Бронебойно-стабилизированный оперенный подрывник ( APFSDS ), длинный дротик или просто дротик - это тип боеприпасов с кинетической энергией, используемых для атаки брони современных транспортных средств . В качестве вооружения для основных боевых танков он заменяет боеприпасы Armor-Piercing Discarding Sabot (APDS) , которые до сих пор используются в системах вооружения малого и среднего калибра.
Усовершенствования в мощных автомобильных силовых установках и системах подвески после Второй мировой войны позволили современным основным боевым танкам включать все более толстые и тяжелые системы броневой защиты, сохраняя при этом значительную маневренность и скорость на поле боя. В результате для достижения глубокого бронепробиваемости с помощью артиллерийских боеприпасов потребовались даже более длинные противотанковые снаряды, выпущенные с даже более высокой начальной скоростью, чем можно было бы достичь с помощью более коротких снарядов APDS.
История [ править ]
Бронебойная сбрасывающая сабо (APDS) изначально была основной конструкцией пенетратора с кинетической энергией (KE). Логично было сделать выстрел длиннее и тоньше, чтобы сконцентрировать кинетическую энергию на меньшей площади. Однако длинный и тонкий стержень аэродинамически нестабилен; он имеет тенденцию кувыркаться в полете и менее точен. Традиционно пулеметам придавалась устойчивость в полете за счет нарезов ствола орудия, которые придают патрону вращение. До определенного предела это эффективно, но как только длина снаряда превышает его диаметр более чем в шесть или семь раз, нарезы становятся менее эффективными. [1] Добавление плавников, как оперение стрелы, на основание придает круглой устойчивости. [2]
Вращение от стандартных нарезов снижает эффективность этих снарядов (нарезка отвлекает часть линейной кинетической энергии на кинетическую энергию вращения, таким образом уменьшая скорость снаряда и энергию удара), а очень высокое вращение снаряда с плавниковой стабилизацией может значительно увеличить аэродинамическое сопротивление. , что еще больше снижает скорость удара. По этим причинам снаряды с бронебойным оребрением (APFSDS), как правило, стреляют из гладкоствольных орудий - практика, применяемая для танковых орудий в Китае, Индии, Израиле, Италии, Японии, Франции, Германии, Пакистане, Турция, Россия и США. Тем не менее, на ранних этапах разработки боеприпасов APFSDS использовались существующие нарезные ствольные пушки (и используются до сих пор), например, 105-мм.M68 пушки установлены на M60A3 основной боевой танк или Британский 120 мм Royal Ordnance L30 от Challenger 2 танка. Для снижения скорости вращения при использовании нарезного ствола применяется «обтуратор скольжения» ( обтурация скольжения).кольцо), что позволяет газам высокого давления герметизировать, но не передает общую скорость вращения нарезов снаряду. Снаряд все еще выходит из ствола с некоторым остаточным вращением, но с приемлемо низкой скоростью. Кроме того, некоторая скорость вращения полезна для снаряда со стабилизированным плавником, усредняя аэродинамический дисбаланс и повышая точность. Даже у гладкоствольных снарядов APFSDS есть плавники, которые слегка наклонены для обеспечения некоторой скорости вращения во время полета; а также нарезные стволы с очень низким крутящим моментом были также разработаны специально для стрельбы боеприпасами APFSDS.
Еще одна причина для использования гладкоствольного и очень низких пушек скорости закручивания в том , что наиболее эффективные высокоточные формы заряда конструкции, осколочно-фугасные Anti-Tank (HEAT) боеприпасы, теряют броню проникая производительность при повороте слишком быстро. Эти глубоко проникающие кумулятивные заряды также требуют стабилизации ребра (хотя могут быть разработаны менее точные и менее эффективные кумулятивные заряды с «компенсацией вращения» для правильного функционирования в снаряде со стабилизированным вращением).
