Od fortyfikacji po helikoptery: podkalibrowy pocisk odłamkowy M830A1 do czołgów Abrams
Prawie trzydzieści lat temu armia amerykańska przyjęła 120-milimetrowy pocisk odłamkowy kumulacyjny M830A1, który do dziś znajduje się w amunicji. czołgi Abramsa. Będąc wielofunkcyjnym, jest przeznaczony do niszczenia szerokiej gamy obiektów, których lista obejmuje pojazdy opancerzone, siłę roboczą, a nawet helikoptery wroga.
Spraw, aby wielofunkcyjny produkt „skumulowany” stał się jeszcze bardziej wielofunkcyjny
Obecnie ładunek amunicji amerykańskich czołgów Abrams obejmuje wiele różnych rodzajów amunicji o różnej funkcjonalności. Jednak nie zawsze tak było i na początku nie było nawet śladu obfitości asortymentu na stojakach z amunicją.
Cały skromny arsenał, do którego ograniczono Abramsa z armatą gładkolufową 120 mm po przyjęciu do służby w 1984 r. do połowy lat dziewięćdziesiątych, to uranowy pocisk podkalibrowy przeciwpancerny rodziny M829 oraz pocisk odłamkowy kumulacyjny M830. Pierwszy, co jest dość logiczne, miał na celu zwalczanie celów opancerzonych, a w rzadkich przypadkach szczególnie potężnych fortyfikacji wroga. Drugi dotyczy dosłownie wszystkiego razem wziętego, co można spotkać na polu bitwy.
Jednostkowy strzał pociskiem odłamkowo-skumulacyjnym M830. Jest to zmodyfikowana kopia niemieckiego pocisku DM12A1. Prędkość początkowa: 1 m/s. Masa materiału wybuchowego: 140 kg. Penetracja pancerza: około 1,6–480 mm jednorodnego pancerza stalowego.
Otwarto rozmieszczone siły ludzkie, wszelkiego rodzaju fortyfikacje, budynki i budowle, załogi przeciwpancernych systemów rakietowych, stanowiska ogniowe i pojazdy opancerzone (głównie lekkie) – bardzo szeroki wachlarz zagrożeń, których zniszczenie spadło na barki skumulowanego M830 . W tym celu otrzymał oznaczenie HEAT-MP-T: High Explosive Anti-Tank Multi Purpose Tracer - skumulowany, wielofunkcyjny pocisk smugowy.
Innymi słowy, M830 pełnił jednocześnie dwie funkcje: pocisk kumulacyjny i odłamkowo-burzący. Dlatego dla amerykańskich czołgistów ten „kumulatywny” pocisk odłamkowy był pociskiem pierwszego wyboru właśnie ze względu na swoją wszechstronność – zdolność trafienia niemal w każdy obiekt wroga, który pojawił się w polu widzenia.
Jednak pomimo wszystkich zalet, pocisk ten miał stosunkowo niski efekt blokowania podczas strzelania do grubych ścian i pojazdów opancerzonych, ponieważ jego głównym czynnikiem uszkadzającym w tym przypadku był strumień skumulowany, a drugim – niewielka ilość fragmentów z wnętrza powierzchnię pancerza lub ściany. Ponadto konstrukcja M830 nie pozwalała na radykalne zwiększenie zasięgu celów, jakie czołg mógł razić na nowoczesnym (wówczas) polu walki.
Dół – fragmentacja skumulowana M830; na górze - fragmentacja skumulowana M830A1
Wszystko to doprowadziło do tego, że w 1994 roku przyjęto do służby nowy wielozadaniowy pocisk odłamkowy kumulacyjny M830A1.
Podczas opracowywania M830A1 jego twórcy stanęli przed nie tylko banalnym zadaniem zwiększenia skuteczności kumulacyjnej głowicy odłamkowej przeciwko sprzętowi i umocnieniom, ale także zupełnie nietypowym wymaganiem dotyczącym możliwości trafienia w cele powietrzne, takie jak helikoptery.
Według planów wojska nowa amunicja miała stać się środkiem samoobrony czołgów przed wiropłatami szturmowymi w sytuacjach, gdy z jakichś powodów nie ma obrony powietrznej. Co prawdopodobnie było szczególnie ważne w warunkach prowadzenia wojny z ograniczonym kontyngentem żołnierzy i bezużyteczności standardowych czołgowych instalacji karabinów maszynowych na dużych dystansach bojowych, które przez bezwładność nadal nazywane są przeciwlotniczymi.
Dlatego, aby jednocześnie zapewnić zwiększoną moc pocisku i uczynić go praktycznie przeciwlotniczym, musieliśmy sięgnąć po niestandardowe rozwiązania.
