Шипение снарядов (Александр Прищепенко, 2012)

«Поражающее» интересует многих, и не только тех, кто знаком с одноименной сурой Корана. На многочисленных (и в большинстве – цветных) иллюстрациях этой книги – выстрелы пушек, пробитая снарядами сталь, разобранные и собранные ядерные заряды, их взрывы во всех средах, электромагнитные боеприпасы. А текст поясняет принципы, положенные в основу функционирования боевых устройств – без сложной математики, на основе простых аналогий. Описаны и подходящие по тематике опыты (некоторые, наиболее безопасные из них, автор рекомендует провести читателю). Книга – для тех, кто получил высшее техническое образование и тех, кто знает физику в пределах школьного курса. Во втором издании исправлены замеченные ошибки, значительно расширен иллюстративный ряд.

Оглавление

  • 1. Кишки и порох
  • 2. Сквозь броню – как сквозь жидкость! И забыть, как стрелял…

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Шипение снарядов (Александр Прищепенко, 2012) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

2. Сквозь броню – как сквозь жидкость! И забыть, как стрелял…

…Победители запретили Германии многое: создавать самолеты, танки, тяжелые орудия… Запрет производства 9 мм пистолетов выглядел переходом границы, отделяющей обычную глупость от идиотизма. Автор почему-то уверен, что не обошлось в этом деле без занимавшего высокий пост…

…Вылез из автомобильного салона, рокочет артиллерийский барраж (не слишком близко, но зачем глупый риск, в самом деле!), в голове чуть пошумливает от французского, коллекционного…

«…От имени… За храбрость перед лицом противника награждается…» Ну и прочая ерунда… Этот постарался приодеться, но все равно не по форме…

– Что это у вас в кобуре, лейтенант?

– Люгер-Борхардт образца 1908 года, немцы называют его парабеллум[21], сэр. Чертовски удобная штука в окопе, сэр…

– Oh, really? Tet me have a look, please…[22]

Слова не растягивает, значит – не закончил Сэндхёрст, из штатских… Боже, какие ногти… Неужели трудно выделять в день по часу, чтобы приводить их в порядок? А Парабеллум – тяжелый, сразу улегся в руку, как будто здесь и родился…

– Как случилось, что вам не выдали положенный уэбли, лейтенант? Кто виноват в этом?

– Я потерял свой уэбли, сэр. И признаться, ни разу не пожалел о нем, пока со мной парабеллум, сэр.

Хам. Негигиеничный и непатриотичный хам. Жаль, что потребовать вернуть награду неприлично. А парабеллумы – запретить, чтобы не умаляли величие подвига…

Что ж, стали выпускать парабеллумы под маузеровский патрон калибра 7,65. А конструкции будущих танков и самолетов – без спешки продумывать, как и их боевое применение.

Но бесполезными оказались дурковатые экзерсисы политиков: поднялась Германия, и, когда по выражению политработников с компактными головками, государственно насупленными бровями и крайне могучими языками, вновь запахло грозой – рассверлили стволы парабеллумов под любимый 9 мм калибр (рис. 2.1).

Вторая мировая война застала ее участников в сомнениях, колебаниях между отжившим свое, но привычным, и – новым, неизведанным.

Формировались подвижные танковые и механизированные соединения и одновременно – строились «линия Мажино» и «Система пограничных укреплений»[23].



Рис. 2.1

Левый снимок: 20 мая 1982 г. Операция «Саттон» – высадка британской морской пехоты у Сан-Карлоса (Фолклендские острова) проходит успешно, противодействия аргентинских войск пока нет. «Ройал мэрии» перебирает побывавшее в морской воде снаряжение. В правом нижнем углу снимка – доставшийся по наследству от деда парабеллум; сейчас его протрут чистой тряпочкой. Проблем с боеприпасами тоже не предвидится: после Второй мировой войны 9 мм патроны парабеллума стали стандартными во всех армиях НАТО.

Правый снимок: парабеллум, найденный поисковиками в Ленинградской области через полвека после боев


Со стапелей сходили огромные, умопомрачительно дорогие артиллерийские корабли, хотя самолеты, взлетая с пока немногочисленных авианосцев, доставляли боеприпасы на значительно большие, чем артиллерия, расстояния, а главное – попадали ими в цели куда чаще. В сражении у тихоокеанского атолла Мидуэй летом 1942 года, американские самолеты атаковали соединение, состоявшее из четырех японских авианосцев и многочисленных кораблей их охранения. Несколько атак закончилось безрезультатно, но затем четыре эскадрильи палубных пикирующих бомбардировщиков, пролетев около 200 морских миль – дистанцию, в десятки раз превышавшую дальность действительного огня линкорных пушек, и сбросив всего-то менее полусотни 450 кг бомб, добились по нескольку попаданий ими в три японских авианосца (рис. 2.2), что оказалось фатальным для огромных кораблей. Несколькими часами позже, также палубными пикирующими бомбардировщиками, был добит и четвертый японский авианосец.



Рис. 2.2

Пикирующие бомбардировщики американских авианосцев «Энтерпрайз» и «Йорктаун» атакуют японские авианосцы. Американский художник точен в деталях: у изображенного на переднем плане авианосца «Акаги» островная надстройка – на левом борту, что отличало его от других кораблей


… А линкорам пришлось сменить королевские мантии на пыльники охранников в свите авианосцев. Сражение с самолетами заканчивалось плохо даже для самого крупного артиллерийского корабля. 6 апреля 1945 г., с задачей воспрепятствовать высадке американских войск на остров Окинава, из Внутреннего моря вышло соединение во главе с флагманом Объединенного флота – линкором «Ямато». Перед рассветом оно было замечено экипажем бомбардировщика В-29, летевшего над Внутренним морем. Затем радиообмен «Ямато» был перехвачен американскими подлодками, а вскоре отметки от японских кораблей появились и на экранах их радаров. Однако высокая скорость (22–24 узла), с которой шло соединение, не дала подводникам возможности выйти на позиции для торпедной стрельбы. В штабе американского 58-го оперативного соединения ожидали подобной реакции императорского флота на события близ Окинавы. По получении донесения о выходе соединения во главе с «Ямато» была срочно сформирована группа кораблей для артиллерийского боя с ним – несколько устаревших линкоров, 356 мм орудия которых могли стрелять на дистанцию до 35 км. Но количественное превосходство в данном случае вовсе не было гарантией победы. «Ямато» во многих отношениях являлся уникальным кораблем: крупнейшим по водоизмещению (полное – 72908 т), сильнейшим по бронированию (башни главного калибра – до 650 мм). А главной гордостью конструкторов была артиллерия главного калибра: девять 460 мм орудий с длиной стволов 45 калибров, дальность стрельбы которых превышала 42 км. В 1945 г. данные разведки ВМС США о кораблях этого типа были неточны (так, считалось, что калибр их орудий – 406 мм). Знай американские адмиралы всю правду, возможно, их стремление затеять с таким гигантом артиллерийский бой и поубавилось бы: держась за пределами дальности стрельбы линкоров США, он мог «достать» их своими почти полуторатонными «сеншики дан». Однако судьбу «Ямато» решила палубная авиация.



