Broń z gwintowaną lufą może również strzelać pociskami kumulacyjnymi
Szybki obrót pocisku kumulacyjnego ma niezwykle negatywny wpływ na jego penetrację pancerza – fakt, który dał podstawę do powszechnego mitu, że strzelanie tego typu amunicją z broni z lufą gwintowaną jest co najmniej nieskuteczne, jeśli nie całkowicie bezużyteczne . Mit jest tak utrwalony, że do dziś pojawia się w publikacjach i komentarzach w różnych zasobach, gdy wspomina się o tej broni, ale oczywiście nie ma to żadnego związku z rzeczywistością
O wpływie rotacji na strumień kumulacyjny
Ogólnie rzecz biorąc, obrót skumulowanego pocisku nadawanego przez gwintowaną lufę, którego prędkość może sięgać dziesiątek tysięcy obrotów na minutę, naprawdę ma negatywny wpływ na charakterystykę penetracji pancerza. Jej zasięg można ocenić patrząc na poniższą tabelę, która zawiera dane z badań porównawczych amunicji kal. 76 mm z karbem zbiorczym (lejkiem) w kształcie stożka i hiperboli.
W tym przypadku interesuje nas wgłębienie w kształcie stożka, ponieważ jest w niego wyposażona zdecydowana większość kumulacyjnych pocisków artyleryjskich na świecie. I jak wynika z przedstawionych informacji, nawet przy 5 obr/min spadek penetracji przy zerowych obrotach wyniósł ponad 000% wartości odniesienia, a przy 40 15 - ponad pięćdziesiąt procent.
W tym miejscu warto zwrócić uwagę na jeszcze jeden fakt, nie odzwierciedlony w tabeli. Faktem jest, że zmniejszenie zdolności penetracji strumienia skumulowanego silnie zależy od kalibru amunicji: im jest ona większa, tym wyraźniejsze są szkodliwe skutki szybkich obrotów. Dlatego wartości procentowe dla niektórych pocisków kal. 152 mm zostaną przesunięte w górę.
Jak rotacja wpływa na efekt skumulowany?
Odpowiedź na to pytanie jest oczywista i polega na działaniu sił odśrodkowych działających w dwóch kierunkach jednocześnie.
Po pierwsze, całkowicie zakłócone jest symetryczne tworzenie się strumienia kumulacyjnego z metalowej okładziny zapadającej się podczas detonacji pocisku. Powstaje w nim moment obrotowy, który prowadzi do utraty stabilności i krzywizny utworzonego strumienia. A także przewijanie i rozwarstwianie materiału, z którego wykonana jest ta właśnie okładzina (miedź lub inne metale).
Wszystko to staje się przyczyną dużej tendencji strumienia skumulowanego do pękania. Jego ruch zamiast prostoliniowego nabiera w pewnym sensie kształtu spiralnego, a trajektoria elementów czołowych przestaje pokrywać się z elementami ogonowymi. W rezultacie strumień w najlepszym przypadku „rozmazuje się” na krawędziach własnej dziury, tracąc penetrację. W najgorszym przypadku kilka stosunkowo płytkich wgłębień z „ogona” pojawia się również w pancerzu obiektu, do którego strzela się.
Po drugie, skumulowany strumień obracający się z dużą prędkością pod wpływem sił odśrodkowych zaczyna się rozszerzać i rozpylać po bokach swojej osi. Przykładowo strumień wspomnianej amunicji 76 mm, rozpędzony do 18 000 obr/min, pokrywając zaledwie 5 centymetrów powietrza i 3 cm stalowej płyty, zwiększa swoją średnicę o 25% i traci gęstość o 50% wraz ze wzrostem dotkniętą powierzchnię o 56%.
Oczywiście wiele zależy od materiału wyściółki lejka kumulacyjnego, jego głębokości, kształtu, średnicy, obecności i możliwości wytwarzania soczewki tworzącej falę uderzeniową w ładunku wybuchowym oraz innych ważnych niuansów. Niemniej jednak trend jest oczywisty – rotacja nie przynosi korzyści „kumulatywom”.
