Spojrzenie Europejczyków na dalszy rozwój głowic pocisków i pocisków
Szeroką gamę ładunków kumulacyjnych TDW można znaleźć w systemach uzbrojenia produkowanych przez spółkę macierzystą MBDA, a także w broni innych producentów.
W każdym nowym programie uzbrojenia jednym z najważniejszych elementów jest głowica bojowa, która określa poziom mocy systemu. Obecnie w grę wchodzi jeszcze jeden czynnik, mianowicie „ograniczone szkody uboczne”, co oznacza niewielkie lub żadne ofiary wśród osób niebędących bezpośrednio zainteresowanymi. Utrzymanie niezbędnego odstraszania wroga, które jest w pewnym stopniu rozłożone wśród ludności cywilnej, staje się złożoną zagadką, którą muszą rozwiązać producenci nowoczesnej broni. W Europie znajdują się dwa główne „domeny głowic bojowych i głowic bojowych” – TDW (część MBDA) i Saab.
Wbrew powszechnemu przekonaniu ich działalność nie ogranicza się wyłącznie do produkcji kontrolowanych rakietyW rzeczywistości możliwe jest, że system jednej firmy jest wyposażony w głowicę opracowaną przez inną firmę, podczas gdy obie firmy produkują głowice dla podmiotów trzecich.
W tym artykule przyjrzymy się pracy dwóch europejskich liderów w dziedzinie technologii bojowych i poznamy nowe technologie, które mogą znacząco zmienić podejście do walki w perspektywie krótkoterminowej i średnioterminowej.
Wszystkie głowice bojowe produkowane przez TDW w Schrobenhausen bazują na materiałach wybuchowych o niskiej intensywności. Firma dostarcza swoje produkty do produkcji pocisków ziemia-powietrze, powietrze-powietrze i ziemia-powietrze.
Firma TDW
Założona w 1960 r. w Belkow, TDW jest głównym niemieckim producentem głowic bojowych, chociaż zatrudnia około 135 osób. Kilkakrotnie zmieniała nazwy i właścicieli, zanim została wchłonięta przez MBDA w 2005 r., a obecnie jest w 100% własnością MBDA Germany. Fabryka TDW w Schrobenhausen, 30 km na północny zachód od Monachium, jest dobrze ukryta w lesie Hagenauer, z dala od zaludnionych obszarów (jak większość firm zajmujących się materiałami wybuchowymi). TDW działa również jako centrum kompetencyjne Grupy MBDA w zakresie głowic bojowych; roczny obrót wynosi 40 mln euro, a sprzedaż jest dzielona równo między Grupę MBDA i klientów zewnętrznych.
Wszystkie głowice bojowe i głowice bojowe są obecnie produkowane w zakładzie w Schrobenhausen, który niedawno przeszedł gruntowną modernizację, i są oparte na materiałach wybuchowych o niskiej czułości, głównie polimerowych materiałach wybuchowych odlewanych (PBX). Cały sprzęt związany z TNT został usunięty i zastąpiony nowoczesnym sprzętem cyfrowym, zainstalowanym w warsztatach o najwyższym poziomie bezpieczeństwa.
Głowica bojowa składa się z trzech głównych komponentów: samej głowicy bojowej, urządzenia zabezpieczającego/uzbrajającego i zespołu zapalnika. TDW jest zaangażowane we wszystkie trzy podsystemy, chociaż w dziale zapalników produkuje tylko system o dużej sile rażenia używany z głowicą przeciwpancerną. TDW pracuje obecnie nad wieloma programami, głównie nad pociskami powietrze-ziemia, powietrze-powietrze i ziemia-powietrze. Należą do nich między innymi Taurus KEPD350, Alarm, Meteor, Asraam, Sidewinder, RBS15 Mk3, NSM, Camm, ESSM, Ram Block II, Mizrak, Brimstone 2 i ParsS LR. Oprócz różnych pocisków przeciwpancernych powietrze-ziemia firma pracuje również nad głowicą bojową do mini-pocisku piechoty Enforcer firmy MBDA, a także nad głowicami bojowymi do systemów podwodnych, takich jak brytyjskie torpedy StingRay i Spearfish.
