Шипение снарядов

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 - Здесь и далее приведены данные уже достаточно оптимизированных современных устройств.] – 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 - «Изощрен Господь, но не злонамерен» (нем.)]

.. 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.