Рис. 2.3

Палубные истребители-бомбардировщики F4U «Корсэр» ВМС США атакуют японский линейный корабль «Ямато». На нижнем снимке – взрыв пороховых зарядов в башне главного калибра

«Ямато» шел в центре кругового ордера из восьми эсминцев и легкого крейсера «Яхаги», когда в 12.20 последовал налет около 150 палубных самолетов (рис. 2.3). Первым был уничтожен торпедой один из эсминцев, получил повреждения «Яхаги», а в линкор попали четыре бомбы, выкосив осколками многие зенитные расчеты и приведя в негодность радар. Попадания четырех торпед вызвали крен корабля 6° на левый борт. Интенсивный зенитный огонь «Ямато» был малоэффективен: противник потерял лишь два пикирующих бомбардировщика «Хэллдайвер». И это несмотря на то, что в отражении налета, помимо 147-ми стволов малокалиберной зенитной артиллерии линкора, 12-ти 127 мм орудий и шести 155 мм орудий, участвовала и артиллерия главного калибра, в боекомплекте которой имелись боеприпасы ПВО. Зенитный снаряд «тип 91» (весом 1300 кг) содержал готовые поражающие элементы – стальные трубочки с огнесмесью. Экспериментальный зенитный снаряд – огромные кольца проволоки, которые разворачивались при взрыве низкобризантного ВВ (рис. 2.4). Могущество этих боеприпасов намного превосходило все, на что были способны боевые части и всех послевоенных зенитных ракет, но к огромным снарядам не было неконтактных или радиокомандных взрывателей, разработка и производство которых были непосильными задачами для Японии тех лет. Трубки же, вроде шрапнельных, времен Первой мировой, подрывали «противовоздушных» мастодонтов с такими промахами, что результат их боевого применения был близок к нулю.

Рис. 2.4


Поражение цели «специальным зенитным снарядом» (по замыслу его создателей). Фотография корпуса 460 мм снаряда главного калибра линкора «Яма-то» сделана в храме Ясукуни, воздвигнутом в честь погибших японских воинов


Первая атака не вывела «Ямато» из строя: соединение шло со скоростью 22 узла, когда, через час после первой, последовала вторая атака полусотни палубных самолетов. Ее результатом стали еще пять торпедных попаданий в линкор (из них три – в левый борт), крен увеличился, пришлось прибегнуть к контрзатоплению отсеков правого борта. Скорость упала до 18-ти узлов. Еще через 45 минут последовала и третья атака, а с ней – и четыре попадания торпед. К этому времени почти вся зенитная артиллерия «Ямато» была уничтожена разрывами бомб. Загорелись пороховые заряды в одной из башен. Вышли из строя рулевые машины и связь. Был отдан приказ покинуть корабль, однако спастись удалось немногим: когда крен достиг 80°, из стеллажей стали выпадать снаряды главного калибра. Вероятно, многим «горячим точкам» довелось собраться в одном из них – и сдетонировал главный артиллерийский погреб (более 500 т ВВ). Погибли командующий соединением, командир корабля и 2500 матросов и офицеров. Операция «Тэн-ичиго» («Небеса-1») провалилась. В Сасебо вернулись лишь четыре эсминца…

…Редко доводилось линкорам вести огонь по кораблям, для сражений с которыми они предназначались (рис. 2.5). Где действительно пригодились большие стволы – так это при десантных операциях (рис. 2.6). На результаты их работы не могла нарадоваться морская пехота, потому что 406 мм снаряд, прежде чем разорваться, мог пробить девять метров железобетона…




Рис. 2.5

Вверху – залп главным калибром американского линкора «Массачусетс». Виден покинувший ствол 406-мм снаряд. Внизу слева – матрос обеспечивает подачу 406-мм снарядов из магазина в башню. Снаряд весит тонну, но стрелять такими по морским целям в годы войны линкорам приходилось нечасто. «Массачусетс» в конце 1942 г. участвовал в операции «Торч» – высадке англо-американских войск в Северной Африке и своими снарядами подавил сопротивление французского линкора «Жан Бар», подчинявшегося союзному Германии правительству и стоявшего без хода в порту Касабланки. Остаток попавшего в «Жан Бар», но не разорвавшегося бронебойного снаряда «Массачусетса» – внизу справа. Ясно, что снимок сделан в музее, потому что после бронепробития краска на снаряде сохраниться не могла

…Не давала покоя высокопоставленным более чем сомнительная слава припарижской «Колоссаль». И разъезжали по специально построенным железнодорожным веткам по берегу Ла-Манша неимоверно длинные (рис. 2.7), чьи стволы тоже поддерживали от прогиба тросы, посылали снаряд за снарядом – редко и совсем неметко. И кручинились за скудным, рационированным ужином туземцы:

«Слыхала? Позавчера-то вечером в Уэстхэме в хлев угодило, а там – коровенка. Так одна ямка от нее и осталась, даже на путный бифштекс не собрали…»

…И ползли, как беременные мокрицы, переваливаясь через кочки, короткие, но толстые и тоже редко вспыхивал горизонт от их выстрела и бахал снаряд, вышвыривая из воронки тонны земли. Стреляли-то по ночам и потому тоже не слишком метко, а днем – ну как заметит штурмовик – и как потом эту гору металлолома с фронта на переплавку переть?



