
ющих от акселерометра на активном участке траектории и пропорцио-
нальных действующему на снаряд ускорению. Показания акселерометра
непосредственно перед пуском снаряда, определяемые составляющей силы
тяжести, которая действует на акселерометр, учитываются вычислительным
устройством при предстартовой подготовке. Акселерометр обладает высо-
кой точностью измерения линейного ускорения в условиях вращающегося
снаряда при наличии больших вибрационных воздействий, возникающих
при работе двигателя снаряда. Высокая виброустойчивость акселерометра
достигается посредством сложной системы амортизации, отфильтровываю-
щей полезный сигнал на фоне вибрационных воздействий большой ампли-
туды. Вычислительное устройство обрабатывает сигналы акселерометра
514
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
и считывает временную поправку с широким использованием цифрочастот-
ных методов обработки информации.
Электронное временное устройство кроме времени дистанционного дей-
ствия позволяет формировать по заданной программе и ряд дополнительных
команд, таких как раскрытие кассетной БЧ, выбрасывание парашютной системы
и др. Поступающая на траектории полета снаряда от изделия 9Б174 временная
поправка дистанционного действия анализируется ЭВУ и по заданному алго-
ритму определяется ее нахождение в допустимых пределах. Учет этой поправки
реализуется только при положительных результатах анализа.
При построении изделий 9Б174 и 9Б172 использовались специали-
зированные микросхемы («Дзот-1» и «Дзот-2»), позволяющие не только от-
считывать временные интервалы, но и осуществлять с помощью цифрочастот-
ных методов ряд математических операций, таких как запоминание, сложение,
вычитание, деление, умножение и др.
13.7. Неконтактные взрыватели и взрывательные устройства
Неконтактными называются взрыватели, обеспечивающие неконтактное
действие, т. е. срабатывание в результате взаимодействия с целью без соприкосно-
вения БП с последней. В отличие от дистанционных взрывателей, которые также
осуществляют воздушный подрыв, срабатывание неконтактного взрывателя (НВ)
происходит автоматически при приближении снаряда или ракеты к цели на та-
кое расстояние, при котором она надежно поражается осколками снаряда или БЧ.
Таким образом, для НВ нет необходимости определять и устанавливать перед
стрельбой время дистанционного действия. Команда на срабатывание исполни-
тельных устройств НВ, реагирующих на физическое поле цели, вырабатывается
под действием энергии, излучаемой или отражаемой целью. В этом принципи-
альное отличие НВ (срабатывающих под действием сигнала, полученного от пер-
вичного, излучаемого целью, или вторичного, отраженного целью, поля) от дис-
танционных взрывателей с их предварительной установкой на фиксированную
дальность (или время) подрыва.
С одной стороны, в соответствии с приведенным определением к НВ
не относятся телескопические ВУ авиационных бомб и ВУ с упредителем (лиде-
ром), летящим впереди бомбы и имеющим электрическую связь с исполнитель-
ным устройством взрывателя с помощью гибкого шнура. Хотя эти взрыватели
тоже обеспечивают подрыв АБ на некотором расстоянии от поверхности земли
(или цели), но их датчики команд (сигнала) срабатывают в момент механиче-
ского взаимодействия с преградой. Поэтому такие устройства входят в группу
контактных взрывателей, а не НВ.
С другой стороны, к НВ условно относят устройства, которые реагируют
не на физическое поле цели, а на параметры, характеризующие состояние среды.
Примером таких НВ могут служить взрыватели с гидростатическими и баро-
метрическими датчиками сигналов. Первые срабатывают в момент погружения
в воду на заданную глубину, а вторые - в воздухе при достижении ими некоторой
высоты относительно поверхности земли.
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
515
Под определение НВ подпадают также и так называемые координаторы
целей самоприцеливающихся БП. Конечно, такие ВУ более сложны и имеют
свои специфические особенности. Например, у них есть весьма совершенная
система выделения сигнала от малоразмерных целей на фоне земной поверх-
ности, а узкий визирный луч датчика сигнала дает возможность применять
БЧ направленного действия. Однако по принципу действия и основному на-
значению координаторы цели ничем не отличаются от обычных неконтактных
взрывателей.
Наибольшее распространение НВ получили в ЗУР и авиационных ракетах
класса воздух-воздух. Это объясняется тем, что при стрельбе по высокоско-
ростным и маневренным воздушным целям нельзя рассчитывать на прямое по-
падание даже управляемыми ракетами, а НВ, способные определять расстояние
до цели и относительное положение ракеты и цели (что особенно важно для БЧ
с узконаправленными полями поражения), обеспечивают более эффективное
поражение цели, чем другие типы взрывателей. Таким образом, при стрельбе
по воздушным целям неконтактные взрыватели в известной мере компенсиру-
ют недостатки систем наведения ЗУР и АУР.
В то же время НВ используются и в БП, предназначенных для стрельбы
по открыто расположенным наземным целям. В этом случае НВ применяют
для повышения эффективности осколочного поражающего действия БЧ ракет
по наземным целям за счет предконтактного подрыва над поверхностью земли,
что увеличивает эффективные радиусы разлета осколков (при контактном под-
рыве более половины осколков перехватывается грунтом или уходит вверх).
Увеличение радиуса поражающего действия происходит также и в случае функ-
ционирования фугасных (а также осколочно-фугасных) БЧ ракет и АБ при их
воздушном взрыве, что объясняется образованием вблизи поверхности земли
так называемой маховской УВ, являющейся результатом взаимодействия пада-
ющей воздушной ударной волны с УВ, отраженной от грунта.
Общая классификация и требования к НВ уже были рассмотрены ранее
(см. подразд. 13.1 и 13.2), поэтому в настоящем подразделе остановимся бо-
лее подробно на физических принципах устройства и работы двух типов НВ,
получивших широкое практическое распространение среди всех других их
разновидностей — радиолокационных (РВ) и неконтактных оптических взры-
вателях (НОВ). Основные узлы этих видов НВ (рис. 13.47) - ИП, передающее
(излучающее) устройство, приемное устройство (приемник), усилитель и ПИМ.
Рис. 13.47. Блок-схема неконтактного взрывателя
516
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Источник питания обеспечивает электрической энергией работу всех частей
и систем (включая ОЦ) взрывателя. Конструктивно он может быть выполнен как
батарея гальванических элементов с жидким (ампульного типа) или с твердым
электролитом, в виде магнитоэлектрического или турбогенераторов и т. п. Для пи-
тания электрической схемы РВ или НОВ могут использоваться и конденсаторные
устройства, заряжаемые от бортовой сети носителя (ПУ, ракеты или самолета).
Передающее устройство (передатчик) преобразует электрическую энергию
ИП в другие виды энергии и излучает ее в заданном направлении. Например,
в РВ таким устройством является генератор высокочастотных колебаний с ан-
тенной (радиопередатчик), в оптических взрывателях - лампа накаливания,
газоразрядная лампа и т. д. Передающее устройство - составная часть взрыва-
телей только активного типа. У взрывателей пассивного и полуактивного типов
такое устройство отсутствует.
Приемное устройство (приемник) используется для восприятия энергии, из-
лучаемой или отражаемой целью, и преобразования ее в электрический сигнал.
В РВ приемным устройством служит радиоприемник, в НОВ - фотоэлемент
с оптической системой.
Усилитель преобразует рабочий сигнал (усиление, селекция, выделение
на фоне помеховых составляющих), возникающий на выходе приемника, так как
рабочий сигнал обычно мал по мощности и недостаточен для срабатывания
ПИМ взрывателя.
Предохранительно-исполнительный механизм обеспечивает выполнение
следующих основных задач:
- безопасность в условиях служебного обращения (при хранении, транс-
портировке, монтаже и других операциях с взрывателем);
- безопасность при выстреле (пуске, отделении от носителя);
- дальнее взведение взрывателя (взведение на безопасном расстоянии
от орудия, пусковой установки, носителя);
- подрыв БЧ ракеты (снаряда, мины, авиабомбы) при поступлении рабочего
сигнала;
- самоликвидацию БЧ при больших промахах (в случае стрельбы по воз-
душным целям) или ударе (падении) на преграду (ВУ неконтактно-контактного
действия).
Исполнительной частью ПИМ обычно является
тиратронное реле (рис. 13.48), управляющее замыка-
нием запальной цепи, которая состоит из ЭВ (или ЭД)
и запального конденсатора С. По истечении времени
дальнего взведения РВ конденсатор заряжен до напря-
жения, достаточного для срабатывания ЭВ (или ЭД).
Однако цепь его разряда разомкнута в месте включения
тиратрона, который заперт отрицательным смещением,
поданным на его сетку от источника Ес Зажигание ти-
ратрона осуществляет рабочий сигнал, предварительно
усиленный усилителем. Как только этот сигнал до-
стигает определенного значения, происходит зажигание
Рис. 13.48. Схема тира-
тронного реле
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
517
тиратрона и замыкание запальной цепи. Конденсатор при этом разряжается через
тиратрон и ЭВ (ЭД), после чего взрыватель срабатывает.
Предохранительные устройства и механизмы, механизмы изоляции капсю-
лей и дальнего взведения неконтактных ВУ по конструктивному оформлению
и принципу действия аналогичны ранее рассмотренным соответствующим
устройствам механических и электрических контактных взрывателей. Узлы
ПИМ, как правило, объединены в единую ФСС, однако следует иметь в виду,
что в литературе составные части ПИМ неконтактных ВУ иногда называют
специфическими терминами. Так, в описаниях некоторых зарубежных и от-
ечественных НВ можно встретить так называемые механизмы первой и второй
ступеней предохранения. Однако анализ функциональной схемы этих узлов
показывает, что они состоят из ИПМ, механизм изоляции капсюля типа предо-
хранительно-детонирующего устройства, ПМДВ или ПМ, т. е. уже известных
узлов, входящих в обобщенную ФСС взрывателей.
Принцип действия РВ активного типа основан на хорошо известных радио-
локационных методах измерения расстояния до объектов: фазовом, частотном
и импульсном. В соответствии с этим различают три основных вида РВ:
1) доплеровские (функционируют на основе фазового метода измерения
расстояния);
2) с частотной модуляцией (работают на основе частотного метода изме-
рения расстояния);
3) импульсные (функционируют на основе импульсного принципа).
По структурной схеме различают гетеродинные и автодинные РВ. В первом
случае взрыватель имеет две антенны: одна—для передачи радиоволн, другая -
для приема. Во втором случае используют лишь одну антенну, являющуюся
одновременно передающей и приемной.
Доплеровский автодинный РВ (рис. 13.49) применяется в артиллерийских
снарядах и в общем случае представляет собой объединенные в один блок
радиопередатчик и радиоприемник. При полете снаряда приведенный в действие
взрыватель излучает радиоволны. Отраженная от цели и излучаемая радио-
волны взаимодействуют между собой, в результате чего возникает пульсация
Рис. 13.49. Электрическая схема доплеровского автодинного РВ
518
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
или скачок напряжения. При определенной интенсивности скачка напряжения
происходит опрокидывание электронного ключа и замыкание электрической
цепи, в результате чего снаряд детонирует на оптимальном расстоянии от цели.
При отказе радиодатчиков взрывателя и встрече снаряда с твердой преградой
срабатывает УМ взрывателя, а снаряд подрывается от контактного датчика цели
(УМ). В РВ для зенитных снарядов в случае промаха предусмотрен механизм
самоликвидации.
Конструктивно такой РВ состоит из радиопрозрачного пластмассового кол-
пака конической формы и металлического корпуса (рис. 13.50). В пластмассовой
головной части размещается электронный блок с антенной. В корпусе взрыва-
теля находятся ИПМ и ПдМ, который смонтирован в нижней цилиндрической
части корпуса и предназначен для обеспечения безопасности взрывателя в ус-
Рис. 13.50. Схема устройства
артиллерийского РВ:
1 - антенна; 2 - восковая мас-
са; 3 - пластмассовая головка;
4 - детали радиооборудования
(приемопередатчик и усили-
тель); 5 - корпус; 6 - батарея
ИП; 7 - баллон с жидким элек-
тролитом; 8 - предохранитель-
но-детонирующий механизм
с ЭД; 9 - МСЛ; 10 - детонатор
ловиях служебного обращения. Суть его действия
заключается в том, чтобы блокировки снимались
лишь в момент выстрела. Система взведения РВ
включает в себя механическое и электрическое
устройства взведения. Механическое взведение
обеспечивается оседающим устройством ИПМ.