Firma koncentruje się na optymalizacji końcowego efektu głowicy dla każdego typu celu. Przynajmniej cztery programy badawcze mogą doprowadzić do skoku kwantowego w wydajności w średnim okresie. Dwa z nich czekają na kontrakty rozwojowe i są wymienione w artykule zgodnie z jego tematem, ale będą musiały zostać ponownie zbadane po zakończeniu rozwoju. Pierwszym z nich jest przełączalna głowica, w której ładunek kumulacyjny generuje ładunek formowany wybuchowo, który może być albo pojedynczym rdzeniem, aby zapewnić znaczną penetrację, albo mniejszymi elementami, aby stworzyć efekt strzelby. Drugi jest znany jako „głowica kierowana”, która ma bardzo wąski sektor efektu.
Technologię Radius zaprezentowano na bombie Mk82; u góry po prawej stronie pokazano maksymalny wpływ, a u dołu po prawej minimalny wpływ uzyskany przy tej samej odległości.
Technologia TDW Radius pozwala na zmianę efektu śmierci w dowolnym momencie broń od 10 do 100 procent swojej maksymalnej mocy
Najbardziej dojrzały pod względem technologicznym jest program głowicy o wielu efektach, który został wybrany do brytyjskiego pocisku powietrze-ziemia Spear Capability 3 o zasięgu 100 km i obecnie oczekuje na kontrakt z Ministerstwem Obrony. Głowica pocisku składa się z dużego ładunku kumulacyjnego z wstępnie rozdrobnionym korpusem, po którym następuje główny ładunek kumulacyjny zapewniający penetrację. Bawiąc się czasem detonacji, TDW udało się sprawić, że głowica działa w różnych trybach: tryb wybuchu powietrznego jest osiągany przez detonację obu ładunków jednocześnie, podczas gdy efekty przebijające pancerz (np. czołgi, wyposażony w dynamiczne elementy ochronne) jest osiągany w typowym trybie sekwencyjnym, w którym ładunek wiodący detonuje element ERA, podczas gdy drugi ładunek zajmuje się głównym pasywnym pancerzem (opóźniona detonacja drugiego ładunku służy do maksymalnego zniszczenia twardych obiektów), otwierając w ten sposób drogę dla ładunku głównego. Aby kontrolować te tryby, za głowicą bojową znajduje się programowalny zapalnik. Aby zminimalizować szkody uboczne, do produkcji odłamków nie stosuje się żadnego ciężkiego metalu, takiego jak wolfram. Chociaż firma nie podaje żadnych szczegółów na temat użytego materiału, potwierdza użycie metalu jako takiego, ale o minimalnej gęstości. Obecna głowica bojowa jest zoptymalizowana pod kątem broni powietrze-ziemia, tj. trajektoria spotkania determinuje toroidalny kształt rozkładu odłamków. Jeśli ta sama koncepcja jest stosowana w systemie lecącym poziomo, takim jak pocisk przeciwpiechotny, wiodący ładunek kumulacyjny musi być dostosowany do tego nowego zadania.
Druga technologia opracowana przez TDW nazywa się Radius. W tym przypadku skuteczność głowicy bojowej jest „dostrajana” w zależności od pożądanego poziomu uszkodzeń. Doświadczenie pokazało, że piloci często kończyli misje bojowe przedwcześnie, ponieważ ich samoloty nie były wyposażone w odpowiednią broń, która była zbyt potężna w danej sytuacji. Technologia Radius pozwala na zmniejszenie skuteczności bojowej precyzyjnej broni ze 100% do 10% w kilku krokach (od 3 do 5). Osiąga się to poprzez kontrolowanie czasu spalania i detonacji oraz odpowiednią zmianę początkowej prędkości fragmentacji. Chociaż wiele zależy od prędkości pojazdu bojowego, jeśli prędkość fragmentacji spada, stożek ich rozproszenia staje się mniejszy. Niemiecka firma jako pierwsza zademonstrowała tę cechę w sierpniu 2013 r., używając konwencjonalnego lotnictwo Bomby Mk82. Od tego czasu koncepcja ta została gruntownie udoskonalona, co doprowadziło do tego, że wielu producentów amunicji kierowanej precyzyjnie wyraziło duże zainteresowanie technologią Radius. Według TDW można jej używać do zmiany strefy rażenia broni, od dużych systemów odpalanych z powietrza po pociski artyleryjskie kal. 155 mm.
Od momentu założenia na początku lat 60. XX wieku TDW dostarczyło ponad 2000000 XNUMX XNUMX głowic bojowych do różnych typów broni i obecnie pomyślnie dostosowało się do nowej rzeczywistości struktur wojskowych wymagających szerokiej gamy broni w mniejszych ilościach. W oparciu o doświadczenia z bieżących operacji wojskowych coraz częściej wdraża rozwiązania high-tech w celu zwiększenia elastyczności funkcjonalnej i skuteczności swoich produktów.