Рис. 2.6

В годы Второй мировой войны острова Тихого океана были хорошо укреплены японцами. На снимке вверху – автор у построенного ими на острове Чеджу укрытия для самолета (теперь там хранится сельскохозяйственная утварь). Чеджу был тыловой позицией японской обороны, хотя там и базировались самолеты корпуса камикадзе, наносившие удары по американским кораблям. А вот за остров Иво в феврале 1945 г. произошло ожесточенное сражение. Корабельные снаряды несколько дней «размягчали» японскую оборону, после чего бункеры для самолетов вряд ли уцелели


…Под гусеницами бронетанковых соединений оборона трещала, как скорлупа, а там, где они взаимодействовали с авиацией – пикирующими бомбардировщиками и штурмовиками, – наступление напоминало нож, входящий в масло. С танком уже нельзя было справиться, метко выстрелив в него из первой подвернувшейся под руку пушки (рис. 2.8). Конечно, близкий разрыв 20–25 килограммов ВВ мог так «встряхнуть» танк, что он выходил из строя, но столько взрывчатки несет только снаряд вроде тех, которыми стреляют на море крейсера.



Рис. 2.7

Слева: 1940 г. Германское сверхдальнобойное орудие на железнодорожном ходу послало свой снаряд через Ла-Манш. Справа: как бы «самоходные» германские 600-мм орудия сделали свои первые выстрелы по Брестской крепости 22 июня 1941 г. Но и там, и при штурме Севастополя, даже при практическом отсутствии в воздухе авиации противника, эти мастодонты не продемонстрировали заметной боевой эффективности


Американскому крейсеру «Бойз» удалось как-то снарядами главного калибра отразить атаку итальянских танков, когда он обеспечивал огнем высадку на Сицилии, и странно, что после этого никто из высокопоставленных не смекнул: надо бы повытаскивать крейсера из моря, поставить на гусеничный ход и приказать им сопровождать войска…


Рис. 2.8

Редкий снимок, сделанный зимой 1941 г. с близкого расстояния солдатом вермахта: прямое попадание в советский танк Т-34. Снаряд не проник внутрь танка, а разорвался на броне, о чем свидетельствуют газы взрыва и разлетающиеся ошметки. Объем газов позволяет оценить количество взрывчатки – около сотни граммов. Вероятно, это был снаряд 37 мм противотанковой пушки. Т-34, скорее всего, не потерял боеспособности


Далеко не всегда «убивала» танк и куда более мощная, чем снаряд артиллерийского мастодонта, авиационная бомба (рис. 2.9) – энергия ее взрыва порой не могла компенсировать промахи по хорошо защищенным целям.



Рис. 2.9

Германский пикирующий бомбардировщик Ju-87 был основным средством авиационной поддержки войск на поле боя. Бомбометание с пикирования – значительно более точное, чем с горизонтального полета, но «охота» в пустыне Северной Африки закончилась безрезультатно: на «дичь» (танк «Шерман», американского производства) сброшена полутонная бомба, но промах оказался таким, что цель не получила повреждений


Необходимостью стала специализация боеприпасов. В бронебойных следовало не рассеивать энергию по всем направлениям, а наоборот – сконцентрировать ее в точке попадания, сделав ставку на меткий выстрел.

Бронебойные снаряды были вначале просто болванками из стали – по калибру соответствующей пушки. В донной части некоторые из них имели небольшой заряд – чтобы было чем «удивить» танкистов, преодолев броню, – ведь для людей взрыв в замкнутом пространстве гораздо опаснее, чем на открытом воздухе. Такой снаряд мог пробить броню равной своему калибру толщины, да и то – при благоприятном угле встречи и на небольшой дистанции (рис. 2.10).





Рис. 2.10

Бронебойный снаряд «показался», но пробить вязкую броню не смог (верхний снимок). Неизвестно, с какой дистанции был произведен выстрел, но видно, что толщина броневого листа примерно равна калибру. Незавершенное бронепробитие (слева, внизу – результат попадания 20 мм снаряда в лист алюминиевого сплава, в центре – результат компьютерного моделирования этого процесса в многослойной защите) не всегда бывает безопасным: в закаленной стали оно приводит к её скалыванию и образованию поражающих экипаж элементов (внизу справа)


Еще до войны была предложена «ультрапуля», напоминающая в разрезе гриб-поганку (рис. 2.11). В казенной части ствола была раскрыта юбка того гриба, и потому действовало давление пороховых газов на большую площадь. Но не только пуля была новшеством: канал ствола был коническим и по мере движения, складывалась юбка и покидала ствол (кстати – со скоростью до 1500 м/с) уже не сомнительной внешности поганка, а компактное тело, с небольшим лобовым сопротивлением. Пробивали ультрапули броню вдвое большей своего калибра толщины, но сложны были в производстве конические стволы, да и недолга их жизнь: и по причине быстрого износа, и потому, что опасное это дело – с ружьем, хоть и противотанковым – да на прямом выстреле…

Но ведь можно разогнать снаряд и в обычном стволе, облегчив пушке работу: сосредоточив основную массу в поражающем элементе-ломе значительно меньшего, чем калибр ствола, диаметра (рис. 2.12). Чтобы газы не прорывались, заключили лом в легкий поддон (рис. 2.13). Бывало, лом отражался от брони (рикошетировал) или переламывался, но, если внедрялся («закусывал», рис. 2.14), то пробивал броню, толщиной более чем в четыре раза превышавшую калибр орудия. Заброневое же действие лома основывалось на свойствах его материала. Бронепробитие, понятно, сопровождается очень большой нагрузкой на лом, но по выходе из брони сжатие сменяется разрежением («разгрузкой»). Разрежение может «растащить» стальной цилиндр, превращая его в подобие полена, разваленного колуном (рис. 2.15), причем внутри «полена» сохранится структура, напоминающая древесные волокна. Материал лома подбирали таким, что разгрузкой при выходе из брони он дробился: куски его поражали аппаратуру и экипаж, а если он был сделан из такого пирофорного материала, как уран, эти осколки еще и горели…



Рис. 2.11

«Ультрапули». Верхний ряд снимков, слева направо: изменение формы пули в процессе движения в коническом стволе; пуля с закаленным сердечником; пули, снаряженные зажигательным составом (моделирован вставками золотистого цвета), воспламенявшимся при пробивании брони. Бронепробитие пуль со снаряжением – пониженное, зато заброневое действие – выше. Но и сердечник не всегда пробивал броню, особенно – при встрече под углом (нижний снимок)




Рис. 2.12

Верхний снимок – эволюция бронебойных снарядов к советской авиационной пушке калибром 23 мм: цельнометаллический (есть только трассер); с сердечником из закаленной стали (баллистический наконечник удален); экспериментальный, с отделяемым поддоном из алюминия и полиэтилена и оперенным ломом.