В безопасном положении подпружиненный пово-
ротный диск с детонатором застопорен так, что
детонатор смещен относительно оси, поэтому
огневая и электрическая цепи разомкнуты. До тех
пор пока под действием осевой силы инерции
при выстреле не произойдет оседание стопо-
ра ИПМ, освобождающего поворотный диск,
взрыватель безопасен при служебном обращении
и хранении. Освободившись, поворотный диск
поворачивается и замыкает огневую и электри-
ческую цепи. Это происходит тогда, когда снаряд
уже покинул ствол орудия (через 2.. .4 м).
В НВ предусмотрены различные меры без-
опасности: механическое разделение иниции-
рующего и разрывного зарядов, высокое зарядное
сопротивление конденсаторной цепи, ртутный
контакт, шунтирующий детонатор. Механическая
блокировка снимается лишь в момент выстрела.
Постоянную величину времени цепи зарядки
конденсатора выбирают так, чтобы обеспечить
определенную задержку времени зарядки кон-
денсатора с момента приведения в действие ба-
тареи. Таким образом, конденсатор не обладает
требуемой электрической энергией до тех пор,
пока снаряд не достигнет безопасного удале-
ния от орудия. Ртутный контакт размыкается
после выстрела. Питание электрической схемы
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
519
взрывателя осуществляется от источника постоянного напряжения (электро-
химическая батарея в ампуле).
В авиационных БП также применяют доплеровские автодинные РВ, отли-
чающиеся простотой устройства и малыми габаритами.
Генератор высокой частоты (ГВЧ) РВ вырабатывает электрические коле-
бания синусоидальной формы с постоянной амплитудой и частотой, которые
подводятся к антенне и излучаются в окружающее пространство. Во взрывате-
лях обычно используют кольцевые антенны, обладающие диаграммой направ-
ленности, мало отличающейся от диаграммы направленности симметричного
диполя. В любой плоскости, проходящей через продольную ось бомбы, диаграм-
ма направленности РВ (рис. 13.51) имеет два лепестка, близких по очертанию
к окружности.
Радиоволны отражаются от преграды и, пройдя обратный путь, наводят
в антенне РВ высокочастотную ЭДС - отраженный сигнал, который отличается
от излучаемого амплитудой и частотой. Из-за рассеяния радиоволн сигналы об-
ладают значительно меньшей амплитудой, которая зависит от высоты Н. Частота
отраженных сигналов превышает частоту излучаемых сигналов на величину F
(частота Доплера), пропорциональную скорости падения авиационной бомбы:
2v
F = —-sin 0с>
Л
где vc и 0с - скорость и угол сближения бомбы с преградой; Л. - длина излуча-
емых сигналов.
Частота Доплера во много раз меньше частоты излучаемых сигналов. Ее
значение лежит в диапазоне звуковых частот. Из вышеприведенной формулы
следует, например, что при vc - 250 м/с, 0с - 90° и X - 1 м частота F - 500 Гц,
в то время как длине волны X = 1 м соответствует частота передатчика, равная
300 МГц.
В ГВЧ происходит сложение высокочастотных колебаний генератора с от-
раженными колебаниями, в результате чего возникают биения - колебания,
модулированные по амплитуде. Огибающая результирующих колебаний из-
меняется по синусоидальному закону с частотой Доплера. В автодинной схеме
Рис. 13.51. Схема сближения авиационной бомбы с преградой
520
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
ГВЧ промежуток между сеткой и катодом генераторной лампы играет роль
детектора, выделяя огибающую амплитудно-модулированных колебаний, ко-
торая является рабочим сигналом РВ. По мере сближения бомбы с преградой
амплитуда рабочего сигнала, изменяющегося с частотой Доплера, непрерывно
увеличивается. Рабочий сигнал проходит усилитель низких частот (УНЧ) и по-
сле усиления подводится к пороговому устройству. На заданной высоте, когда
амплитуда сигнала достигает определенного значения, пороговое устройство
замыкает цепь разряда запального конденсатора через ЭВ предохранительно-ис-
полнительного механизма, и взрыватель срабатывает. Предохранительно-ис-
полнительный механизм содержит ОЦ, предохранительные устройства и МДВ,
которые по конструкции и принципу действия не отличаются от соответству-
ющих узлов контактных взрывателей.
В оптических взрывателях используют электромагнитное излучение
в диапазоне инфракрасных, видимых и ультрафиолетовых лучей. В отличие
от РВ оптические взрыватели могут быть и пассивного типа, в чем одно из их
преимуществ. Кроме того, инфракрасная аппаратура считается практически
не подверженной воздействию внешних естественных и искусственных помех.
Наконец, к числу достоинств инфракрасной аппаратуры относят также малые
габариты, простоту конструкции и, как следствие этого, меньшую стоимость
по сравнению с радиолокационной аппаратурой, предназначенной для выпол-
нения тех же задач.
Оптический взрыватель реагирует на тепловое излучение воздушных целей
(рис. 13.52). Оптический приемник взрывателя состоит из оптической системы
и фотосопротивления, включенного в электрическую схему. Оптическая система
собирает энергию, излучаемую целью, и направляет ее на чувствительный эле-
мент, которым является фотосопротивление. Электрическая схема преобразует
изменение проводимости фотосопротивления, происходящее под воздействием
излучения цели, в импульс напряжения - рабочий сигнал. Во взрывателях могут
применять два типа оптических систем: линзовые и зеркальные. Первая вклю-
чает в себя одну или несколько линз кругового обзора, на оси которых (в их
фокусе) устанавливается фотосопротивление, чувствительное к ИК-лучам.
Зеркальная оптическая система содержит одно или несколько параболических
зеркал, которые собирают падающий на них поток ИК-лучей и направляют его
Рис. 13.52. Блок-схема оптического взрывателя, реагирующего на тепловое излу-
чение воздушной цели
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
521
на установленное в их фокусе фотосопротивление
(рис. 13.53). Усилитель импульсов и ПИМ выпол-
няются по схеме, аналогичной схеме РВ.
Принципиальная схема НОВ активного типа
(рис. 13.54) состоит из передатчика и приемника
лучистой энергии, УНЧ, ПУ и ПИМ. Основные
элементы передатчика: объектив 1, источник
лучистой энергии и модулирующий диск 3. Ис-
точником лучистой энергии служит лампа нака-
ливания 2, установленная в фокальной плоскости
объектива. Основная доля энергии, излучаемой
лампой, приходится на диапазон видимых и ин-
фракрасных лучей. Энергия лампы фокусируется
объективом в узкий световой пучок, который на-
правляется к преграде, освещая на ней некоторую
Рис. 13.53. Приемник НОВ
зеркального типа:
1 - светофильтр; 2 - фоторе-
зистор; 3 - параболическое
зеркало
площадь So. От этой площади происходит диффузное отражение потока лучей.
Модулирующий диск представляет собой четырехлопастную звездочку,
которая при падении бомбы приводится во вращение ветрянкой. Диск уста-
навливается между лампой и объективом, поэтому излучаемая лампой энергия
будет попадать в объектив только тогда, когда между ними находится один
из вырезов диска. Вращающийся диск преобразует непрерывное излучение
лампы в прерывистое (импульсное) излучение объектива. Частота излучения
импульсов зависит от скорости вращения диска. Модуляция лучистого потока
применяется для того, чтобы приемник оптического неконтактного взрывателя
мог отделить отраженный поток передатчика от постоянного по интенсивности
потока солнечных лучей, отраженных от земли. Вместо механического способа
модуляции лучистого потока может использоваться электрический.
Основные элементы приемника - объектив 4, фоторезистор 7?ф и преоб-
разующая электрическая схема. Фоторезистор устанавливается в фокальной
плоскости объектива 4, одинакового с объективом передатчика. Ширина поля
зрения приемника близка к ширине пучка, в которой объективом датчика сфоку-
сирован лучистый поток. Преобразующая схема приемника включает в себя ис-
точник постоянного тока Е, фоторезистор 7?ф и нагрузочный резистор R, который
через разделительный конденсатор связан с входом УНЧ. Когда фоторезистор
не подвержен действию отраженного потока лучей, в схеме приемника течет
постоянный ток, создающий на резисторе R постоянное падение напряжения,
которое не передается конденсатором С на вход УНЧ. При сближении с прегра-
дой часть освещенной площади (на рис. 13.54 отмечена двойной штриховкой)
будет находиться в поле зрения приемника. Поток лучей, отражаемый от этой
площади, фокусируется объективом на светочувствительной поверхности фото-
резистора. Под воздействием потока происходит периодическое изменение со-
противления фоторезистора, что приводит к периодическому изменению тока
и падению напряжения на нагрузке R. Переменная составляющая этого напря-
жения передается через разделительный конденсатор С на вход УНЧ и служит
для взрывателя рабочим сигналом.
522
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.54. Схема НОВ активного типа:
1 - объектив; 2 - лампа накаливания; 3 — модулирующий диск; 4 - объектив приемника
С уменьшением высоты Н относительная величина потока лучей, попада-
ющего с освещенной площади в приемник, увеличивается, достигая на высоте Но
единицы, а затем уменьшается. В соответствии с этим изменяется и амплитуда
рабочего сигнала, которая сначала растет с уменьшением высоты, достигает
на высоте Но максимального значения, а далее падает. Пороговое устройство
взрывателя настраивается на срабатывание от преград, обладающих наимень-
шим коэффициентом отражения потока лучей на высоте Но. При увеличении
коэффициента отражения взрыватель будет срабатывать на высотах, больших HQ.
Активные НОВ для БЧ ракет класса воздух-воздух строятся анало-
гично радиовзрывателям по принципу использования сигналов, отражен-
ных от цели (в НОВ такие сигналы - световые лучи видимого спектра).
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
523
Электронно-оптический блок НОВ состоит из специальной линзы, фотоэле-
мента и усилителя. Линза, установленная в головной части взрывателя, имеет
конус обнаружения. Когда цель пересекает конус обнаружения, под действием
светового потока на выходе фотоэлемента скачком возрастает ток, что является
сигналом для инициирования. Сигнал на подрыв БЧ выдается только в момент
нахождения БП в зоне поражения цели с помощью соответствующей регули-
ровки конуса обнаружения.
Оптический взрыватель реагирует только на скачкообразное изменение
светового потока, обусловленное прохождением цели через конус обнаруже-
ния, и не реагирует на неменяющееся значение светового потока. Это позволяет
использовать оптический взрыватель в условиях, когда световые характеристики
изменяются в широких пределах. Основные недостатки оптических взрывате-
лей - невозможность их применения в условиях плохой видимости (облака,
туман и т. п.).
Разработка НВ связана с преодолением ряда технических трудностей из-за
специфики работы взрывателя. Достаточно напомнить, что при выстреле детали
НВ испытывают перегрузки до 20 000 единиц, вращение со скоростью несколько
сот оборотов в секунду и т.д. При этом все они, включая различные элементы
радиоэлектронных приборов, должны быть прочными и безотказно работать.
Специалисты отмечают, что плохая видимость не влияет на функциониро-
вание неконтактных, в том числе оптических, взрывателей. Вместе с тем силь-
ный дождь или дождевые облака, град или снег могут существенно увеличить
относительное количество случаев неправильного действия взрывателей зенит-
ной и некоторых образцов наземной артиллерии, вызывая преждевременные
срабатывания на траектории. Например, при стрельбе в сильный дождь НВ либо
не срабатывают вообще, либо срабатывают преждевременно. Причиной этого
являются структурные повреждения или микрофонные эффекты, возникающие
в результате ударов капель дождя о летящий снаряд. Если облака имеют на-
столько большую отражающую способность, что их фиксирует радиолокатор,
то можно определить примерное нарушение точности работы взрывателя. При
частых случаях анормального действия взрывателей под влиянием облаков или
дождя НВ рекомендуется заменять дистанционными механическими.
Неконтактные взрыватели могут также срабатывать под действием близких
взрывов или осколков. Повышенное количество преждевременных разрывов
на траектории может быть вызвано залпом, очередью или стрельбой с высоким
темпом из соседних орудий. Указанное влияние можно снизить, увеличивая рас-
стояние между орудиями либо временной интервал между выстрелами.