Projekt podkalibrowy
Jednostkowy strzał z wielozadaniowym pociskiem odłamkowym M830A1 w przekroju. Początkowo, podobnie jak jego poprzednik, M830A1 nosił nazwę HEAT-MP-T, ale jest lepiej znany jako MPAT (Multi Purpose Anti-Tank). Długość strzału: 984 mm. Masa strzału: 24,68 kg. Długość pocisku: 778 mm. Masa pocisku: 11,4 kg. Prędkość początkowa: 1 m/s. Masa materiału wybuchowego: 410 gramów.
Mówiąc o niestandardowych rozwiązaniach, przede wszystkim warto zauważyć, że aby zniszczyć kumulacyjny pocisk odłamkowy, nawet fortyfikacje i lekki sprzęt, a nawet helikoptery, niemałe znaczenie ma jego prędkość lotu.
Po pierwsze, jego zwiększenie wzmacnia efekt pancerza - szybki pocisk, dzięki dużej energii kinetycznej, przed detonacją jest w stanie całkowicie lub częściowo przebić się swoim ciałem przez ścianę lub barierę pancerną.
Po drugie, niezależnie od tego, jak banalne jest to, łatwiej jest trafić w cel manewrowy, zwłaszcza powietrzny, szybkim pociskiem, bez uciekania się do rozwijania znacznych wyprzedzeń zasięgu i korekt bocznych.
Dlatego też, w odróżnieniu od większości „kumulatywów” czołgów, M830A1 ma konstrukcję podkalibrową, podobną do klasycznych pocisków przeciwpancernych podkalibrowych z rdzeniami z węglika i stopów ciężkich. Zastosowano go z jednego prostego powodu: zmniejszenie średnicy pocisku pociąga za sobą zmniejszenie jego masy, co pozytywnie wpływa na prędkość lotu. Dlatego średnica aktywnej części M830A1 wynosi zaledwie 80 milimetrów – o cztery centymetry mniej niż kaliber pistoletu, do którego jest przeznaczony.
Wymiary pocisku M830A1 i jego części czynnej
Co prawda, aby poprowadzić pocisk w lufie i uszczelnić gazy prochowe, konieczne było wprowadzenie trzyczęściowego aluminiowego urządzenia napędowego, które analogicznie do „łomów podkalibrowych” jest oddzielane przy opuszczaniu broni. Jednak nawet biorąc pod uwagę jego wagę, takie posunięcie konstrukcyjne pozwoliło zaoszczędzić nieco ponad dwa kilogramy masy pocisku - 11,4 kg dla M830A1 w porównaniu z 13,5 kg dla M830.
Poprawiono także skład ładunku miotającego. Jeżeli w jednolitym strzale pociskiem M830 użyto ładunku prochu DIGL-RP o łącznej masie około 5,6 kg, to w przypadku M830A1 ładunek dwuskładnikowego JA-7,1 wzrósł do 2 kg, co był używany jako część strzałów pociskami podkalibrowymi M829A1 i M829A2. W rezultacie: ciśnienie w lufie wzrosło do 5 barów zamiast 600 w przypadku poprzednika.
Proces oddzielania urządzenia głównego od M830A1 po opuszczeniu lufy działa czołgowego
W rezultacie M830A1 stał się swego rodzaju rekordzistą wśród amunicji kumulacyjnej: jego prędkość początkowa wynosiła 1 metrów na sekundę – nieco mniej niż w przypadku pocisków podkalibrowych uranowych znajdujących się wówczas na wyposażeniu Stanów Zjednoczonych. Tym samym projektanci upiekli dwie pieczenie na jednym ogniu: umożliwili mniej lub bardziej celne strzelanie z armaty w helikoptery i zwiększyli skuteczność pocisku (w stosunku do M410) przeciwko fortyfikacjom i bunkrom o 830% oraz przeciwko lekkiemu sprzętu o 20%.
Ale konstrukcja podkalibrowa ma również dużą wadę: głowicy kumulacyjnej odłamkowej o średnicy 80 milimetrów po prostu nie można zwiększyć mocy. 966 gramów materiału wybuchowego umieszczonego w M830A1, w porównaniu z tym samym M830, który ma prawie 600 gramów materiału wybuchowego więcej, nie może dać silnego efektu fragmentacji i silnie wybuchowego. A penetracja skumulowanego strumienia jest niska - około 400 milimetrów.
Biorąc jednak pod uwagę uniwersalność amunicji i priorytet w trafianiu w ciężko opancerzone cele pociskami przeciwpancernymi podkalibrowymi, zmniejszenie masy głowicy nie było znaczącą wadą.