Нижний ряд: бронебойная 12,7 мм пуля и результаты компьютерного моделирования бронепробития коротким сердечником и удлиненным ломом


…Недостатком бронебойных снарядов, которыми стреляли орудия небольших калибров, была низкая эффективность действия по целям невысокой защищенности, которых на поле боя – большинство. В боекомплекты мощных орудий бронебойные снаряды не входили, но такие орудия не были беззащитны в случае внезапной атаки: стрельба осколочно-фугасными и даже шрапнельными снарядами с установкой взрывателей на удар позволяла выводить танки из строя.




Рис. 2.13

На верхнем снимке – разработанный в начале 90-х, самый мощный советский оперенный бронебойный подкалиберный снаряд (ОБПС) ЗБМ46 «Свинец». Диаметр сердечника (изготовленного из обедненного урана) в пять раз меньше, чем калибр пушки (125 мм). На дистанции 2000 м лом ОБПС «Свинец» при встрече по нормали может пробить до 600 мм гомогенной брони. После выхода из ствола орудия, детали поддона ОБПС сдуваются набегающим потоком воздуха, и зажигается трассер в хвостовой части снаряда, позволяющий наблюдать его траекторию (нижний снимок)


…Но росла мощность танковых двигателей, все более толстую броню несли они на себе – и прорывались танки сквозь огонь. Выскочить из окопа и побежать от боевой машины – чревато, в чем убедились многие, как правило, на чужих примерах. Но если не бежать – чем встретить? Вспомнили о приближающемся столетнем юбилее открытия явления, в чьем названии, как и в названии парабеллума, звучала латынь: cumulo – накапливаю. В горячке боя не до понимания сущности эффекта, вот и разносилась по батареям 76 мм «полковух», неспособных проткнуть подкалиберным броню новых танков, команда: «Бронепрожигающим – огонь!» Подбитый артиллеристами танк горел, но не потому, что их снаряд «прожег» броню. По другую сторону фронта такой снаряд называли das Hohlladungs-geschoss – «снаряд с выемкой в заряде».



Рис. 2.14

Слева – подкалиберные снаряды израильской фирмы IML Малый угол встречи и высококачественная сталь не помешали лому 105-мм ОБПС APFSDS-Т «закусить» и пробить ствол пушки сирийского танка Т-62 (советского производства)



Рис. 2.15

Слева – стальной цилиндр, сжатый давлением взрыва, а затем «растащенный» волной разрежения («разгрузкой»). Справа – попадание ОБПС с сердечником из обедненного урана в американский танк М 24. Неизвестно, пробита ли танковая броня, но видно, как, разлетаясь, энергично горят элементы сердечника


Выемка эта, действительно, определяет многое. Внутри нее сжимается детонацией мощной взрывчатки медная облицовка, и «выдавливался» из этой облицовки поражающий броню элемент. Если облицовка – конус с острым углом при образующей (рис. 2.16), то в длинную и тонкую кумулятивную струю (КС) переходит до 30 % массы облицовки и приобретают самые быстрые части струи скорость до 10 км/с[24] – значительно больше той, с которой «схлопывает» облицовку детонация. Ничего эта струя не прожигает и даже сама состоит не из расплавленного металла, а сравнительно «холодного», но такого, в котором развившееся при схлопывании давление нарушило прочностные связи и потому – ведущего себя, как жидкость. Достигнув брони, КС и в ней создает такое давление, что течет броня, а струя «промывает» узкое отверстие, расходуя при этом себя.





Рис. 2.16

Моделирование сжатия медной воронки (врезка слева вверху) детонацией, фронт которой обозначен «радугой». Из воронки вначале выдавливается самый высокоскоростной элемент.

Далее: воронка сжата, кумулятивная струя сформировалась, внедрилась в броню. Внизу: металл струи расходится по стенкам каверны, вылетая из нее в направлении, обратном движению струи. Бронепробитие продолжается, пока кумулятивная струя не будет израсходована на всю длину


…Кумулятивные боеприпасы самых ходовых калибров промывают очень толстую броню: в наше время – до метра, однако необходимо, чтобы заряд сработал не некотором – фокусном – расстоянии от брони, и КС успела сформироваться. Потому-то кумулятивные боеприпасы имеют полые наконечники: для упреждающего подрыва, пока заряд не слишком близко подлетел к броне. Слишком дальний подрыв тоже приведет к потере способности КС промыть броню, потому что скорость головной части струи больше, чем хвостовой и струя со временем распадается в полете, а попадание отдельных элементов не приводит к формированию течения металла, реализующего кумулятивный эффект: на броне в этом случае остается неглубокая, неправильной формы воронка, которую танкисты называют «ведьмин засос» (рис. 2.17).



Рис. 2.17

Верхний снимок: неизвестно, что вызвало преждевременный подрыв кумулятивного боеприпаса (возможно – ветка дерева), но на броне танка T-VI

«Тигр» остался лишь «ведьмин засос». Ниже: Танк Т-72БМ, Грозный, январь 1995 г. Места поражения кумулятивными боеприпасами показаны стрелками; слева от каждой из стрелок видны «коробки» динамической защиты. Если бы коробки были установлены штатно, а не «через одну», то поражения кумулятивной струей, попавшей ближе к пушке, можно было избежать


Укорачивает КС и динамическая защита (ДЗ). Это – расположенные под острыми углами к вероятным направлениям обстрела металлические коробки. Промежутки между двойными стенками коробок заполнены чувствительным листовым ВВ. Головная часть кумулятивной струи, попав в элемент ДЗ, инициирует детонацию, которой стенкам коробки сообщается скорость в пару километров в секунду. Летящие пластины металла бьют по кумулятивной струе сбоку и разрушают ее остаточную часть, уменьшая длину, а от этой длины напрямую зависит глубина броне пробития…

…ДЗ была впервые предложена и отработана в СССР. Однако на заседании, решавшем вопрос о принятии ее на вооружение, раздался голос Главного маршала бронетанковых войск: «Обкладывать танк взрывчаткой? Не дам!» Такой голос военные называют командным. Гражданские употребляют другой термин, но именно на многих гражданских его эффект проявляется в наибольшей мере, доставляя носителю голоса неизъяснимое наслаждение. Мир впервые увидел ДЗ полтора десятилетия спустя, в Ливане, на израильских танках…

ДЗ действительно опасна, но не для танка, а для сопровождающих его в атаке пехотинцев. А вот решетки (рис. 2.18) или другие экраны, монтируемые перед основной бронезащитой с расчетом на то, что взрыватель сработает не на расстоянии, соответствующем фокусному – безопасны для пехоты, но менее эффективны.