Основные факторы, влияющие на высоту разрыва снаряда с НВ, - угол
встречи с целью и отражательная способность поверхности цели. С увеличе-
нием угла падения снаряда высота разрыва уменьшается. Наименьшую высоту
разрыва дают такие поверхности цели, как сухой песок и лед. Влажный грунт,
вода, густая листва деревьев и растительный покров повышают высоту разрыва
снаряда. При приближении к возвышенностям, большим зданиям, вышкам, дере-
вьям и другим выступающим объектам неконтактные взрыватели срабатывают
на большей высоте, чем при приближении к ровной поверхности.
524
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Дальнейшее развитие НВ идет по пути повышения их помехозащищенно-
сти, применения новой элементной базы, миниатюризации и создания универ-
сальных образцов. При этом тенденция универсализации относится, вообще
говоря, ко всем взрывателям. Например, в США еще около 30 лет назад принято
решение о разработке стандартных взрывателей, которые свели к минимуму
обширный ассортимент взрывателей различного назначения, в частности,
предполагалось иметь два стандартных взрывателя для наземной артиллерии
(для снарядов и мин) и единый взрыватель для снарядов корабельных орудий.
Предусматривалось также отработать НВ, диаметр хвостовой части которых
был бы такой же, как у контактных взрывателей.
Электростатические, магнитные и акустические
неконтактные взрыватели
Большое разнообразие физических полей целей позволяет создавать НВ
с другими типами датчиков сигналов. В качестве примера рассмотрим принцип
получения сигнала датчиками электростатических, магнитных и акустичес-
ких НВ.
Электростатические НВ применяются для снаряжения авиационных
бомб и ракет. Они подразделяются на собственно электростатические и емкост-
ные (конденсаторные). Действие электростатических НВ основано на явлении
индукции, состоящем в перераспределении электрических зарядов токопро-
водящих тел под влиянием внешнего электрического поля.
Принципиальная схема простейшего электростатического НВ (рис. 13.55, а)
включает в себя электрод Э, изолированный от корпуса взрывателя, батарею Б,
ЭВ и газовый разрядник ГР. Параметры элементов схемы выбраны таким обра-
зом, чтобы ЭДС батареи была несколько меньше напряжения поджига (пробоя)
разрядника, поэтому вдали от цели электрическая цепь взрывателя разомкну-
та. При пролете ракеты вблизи цели под воздействием ее электрического поля
между электродом и корпусом взрывателя возникает дополнительная разность
потенциалов, которая возрастая достигает в сумме с ЭДС батареи напряжения
пробоя. После пробоя разрядника батарея разряжается на ЭВ, что приводит к его
срабатыванию. Очевидно, что знак напряжения, возникающего дополнительно
между электродом и корпусом НВ, будет зависеть от ориентации вектора напря-
женности электростатического поля цели и расположения электрода (пластины),
Рис. 13.55. Схема электростатического НВ (а) и схема работы датчика сигнала
электростатического НВ конденсаторного типа (б)
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
525
а общее напряжение определяется полярностью включения батареи. Однако
в случае стрельбы вращающимися ракетами или снарядами приращение на-
пряжения будет знакопеременным, что повышает надежность срабатывания НВ.
Достоинства НВ данного типа - чрезвычайно большая простота их устройства,
однако весьма существенным их недостатком можно назвать низкую помехо-
устойчивость. Взрыватели легко могут срабатывать от заряженных облаков,
паров воды, дождя, пассивных помех другого вида, причем создать какие-либо
анализаторы сигнала для устранения этого недостатка весьма проблематично.
Электростатические НВ конденсаторного типа иногда условно относят
к группе активных. В принципе это неверно, так как их датчики сигналов не вли-
яют на параметры собственного электрического поля цели, что следует из рас-
смотрения принципа действия взрывателя этого типа (рис. 13.55, б). Датчик сиг-
нала состоит из двух генераторов и Г2, работающих на различных частотах: f
vifr Частота собственных колебаний/^ одного из генераторов стабилизирована,
а второго/^ - зависит от значения реактивного сопротивления колебательного
контура, в который дополнительно включается емкость, возникающая между
поверхностью земли и электрически изолированными частями ракеты (бомбы).
Значение этой емкости
С С
\=С3 + 1 2
G + с2
будет различна в зависимости от расстояния до поверхности земли, что влечет
за собой изменение частоты^ генератора Г2, а следовательно, и частоты разност-
ного сигнала F =f -f. На некотором расстоянии (высоте) Но частота сигнала
достигает требуемого значения Fo и взрыватель сработает.
Основной недостаток НВ конденсаторного типа - малый радиус действия.
Магнитные НВ впервые стали применять еще во время Первой мировой
войны для неконтактного подрыва морских мин. В дальнейшем взрыватели
этого типа использовали для других БП, в том числе и для противолодочных
авиационных бомб.
Современные магнитные НВ бывают двух типов - магнитостатические (или
просто магнитные) и магнитодинамические (или индукционные). Магнитоста-
тические взрыватели реагируют на интенсивность магнитного поля цели. Как
известно, каждая цель, обладающая ферромагнитными свойствами, искажает
магнитное поле Земли, так как магнитная проводимость ферромагнитных мате-
риалов гораздо выше, чем аналогичная характеристика воздуха или воды. В ис-
каженном магнитном поле целей, таких как танки, самолеты, корабли, силовые
линии магнитного поля сгущаются. Таким образом, каждая из целей как бы
создает свое собственное магнитное поле, напряженность которого равна гео-
метрической разности напряженности магнитных полей Земли в данной точке
без цели и при ее наличии. Датчиком магнитных НВ может служить магнитная
стрелка, отклоняющаяся в искаженном магнитном поле. Отклонение стрелки
на заданный угол является сигналом для срабатывания взрывателя.
526 Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Серьезные недостатки магнитных НВ - сложность конструкции и низкая
помехоустойчивость. Сложность конструкции обусловлена наличием устрой-
ства для компенсации магнитного поля Земли в месте установки мин. На ра-
боту взрывателя сильное влияние оказывают магнитные бури, которые могут
вызвать преждевременное срабатывание НВ. Единственный способ борьбы
с этим воздействием - снижение чувствительности НВ, что уменьшает радиус
его действия.
Общий способ борьбы с НВ магнитостатического и магнитодинамического
типов - размагничивание кораблей с помощью специальных компенсирующих
устройств. Вследствие этого уменьшаются и напряженность магнитного поля,
и его градиент.
Акустические НВ находят применение в авиационных противолодочных
БП. Такие взрыватели реагируют на собственное или отраженное звуковое или
ультразвуковое поле цели. Они могут быть активными и пассивными.
Пассивные взрыватели срабатывают на собственное акустическое поле
цели, обусловленное движением различных механизмов и устройств, пере-
даваемое через корпус и возбуждающее звуковые волны в воде. Активные
акустические взрыватели действуют по принципу гидролокации. Датчиками
цели НВ данного типа служат гидрофоны - устройства, передающие колебания
ультразвуковой частоты в виде зондирующих импульсов, которые создаются
специальным генератором. В ультразвуковом диапазоне волн (частота колеба-
ний свыше 20000 Гц) удается обеспечить высокую направленность излучения
при ограниченных размерах излучателя. Объясняется это тем, что длина волн
в воде измеряется единицами сантиметров. Обычно диаграмма направленно-
сти гидрофона имеет воронкообразную форму, при которой обеспечивается
круговой обзор пространства вокруг БП. Гидрофон изготовляется из пьезоэлек-
трика. При воздействии на гидрофон импульсов электрических колебаний он
преобразует их в ультразвуковые колебания, рассеивающиеся в окружающем
пространстве (рис. 13.56). При попадании подводной лодки в зону излуче-
ния гидрофона происходит отражение ультразвуковых импульсов. Достигнув
гидрофона, ультразвуковые импульсы принимаются и преобразуются в им-
пульсы электрических колебаний, которые после детектирования и усиления
поступают на исполнительный блок взрывателя. Для повышения помехозащи-
щенности в исполнительное устройство включают счетчики импульсов, которые
настроены на определенное число принятых сигналов, следующих с периодом
повторения. Период повторения соответствует частоте импульсов модулятора.
Гидрофон
t
ГВЧ
Детектор
I
Модулятор
Усилитель
4
Исполнитель-
ный блок
Рис. 13.56. Блок-схема НВ гидроакустического типа
13.7. Неконтактные взрыватели и ВУ
527
На исполнительное устройство кроме сигналов от цели приходят также им-
пульсы от модулятора, предохраняющие НВ от срабатывания под воздействием
зондирующих импульсов в момент их излучения.
В настоящее время в малокалиберных ЗУР ПЗРК и некоторых других типах
ракет все более широкое распространение получают вихревые генераторы - дат-
чики цели магнитокумулятивного действия, функционирование которых осно-
вано на использовании вихревых токов, наводимых в металлической оболочке
воздушной или морской цели магнитным полем самого датчика. К числу по-
ложительных характеристик вихревых генераторов по сравнению с другими
типами датчиков относят:
- чрезвычайно широкий диапазон скоростей встречи с целью (от 80...
...100 м/с - на догонных курсах до 1400...1500 м/с - на встречных курсах ракеты
и воздушной цели);
- исключительную простоту конструкции и возможность размещения дат-
чика в любом отсеке ракеты (в том числе и под немагнитной оболочкой);
- высокую устойчивость от действия механических, электромагнитных,
температурных и радиационных помех;
- избирательность действия по типу материла цели и его толщине;
- обеспечение проникающе-фугасного действия БЧ, т. е. автоматический
подрыв БЧ после внедрения ракеты в цель (при установке вихревого генератора
на заднем торце БЧ).
Помехоустойчивость и помехозащищенность
неконтактных взрывателей
Недостаточная устойчивость НВ к помехам может стать причиной низкой
эффективности ракетного комплекса в целом. Применительно к неконтактным
РВ актуальность задачи обеспечения высокой помехоустойчивости и помехо-
защищенности объясняется применением специальных авиационных средств ра-
диоэлектронного противодействия. Организованные помехи бывают активными,
создаваемыми специальными станциями помех, и пассивными (отражающими).
Активные помехи подразделяются на ретрансляционные (ответные) и шумовые.
Ретрансляционные помехи формируются путем приема зондирующих сигналов
РВ, определения их параметров и переизлучения с помощью специальных стан-
ций. В процессе ретрансляции сигнал помехи обладает значительной мощностью
и воспринимается РВ как сигнал от цели с большой отражающей поверхностью.
Шумовая помеха складывается из гармонических колебаний, составляющих
сплошной спектр определенной ширины. Она излучается непрерывно и незави-
симо от того, есть сигнал от РВ или нет, при этом ширина спектра помехи должна
охватывать спектр рабочих частот реальных приемопередающих устройств РВ.
Пассивные помехи создаются в виде облаков из металлических лент, сте-
кловолокон и других отражателей. В результате падения на них зондирующих
сигналов формируются ложные отраженные сигналы, которые способны вызвать
преждевременное срабатывание РВ. Отражатели укладывают в отдельные пачки
(блоки) и сбрасывают с помощью специальных автоматов. Постановка помех
может проводиться также путем стрельбы специальными помехосоздающими
528
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
артиллерийскими снарядами или ракетами (устройство и принцип действия
помехосоздающих БП см. в гл. 11).
Большинство методов защиты НВ от помех основано на использовании
физических особенностей сигналов помех, которые отличаются от полезного
сигнала. Остановимся на некоторых методах повышения помехозащищенности
взрывателей, основными из которых являются:
- повышение направленности действия антенн и других индикаторов цели;
- использование программных методов управления работой взрывателей;
- параметрическая селекция рабочего сигнала;
- селекция сигнала по дальности;
- применение многоканальных схем НВ.
Повышение направленности действия антенн способствует улучшению их
помехозащищенности, так как при этом сужается область пространства, из ко-
торой может быть послана помеха, и увеличивается мощность принимаемого
сигнала. Последнее снижает чувствительность приемных устройств НВ и вы-
зывает необходимость использования противником более мощных передатчиков
помех. При более узких диаграммах приема сигнала требуется также большая
плотность постановки пассивных отражателей в облаке.
Сужение ширины диаграммы направленности достигают уменьшением
длины волны передатчика. На помехозащищенность РВ кроме ширины диа-
граммы направленности большое влияние оказывают также так называемые
побочные лепестки. Их наличие расширяет область, из которой станция помех
может воздействовать на РВ.