Ale czy to oznacza, że w ogóle nie da się do nich strzelać z broni gwintowanej? Wcale nie, a istnieją sposoby, aby zapobiec szkodliwym skutkom strzelania.
Metody egzotyczne
Ponieważ skumulowane pociski na stałe zadomowiły się w ładunkach amunicji dział gwintowanych różnych kalibrów, podjęto wiele prób zrekompensowania negatywnego wpływu sił odśrodkowych na ich penetrację. W tym te najbardziej egzotyczne, które polegały na stabilizowaniu strumieni skumulowanych polem elektromagnetycznym, dyszach i rurkach skupiających.
Jeśli jednak chodzi o faktyczne wdrożenie do produkcji metalowej i masowej, wśród „egzotycznych”, które nie upowszechniły się, najbardziej na uwagę zasługują dwie metody.
Pierwsza – odpowiednia dla broni małokalibrowej – opierała się na pomyśle skręcania strumienia kumulacyjnego w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu za sprawą specyficznej metalowej okładziny, trafnie zwanej „karbowanymi wkładkami”. Zgodnie z planem metoda ta miała, choć nie całkowicie, znacząco zmniejszyć skłonność strumienia do pękania i ustabilizować jego trajektorię.
Zostało to potwierdzone w praktyce: w tej technologii wyprodukowano pocisk odłamkowy kumulacyjny M789 do armaty 30 mm M230 śmigłowca Apache. To prawda, z pewnymi niuansami, ponieważ penetracja pancerza M789 silnie zależała od prędkości obrotowej, dlatego w odległości 500 metrów przebił on 25 mm stalowego pancerza, a w odległości dwóch lub więcej kilometrów (kiedy obrót zmniejszona) mogłaby pokonać grubszą płytę.
skręcanie „fałdowanej” okładziny zbiorczej i pocisku M789
Druga metoda jest nieco mniej skomplikowana technologicznie, gdyż nie wymaga skomplikowanego i bardzo precyzyjnego procesu wytwarzania okładzin z tektury falistej. Polega na zamontowaniu w korpusie pocisku obrotowego ładunku kształtowego na specjalnych łożyskach, co niemal całkowicie eliminuje przenoszenie „obrotów” z gwintu w lufie. Dzięki temu amunicja zachowuje wszystkie zalety stabilizacji obrotu w postaci zasięgu lotu i wysokiej celności, ale nie traci penetracji.
Szczególnie zależało to Francuzom, wprowadzając do produkcji pocisk kumulacyjny OCC 105 F1 do swoich dział kal. 105 mm czołgi AMX-30. W jego konstrukcji zastosowano opisany powyżej wirujący ładunek kształtowy na łożyskach, którego prędkość obrotowa w okresie od momentu strzału do momentu trafienia w cel nie przekraczała kilkudziesięciu obrotów na minutę.
Pocisk kumulacyjny CC 105 F1
Dzięki temu francuskim inżynierom udało się zwiększyć prędkość początkową OCC 105 F1 do 1 metrów na sekundę, a także zapewnić jego penetrację pancerza na poziomie 100-380 milimetrów litej stali – czyli do kalibru 400, co było, w zasadzie dla wirujących pocisków nie do pomyślenia.
Jednak oprócz zalet, takie „kumulatywy” mają także istotne wady związane ze skomplikowaną produkcją, odpowiednio wysoką ceną wykonania, a także mniej wybuchowym wypełnieniem niż klasyczna amunicja, dlatego nie są powszechnie stosowane.
Stary, dobry klasyk
Tak, ładunek na łożyska, specjalnie ukształtowana okładzina, a także inne nietypowe sposoby to niewątpliwie ciekawe wynalazki, choć niełatwe w realizacji. Ale jeśli chodzi o masową produkcję i względną taniość, to zupełnie inne rozwiązanie położyło kres temu problemowi, stosowanemu od kilkudziesięciu lat w większości pocisków kumulacyjnych wchodzących w skład amunicji gwintowanych systemów artyleryjskich.