Рис. 2.18

Верхний снимок: танк Т-62 с наваренными на бортах и башне противокумулятивными решетками. Бронепоезд «Терек», Чечня. Такая защита спасает не всегда: прикрыть всю поверхность ею нельзя. На нижнем снимке – на американский бронетранспортер «Брэдли» были установлены решетки (видны справа), но граната из РПГ-7 попала в незащищенный участок (Ирак)

Промыв броню, КС не ведет себя в танке столь буйно, как прорвавшийся бронебойный снаряд: если она не задевает членов экипажа, минует снарядную боеукладку и другие важные узлы, танк может еще и повоевать.

Компактные кумулятивные заряды быстро получили признание не только в артиллерии. Более того, в артиллерии с их применением как раз возникают проблемы: вращение снаряда – причина развития в КС неустойчивостей, которые снижают ее действие, а вот гранаты и реактивное оружие – идеальны для нее.

Весьма широко, особенно – на завершающем этапе войны, применялись германские противотанковые реактивные гранатометы «Панцерфауст» и «Панцершрек» (рис. 2.19). Стоило такое оружие недорого, например «Панцершрек» – всего 70 райхсмарок (для сравнения: карабин 98 к обходился вермахту в ту же сумму, а уже знакомый читателю парабеллум – в 18 райхсмарок).

На фотографии выстрелить из «Панцершрека» готовятся германские пехотинцы, но в конце войны под гусеницы танков противника гнали и фольксштурмовцев – юнцов, стариков и домохозяек, вооружив их простыми в обращении гранатометами. Но не только ими. Когда дела идут неважно, высокопоставленные предпочитают опытным солдатам романтиков, поскольку эта категория граждан знаменита тем, что не сознает опасности. Именно на романтиков было рассчитано оружие совсем уж ближнего боя – ручной кумулятивный заряд HHL-3 (рис. 2.20). Предполагалось, что, выбежав из подворотни, сопляк с повязкой «Фольксштурм» скоренько укрепит HHL-3 на броне танка, дернет за шнурок терочного запала, каким комплектовались немецкие ручные гранаты и, скорее всего, проживет после этого еще целых 4,5 секунды…




Рис. 2.19

Слева – подготовка к выстрелу из одноразового реактивного гранатомета «Панцерфауст». Справа – боевое применение гранатомета «Панцершрек» (солдаты часто называли его «Offenrohr» – «открытый ствол»), В руках заряжающего – 88 мм реактивная граната. Такие использовались не только в этом гранатомете, но и в других образцах противотанкового вооружения, например, в легком орудии «Пуппхен» (нижний снимок)


Но HHL-3 был «оружием отчаяния» а вот концепция германских гранатометов нашла после войны применение во многих странах, служит она разработчикам оружия и в настоящее время. Влияние ее заметно и в наиболее распространенном в мире советском гранатомете РПГ (рис. 2.21).




Рис. 2.20

«Фронтовой город Франкфурт будет держаться!» – заклинает германский военно-патриотический плакат, а заодно и демонстрирует, кто должен «держаться». На правом верхнем снимке показано как. Правда, снимок, несомненно, инсценировка: слишком уж чиста танковая броня и, к тому же, боеприпасы ни одной армии мира не бывают окрашены «бронзовой» краской. Ножки заряда HHL-3 фиксировали его на расстоянии от танковой брони, равном фокусному, и в них же имелись магниты, за счет которых боеприпас притягивался к броне


Более сложными (но и обещавшими быть более эффективными) были ракеты «Роткеппхен» (рис. 2.22), управляемые по проводам, разматывавшимся с катушки в полете. О них – родоначальниках нового класса противотанковых средств – правильно упомянуть именно в связи с кумулятивными зарядами, потому что ракетные двигатели уже широко применялись, управление по проводам было новым, но не единственно возможным решением, а вот без малогабаритных и способных преодолеть толстую броню кумулятивных зарядов это оружие просто не появилось бы. Опытную партию «Роткеппхен» передали вермахту в апреле 1945 г., документов о результатах их боевого применения не сохранилось, но вот потом много раз громко заявляли о себе в ближневосточных конфликтах их прямые французские «родственницы» SS-10 и SS-11.


Рис. 2.21

Советский гранатомет РПГ-7В и выстрелы к нему: на переднем плане – осколочный ОГ-7В, за ним – термобарический ТБГ-7В и кумулятивный, тандемный (рассчитанный на преодоление динамической защиты) – ПГ-7ВР


…Как ни старались воюющие стороны, надежно защитить танки от пусть даже иногда не смертельных, но далеко не безопасных «уколов» кумулятивных струй не удавалось. Конечно, до экранов додумались и сами танкисты: наваривали на борта подобранные где попало стальные листы, прикрепляли к уязвимым местам запасные траки гусениц, катки, всякий хлам. Но весь танк в хлам не оденешь: машина должна видеть, а дополнительная «одежда» не должна мешать ей двигаться, потому что подвижность на поле боя – тоже защита и еще неизвестно, менее ли надежная, чем броня. До наших дней кардинальным, качественным скачком поиск защиты танков не увенчался, хотя новые идеи появляются…


Рис. 2.22

Вверху – управляемая по проводам германская противотанковая ракета «Роткеппхен». Внизу – устройство ее послевоенной «родственницы», разработанной фирмой «Бельков». В полете провода, по которым поступают сигналы управления, разматываются с малоинерционной катушки 1. Довольно примитивная электронная схема 2 состоит из нескольких механических реле. Поражает цель кумулятивный заряд 3


Разбивать кумулятивную струю на части, лишая ее способности к бронепробитию, можно не только с помощью наполненной листовым ВВ «коробчатой» динамической защиты, но и – пропуская мощный токовый импульс (рис. 2.23). Усложнение машины, оснащение ее высоковольтным оборудованием, угрожающим при неумелом обращении экипажу? И на это идут, чтобы продлить не слишком долгую жизнь танка на поле боя.