Программные методы управления работой взрывателей предполагают
включение их в действие не сразу после пуска ракет, а некоторое время спустя,
т. е. на траектории. Для этой цели на борту ракеты или носителя формируется
время, пропорциональное времени полета ракеты в упрежденную точку. До на-
ступления этого момента НВ либо вообще не принимает какие-либо сигналы,
либо не реагирует на них. Команда на включение приемопередающих устройств
НВ формируется в непосредственной близости ракеты от цели, что затрудняет
использование противником технических средств противодействия.
Параметрическая селекция рабочего сигнала применяется достаточно
широко. Она включает в себя реализацию различных видов селекции сигнала
по частным параметрам - несущей частоте, спектру принимаемых волн, периоду
повторения импульсов, их длительности и т. д. Частотная селекция обеспечи-
вается полосой пропускания усилителей низкой или промежуточной частоты.
Чем уже полоса пропускания, тем большей помехозащищенностью обладает
взрыватель. Широкое распространение на практике получила амплитудная се-
лекция сигнала, суть которой состоит в ограничении амплитуды сигнала до не-
которого уровня, не зависящего от мощности принятого сигнала. В сочетании
с анализаторами длительности сигнала ограничение его по амплитуде не вызы-
вает срабатывание исполнительных устройств от случайных сигналов, какой бы
мощностью они не обладали.
Селекция сигнала по дальности может обеспечить защиту РВ от ре-
трансляционных помех, которые отличаются от сигналов, отраженных целью,
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 529
большим временем распространения. Этот вид селекции может быть использо-
ван в импульсных и частотно-модулированных РВ. В импульсных РВ селекция
по дальности достигается формированием строб-импульсов, а в частотно-мо-
дулированных - выбором частотных характеристик УНЧ. При стробировании
импульсных РВ ограничивается время приема сигналов интервалом, соответ-
ствующим дальности действия РВ.
Применение многоканальных схем НВ - один из основных путей повышения
помехозащищенности. Многоканальные НВ собираются по различным схемам.
В простейшем случае во взрывателе создаются два или большее число индикато-
ров сигналов, работающих на общую исполнительную цепь по логической схеме
«И». Отдельные каналы характеризуются различными параметрами зондиру-
ющих и принимаемых сигналов, что затрудняет возможность постановки помех
по всем каналам одновременно. В других схемах многоканальных НВ реализу-
ется принцип приема активных шумовых помех и фактических сигналов от цели
различными приемниками. В этом случае сигнал, принятый по каналу помех, ис-
пользуется как команда для блокировки исполнительного устройства взрывателя.
Обычно приемники канала помех обладают более высокой чувствительностью,
чем приемники канала основного сигнала. Поэтому канал помех включается в ра-
боту раньше, настраивается на сигнал помех и в дальнейшем не дает взрывателю
срабатывать от мощной помехи, проходящей по основному каналу.
Описанные методы не охватывают всех возможных путей повышения по-
мехозащищенности НВ. Во взрывателях каждого типа применяются различные
методы повышения помехозащищенности, которые в совокупности определяют
их тактико-технические характеристики. Конкретные способы и меры повыше-
ния помехозащищенности НВ более полно освещены в специальной литературе.
13.8. Устройство и действие типовых
неконтактных радиовзрывателей
Рассмотрим более подробно назначение, устройство и действие типовых
отечественных неконтактных радиолокационных взрывателей, таких как взры-
ватели АР-5, АР-6 и АР-27.
Радиовзрыватель АР-5
Назначение и устройство. Взрыватель АР-5, схема устройства которого
показана на рис. 13.57 и 13.58, применяется для комплектации осколочно-фу-
гасных снарядов калибра 122, 130 и 152 мм.
АР-5 - взрыватель неконтактно-контактного действия, предохранительного
типа с переменным дальним включением радиодатчика и дальним взведением
по огневой цепи.
Взведение взрывателя происходит не ближе 40 м от дульного среза орудия,
но не позднее 1 с после выстрела. Включение радиодатчика происходит на тра-
ектории в соответствии с произведенной перед выстрелом установкой.
530
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Рис. 13.57. Структурная схема взрывателя АР-5:
А - автодин; УНЧ - усилитель низкой частоты; ИК - исполнительный каскад; КДЦ- кон-
тактный датчик цели; ИП - источник питания; ЦПМ - центробежный ПМ; ПДУ - предо-
хранительно-детонирующее устройство; МДИ - механизм дальнего взведения; НВМ - на-
кольно-воспламенительный механизм; ПЗ - передаточный заряд; КД - капсюль-детонатор;
Д - детонатор
Время полета снаряда, в течение которого радиодатчик отключен, изменя-
ется в пределах от 8 до 90 с и определяется по «Таблице стрельбы».
Время работы радиодатчика на излучение и прием в зависимости от условий
стрельбы составляет 3 ... 10 с.
Испытание взрывателя АР-5 на безопасность производится бросанием взры-
вателя в спецсборке с высоты 3 м. Кроме того, производится бросание электро-
воспламенителя марки ЭВ-32 с высоты 10 м на чугунную плиту в спецсборке,
в результате которого не должно произойти их срабатываний.
Структурная схема взрывателя, показанная на рис. 13.57, сформирована
следующими функциональными системами и устройствами:
- инициирующая система сформирована неконтактным датчиком цели в
виде радиодатчика (включающего в свой состав автодин, УНЧ, исполнитель-
ный каскад) и контактным датчиком цели, выполненным в виде инерционного
замыкателя;
- система предохранения включает в свой состав следующие механизмы:
ЦПМ, ПДУ, МДВ на пиротехническом принципе работы с накольно-воспламе-
нительным механизмом и механизм переменного дальнего включения радио-
датчика (МПДВ РД) на пиротехническом принципе работы;
- огневая цель предохранительного типа разветвленная и состоит из следую-
щих элементов: электровоспламенители ЭВ1 (по цепи неконтактного действия) и
ЭВ2 (по цепи контактного действия), КД, передаточный заряд ПЗ и детонатор Дт.
Автодин 3, расположенный под радиопрозрачным колпаком 1 (см. рис.
13.58), собран на пластмассовом каркасе методом навесного монтажа. На
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 531
В-В
Рис. 13.58. Радиовзрыватель АР-5:
1 - колпак радиопрозрачный; 2 - колпак герметизирующий; 3 - автодин; 4 - уси-
литель низкой частоты; 5 - экран; 6, 12, 17,23- пружины; 7 - боек; 8 - вкладыш;
9, 29 - стакан; 10 - корпус источника тока; 11 - втулка с КВ; 13 - контакт; 14 - жало;
15 - детонатор; 16, 43 - втулки; 18 - корпус предохранительно-детонирующего
механизма; 19 - корпус пиротехнического замыкателя; 20 - контакт; 21 - заряд; 22 - столбик
усилительный; 24 - стопор центробежный; 25 - фиксаторы; 26 - движок; 27 - стопор
пиротехнический; 28-предохранитель пороховой; 30-колпачок; 31 - заряд передаточный;
32 - КД; 33 - шарик на пружине; 34 - элекгровоспламенитель; 35,36- колодки; 3 7 - обойма;
38 - корпус; 39 - электроды; 40- кольцо дистанционное; 41 — кольцо пружинное; 42 - ампула
стеклянная с электролитом; 44 - состав специальный; 45 - переключатель высот разрывов;
Б - пороховая запорошка; В - огнепередаточный канал
верхнюю коническую часть каркаса автодина нанесен тонкий слой серебра,
который является антенным колпачком (короткое плечо несимметричного ви-
братора). С целью обеспечения большей стойкости автодина к инерционным
нагрузкам все свободное пространство в головке автодина заливается специ-
альной заливочной массой 44 (пенополиуританом).
532
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Усилитель и исполнительный каскад (за исключением электровоспламе-
нителя ЭВ1) смонтированы на гибкой плате 4, установленной внутри экрана 5.
На экране в виде печатной перемычки 45 выполнен переключатель высот
разрывов. При изменении высоты разрыва перемычка с помощью штыря на
установочном ключе ЗИ133 размыкается.
В качестве источника питания во взрывателе используется электрохимиче-
ский источник тока с раздельным хранением электролита, состоящий из корпуса
10, стеклянной ампулы с электролитом 42, электродов 39, бойка 7, пружины 6
и втулки 43.
Инерционный замыкатель 33 предназначен для коммутации цепи разряда
запального конденсатора на электровоспламенитель ЭВ2 при встрече снаряда с
грунтом. Он размещен в колодке 35 педохранительно-детонирующего устрой-
ства и состоит из шарика, закрепленного на контактной пружине 33, и контакт-
ной пластины 13.
Предохранительно-детонирующее устройство предназначено для изоляции
лучевого КД от ПЗ и детонатора. Оно состоит из корпуса педохранительно-
детонирующего устройства с передаточным зарядом 31, движка 26, в котором
размещен капсюль-детонатор 32 и два центробежных фиксатора 25, пружины
17 и крышки 35, в которой размещены электровоспламенители ЭВ1 и ЭВ2 34
(на рис. 13.58 показан один ЭВ) и цепи коммутации.
В исходном состоянии движок смещен и удерживается в этом положении
от перемещения стопорами МДВ и ЦПМ.
Механизм дальнего взведения служит для обеспечения взведения взрыва-
теля по огневой цепи на расстоянии не менее 40 м от дульного среза орудия. Он
состоит из стопора 27 и пиротехнического предохранителя во втулке 28.
Центробежный предохранительный механизм предназначен для надежного
удержания д вижка 26 предохранительно-детонирующего устройства на период слу-
жебного обращения. Он состоит из стопора 24 и предохранительной пружины 23.
Механизм переменного дальнего включения радиодатчика предназначен для
установки вида действия взрывателя и включения радиодатчика на траектории в
соответствии с произведенной перед выстрелом установкой. Он состоит из дис-
танционного кольца 40 с запрессованным в него малогазовым составом и пиротех-
нического замыкателя (механизм переменного дальнего включения на рис. 13.57).
Для обеспечения надежного воспламенения малогазового состава во вну-
треннюю кольцевую проточку дистанционного кольца помещена пороховая за-
порошка. Для исключения возможности самопроизвольного изменения произ-
веденной перед выстрелом установки под дистанционным кольцом установлены
шайба и гофрированное пружинное кольцо 41.
Пиротехнический замыкатель предназначен для подключения схемы ра-
ди одатчика к корпусу взрывателя. Он состоит из корпуса пиротехнического
замыкателя 19, являющимся внешним контактом, и внутреннего контакта 20 с
запрессованным в него зарядом 21 из навески ТНРС. Пиротехнический замы-
катель размещен в основании корпуса 38 взрывателя.
Накольно-воспламенительный механизм предназначен для выработки
луча огня в момент выстрела для воспламенения пиротехнических составов
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 533
взрывателя. Он состоит из капсюля-воспламенителя в оболочке 11, жала 14,
пружины 12.
Действие взрывателя. При стрельбе на неконтактное действие подготовка
взрывателя к стрельбе заключается в наружном осмотре, проверке прочности
его соединения со снарядом и в свинчивании герметизирующего колпака 2.
При выстреле под действием силы инерции от линейного ускорения снаря-
да, сжимая пружины, оседает капсюль-воспламенитель в оболочке 11 и ампула
с электролитом 42. Капсюль-воспламенитель 11 накалывается на жало 14 и луч
огня передается пиротехническому предохранителю 28 МДВ, а через пороховые
запорошки - малогазовому составу в кольце 40 механизма переменного дальнего
включения радиодатчика.
Ампула с электролитом накалывается на боек 7 и вскрывается. Электролит
под действием центробежной силы через окна заполняет электродное простран-
ство. Источник питания начинает выходить на режим.
Под действием центробежной силы центробежный стопор 24 освобождает
движок 26 предохранительно-детонирующего устройства, но последний в боевое
положение не становится, так как его продолжает удерживать стопор 27 МДВ.
На полете выгорает пиротехнический предохранитель и движок 26 под
действием пружины 17 становится в боевое положение и фиксируется в этом
положении центробежными фиксаторами 25. С этого момента взрыватель взве-
ден по огневой цепи.
От источника питания через резистор заряжается запальный конденсатор
и к концу его заряда взрыватель готов к контактному действию.
По истечении установленного перед выстрелом времени дальнего включе-
ния радиодатчика луч огня от малогазового состава дистанционного кольца 40
через усилительный столбик 22 передается навеске ТНРС 21, от взрыва которой
деформируется контакт 20 пиротехнического замыкателя. Деформация контакта
приводит к его замыканию на корпус 19 и подключению радиодатчика к минусу
источника питания.