Saab Bofors Dynamics Szwajcaria
W 2007 r. Ruag Warheads zostało przejęte przez Saab Group, co dało początek Saab Bofors Dynamics Switzerland (SBDS). Głównym powodem tego ruchu był rozwój NLAW (Next generation Light Anti-tank Weapon). Firma z siedzibą w Thun przeszła całkowitą reorganizację w 2012 r., co doprowadziło do obecnego podziału na cztery dywizje: amunicja moździerzowa, systemy nieśmiercionośne, głowice bojowe oraz konserwacja i wsparcie oraz demilitaryzacja lub demilitaryzacja. Dywizja głowic bojowych nie pracuje wyłącznie dla Saab i obecnie produkuje głowice bojowe do niekierowanych i kierowanych rakiet o kalibrze do 190 mm.
Firma opracowała kilka nowych technologii, które dostosowuje do konkretnego zestawu celów zdefiniowanych przez wymagania klienta. Oznacza to ścisłą współpracę z klientem od samego początku projektu, przy użyciu komercyjnych i zastrzeżonych narzędzi do modelowania wirtualnego w celu tworzenia wirtualnych prototypów, które według firmy pozwalają jej ocenić produkt końcowy na wczesnym etapie. Choć przyznają, że ich modelowanie i obliczenia zajmują więcej czasu niż u konkurencji, kierownictwo firmy uważa, że zmniejszona liczba wymaganych rzeczywistych prototypów rekompensuje to początkowe opóźnienie. „Klient prosi nas o trzy rozwiązania dla uniwersalnej głowicy odłamkowo-burzącej, a my możemy dostarczyć prototypy do testów w mniej niż miesiąc”, twierdzi firma. Poziom kontroli nad obliczonymi próbkami jest zwiększony, a procesy rozwoju są zoptymalizowane pod względem czasu i kosztów. Jeśli chodzi o produkcję, zakład znajduje się 8 kilometrów od siedziby firmy i zachowuje ogromne moce produkcyjne z czasów zimnej wojny, chociaż obecna siła robocza stanowi tylko jedną czwartą tego, co było wówczas.
Głowica bojowa Multi-Effects wybrana do brytyjskiej rakiety powietrze-ziemia Spear Capability 3 wywołuje różne efekty w zależności od wybranego czasu detonacji
Saab Bofors Dynamics Switzerland dostarcza ładunki kumulacyjne, które mogą przebić pancerz 10 razy grubszy niż średnica samego ładunku
Saab Bofors Dynamics Switzerland zoptymalizował i udoskonalił procesy technologiczne, które 10 lat temu pozwoliły pokonać teoretyczne ograniczenia penetracji pancerza ładunków kumulacyjnych. To osiągnięcie pozwoliło uzupełnić zasadę zachowania pędu o zasadę zachowania pędu i zasadę zachowania energii. Zrozumienie równania analitycznego przenoszenia masy w strumieniu ładunku kumulacyjnego, wykorzystanie prawie 100% masy okładziny i zastosowanie jej tam, gdzie jest najbardziej potrzebna, pozwoliło pokonać tzw. ograniczenie dziewięciu średnic ładunku (współczynnik penetracji pancerza wyrażony jako stosunek penetracji pancerza do kalibru). Jeśli wszystko to znajdowało się na etapie rozwoju przez dziesięć lat, to teraz są to już produkty seryjne. W 2014 r. SBDS dostarczyło pierwsze dwie partie nowych głowic o współczynniku penetracji powyżej 10. Nie jest tajemnicą, że koncepcja ta została przyjęta dla głowicy przeciwpancernego pocisku MBDA Milan ER (wykorzystuje technologię prasowania izostatycznego w połączeniu ze zmienną grubością okładziny molibdenowej i pierścieniową inicjacją ładunku). Ta głowica bojowa ma również inny kluczowy komponent - niedetonujący ładunek wiodący, który według SBDS jest bardziej skuteczny pod wszystkimi kątami uderzenia, podczas gdy konkurencyjne głowice są ograniczone kątami. Dlaczego niedetonujący ładunek wiodący? W krótkim pocisku, takim jak Milan-ER, czas między aktywacją ładunku wiodącego a głównego jest stosunkowo krótki, tzn. jeśli ładunek wiodący detonuje blok ERA, a jego fragmenty rozlatują się ze stosunkowo niską prędkością (kilkaset metrów na sekundę), to strumień kumulacyjny ładunku głównego spotyka je po drodze, tracąc przy tym energię. Ładunek wiodący pocisku Milan ER robi dziurę w łatce bloku ERA i ładunku wybuchowym znajdującym się za nim bez detonacji, otwierając drogę dla strumienia kumulacyjnego ładunku głównego, który w ten sposób zachowuje większość swojej energii.