Рис. 2.23

Чтобы помешать кумулятивной струе промыть броню, перед основной бронезащитой устанавливают два электрически изолированных друг от друга экрана (второй из них на снимке – чуть толще), подключенных к источнику тока, в качестве которого может использоваться высоковольтный конденсатор большой емкости или значительно менее габаритный взрывомагнитный генератор (с устройствами этого класса читатель познакомится в главе 4). Проходя через экран, КС замыкает цепь. И если в отсутствие тока струя легко преодолевает экраны, сохраняя способность к бронепробитию (рентгенограмма «а»), то протекание очень большого (в сотни килоампер) тока оказывает существенное сжимающее действие на ее металл (о пондерромоторных силах – также в главе 4). При этом возникают так называемые «перетяжечные» нестабильности (там, где струя была чуть тоньше, она становится еще более тонкой) и КС распадается на отдельные элементы (рентгенограмма «б»), теряя способность к бронепробитию


…С восторгом встретили бы в свое время преподаватели, засиравшие студенческие мозги философией («наукой наук»), описание идеи, олицетворяющей «единство и борьбу противоположностей»: кумулятивный эффект работает против своих «товарищей по совместной борьбе» (с броней). Правда, не узкие струи, а широкие кумулятивные «сабли» терзают подлетевший к броне лом, не давая ему проткнуть машину (рис. 2.24). А уж, тем более, могут сабли перебить тонкую КС, но, правда, отсечь они в состоянии лишь небольшую ее часть.




Рис. 2.24

Попадание ОБПС на дистанции стрельбы в сотню метров пробивает в танковой броне отверстие, по площади намного превышающие поперечное сечение лома (слева – башня танка Т-54 после такого попадания). Правда, дуэли танков происходят обычно на дистанциях в пятнадцать – двадцать раз больших, но и тогда попадание лома, как правило, фатально, хотя и выглядит менее зрелищно (отверстие в бронеплите справа). Правее этого отверстия – следы пресеченной попытки бронепробития: небольшая вмятина от сердечника и след, напоминающий стиральную доску. Это сделала динамическая защита 1 с кумулятивными зарядами, но – удлиненными, формирующими при срабатывании не тонкие струи, а летящие «сабли». Удар лома 2 вызывает детонацию взрывчатого вещества в блоке защиты и ее «сабли» режут сердечник, от которого остается только «обглоданный», неспособный к «закусыванию» остаток 3


…Хотелось бы, чтобы эта книга читалась легко, а этого невозможно добиться, не упрощая изложение (например – опуская особенности удлиненных кумулятивных зарядов, приводя уже привычную схему). Но, с другой стороны, автору приходилось участвовать в работе комиссий, разбиравших примитивные предложения «изобретателей», прочно уверовавших, что «не боги горшки обжигают». Изложить идею можно и нужно просто, но на пути ее реализации приходится не раз убедиться в справедливости слов, которые Гёте вложил в уста одного из своих героев: «Raffiniert ist der Herr Gott, aber bosshaft ist er nicht…»[25]

.. Медная воронка (рис. 2.16) – облицовка кумулятивного заряда – выглядит обманчиво просто. Когда после войны кумулятивные заряды стали оптимизировать – исследовали все, что могло иметь отношение к работе воронки: структуру металла, влияние его толщины и углов конусности, разработали методы интеграции воронки в заряд, гарантирующие отсутствие каверн во взрывчатке, и прочее, прочее. Но «оптимальные» и идентичные воронки в абсолютно одинаковых зарядах показывали разные величины броне пробития. Оргвыводов начальства разработчикам удалось избежать после того, как один из них припомнил, что в числе рабочих, раскатывавших воронки на станке (против или по ходу часовой стрелки – направление не регламентировалось), есть левша. Предположение о влиянии направления раскатки на бронепробитие казалось абсурдным, но оно подтвердилось. Объяснить этого не смог никто, просто в документацию внесли пункт, обязывающий раскатывать воронку «правильно», а не так, как было удобно работяге…

Подобные ловушки расставлены на пути любого экспериментатора, и все же всегда будут находиться те, кого тянет ощутить возможности и взаимосвязи явления своими руками. Ну что за опыт с карандашами – всего лишь иллюстрация! Беда домашнего естествоиспытателя в том, что эксперименты с взрывчаткой обязательно привлекут к его личности внимание государственных органов, которые, возбудившись, причиняют неприятности, вряд ли относимые к категории незначительных. В случае с кумуляцией есть возможность этого избежать.

Начать можно с наблюдений за падением в воду шарика (он должен быть несмачиваемым, например, из пластилина). При погружении в воду шарик создаст за собой полость, «схлопывание» которой приведет к формированию кумулятивной струи, бьющей вверх. Но струя эта будет «толстой» и невысокой.

Наполненная водой пробирка, отпущенная строго вертикально с высоты 5–6 см, при ударе о твердую поверхность, «выдаст» струю, бьющую выше, чем на метр. Кумулятивная воронка образуется в фазе полета – мениск смачивающей стекло воды в невесомости стремится принять вогнутую форму. Потом – удар и стенки выемки устремятся вниз, «схлопывая» полость и формируя струю. Освоив «низковысотные» опыты, можно, пожертвовав пробиркой, отпустить ее на пол от уровня груди. Удачное, но редкое стечение обстоятельств приведет к тому, что капли – элементы КС – достигнут потолка.

Но опять же – не то: да, образуется струя, но что она может? Придется подобрать на свалке старый телевизор.

КС будет сформирована без взрыва – за него сыграет высоковольтный разряд в воде. Разрядник изготовим из обрезка «телевизионного» кабеля РК-50 или РК-75 внешним диаметром 10 мм. К оплетке припаяем медную шайбу с отверстием 3 мм – соосно с жилой. Другой конец кабеля зачистим на длину 6–7 см, и за центральную (высоковольтную) жилу укрепим на конденсаторе, обеспечив контакт жилы с его выводом.