Автодин начинает генерировать высокочастотные колебания и излучать
электромагнитные волны с помощью антенны в пространство. Усилитель и ис-
полнительный каскад выходят на режим, а запальный конденсатор заряжается
через резистор до номинального напряжения.
При приближении снаряда к земной поверхности на антенну взрывателя на-
чинает воздействовать отраженный сигнал с нарастающей по мере приближения
снаряда к грунту амплитудой и частотой, отличающейся от частоты излучаемых
колебаний на частоту Доплера.
В результате воздействия отраженного сигнала автодин начинает генериро-
вать амплитудно-модулированные колебания с частотой Доплера.
Глубина модуляции по мере сближения снаряда с целью будет возрастать.
С помощью амплитудного детектора из амлитудно-модулированных колебаний,
имеющих место на выходе автодина как генератора, будет выделяться низко-
частотный доплеровский сигнал, повторяющий по форме огибающую высоко-
частотных амлитудно-модулированных колебаний.
534
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Полученный доплеровский сигнал через разделительную емкость посту-
пает на вход усилителя и после усиления накапливается в диодно-емкостном
накопителе. По мере приближения снаряда к земной поверхности напряжение в
последнем постепенно растет и в некоторый момент времени достигает порога
срабатывания исполнительного каскада. В результате происходит открывание
транзистора, через который конденсатор разряжается на электровоспламенитель
ЭВ1. Последний срабатывает и луч огня вызывает детонацию капсюля-детона-
тора 32. Импульс от КД вызывает детонацию ПЗ 57 и детонатора 75.
При отказе взрывателя в неконтактном действии (при встрече снаряда с
грунтом) за счет силы инерции шарик 55, растягивая пружину, касается пласти-
ны 75 и запальный конденсатор разряжается на электровоспламенитель ЭВ2,
вызывая его срабатывание.
При стрельбе на контактное действие дистанционное кольцо устанавлива-
ется таким образом, что луч огня от малогазового состава к пиротехническому
замыкателю не передается (огнепередаточное отверстие перекрыто поверхно-
стью дистанционного кольца), а следовательно, радиодатчик не включается
(запланированный отказ взрывателя в неконтактном действии). В остальном
взрыватель функционирует аналогично рассмотренному выше.
Подготовка к стрельбе. Перед стрельбой необходимо ключом ЗИ133 от-
винтить герметизирующий колпак (резьба левая), произвести установку радио-
взрывателя на скомандованное действие. Установка на радиолокационное дей-
ствие производится путем поворота дистанционного кольца 40 ключом ЗИ133
на соответствующий угол. Запрещается производить на дистанционном кольце
взрывателя установку времени менее 5 с.
При необходимости получения высоких разрывов снарядов следует переве-
сти взрыватель в режим работы «В» (высокие разрывы), для чего, не снимая клю-
ча со взрывателя, нажать до упора соответствующую кнопку на ключе ЗИ133.
При стрельбе на контактное действие взрыватель установить на отметку
«УД».
Обращение с радиовзрывателями. При поступлении радиовзрывателей на
склад боеприпасов необходимо проверить исправность тары, наличие пломб
и правильность маркировки. Герметичную тару без надобности не вскрывать.
Для комплектации снарядов допускаются только исправные по наруж-
ному виду радиовзрыватели, имеющие клейма, без коррозии и механических
повреждений.
Герметизирующие колпаки с радиовзрывателей снимаются на огневой по-
зиции непосредственно перед стрельбой.
При обращении с радиовзрывателями необходимо учитывать, что внутри
них имеются стеклянные ампулы, поэтому во время транспортирования (по-
грузки, разгрузки) запрещается бросать ящики с радиовзрывателями, ударять
и ронять их. Хранить и перевозить снаряды с радиовзрывателями без гермети-
зирующих колпаков запрещается.
Радиовзрыватель АР-6
Устройство и назначение. Взрыватель АР-6, устройство которого показано
на рис. 13.59 и 13. 60, - головной, активный доплеровский радиовзрыватель,
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 535
Рис. 13.59. Структурная схема взрывателя АР-6:
А - автодин; УНЧ - усилитель низкой частоты; ИК - исполнительный каскад; КДЦ -
контактный датчик цели; ИП - источник питания; ПЗА - пиротехнический замыкатель;
СП - система предохранения; ИПМ - инерционный ПМ; ПДУ - предохранительно-детони-
рующее устройство; МДВ - механизм дальнего взведения; ИС - инициирующая система;
НВМ - накольно-воспламенительный механизм; КД - капсюль-детонатор; ПЗ - передаточ-
ный заряд; Д - детонатор; ОЦ - огневая цепь
неконтактно-контактного действия предохранительного типа с дальним взведе-
нием. Им комплектуются снаряды РСЗО типа 9М21ОФ и 9М28Ф. Взрыватель
обеспечивает воздушные разрывы реактивных снарядов над целью на высотах
до 20 м, что существенно повышает эффективность поражения цели осколками
по сравнению с разрывами на грунте. Контактный датчик цели взводится при
выстреле на расстоянии 150 ... 1300 м от огневой позиции. После взведения
контактного датчика цели его действие обеспечивается во всех случаях при
встрече с преградой независимо от установки взрывателя.
Для повышения помехозащищенности и полного предотвращения воздуш-
ных разрывов над расположением своих войск взрыватель имеет механизм пере-
менного дальнего включения исполнительного каскада. Установка на дальнее
включение производится согласно «Таблицам стрельбы» с помощью ключа-
установщика ЗИ135.
Испытания радиовзрывателя АР-6 на безопасность производятся бросани-
ем взрывателя с высоты 5 м в макете снаряда 9М22У или 9М28Ф на чугунную
плиту. Отсчет высоты ведется от нижнего торца макета снаряда. Не допускается
срабатывание передаточного заряда и капсюля-детонатора.
Завод выпускает радиовзрыватели с установкой на контактное действие.
Структурная схема взрывателя АР-6, показанная на рис. 13.59, сформиро-
вана следующими функциональными системами и устройствами:
536
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
- инициирующая система сформирована неконтактным датчиком цели в
виде радиодатчика и контактным датчиком цели, выполненном в виде инерци-
онного замыкателя;
Рис. 13.60. Взрыватель АР-6:
33 32 30
1 - гильза; 2, 36, 38, 55, 58 - втулки; 3 - поршень; 4,17, 19, 22, 26, 59 - корпус; 5, 34,
49 - прокладки; 6, 7, 41, 47, 68 - пружины; 8 - шарик; 9 - головка; 10 - запорошка;
11, 74-столбики; 72- дистанционное кольцо; 13-штифт; 75-кольцо; 16-размыкатель
(ПР); 18, 27 - электрозапалы; 20 - антенна; 27 - герметизирующий колпак; 23 -
микросборка; 24, 63 - гайки; 25, 45 - замыкатели; 28, 32 - стаканы; 29 - поворотный
диск; 30 - передаточный заряд; 31- колпачок; 33 - детонатор; 35 - кронштейн; 3 7 - труба;
39 - штепсель; 40 - крышка; 42, 57 - контакты; 43 - колодка; 44 - экран; 46 - резиновое
кольцо; 48, 56 - пиротехнические составы; 50 - клеймо УД; 57 - установочная риска;
52 - риска; 53 - КД; 54 - шунт; 60 - заряд; 61- вкладыш; 62 - мембрана; 64 - сектор; 65 -
шестерня; 66 - ходовое колесо; 67 - фиксатор; 69 - ползун; 70 - ролик; 77 - направляющая
ось; а - кольцевая канавка под тормозное кольцо; б - отверстие под ключ
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 537
- система предохранения включает в свой состав следующие механизмы:
ИПМ, предохранительно-детонирующее устройство, МДВ на часовом принципе
работы, механизм переменного дальнего включения исполнительного каскада
на пиротехническом принципе работы (пиротехнический замыкатель), воспла-
менительного устройства, включающего размыкатель и электровоспламенитель
ЭВЗ; входное и выходное защитные устройства;
- огневая цепь предохранительного типа разветвленная состоит из следую-
щих элементов: начальные элементы - ЭВ1 (по цепи неконтактного действия) и
ЭВ2 (по цепи контактного действия), капсюль-детонатор, передаточный заряд
и детонатор;
- для обеспечения питания электрической схемы в состав взрывателя введен
источник тока (см. рис. 13.59).
Радиодатчик, состоящий из автодина, усилителя низкой частоты и испол-
нительного каскада, является неконтактным датчиком цели и предназначен для
формирования команды на приведение в действие огневой цепи взрывателя.
Автодин смонтирован в части корпуса, изготовленного из радиопрозрачной
пластмассы. Блок низкой частоты с исполнительным каскадом в корпусе взрыва-
теля крепится гайкой. Электрическая связь радиодатчика с источником питания
и контактным датчиком цели осуществляется с помощью штепселей и проводов.
В качестве антенны используют рамочную антенну, так как ее параметры не
связаны с длиной реактивного снаряда. Для получения требуемой диаграммы
направленности плоскость рамки располагают перпендикулярно оси снаряда.
При такой ориентации рамки главная ось диаграммы направленности будет пер-
пендикулярна оси снаряда, что обеспечивает наилучшее согласование области
срабатывания с областью поражения.
Автодин взрывателя АР-6 собран на полевых транзисторах по схеме авто-
генератора с трансформаторной обратной связью и выполняет те же функции,
что и любой доплеровский радиовзрыватель:
- генерирует высокочастотные колебания с постоянной амплитудой и с по-
мощью антенны излучает их в пространство;
- принимает отраженный от цели сигнал и преобразует его в амлитудно-
модулированный сигнал;
- детектирует амлитудномодулированный сигнал, т.е. выделяет низкоча-
стотный доплеровский сигнал, несущий информацию о расстоянии до цели.
Построение автодина по двухтактной схеме обусловлено тем, что исполь-
зуется рамочная антенна, имеющая малое сопротивление излучения.
Функция детектирования с нелинейного элемента снята. Эту функцию
выполняет амплитудный детектор. Это позволяет повысить чувствительность
автодина к отраженному сигналу.
Усилитель низкой частоты взрывателя обеспечивает усиление полезного
низкочастотного доплеровского сигнала по амплитуде и обеспечивает его се-
лекцию по частоте, времени и амплитуде.
Исполнительный каскад включает в себя полупроводниковый диод с управ-
ляемым р-п переходом, называемый тиристором, запальный конденсатор и
резистор.
538
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Инерционный замыкатель является контактным датчиком цели и предна-
значен для приведения в действие огневой цепи взрывателя в случае отказа в
действии радиодатчика или при установке взрывателя на контактное действие
при встрече снаряда с грунтом.
Инерционный замыкатель размещен между блоком низкой частоты и дето-
нирующим МДВ. Он состоит из корпуса 26 (см. рис. 13.60), крышки 40, крепя-
щейся к корпусу винтами, инерционного замыкателя, состоящего из контакта
42, замыкателя 25, втулки 38, пружины 41 и колодки 43.
Детонирующий МДВ обеспечивает безопасность взрывателя в служебном
обращении, при пуске и на полете до момента взведения. Он размещен в донной
части взрывателя и состоит из:
- предохранительно-детонирующего устройства;
- инерционного предохранительного механизма;
- механизма дальнего взведения на часовом принципе.
Предохранительно-детонирующее устройство предназначено для изоляции
КД от детонатора в служебном обращении, при пуске и на полете до момента
взведения и снятия этой изоляции после взведения. Оно состоит из поворотного
диска 29 и оси поворотного диска.
Безопасность взрывателя в служебном обращении, при пуске реактивного
снаряда и на полете до момента дальнего взведения обеспечивается за счет сме-
щения КД 53, расположенного в отверстии поворотного диска 29 относительно
передаточного заряда 30. В таком смещенном положении диск удерживается
с помощью ролика 70, который входит в зацепление с проточкой ползуна 69
ИПМ. Поворот диска предохранительно-детонирующего устройства в боевое
положение осуществляется под действием осевой силы инерции за счет сме-
щенного центра массы диска относительно оси поворота. После взведения диск
фиксируется в боевом положении с помощью подпружиненного фиксатора 67.
Инерционный предохранительный механизм предназначен для удержания
поворотного диска в смещенном положении в служебном обращении, при пуске
и освобождения его на полете. Он состоит из ползуна 69, пружины предохра-
нительной 68 (две), двух направляющих осей 71.