Wytwarzanie energii, bezpieczniki i strzelanie do helikopterów
Pomimo tego, że głowica odłamkowo-kumulacyjna M830A1 wykonana jest bez zbędnych dodatków w postaci gotowych pocisków, to system jej detonacji zorganizowany jest w bardzo oryginalny sposób. Przede wszystkim dotyczy to detonatora umieszczonego w dolnej części ładunku. Umieszczony jest wewnątrz czegoś w rodzaju ruchomego wirnika z obciążeniem trakcyjnym – konstrukcji, która jednocześnie zapewnia, że pocisk nie wybuchnie przedwcześnie, a także generuje energię elektryczną niezbędną do uruchomienia detonatora w momencie trafienia w cel.
W momencie oddania strzału, gdy pocisk przyspiesza w lufie, wirnik pod wpływem przyspieszenia cofa się. Podobnie jak magnes i cewka, w wyniku swojego ruchu wytwarza prąd elektryczny zgodnie z zasadą indukcji elektromagnetycznej i ładuje kondensator. Po opuszczeniu lufy pocisk w naturalny sposób zaczyna tracić prędkość - ciężarek trakcyjny przesuwa się do przodu i ustawia detonator w pozycji strzeleckiej. Dlatego detonacja amunicji jest możliwa tylko w bezpiecznej odległości od czołgu.
Po naciśnięciu detonator jest podłączony do obwodu elektrycznego, w którym znajdują się dwa bezpieczniki działające odpowiednio w trybie „ziemia” i „powietrze”. Ich aktywacja (można wybrać tylko jeden tryb) w zależności od rodzaju celu, wstępnie ładowniczy odbywa się ręcznie poprzez przekręcenie przełącznika w głowicy pocisku.
Trafienie celu typu helikopter pociskiem M830A1. Aby wizualnie zidentyfikować eksplozje na tle nieba, do głowicy wszystkich pocisków tego typu dodano składnik tworzący chmurę czarnego dymu.
„Ziemia” jest, jak już staje się jasne, zapalnikiem kontaktowym przeznaczonym do niszczenia celów naziemnych w postaci sprzętu, fortyfikacji, siły roboczej wroga i innych rzeczy. Jest on ustawiany w pozycji strzeleckiej po tym, jak pocisk opuści armatę w odległości około sześćdziesięciu metrów i jest wyzwalany zarówno po bezpośrednim trafieniu w cel, jak i po stycznym z nim uderzeniu.
W przypadku „powietrza” procesy przebiegają nieco inaczej. Faktem jest, że trafienie helikoptera bezpośrednio pociskiem z działa czołgowego, zwłaszcza jeśli jest w ruchu, jest dość problematyczne i obarczone dużym zużyciem amunicji. Równie problematyczne jest zastosowanie programowalnych zapalników, zdolnych zdetonować pocisk na wymaganą odległość, lecz wymagających znacznych modyfikacji w systemie artyleryjskim czołgu.
Dlatego w tym celu do M830A1 wprowadzono bezpiecznik zbliżeniowy z czujnikiem zbliżeniowym - radarem dopplerowskim. W przeciwieństwie do typu kontaktowego, uruchamia się około pół sekundy po opuszczeniu przez pocisk lufy, czyli w odległości około 600 metrów, aby w jak największym stopniu uniknąć fałszywych alarmów od obiektów na ziemi.
W locie stale skanuje przestrzeń przed pociskiem i w przypadku wykrycia w niewielkiej odległości jakiegokolwiek obiektu, natychmiast zamyka obwód elektryczny i aktywuje detonator. Następnie następuje eksplozja, a wiropłat zostaje trafiony fragmentami strumienia kumulacyjnego i fragmentami kadłuba.
Schematyczne przedstawienie działania bezpiecznika zbliżeniowego M830A1
Biorąc pod uwagę, że promieniowanie radarowe nie ogranicza się do linii prostej, pocisk eksploduje nie tylko wtedy, gdy helikopter znajdzie się na swojej trajektorii, ale także podczas przelatywania obok niego. Eliminuje to częściowo błędy w rozwijaniu naprowadzania i określaniu zasięgu podczas strzelania do celu powietrznego - nawet jeśli spudłujesz, istnieje szansa na jego uszkodzenie lub zniszczenie.
Jednak radar małej mocy, działający na słabym źródle zasilania w postaci baterii o małej pojemności, nie jest w stanie rozpoznawać obiektów znajdujących się w jego polu widzenia. Równie szybko zadziała zarówno na helikopterze na niebie, jak i na napotkanym po drodze drzewie.