Saab Bofors Dynamics Switzerland bierze również udział w opracowaniu następcy pocisku Milan we francuskiej armii, MMP (Missile Moyenne Portee), w którym główny ładunek kumulacyjny znajduje się za silnikiem rakietowym. W związku z tym ładunek wiodący detonuje ERA, odległość od punktu detonacji do powierzchni pancerza jest wystarczająca, aby odłamki odleciały, zanim główny ładunek kumulacyjny uderzy w główny pancerz czołgu. Głowica bojowa MMP musi przebić nieokreśloną grubość walcowanego jednorodnego pancerza za elementem ERA Kontakt-5 z podkładkami zainstalowanymi pod dwoma różnymi kątami.
Obecnie inna głowica bojowa, znana jako Terminator, jest rozwijana dla pocisku Multi Role Combat Missile (MRCM) firmy MBDA. Zawiera ona dwa elementy: pierwszy element generuje strumień ładunku kumulacyjnego zaprojektowany do detonacji ERA, a drugi element jest w stanie przebić 8-calową grubą ścianę z podwójnego zbrojonego betonu – standardową przeszkodę US Marine Corps. Jednak ściana musi zostać przebita przez złamanie żelaznego wzmocnienia, aby żołnierz mógł przejść przez powstałą dziurę. Aby zoptymalizować nową głowicę bojową, SBDS pracuje nad rozkładem trafień, w tym nad rozpraszaniem odłamków, co jest ważne, gdy pocisk jest używany przeciwko personelowi znajdującemu się za osłoną.
Głowica Terminatora, załadowana na wielozadaniowe pociski bojowe MBDA, może niszczyć cele opancerzone i betonowe
Pocisk moździerzowy MARAM firmy SBDS gwarantuje dużą siłę rażenia, zmniejszając liczbę pocisków niezbędnych do unieszkodliwienia celu.
Inną technologią, która osiągnęła już wysoki poziom dojrzałości technologicznej, jest MEP (Modular Explosive Penetrator). Stalowy rdzeń MEP (jego obróbka powierzchni jest klasyfikowana) o stożkowym nosie generuje drgania o określonej częstotliwości w betonie, powodując jego zamianę w piasek. Pocisk zawiera ograniczoną ilość materiału wybuchowego, około 10% jego całkowitej masy. Zapalnik jest zamontowany z tyłu, aby wytrzymać uderzenie i zdetonować głowicę bojową wewnątrz budynku. Zaletą tego rozwiązania jest to, że gdy pocisk uderza w zewnętrzną powierzchnię ściany, powstaje tylko pył i małe odłamki, lecące zaledwie kilka metrów. Oznacza to, że taka amunicja może być używana znacznie bliżej przyjaznych jednostek - idealne narzędzie do walki miejskiej. Skrócenie czasu opóźnienia pozwala na zdetonowanie pocisku podczas jego przemieszczania się wewnątrz ściany, co skutkuje ogromnym wyłomem. W ostatnich latach SBDS dalej rozwijało tę koncepcję i obecnie opracowuje wariant MEP MKZ, który charakteryzuje się innymi kątami i kilkoma innymi tajnymi cechami, a jego rdzeń jest wykorzystywany w wielu głowicach bojowych.