Механизм дальнего взведения предназначен для обеспечения взведения
ПДУ на траектории и построен на часовом принципе. Часовой механизм вклю-
чает двигатель, колесную передачу и регулятор хода.
Двигатель образован поворотным диском 29, к которому крепится зубчатый
сектор 64, и силой инерции от линейного ускорения снаряда. Зубчатый сектор
входит в зацепление с шестерней 65 колесной передачи. Регулятор хода инерцион-
ный, образован ходовым колесом 66 и инерционным балансом в виде планки.
Механизм переменного дальнего включения исполнительного каскада слу-
жит для повышения помехозащищенности и полного предотвращения воздуш-
ных разрывов над расположением своих войск за счет подключения источника
питания к исполнительному каскаду на траектории вблизи цели в соответствии
с установкой, произведенной перед стрельбой.
Он включает в себя дистанционное устройство и пиротехнический замыкатель.
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 539
Дистанционное устройство представляет собой дистанционное кольцо 12 с
запрессованным в него пиротехническим составом 48. На дистанционном коль-
це имеются: шкала с делениями, которые обозначают время горения состава,
клеймо «УД» 50 (контактное действие), установочная риска 52 и штифт 13 под
установочный ключ ЗИ135.
Для надежного зажжения пиротехнического состава применен пороховой
усилитель из запорошки 10 и трех столбиков 11.
Защита дистанционного устройства от пыли и воды осуществляется рези-
новым кольцом 46, поджатым пружиной 47 и кольцом 15, также прокладкой 49.
Пиротехнический замыкатель II обеспечивает замыкание цепи заряда за-
пальной емкости ИК от источника питания.
Он состоит из корпуса 59, являющимся одним контактом, контакта 57, втул-
ки 58, вкладыша 61 и заряда 60.
Срабатывает пиротехнический замыкатель следующим образом: после вы-
горания пиротехнического состава в дистанционном кольце луч огня через ог-
непередаточное отверстие в корпусе поступает к заряду 60 и воспламеняет его,
в результате сгорания заряда контакт деформируется и замыкается на корпус 59
пиротехнического замыкателя. Замыкается цепь заряда конденсатора.
Воспламенительное устройство служит для выработки луча огня в момент
пуска снаряда, необходимого для приведения в действие пиротехнического
состава дистанционного устройства. Он представляет собой электровоспламе-
нитель ЭВЗ, который срабатывает от источника питания, и размыкатель, под-
ключенный последовательно с ЭВЗ, который обеспечивает надежный разрыв
этой цепи после срабатывания ЭВЗ для исключения шунтирования источника
питания.
Размыкатель состоит из шунта 54, втулки 55 с запрессованным в нее пиро-
техническим составом 56. К концам шунта припаяны проводники, необходимые
для соединения со схемой взрывателя.
Входное защитное устройство предназначено для защиты взрывателя со
стороны головной части от пыли, влаги, газовой струи снарядов и обеспечения
поступления набегающего потока воздуха к источнику питания.
Оно состоит из корпуса 4, в который ввинчена втулка 2. Во внутреннюю
полость втулки установлен поршень 3, поджатый пружиной 6 к резиновой про-
кладке 5 для защиты взрывателя от пыли и влаги со стороны головной части. На
втулке находится гильза 1, поджатая пружиной 7 к шарикам 8.
Выходное защитное устройство предназначено для защиты взрывателя от
пыли и влаги. Оно состоит из гайки 63, вклеенной в нее мембраной 62 из алю-
миниевой фольги.
В головку 9 взрывателя ввинчены четыре таких устройства.
Источник питания предназначен для питания электрической схемы взры-
вателя. Он представляет собой электростатический генератор с коммутацией
магнитного потока.
Огневая цепь разветвленная, предохранительного типа и включает в себя:
два электровоспламенителя - ЭВ 1 (по цепи неконтактного датчика цели) и ЭВ2
540
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
(по цепи контактного датчика цели), капсюль-детонатор 53, передаточный заряд
30 и детонатор 33.
Электровоспламенители ЭВ1, ЭВ2 - мостиковые, срабатывающие по це-
пи неконтактный - контактный датчик цели соответственно. Расположены
в гнездах корпуса инерционного замыкателя 27 (на рис. 13.59 показан один
электровоспламенитель).
Капсюль-детонатор лучевого действия 53 расположен в отверстии поворот-
ного диска 29 предохранительно-детонирующее устройство.
Передаточный заряд 30 расположен в отверстии кронштейна детониру-
ющего МДВ.
Детонатор 33 изготовлен из шашки бризантного взрывчатого вещества, раз-
мещен в стакане детонатора 32 и прикрыт сверху колпачком 31.
Подготовка к стрельбе. Перед стрельбой необходимо ключом ЭИ135 от-
винтить (резьба левая) герметизирующий колпак и произвести установку взры-
вателя на скомандованное действие.
Установка на радиолокационное действие производится путем поворота
дистанционного кольца ключом ЗИ135 на соответствующий угол. Установочный
ключ имеет шкалу с ценой деления в 1 с.
При стрельбе на контактное действие взрыватель необходимо установить
на метку «УД» 50 (если взрыватель был уже подготовлен для стрельбы на не-
контактное действие).
Тормозное кольцо ставится в кольцевую канавку на корпусе взрывателя
АР-6. Взрыватели первых выпусков используются для стрельбы без тормозных
колец, так как не имеют соответствующей канавки.
Действие. При установке радиовзрывателя АР-6 на неконтактное действие
дистанционное кольцо 12 поворачивается относительно установочной риски
57 на корпусе 7 7 на угол, соответствующий времени включения конденсатора
исполнительного каскада.
При пуске на активном участке траектории под действием силы инерции от
линейного ускорения ползун 69 ИПМ, преодолевая сопротивление пружины 68,
оседает вниз, освобождая поворотный диск 29 предохранительно-детонирую-
щего устройства. Последний, преодолевая сопротивление часового механизма
МДВ, поворачивается и, когда капсюль-детонатор 53 будет находиться в верти-
кальном положении над передаточным зарядом 30, стопорится фиксатором 31.
Под действием осевой силы инерции и набегающего потока воздуха
поршень 3 входного защитного устройства, сжимая пружину 6, оседает
вниз, и когда кольцевой паз окажется против шариков 8, последние захо-
дят в него и стопорят его в этом положении. В результате освобождается
гильза 7, которая под действием пружины 7 оседает до упора во втулку,
открывая пазы во втулке для прохода воздуха к источнику питания через
отверстия в сопловом диске. Мембраны 62 выходных защитных устройств
от действия воздушного потока прорываются (они могут рваться также на
пусковой установке от газовой струи пущенных снарядов). Воздушный поток
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 541
приводит во вращение турбину, а следовательно, и ротор. На выходе источ-
ника питания появляется напряжение, поступающее на двухполупериодный
выпрямитель (система из двух диодов), стабилизатор напряжения (включа-
ющий стабилитрон, два резистора и три конденсатора) и электровоспламени-
тель ЭВЗ 18, который срабатывает и воспламеняет пиротехнический состав
14 в дистанционном кольце механизма переменного дальнего включения ис-
полнительного каскада. Срабатывает размыкатель, и электровоспламенитель
ЭВЗ отключается из схемы радиодатчика. Напряжение поступает на автодин,
усилитель низкой частоты и запальный конденсатор КДЦ. С этого момента
радиолокационный взрыватель излучает в окружающее пространство высоко-
частотные электромагнитные колебания, но сработать не может, так как за-
пальный конденсатор неконтактного датчика цели отключен от источника
питания, а в КДЦ цепь разряда запального конденсатора на ЭВ2 разомкнута
инерционным ударным замыкателем.
При полете на расстоянии не более 1300 м от огневой позиции, заряжается
конденсатор КДЦ, и радиовзрыватель готов к контактному действию.
В дистанционном устройстве продолжает гореть пиротехнический состав.
По истечении установленного на дистанционном кольце времени луч огня че-
рез усилительный столбик вызывает срабатывание заряда 60 пиротехнического
замыкателя, от срабатывания которого контакт 57 деформируется и замыкается
на корпус 59. Запальный конденсатор исполнительного каскада подключается к
источнику питания и заряжается, после чего взрыватель готов к неконтактному
действию.
При сближении снаряда с целью амплитуда отраженного сигнала возрастет,
при достижении снарядом расстояния, соответствующего необходимой высоте
разрыва, счетчик импульсов блока низкой частоты выдает управляющий импульс
на тиристор, который открывает его. В результате чего запальный конденсатор
через открытый тиристор разряжается на электровоспламенитель ЭВ1, вызывая
его срабатывание. Луч огня от ЭВ1 передается КД 53, взрыв которого детони-
рует передаточный заряд 30, а последний — детонатор 33, обеспечивая подрыв
разрывного заряда снаряда.
При стрельбе с установкой на контактное действие взрыватель сработает
от инерционного замыкателя 25. При этом замыкатель, сжимая пружину 41, под
действием силы инерции при встрече с целью (преградой) переместится вперед
до упора в контакт 42. Запальный конденсатор разрядится на ЭВ2.
То же произойдет в случае отказа взрывателя в радиолокационном действии.
Радиовзрыватель АР-27
Назначение и устройство. Радиовзрыватель АР-27, устройство которого
показано на рис. 13.61 и 13.62, применяется для комплектации:
- 120-мм выстрелов с осколочно-фугасной миной индекса ЗОФ5 для стрель-
бы на четвертом, пятом и шестом зарядах;
- 160-мм выстрелов с осколочно-фугасной миной индекса ЗОФ6 для стрель-
бы на втором, третьем и дальнобойном зарядах.
542
Глава 75. Взрыватели боеприпасов
Взрыватель головной, неконтактно-контактного действия, активный до-
плеровский, предохранительного типа, с дальним взведением по огневой цепи.
Обеспечивает подрыв мин при стрельбе по любому грунту на высоте до 15 м
или контактное действие. Надежность неконтактного действия взрывателя со-
ставляет 80 %.
Испытание на безопасность проводится бросанием 120-мм мины с ввин-
ченной сборкой взрывателя (после тряски) и 160-мм мины с высоты 3 м на
чугунную плиту.
Бросание производится по вертикали головной частью вверх (в мине ка-
либра 120 мм) и головной частью вниз (в мине калибра 160 мм) без сообщения
начальной скорости мине.
Не должно быть накола и воспламенения КВ, срабатывания передаточного
заряда и ЭВ, взведения движка ПДУ и срабатывания КД.
Бросание также производится с высоты 1,5 м в составе 120-мм мины мас-
сой 15 кг на чугунную плиту. Бросание производится головной частью вверх
по вертикали к поверхности плиты без сообщения мине начальной скорости.
В результате не должно быть срабатывания КВ, взведения ИПМ, взведения
движка ПДУ.
Структурная схема взрывателя сформирована следующими функциональ-
ными системами и устройствами (рис. 13.61):
- инициирующая система сформирована неконтактным датчиком цели, вы-
полненном в виде радиодатчика, включающего в свой состав автодин, усилитель
Рис. 13.61. Структурная схема взрывателя АР-27:
ИС - инициирующая система; А - автодин; УНЧ - усилитель низкой частоты; ИК - испол-
нительный каскад; КДЦ- контактный датчик цели; ИП - источник питания; СП - система
предохранения; ИПМ - инерционный ПМ; ПДУ - предохранительно-детонирующее устрой-
ство; МДВ - механизм дальнего взведения; НВМ - накольно-воспламенительный механизм;
КД - капсюль-детонатор; ПЗ - передаточный заряд; Д - детонатор; ОЦ - огневая цепь
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 543
низкой частоты, исполнительный каскад, и контактным датчиком цели, выпол-
ненным в виде инерционного ударного механизма;
- система предохранения включает в свой состав следующие механизмы:
ИПМ двухфазного действия, ПДУ, МДВ на пиротехническом принципе рабо-
ты с накольно-воспламенительным механизмом и механизм шунтирования
электровоспламенителя;
- огневая цепь простая, предохранительного типа, состоит из следующих
элементов: начальный элемент - ЭВ1, капсюль-детонатор, передаточный заряд
детонатор.