Роль воронки выполнит мениск воды. Желательна большая его глубина, а значит, стенки трубки должны хорошо смачиваться. Стеклянная неприятна тем, что разлетается на осколки. Хорошо смачиваемый эбонит редок, но выход есть: вкладыш из бумаги в трубке из любого диэлектрика. Калибр «кумулятивного заряда» (внутренний диаметр трубки) – 6–8 мм.

О воде. Та, что из-под крана – не годится: она хорошо проводит и ток пройдет по всему объему. В воде же для инъекций, приобретенной в аптеке, солей нет и вся энергия разряда выделится в области пробоя, смоделировав взрыв.

Разряд в воде между шайбой и жилой кабеля, обеспечит высокое напряжение – для этого и нужен телевизор, в котором есть высоковольтный источник. Работа с напряжением 25 киловольт, которое подается на кинескоп, требует навыка, поэтому, если есть источник на 6–7 киловольт, лучше использовать его (рис. 2.25). Для желательной в опытах энергии разряда в 10 Дж, напряжение U имеющегося у вас источника определит и емкость С конденсатора (E=CU /2). После каждого опыта конденсатор обязательно надо закорачивать, чтобы не «дернуло» остаточное напряжение на нем, но вообще-то этого все равно не избежать. Если нет серьезных проблем с сердцем, «встряхивание» будет безвредным и наилучшим образом научит правилам безопасной работы с высоким напряжением.


Рис. 2.25

Установка для формирования водяной кумулятивной струи включает (слева):

1 – источник высокого напряжения;

2 – высоковольтный конденсатор;

3 – зачищенный на половину длины радиочастотный кабель

4 – трубка с налитой водой.

В центре – пробитие слоя желатина струей воды и крупный план этой струи. КС образовалась из вогнутого мениска воды, при воздействии на него ударной волны от разряда. Энергия конденсатора коммутируется при помощи стержня из оргстекла, сближающего электроды (стержень и искра разряда при коммутации видны в нижнем правом углу снимка); справа – выход из слоя желатина вошедшей в него под углом кумулятивной струи


Соединим кабель и трубку обрезком шланга для душа. Воду нальем с помощью шприца: в ней не должно быть пузырьков, они исказят течение. Убедимся, что мениск образовался на расстоянии примерно в сантиметр от шайбы.

Зарядим конденсатор и замкнем контур. В воде пробой разовьет большое давление и образуется ударная волна, которая и «схлопнет» мениск.

Тонкую и быструю КС вы обнаружите по тычку в протянутую в метре над установкой ладонь или по водяным каплям на потолке. Увидеть ее невооруженным глазом сложно, но можно получить снимки (на черном фоне). Для этого подойдет камера CASIO Exilim Pro EX-F1, позволяющая снимать видео со скоростью до 1200 кадров в секунду. Правда, искра «подсвечивает» КС и «бронепробитие» можно заснять и недорогим фотоаппаратом, открывая в темноте его затвор и затем замыкая контакт. В качестве «брони» подойдет желатин.

Настроив установку, можно экспериментировать:

– менять толщину и угол расположения слоя желатина, посмотреть, как влияет на «бронепробитие» разделение преграды на несколько разнесенных слоев;

– менять диаметр трубки и расстояние между воронкой и точкой «взрыва», наливая в трубку разное количество воды;

– устанавливать в трубке на тонких ниточках «линзы» из пластилина, меняя тем самым форму фронта УВ, воздействующей на воронку;

– не ставить в трубку бумагу и сделать мениск выпуклым – тогда КС не образуется, а в разные стороны полетят брызги.

Полезно знать выводы теории кумуляции:

– если параметры удара КС обеспечивают ожижение материала преграды, то дальнейшее повышение ее скорости не имеет смысла – бронепробитие зависит в основном от длины струи;

– оно же зависит от соотношения плотностей брони и КС.

Понятно, что неудача попытки пробить фольгу будет обусловлена не неблагоприятным соотношением плотностей, а тем, что водяная струя установки слабовата для ожижения алюминия…

Ну, а по настоящей броне бьют не водой, а металлом: если угол раствора конусной облицовки кумулятивного заряда значителен (рис. 2.26) или облицовка представляет собой полусферу, то образуется не тонкая струя, а компактное ударное ядро (рис. 2.27). Применение ударных ядер во Второй мировой было не столь обширным, как КС. Связка самолетов «Мистель» (рис. 2.28) управлялась пилотом расположенного сверху истребителя. После расстыковки, нижний самолет летел в неуправляемом режиме, у цели в нем подрывался огромный заряд, ударное ядро которого должно было сокрушить фермы моста или проткнуть насквозь корабль противника. Применение «Мистель» было редким и малоуспешным, как и применение ударных ядер против тяжелых бомбардировщиков. Только много позже, когда появились изощренные системы наведения, способные «обнюхать» бронецель и уязвить ее в слабозащищенное место (рис. 2.29), реализовались возможности ударных ядер: проигрывая кумулятивной струе в бронепробитии, они обеспечивают значительно больший «заброневой» эффект. Результаты компьютерного моделирования выглядят иногда не менее живописно (рис. 2.30), чем фотографии, а энтузиасты вычислительных методов, бывает, похваляются, что могут рассчитать «все». Возможно, это и так, но доверять их результатам стоит ровно настолько, насколько можно доверять зависимостям, описывающим процесс и численным значениям величин, вводимым в расчеты. Иными словами: компьютерное моделирование не дает кардинально новых знаний, а позволяет подробно просмотреть варианты, не выходящие за рамки того, что уже известно.



Рис. 2.26

При взрыве заряда с облицовкой, угол раствора которой значителен, формируется поражающий элемент называемый ударным ядром (справа от облицовки). Правда, на ядро он мало похож, и автор полагает, что более точен английский термин Explosively Formed Projectile – «снаряд, формируемый взрывом». Ударное ядро может пробить броню толщиной до 0,8 диаметра заряда, но обеспечивает значительный заброневой эффект (справа: ядро прорвалось сквозь броню)






Рис. 2.27

Если облицовка кумулятивной выемки – полусферическая, то образуются поражающий элемент с промежуточными, по сравнению с элементами, формируемыми из остроконических и тупоконических облицовок, характеристиками – как по бронепробитию, так и по заброневому действию. Заряды с полусферическими облицовками применяются в основном для инженерных боеприпасов. Слева – серия рисунков, поясняющих процесс образования ударного ядра, справа – каверна в броне после попадания ударного ядра