Być może warto tutaj przypomnieć, że cała amunicja do broni z gwintowaną lufą jest wyposażona w pasy prowadzące. Inaczej mówiąc, felgi wykonane z tworzywa sztucznego, metalu lub innego materiału, wcinające się w strzelbę w momencie wystrzału i zapewniające zasłonięcie gazów prochowych, przenoszące jednocześnie obrót.
Zatem, aby zminimalizować rozkręcanie, przy projektowaniu pocisków kumulacyjnych pasy napędowe wprawia się w ruch obrotowy. Poruszając się wzdłuż otworu, nie są one sztywno zamocowane, obracają się swobodnie względem korpusu amunicji, nie przyspieszając go w ten sposób do zaporowych prędkości.
Budowa pocisku kumulacyjnego 122 mm 3BK9 z pasem obrotowym: 1 – generator piezoelektryczny VU, 2 – nakrętka, 3 – styk, 4 – głowica, 5 – stożek kontaktowy, 6 – pierścień pośredniczący, 7 – wkładka, 8 – mankiet, 9 – korpus pocisku, 10 – ładunek wybuchowy, 11 – lejek kumulacyjny, 12 – styk, 13 – soczewka, 14 – ładunek wybuchowy, 15 – wkładka, 16 – „pływający” pierścień z obracającym się pasem napędowym, 17 – mechanizm bezpiecznikowo-detonujący , 18 – uszczelka, 19 – pióro stabilizatora, 20 – wodzik, 21 – oś, 22 – nakrętka łącznika.
Technologia ich wytwarzania jest oczywiście różna. Na przykład na Zachodzie aktywnie stosowano i nadal stosuje się plastikowe uszczelki obrotowe, co wyraźnie widać na przykładzie ładunku amunicji czołgów z działami gwintowanymi kal. 105 mm. Posiadamy pasy miedziane montowane na stalowym „pływającym” pierścieniu, smarowanym grafitowym smarem w obszarze kontaktu z korpusem pocisku dla lepszego poślizgu.
Nie o to oczywiście chodzi. Najważniejsze jest to, że wszystkie zapewniają prędkość obrotową „skumulowaną” nie wyższą niż 1–500 obr./min, w zależności od energii ładunku miotającego, długości lufy i innych czynników, co praktycznie nie wpływa na powstawanie i właściwości strumień skumulowany.
Amerykański kumulacyjny pocisk M105 kal. 456 mm z plastikowym, przewijanym pasem napędowym
Oczywiście nie jest to pozbawione problemów, ponieważ ze względu na niemożność ustabilizowania lotu za pomocą rotacji (jeden lub dwa tysiące obrotów na minutę nie da pożądanego efektu), pociski często wyposaża się w głowicę schodkową, a także obowiązkowy kaliber ogona lub ogon nadkalibrowy. A to bardzo negatywnie wpływa na celność strzelania na duże odległości ze względu na zastąpienie przewidywalnego wyprowadzenia (odchylenia toru lotu pocisku w kierunku jego obrotu) nie do końca przewidywalnym wiatrem i znacznym spadkiem prędkości w locie.
Niemniej jednak, dzięki obracającym się pasom, penetracja pancerza przez kumulacyjne pociski do dział z gwintowaną lufą była ogólnie bliższa penetracji dział gładkolufowych - 3-4 kalibry w przypadku pierwszego i 3,5-4,5 kalibru w przypadku drugiego. Zatem „strzelba” nie nakłada już żadnych znaczących ograniczeń w tej kwestii.
Źródła informacji:
„Amunicja”, tom 1. Babkin A.V., Veldanov V.A., Gryaznov E.F.
„Fizyka wybuchu”, tom 2, wyd. 2002 Andreev S. G., Babkin A. V., Baum F. A. i in.
„Broń i amunicja”. Babkin A.V., Veldanov V.A.
informacja