Рис. 13.62. Радиовзрыватель АР-27:
1 - гайка; 2 - электровоспламенитель; 3 - жесткий предохранитель; 4,17,33- втулки;
5,12,16, 21, 31 - пружины; 6 - фиксатор; 7 - движок; 8 - передаточный заряд; 9 - стакан
детонатора; 10 - малогазовый состав; 11, 22 - жала; 13 - колпачок; 14 - инерционный
ударник; 75-капсюль-детонатор; 18-детонатор; 19-крышка; 20-капсюль-воспламенитель;
23 - проводник; 24 - изолятор; 25 - навеска ТНРС; 26 - усилитель пиротехнический;
27 - малогазовый состав; 28, 30 - шарики; 29 - стопор инерционный; 32 - стопор;
34 - предохранитель пиротехнический; 35 - герметизирующий колпак; 36 - головка;
37- источник питания; 38 - монтаж усилителя; 39 - корпус взрывателя
544
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
Для обеспечения нормального функционирования радиодатчика в состав
взрывателя введен источник питания с регулятором давления.
Устройство. Автодин взрывателя АР-27, расположенный в головной части
РВ 36 (см. рис. 13.62), собран по двухтактной схеме с трансформаторной об-
ратной связью (на миниатюрных лампах-триодах серии 1С1А) и обеспечивает
повышение мощности излучения и согласование автодина с рамочной антенной.
Это обеспечивает получение требуемой области срабатывания радиовзрыва-
теля. Однако это приводит к повышенному энергопотреблению схемой и, как
следствие, к увеличению мощности источника питания. Усилитель взрывателя
собран по двухкаскадной схеме и обеспечивает селекцию сигнала по частоте,
амплитуде и времени.
Нижняя граничная частота полосы пропускания усилителя определяется фильт-
рами верхних частот и составляет 80... 190 Гц. Верхняя граничная частота полосы
пропускания определяется фильтрами нижних частот и составляет 500... 1000 Гц.
Таким образом, усилитель взрывателя обладает очень узкой полосой пропускания,
что предопределено навесным характером траекторий полета мин.
Исполнительный каскад состоит из тиратрона, зарядного сопротивления,
запальной емкости и электровоспламенителя ЭВ, который в служебном обра-
щении зашунтирован шунтом.
Радиодатчик обеспечивает срабатывание взрывателя при амплитуде сигнала
на выходе автодина, равной 7... 15 мВ.
Питание радиодатчика осуществляется от электромеханического источника
питания 37 (см. рис. 13.62), состоящего из турбогенератора с регулятором дав-
ления и выпрямителями и представляющего собой высокочастотный генератор
с коммутацией магнитного потока.
Инерционный ударный механизм выполняет функции контактного датчика
цели при встрече мины с грунтом в случае отказа взрывателя в радиолокацион-
ном действии или при стрельбе на контактное действие. Он состоит из инерци-
онного ударника 14 с размещенным в нем КД 15, пружины 16 и жала 11.
Предохранительно-детонирующее устройство служит для изоляции КД от
передаточного заряда и детонатора в служебном обращении и на все время даль-
него взведения. Оно состоит из втулки 4 (см. рис. 13.61), движка 7, в который
помещен инерционный ударник с КД, конической пружины 12 с колпачком 13,
фиксатора б с пружиной 5.
Механизм дальнего взведения обеспечивает надежное удержание движка
ПДУ в служебном положении на весь период служебного обращения и на время
24 ± 4 с после выстрела. Он состоит из накольно-воспламенительного меха-
низма (стальное жало 22, пружина 21, капсюль-воспламенитель во втулке 20),
малогазового состава МГС-100 10, запрессованного в дуговую канавку втул-
ки 17, стопора 32, втулки 33, пиротехнического предохранителя 34 из пороха
ТО-34 (см. рис. 13.62).
Для надежного удержания движка в служебном обращении и на момент вы-
стрела в случае выкрашивания пиротехнического предохранителя служит ИПМ
двухфазного действия. Он состоит из инерционного стопора 29, двух шариков
28, 30 и пружины 31.
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 545
Механизм шунтирования электровоспламенителя исключает возможность
протекания тока через мостик ЭВ при служебном обращении и по достижении
дальности взведения 24 ± 4 с. Он представляет собой свинцовый проводник 23,
помещенный внутрь малогазового состава, запрессованного внутрь пластмас-
сового корпуса 24 с латунными трубочками.
Воспламенение малогазового состава 25 шунта осуществляется через по-
роховой усилитель 26 от малогазового состава МДВ 27.
Передаточный заряд 8 из ТЭНа и детонатор 18 в оболочках помещены в
стальную арматуру втулки 17. На стальной арматуре головки 36 имеется выступ
под ключ для ввинчивания взрывателя в гнездо мины.
Подготовка к стрельбе. Подготовка взрывателя АР-27 к стрельбе на не-
контактное действие сводится к свинчиванию герметизирующего колпака 35.
При стрельбе на контактное действие взрыватель подготовки не требует.
При стрельбе 120 и 160-мм минами с радиовзрывателями АР-27 необходимо
руководствоваться действующими «Правилами стрельбы наземной артиллерии».
Следует иметь в виду, что стрельба 160-мм минами, укомплектованными
АР-27, ведется на втором, третьем и дальнобойном зарядах. Для стрельбы из
120-мм полкового миномета используют пятый, шестой заряды - при стрельбе
на неконтактное действие; третий, четвертый, пятый и дальнобойный заряды -
при стрельбе на контактное действие.
Источник питания. Питание радиодатчика осуществляется от электроме-
ханического источника питания, состоящего из турбогенератора с регулятором
давления и выпрямителями и представляющего собой высокочастотный генера-
тор с коммутацией магнитного потока. Доступ воздуха к турбинке осуществля-
ется через осевое отверстие в колпаке взрывателя. Для выхода воздуха имеются
радиальные отверстия в крышке генератора и радиальные отверстия в головке
взрывателя. Статор генератора содержит три обмотки: накальную, анодную и
сеточную. Для получения выпрямленного анодного и сеточного напряжения к
анодной и сеточной обмоткам подключены двухполупериодные выпрямители,
основу которых составляют селеновые шайбы. Сглаживание пульсаций вы-
прямленных напряжений обеспечивается фильтрами. Питание цепей накала
ламп осуществляется непосредственно переменным напряжением. В источнике
питания взрывателя АР-27 предусмотрена механическая и электрическая ста-
билизация напряжений, вырабатываемых генератором.
Действие. Безопасность взрывателя АР-27 в служебном обращении обеспе-
чивается: смещением капсюля-детонатора 15 (см. рис. 13.62), расположенного
в движке 7, относительно передаточного заряда 8 и жала 11. При этом движок
от перемещения под действием пружины 72 удерживается стопором 32 поро-
хового предохранителя. Если по каким-либо причинам стопор 32 не обеспечит
стопорение движка 7, то в этом случае движок в безопасном положении будет
удерживаться шариком 30, выкатыванию которого препятствует стопор 29,
поджатый пружиной 31; шунтированием электровоспламенителя 2 шунтом 23;
отсутствием напряжения в цепях радиодатчика.
При выстреле под действием силы инерции от линейного ускорения мины
оседает инерционный стопор 29, верхний шарик 28 выкатывается в отверстие
546
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
втулки ПДУ, сжимая пружину 21, оседает оболочка с капсюлем-воспламените-
лем 20 накольно-воспламенительного механизма, который накалывается на жало
22 и воспламеняет малогазовый состав МДВ (см. рис. 13.62).
Под действием встречного набегающего потока воздуха начинает вращаться
ротор источника питания 37, возбуждая в его обмотках электродвижущую силу.
Радиодатчик во время выстрела не работает, так как катоды ламп еще не про-
грелись, а напряжение в цепи анода из-за инерционности фильтра не достигло
требуемой величины.
В полете инерционный стопор поднимается пружиной 31 вверх до упора в
крышку. Нижний шарик 30 входит в углубление на инерционном стопоре 29 и
освобождает движок 7; продолжает гореть малогазовый состав МДВ; выходит
на режим источник питания, и радиодатчик начинает функционировать.
Через 24 ± 4 с после выстрела выгорает малогазовый состав МДВ, и луч
огня через усилитель 26 передается пиротехническому предохранителю 34
и малогазовому составу 25 механизма шунтирования, срабатывание которых
приводит соответственно к освобождению стопора 32 и расплавлению шунта 23.
После выгорания пиротехнического предохранителя 34 пружина 12 ставит дви-
жок в боевое положение. Последний в боевом положении фиксируется фиксато-
ром 6. Таким образом, только по истечении 24 ± 4 с после выстрела взрыватель
оказывается готовым к действию по неконтактному и контактному датчикам
цели. Необходимость обеспечения такого большого времени дальнего взведения
взрывателя АР-27 по НДЦ вызвана тем обстоятельством, что в верхней точке
траектории, максимальное время полета мины до которой составляет около 15 с,
мина теряет скорость, напряжение на выходе источника питания, в том числе и
напряжение запирания тиратрона практически отсутствуют. Но так как запаль-
ный конденсатор на восходящей ветви траектории был заряжен, то под действи-
ем этого заряда тиратрон может открыться. Разряд в этом случае произойдет
через тиратрон и шунт элсктровоспламенителя. Таким образом, время дальнего
взведения взрывателя, равное 24 ± 4 с, обеспечивает готовность взрывателя к
действию только на нисходящей ветви траектории, когда мина приобретает до-
статочную для нормальной работы источника питания скорость.
При сближении мины с земной поверхностью на радиодатчик начинает
воздействовать отраженный сигнал, который приводит к появлению на выходе
автодина доплеровского сигнала. Усиленный усилителем доплеровский сигнал
накапливается в интеграторе счетчика. После поступления на вход счетчика
определенного количества периодов доплеровского сигнала конденсатор заряжа-
ется до 2,5...4 В, достаточной для отпирания тиратрона. Последний отпирается,
и конденсатор разряжается через тиратрон и электровоспламенитель. Газы сра-
ботавшего ЭВ2 перемещают жало 11 (см. рис. 13.62), которое накалывает кап-
сюль-детонатор 75 и возбуждает остальные элементы огневой цепи взрывателя.
При отказе взрывателя в неконтактном действии и встрече мины с грунтом
под действием силы инерции ударник 14, вместе с КД 75, сжимая контрпре-
дохранительную пружину 16, накалывает капсюль-детонатор 75 на жало 77.
Возбуждается огневая цепь взрывателя.
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 547
При стрельбе на контактное действие герметизирующий колпак 35 не сни-
мается, чем исключается доступ воздуха к турбинке источника питания. При
этом радиодатчик в работе взрывателя участия не принимает. Остальные узлы
и механизмы взрывателя работают аналогично рассмотренному выше.
При хранении и перевозках радиовзрывателей АР-27 и мин с этими ра-
диовзрывателями необходимо защищать их от воздействия солнечных лучей,
а также от атмосферных осадков и воды. Приводить выстрелы в окончательное
снаряжение радиовзрывателями следует согласно действующим инструкциям.
Принципы построения неконтактных взрывателей нового поколения
для перспективных артиллерийских БП
Возрастающие требования к точности срабатывания НВ в сочетании с ми-
нимальным временем на обработку радиолокационной информации, огромны-
ми динамическими нагрузками, малыми габаритами и ресурсами бортовых ис-
точников питания обусловливают поиск новых научно-технических решений и
принципов построения НВ. При разработке и создании радиовзрывателей нового
поколения для перспективных артиллерийских БП необходим системный подход,
позволяющий оптимально удовлетворить противоречивые требования, предъ-
являемые к отдельным подсистемам радиовзрывателей, таким как:
• антенная система и высокочастотная часть приемно-передающего мо-
дуля, которая в совокупности с требованиями миниатюризации должна обе-
спечивать необходимые пространственно-избирательные свойства радиовзрыва-
телей (проблема «развязки» трактов) и требуемый энергетический потенциал;
• устройство оптимальной обработки информации и принятия решения;
• устройство анализа помеховой обстановки;
• предохранительно-исполнительное устройство;
♦ устройство дальнего взведения;
♦ блок обработки априорной информации (бортовая часть «установщика» па-
раметров о поражаемой цели);
• устройство обмена информацией с другими подсистемами радиовзры-
вателя и БП;
• устройство управления точкой инициирования БЧ для формирования на-
правленного поля разлета ГПЭ;
• устройство формирования питающих напряжений.