Компьютеров в воюющей Германии не было, но кумуляция и другие полезные явления исследовались тщательно, с немецкой педантичностью. В германских оружейных фирмах существовала эффективная система поощрения сотрудников, генерировавших новые идеи: зарплата их достигала 11000 райхсмарок ($4500 по тогдашнему курсу)[26] – выше, чем у дирекции. Конечно, суетились вокруг неутомимые бойцы невидимого фронта, случались и аресты (бдительностью-то «дела» не испортишь!) но о том, что стимулом был не страх, а поощрение, свидетельствует ряд новаторских решений, многие из которых не потеряли актуальности и сейчас. Вот только предприняты были эти усилия поздновато – первые результаты их подоспели «за пять минут до двенадцати»…


Рис. 2.28

Связка самолетов «Мистель». В носовой части Ju-88A4 – длинная штанга с ударным взрывателем, обеспечивающая подрыв заряда на фокусном расстоянии от цели. Формирование ударного ядра заканчивается на этом расстоянии, но далее, в отличие от кумулятивной струи, сформированный взрывом снаряд остается компактным и сохраняет поражающие свойства на значительных (до сотен метров) дистанциях. Сфотографирована модель, поскольку черно-белые фотографии «Мистель» военных лет – плохого качества


Зато и через несколько десятилетий после войны научные программы многих стран базировались на заделе, созданном немецкими учеными. Так, в плане исследований на 1947 г., представленном на утверждение президенту США, до 80 % разделов содержали аннотации германских результатов.



Рис. 2.29

Слева: разработанный в 90-х годах 155-мм германский артиллерийский снаряд и его кассетный элемент. Купол парашюта ассиметричен, за счет чего боевой элемент вращается, сканируя местность под собой по спирали. Он не имеет органов управления и не наводится на цель, но когда та оказывается в его «прицеле» – стреляет (почему и назван самоприцеливающимся). Справа: рисунок-кинограмма поражения танка в решетку воздухозаборника двигателя ударным ядром. Основные цели кассетных артиллерийских снарядов – колонны бронетехники, двигающиеся к фронту

В Германии действовали десятки научных учреждений и полигонов. Примером может служить Luftfahrtforschungsanstalt, который располагал несколькими видами аэродинамических труб, в том числе – со сверхзвуковыми режимами течения. Даже в самые последние недели войны продолжалось строительство еще одной, самой крупной. На моделях (рис. 2.31) изыскивались оптимальные формы снарядов для ствольных и реактивных систем.




Рис. 2.30

Слева – результат компьютерного моделирования процесса пробития брони ударным ядром. Откольные элементы – острые стальные пластинки – весьма опасны для тех, кто находится за подвергшимся ударному воздействию стальным листом (справа)


К концу войны артиллерия осталась наиболее действенным огневым средством, которое германская армия противопоставляла наступательным замыслам противника. Замена или существенная модернизация наиболее массовых артиллерийских систем требовала, помимо материальных затрат, значительного времени на переучивание расчетов и перестройку системы снабжения. Проигрывавшая войну Германия не располагала ни временем, ни достаточными ресурсами, поэтому основные усилия в области повышения эффективности были связаны с разработкой новых боеприпасов – они небольшими партиями поступали во фронтовые части сразу после ограниченного числа отстрелов. Но определение их эффективности было затруднено: противник наступал.


Рис. 2.31

Модели артиллерийских снарядов и неуправляемых ракет, предназначенные для исследований в аэродинамической трубе


Особо следует упомянуть о реактивной артиллерии, поскольку эту тему до сих пор окружает сонм мифов. Германские войска располагали еще до начала войны вполне отработанными образцами реактивных минометов «Небельверфер 35, 38 и 41» (цифры обозначают год принятия на вооружение) а также химическими, зажигательными и осколочно-фугасными боеприпасами к ним. В дальнейшем вместо 100 и 150 миллиметровых «Небельверферов» первых серий появились 210 (42 г.), 280, 300 (43 г.) и 320 миллиметровые. Для них были разработаны пяти– и шестиствольные пусковые установки, однако реактивные гранаты могли запускаться также из укупорочных ящиков. «Небельверферы» применялись при штурме Севастополя, под Сталинградом, а также при подавлении Варшавского восстания.

В вермахте хорошо знали не только о преимуществах реактивных снарядов, но и о недостатках, в первую очередь – о значительном рассеянии при стрельбе[27] (взгляните на правую часть рис. 2.32: факелы взлетевших «эрэсов» указывают, что разброс курсовых углов их траекторий значителен). Немецкие специалисты не усматривали никаких мистических тайн в советских реактивных снарядах – они попали к ним в руки уже ранней осенью 1941 г. К концу же войны запас трофеев был столь велик, что советскими установками и их изготовленными в Чехословакии[28] копиями стали оснащать бронетранспортеры вермахта.



Рис. 2.32

Даже если бы не были заметны отличия формы, в которую одеты расчеты, можно легко определить, чья батарея стреляет: топливо реактивных снарядов германских «Небельверверов» и «Вурфгеретов» – смесевое, дающее при сгорании много дыма. Топливо советских «эрэсов» – бездымный порох, и их факелы – яркие, чистые


В советских реактивных снарядах топливом служил бездымный порох, а в германских – смесевые составы, при производстве которых приобретался опыт получения все более крупноразмерных шашек. Немалые и по современным меркам (диаметр – до 500, длина – до 1000 мм), высококачественные заряды нашли применение в ускорителях старта и двигателях таких ракет, как неуправляемая «Райнботе» (рис. 2.33), призванная заменить авиацию при решении задач на оперативную глубину. Четыре работающие на смесевом твердом топливе ступени сообщали боеголовке скорость, обеспечивавшую достижение дальности в 220 км, но вес ВВ (менее 20 кг) был недостаточен, что и показало боевое применение по порту Антверпена в ноябре 1944 г. После войны аналогичные системы («Луна» и «Онест Джон»), но с ядерными и химическими боевыми частями были созданы и победителями.

Конец ознакомительного фрагмента.

Оглавление

  • 1. Кишки и порох
  • 2. Сквозь броню – как сквозь жидкость! И забыть, как стрелял…

* * *

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Шипение снарядов (Александр Прищепенко, 2012) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Купить и скачать полную версию книги в форматах FB2, ePub, MOBI, TXT, HTML, RTF и других

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ э ю я