W przeszłości Ruag Defence opracował inną technologię, Maram (Mortar Anti-Personnel Anti Material). Później Saab opracował trzy nowe technologie, aby jeszcze bardziej zwiększyć wydajność fragmentacji. Wszystkie zostały nazwane na cześć skandynawskich bohaterów mitologicznych, z których niektóre wciąż czekają na patenty:
• Thor różni się tym, że jego koncepcja znacznie rozszerza wybór projektanta, dając mu większą swobodę w dostosowywaniu głowicy bojowej do pracy na celach, ponieważ może zmieniać materiały i geometrię elementów uderzających. Elementami odłamkowymi są kule i kostki: kule wolframowe i molibdenowe są używane na przykład w walce z celami lekko i średnio opancerzonymi, podczas gdy stalowe kostki zwiększają śmiertelność podczas pracy z celami nieopancerzonymi. Zaletą w porównaniu do stalowej obudowy odłamkowej jest to, że elementy uderzające można zaprojektować od początku z jedną początkową prędkością, więc znany jest ich wzór rozproszenia, a uderzenie można przewidzieć. Gdy wymagane są minimalne straty pośrednie, elementy metalowe są zastępowane włóknem węglowym, co znacznie zmniejsza promień rażenia dzięki mniejszej wadze i znacznemu zmniejszeniu prędkości. Thor może być ładowany do pocisków moździerzowych, pocisków kierowanych, a nawet głowic bojowych małego kalibru.
• Odin dodaje rozpraszanie wsteczne do funkcjonalności Thora; ta technologia jest obecnie w trakcie patentowania, więc szczegółowe informacje nie są dostępne. Jasne jest, że firma była w stanie osiągnąć trzy różne kąty fragmentacji, bawiąc się obsługą materiałów i geometrią. Generuje to jednolitą chmurę fragmentacji pod względem gęstości i znaczne rozpraszanie wsteczne, co kompensuje błędy w rozmieszczeniu zapalnika w przypadku narażenia na uderzenia typu airburst.
• Skoll generuje pociski w postaci bardzo małych kulek wolframowych o regulowanej energii i kącie rozproszenia. Za tym kryje się wiele pracy wielu osób, które badały formy fal uderzeniowych i różne materiały. Jeden klient już zaakceptował tę nową koncepcję i zaprzestał produkcji swojej głowicy w Block 1, szybko przechodząc do Skoll Block 2; głowica ta jest teraz kwalifikowana i w produkcji seryjnej. Jak stwierdziła firma, „po raz pierwszy klient najpierw wybrał koncepcję, a następnie zapytał o cenę”.
Pocisk MAPAM; SBDS opracowuje technologię Thor, która obejmuje fragmenty różnych materiałów i kształtów, aby jeszcze bardziej zoptymalizować koncepcję MAPAM
W przypadku systemów o dużej sile wybuchu Saab Bofors Dynamics Switzerland oferuje koncepcję Starblast dla systemów przenośnych. Wykorzystuje ona półstały materiał wybuchowy o mocy dwukrotnie większej niż równoważny ładunek TNT. Ładunek o kontrolowanej dystrybucji jest umieszczany w środku pocisku i po detonacji rozprzestrzenia substancję chemiczną, która reaguje z tlenem i zapala się bez wtórnej inicjacji.
Według naukowców firmy, chociaż Starblast jest znacznie bardziej niezawodnym i kontrolowalnym rozwiązaniem w porównaniu ze standardowymi mieszankami paliwowo-powietrznymi, nadal uważa się, że nie nadaje się do rakiet. W związku z tym firma opracowała nową substancję, Ammunal++ (naśladującą nazwę materiału wybuchowego używanego przez Niemców w I wojnie światowej), opartą na technologii Starblast. Gdy do 1,5 kg ładunku wybuchowego dodamy 800 gramów Ainmunal++, jego moc wzrasta 3,2-krotnie. Oznacza to, że ładunek o masie 2,3 kg może zastąpić ładunek o masie 4,5 kg, co jest bardzo interesujące, gdy problemem jest masa.
Warto obserwować, co stanie się ze stosunkiem masy do wydajności, gdy szwedzko-szwajcarska firma wyjdzie z nowymi projektami. Nowe technologie ładunków kumulacyjnych, rdzeń przebijający beton MER Mk.127, głowice odłamkowo-burzące z technologią Thor-Odin-Skoll, ładunek wybuchowy Ammunal++, ładunek czołowy Terminator – to daleka od pełnej listy innowacji firmy Saab Bofors Dynamics Switzerland. Trwają również prace nad wprowadzeniem nowych technologii do pojazdów bojowych kalibru XNUMX mm, przede wszystkim chodzi o pociski wystrzeliwane ze śmigłowców.
Firma tworzy nową linię produkcyjną materiałów wytłaczanych, która ma na celu pokonanie ograniczenia średnicy 190 mm i utorowanie drogi do produkcji głowic torpedowych.
Użyte materiały:
www.mbda-systems.com
www.saabgroup.com
nevskii-bastion.ru
www.wikipedia.org
pl.wikipedia.org
Informacja