Кроме того, НВ для массовых артиллерийских БП должен быть технологи-
чен и достаточно дешев в изготовлении. Это предполагает:
♦ разработку новых образцов НВ на основе серийно производимых уни-
фицированных модулей;
♦ создание нового поколения бортовых инерциальных систем, обеспечи-
вающих наряду с улучшением функциональных характеристик максимальное
сокращение трудоемкости серийного производства НВ;
• унификацию устройств ввода данных в НВ с электронным вводом инфор-
мации перед выстрелом;
548
Глава 13. Взрыватели боеприпасов
• создание функциональных элементов и схем построения НВ, обеспечи-
вающих срок их гарантийного хранения не менее 15 лет;
♦ создание средств телеметрического контроля функционирования НВ на
траектории для обеспечения возможности уменьшения объема дорогостоящих
полигонных стрельб при разработке и испытаниях новых образцов НВ.
Диапазон длин волн для радиовзрывателей выбирается исходя из следую-
щих критериев:
♦ обеспечение помехоустойчивости;
• физическая и конструктивная реализуемость антенн в заданных габари-
тах с необходимыми характеристиками направленности и уровнями развязки
приемного и передающего трактов;
• наличие недорогой отечественной элементной базы в выбранном частотном
диапазоне с характеристиками, удовлетворяющими требованиям по питанию, ме-
ханическим нагрузкам, стабильности параметров.
Обеспечить выполнение данных требований возможно при использовании:
а) частотно-модулированных (ЧМ) сигналов с шумоподобной модуляцией;
б) импульсного (импульсно-доплеровского) принципа работы радиовзрывателя;
в) интегрального исполнения приемно-передающего модуля в 5-мм диа-
пазоне длин волн.
В зарубежных образцах НВ используются различные радиотехнические
решения. Так, СВ и Корпус морской пехоты США применяют ОФС, оснащенные
РВ М732А2 фирмы АТК. Для неконтактного подрыва на высоте около 7 м над
землей используется встроенная доплеровская РЛС непрерывного излучения.
Взрыватель Omicron Ml 80 израильской фирмы Reshef- более новая разработка.
Он принят на вооружение в 1999 г. Электронный таймер (устанавливаемый в
диапазоне 0...150 с) включает неконтактный блок на основе РЛС непрерывного
ЧМ-излучения за 1,8 с до установленного времени. Срабатывание взрывателя
происходит на высоте 9 м над землей. Радиовзрыватель с ЧМ-сигналом шумовой
или шумоподобной модуляции обладает весьма высокой помехоустойчивостью.
Применение ЧМ позволяет обеспечить разрешение по дальности (высоте) с
погрешностью ±1 м. Такая погрешность достигается расширением спектра
сигнала до 100 МГц и более, что предполагает работу в миллиметровом диапазоне
длин волн.
Взрыватель М782 фирмы Alliant TechSystems объединяет в одном электрон-
ном устройстве четыре режима: неконтактный, дистанционный, ударный с замед-
лением и ударный мгновенного действия. В режиме ударный с замедлением взрыва-
тель отрабатывает задержку инициирования 5... 10 мс, а в дистанционном режиме
позволяет задавать время срабатывания с шагом 0,1 с в диапазоне 0,5...199,9 с
при точности отработки времени 0,1 с, что соответствует максимальной дальности
полета 50 км. Подрыв в неконтактном режиме происходит на высоте 9...10 м на
среднепересеченной местности. Блок неконтактного срабатывания выполнен на
основе РЛС миллиметрового диапазона, непрерывно излучающей ЧМ-сигнал.
Высота срабатывания может быть задана любой в диапазоне 5...20 м.
13.8. Устройство и действие типовых неконтактных радиовзрывателей 549
Аналогичный многорежимный взрыватель DM74 фирмы Junghans,
предназначенный для 105 - 203-мм ОФС, имеет неконтактный, ударный, ударный
с замедлением и дистанционный режимы срабатывания. В неконтактном режиме
задается время включения передатчика, высота срабатывания составляет 12 м. В
режиме ударный с замедлением время задержки срабатывания составляет 10 мс,
а в дистанционном время срабатывания задается в диапазоне 2... 199,9 с. Задержка
включения НДЦ предотвращает вычисление траектории снаряда и засечку
батареи средствами радиоразведки противника и препятствует срабатыванию под
действием средств радиоэлектронного противодействия противника.
Многорежимный взрыватель М9801 фирмы Fuchs имеет основные режимы,
устанавливаемые вручную, и дополнительные - с помощью индуктивного
установщика. Новая функция взрывателя - телеметрическая позволяет получить
данные о состоянии/статусе некоторых параметров: включенный режим,
температура взрывателя, заданное время, время замедления срабатывания,
положение переключателя, статус процессора и напряжение ИП.
Траектория артиллерийских снарядов с «интеллектуальными» взрывателями
может корректироваться либо только по дальности, либо по дальности и направ-
лению. Промах по дальности можно скорректировать, изменяя лобовое аэродина-
мическое сопротивление снаряда.
В проекте SAMPRASS с помощью встроенного во взрыватель приемника
системы GPS осуществляется определение координат БП. Они передаются на
наземную станцию, которая сравнивает параметры действительной траектории
с эталонной и передает на БП команду на раскрытие аэродинамического
тормоза в нужный для коррекции траектории момент времени. В проекте
SPACIDO использованы те же механические узлы, а для расчета параметров
действительной траектории полета снаряда применяется наземная станция с
доплеровским измерителем скорости, которая рассчитывает момент раскрытия
аэродинамического тормоза и передает соответствующую команду на БП.
Отделением MLM фирмы Israel Aircraft Industries разрабатывается компактная
система коррекции огня (Compact Fire Adjustment System (CFAS)), использующая
специальный пристрелочный снаряд, оснащенный приемником системы GPS
и каналом связи для определения координат снаряда на траектории и передачи
их на наземную станцию. Наземная станция определяет траекторию полета
пристрелочного снаряда, сравнивает ее с расчетной траекторией полета к цели и
рассчитывает поправки вертикального и горизонтального углов прицеливания,
которые необходимо ввести для стрельбы боевыми снарядами. Перед выстрелом
во взрыватель с помощью индуктивного установщика вводят координаты
огневой позиции, координаты цели и задают режим срабатывания (ударный или
неконтактный). Снаряд выстреливается по цели с заведомым перелетом при
некорректируемой траектории. Через 3 с после выстрела с помощью бортового
приемника GPS определяются точные координаты снаряда (используется
военный /лкод) и рассчитывается точный момент раскрытия аэродинамического
тормоза для компенсации промаха по дальности.
Таким образом, в настоящее время основные усилия разработчиков НВ
артиллерийских БП приложены на создание «умных» (интеллектуальных)
550
Список рекомендуемой литературы
многорежимных радиовзрывателей, способных обеспечивать высокую эффек-
тивность поражения малогабаритных, слабоконтрастных и малозаметных це-
лей на максимальной дальности стрельбы и в предельно жестких помеховых и
временных условиях.
Список рекомендуемой литературы
Авиационные боеприпасы / под ред. Ф.П. Миропольского. М.: Изд-во ВВИА
им. Н.Е. Жуковского, 2010.
Автономные информационные и управляющие системы / Ю. М. Астапов, А. Б. Бор-
зов, А. К. Ефремов и др.; под ред. А.Б. Борзова. - В 4 т. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО
«Онико-М», 2011.
Акиншин Р.П., ШмараковЛ.Н. Взрыватели: учеб, пособие. Тула: Изд-во Тульского
ГУ, 2012.
Акиншин Р. П., Лихоеденко К. П., Цисарский А.Д. Особенности конструкции и
устройства взрывателей: учеб, пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014.
Андрейкин П. В., Цисарский А. Д. Теория проектирования мехатронных устройств:
учеб, пособие, Ч. 1. М.: Изд-во ФГУП ЦНИИмаш, 2011.
Барбашов Г. В.9 Грецова Е. Б.9 Смирнов А. П. Пиротехнические и огневые цепи си-
стем управления: учеб, пособие. Ч. 1. СПб.: Изд-во БГТУ, 1999.
Васильев М. Ф. Теория проектирования трубок и взрывателей. М.: Воениздат, 1946.
Взрывчатые вещества, пиротехника, средства воспламенения в послевоенный пе-
риод: Люди. Наука. Производство. М.; СПб.: Изд-во «Гуманистика», 2001.
Голубинский Ю. М., Юзбашев Н. Н. Основания устройства взрывателей к артилле-
рийским боеприпасам. Пенза: Изд-во ПАЛИ, 2004.
Горст А. Г. Пороха и взрывчатые вещества. М.: Машиностроение, 1972.
Долов А. В., Юзбашев Н. Н., Савин С. С. Конструкция, теория и расчет взрывателей
к ПТУР и РПГ: учеб, пособие. Пенза: Изд-во ПВАИУ, 1980.
Дорофеев А. Н. Взрыватели ракет. М.: Воениздат, 1963.
Егоренков Л., Платонов Н., Левицкий Л. Новые взрыватели для боеприпасов стволь-
ной артиллерии // Военный парад. 2000. № 2.
Егоренков Л.. Платонов Н., Шахмейстер Л. Электронные дистанционные и дис-
танционно-контактные взрыватели РСЗО // Военный парад. 2000. № 3.
Егоренков Л. С., Платонов Н.А. «НИИ «Поиск» - 70 лет лидерства в разработке
и производстве взрывателей // Военный парад. 2000. № 1.
Козлов В. И. Особенности конструкций взрывательных устройств к боеприпасам
ствольной артиллерии и ракетным снарядам: учеб, пособие. М.: Изд-во МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2012.
Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. М.: Радио и связь, 1990.
Миропольский Ф.П.) Саркисян Р. С., Вишняков О. Л., Попов А. М. Авиационные бое-
припасы и их исследование. М.: Изд-во ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1996.
НИИ «Поиск». Страницы истории (1930-2000 гг.). СПб.: Изд-во «Формика», 2000.
Носков Б. И. Выстрелы малокалиберных автоматических пушек. М.: Изд-во МГТУ,
1998.
Список рекомендуемой литературы
551
Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Т. 12: Боеприпасы и средства
поражения. М.: Издательский дом «Оружие и технологии», 2006.
Оружие России: Каталог; в 7 т. Т. 7: Высокоточное вооружение и боеприпасы. М.:
Изд-во «Военный парад», 1997.
Партала С. В., Алчинов В. И.. Бурлов В. В. и др. Конструкции средств поражения,
боеприпасов, взрывателей и систем управлениями средствами поражения. Конструкция
и функционирование ПТУР: учеб, пособие. Пенза: Изд-во ПАИИ, 2004.
Прохоров Б. А. Боеприпасы артиллерии. М.: Машиностроение, 1973.
Рдултовский В. И. Исторический очерк развития трубок и взрывателей. М.: Обо-
ронгиз, 1940.
Сборник домашних заданий для студентов специальности «Средства поражения и
боеприпасы» : методич. указания. - Ч. 1 / С. Г.Андреев, В. А. Велданов, Н. А. Имховик и
др.; под ред. И.П. Мачневой. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.
Снегирев П., Федоров В. 60 лет ФГУП «НИТИ»: Широкая номенклатура взрыва-
телей // Военный парад. 2002. № 1.
Сулин Г. А. Автоматические приборы управления взрывом: учеб, пособие. СПб.:
Изд-во БГТУ, 1992.
Сулин ГА. Сенсорные системы боеприпасов: учеб, пособие. СПб.: Изд-во БГТУ,
1998.
Третъяков Г М. Боеприпасы артиллерии. М.: Воениздат, 1947.
Черный В. Г, Охитин В. Н., Козлов В. И. Конструкция и эксплуатация импульсных
тепловых машин: учеб, пособие. Ч. IV. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1992.
Учебное издание
Бабкин Александр Викторович
Велданов Владислав Антонович
Грязнов Евгений Федорович
Имховик 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 2
Редактор/СЛ. Осипова
Технический редактор Э.А. Кулакова
Художник А. С. Ключева
Корректор Н.В. Савельева
Компьютерная графика О.В. Левашовой
Компьютерная верстка Е.В. Ляшкевич
В оформлении использованы шрифты
Студии Артемия Лебедева.
Оригинал-макет подготовлен
в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана
Подписано в печать 07.12.2015. Формат 70x100/16.
Усл. печ. л. 44,85. Тираж 600 экз. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.
press@bmstu.ru
www.baumanpress.ru
Отпечатано в типографии МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.
baumanprint@gmail.com