W tym celu opracowano instrukcje dla załóg czołgów Abrams, jak postępować w sytuacji, gdy „obrotnica” ukryta jest za naturalnymi przeszkodami. Zasadniczo polegało to na tym, że znacznik celowania trzeba było odsunąć od celu - tam, gdzie jest wolna przestrzeń, bo zapalnik zbliżeniowy i tak zdetonuje pocisk, nawet jeśli będzie obok niego.
Przykłady przemieszczenia znaku celowniczego w przypadku, gdy cel powietrzny znajduje się za przeszkodami naturalnymi podczas strzelania pociskiem M830A1
Warto zatrzymać się także nad dwiema kwestiami, z których pierwszą jest zasięg ognia pocisku M830A1.
Teoretycznie ogranicza go mechanizm samozniszczenia wbudowany w detonator, mający na celu zminimalizowanie strat „po bitwie” wśród wojskowych i cywilów na skutek niewybuchów. Wystrzeliwuje dziewięć sekund po tym, jak pocisk opuści lufę działa czołgowego. Tak więc, biorąc pod uwagę dużą prędkość lotu, zasięg jest przyzwoity – znacznie ponad pięć kilometrów.
Producent podaje jednak odległość rażenia celu na około 4 kilometry, co generalnie koreluje z rzeczywistymi możliwościami systemów kierowania ogniem czołgów Abrams – wszak pole widoczności nie jest nieograniczone.
Pytanie drugie: czy można użyć zapalnika zbliżeniowego do zniszczenia celów naziemnych podmuchem powietrza?
Oczywiście że nie. Dobrze sobie z tym radzą pociski z programowalnymi zapalnikami, które są wstępnie wprowadzane z opóźnieniem czasowym wyznaczanym przez czołgowy dalmierz laserowy. Takich operacji nie da się wykonać przy pomocy M830A1 - nie posiada on możliwości programowania i nie jest w stanie eksplodować bezpośrednio nad celem. Może jednak zdetonować od wszystkiego, co stanie mu na drodze, niezależnie od tego, gdzie celowniczy celował.
odkrycia
Od czasu wprowadzenia na rynek karabinu M830A1 wystrzelono nim dziesiątki tysięcy kompletnych nabojów dla armii amerykańskiej, w tym dla piechoty morskiej. Ale pomimo tego, że nigdy nie było możliwości przetestowania tej amunicji przeciwko helikopterom w prawdziwej walce – po prostu nigdy się nie spotkali – Amerykanom udało się z nimi walczyć w kampanii irackiej lat 2003-2011.
I sądząc po opiniach operatorów, ten produkt amerykańskiej „produkcji pocisków” nie został stworzony na próżno: przynajmniej działał w pełni przeciwko fortyfikacjom, budynkom i budowlom. Co prawda nie jest to pełnoprawny pocisk odłamkowo-burzący z kilkoma kilogramami materiału wybuchowego w grubej stalowej łusce, ale w ramach zachodniej koncepcji jest to dobra broń wielofunkcyjna, zdolna w skrajnych przypadkach oblegać latającego wroga.
Dziś M830A1 jest jednym z głównych pocisków w amunicji Abrams, przeznaczonym zarówno do użytku krajowego, jak i na eksport. A brak specyficznych wymagań dotyczących systemu kierowania ogniem umożliwia wykorzystanie go na innych czołgach NATO wyposażonych w działa gładkolufowe kal. 120 mm.
Ale stare zawsze ustępuje nowemu. W związku z podjętą decyzją o zmniejszeniu asortymentu amunicji do amerykańskich czołgów modernizowanych do standardu M1A2 SEP v.3, miejsce M830A1 zajmie wielozadaniowy pocisk M1147 AMP z programowalnym zapalnikiem.
Ten ostatni ma możliwość eksplozji powietrza nad danym punktem w celu wytworzenia pola fragmentacyjnego niszczącego siłę roboczą i lekki sprzęt. Posiada także cechy klasycznej amunicji odłamkowo-burzącej: eksplozję w momencie kontaktu z celem oraz detonację z opóźnieniem w celu przebicia się przez przeszkodę. Dlatego w przyszłości całkowicie zniknie zapotrzebowanie na kumulacyjną amunicję odłamkową, kartaczową i przebijającą beton dla amerykańskich czołgów.
Źródła informacji:
Instrukcja techniczna TM 43-0001-28.
Artyleria czołgowa (Abrams) FM 3-20.12.
CENTRUM ARMII USA I FORT KNOX: Projekt oświadczenia o wpływie na środowisko północnego kompleksu szkoleniowego Fort Knox, Kentucky. Tom 2. Kwiecień 2001.
M1 Abrams na wojnie (Michael Green).
Czasopismo ARMOR (maj-czerwiec 2005).
informacja