Дизайн [ править ]
Пенетраторы KE для современных танков обычно имеют диаметр 2–3 см и длину до 80 см; по мере разработки более эффективных конструктивно эффективных конструкций пенетратора-башмака их длина имеет тенденцию к увеличению, чтобы преодолеть еще большую глубину брони на линии прямой видимости. Концепция поражения брони с использованием длинного стержневого пенетратора представляет собой практическое применение явления гидродинамического пробивания (см. Гидродинамику ). [3]
Проникновение жидкости [ править ]
Несмотря на то, что практические материалы пенетратора и мишени не являются жидкостью до удара, при достаточно высокой скорости удара даже кристаллические материалы начинают вести себя очень пластично, подобно жидкости, поэтому применимы многие аспекты гидродинамического проникновения. [4]
Снаряды с длинными стержнями проникают сквозь жидкость в буквальном смысле, просто исходя из плотности брони цели, а также плотности и длины пенетратора. Пенетратор будет продолжать перемещать цель на глубину, равную длине пенетратора, умноженной на квадратный корень из пенетратора к плотности цели. Сразу видно, что более длинные и более плотные пенетраторы будут проникать на большую глубину, и это составляет основу для разработки длинностержневых противотанковых снарядов. [4]
Поэтому важными параметрами для эффективного пенетратора с длинным стержнем являются очень высокая плотность по отношению к цели, высокая твердость для проникновения в твердые поверхности цели, очень высокая ударная вязкость (пластичность), позволяющая избежать разрушения стержня при ударе, и очень высокая прочность. чтобы выдержать ускорение запуска орудия, а также изменчивость поражения цели, например, попадание под наклонным углом и выжившие контрмеры, такие как взрыво-реактивная броня. [4]
Вольфрам и уран [ править ]
Разработка тяжелых форм реактивной брони (таких как советская, а затем и российская, Контакт-5 ), которая предназначена для срезания и отклонения длинных стержневых пенетраторов, побудила к разработке более сложных конструкций пенетраторов с кинетической энергией, особенно в новейших США. - встроенные противотанковые снаряды. Тем не менее, хотя геометрия пенетратора может адаптироваться к мерам противодействия реактивной броне, предпочтительными материалами для глубокопроникающих снарядов с кинетической энергией с длинными стержнями остаются тяжелый вольфрамовый сплав (WA) и обедненный уран (DU).Сплав. Оба материала очень плотные, твердые, вязкие, пластичные и очень прочные; все исключительные качества подходят для глубокого пробивания брони. Тем не менее, каждый материал демонстрирует свои уникальные проникающие свойства, которые могут быть, а могут и не быть лучшим выбором для любого конкретного применения против брони.
Например, сплав с обедненным ураном пирофорен ; нагретые фрагменты пенетратора воспламеняются после удара в контакте с воздухом, поджигая топливо и / или боеприпасы в автомобиле-цели, что значительно увеличивает летальность за броней. Кроме того, пенетраторы из DU демонстрируют значительную полосу адиабатического сдвига.формирование. Распространенное заблуждение состоит в том, что во время удара трещины вдоль этих полос заставляют наконечник пенетратора непрерывно сбрасывать материал, сохраняя коническую форму наконечника, в то время как другие материалы, такие как вольфрам без оболочки, имеют тенденцию деформироваться в менее эффективный округлый профиль, эффект, называемый "грибовидный". Фактически, образование полос адиабатического сдвига означает, что стороны «гриба» имеют тенденцию отламываться раньше, что приводит к уменьшению головки при ударе, хотя он все равно будет значительно «грибовидным».
Испытания показали, что отверстие, пробиваемое снарядом ДУ, имеет меньший диаметр, чем у аналогичного вольфрамового снаряда; и хотя оба материала имеют примерно одинаковую плотность, твердость, ударную вязкость и прочность, из-за этих различий в процессе их деформации обедненный уран имеет тенденцию проникать сквозь стальные мишени на эквивалентную длину вольфрамового сплава. [5] Тем не менее, использование обедненного урана, несмотря на некоторые превосходные эксплуатационные характеристики, не обходится без политических и гуманитарных противоречий, но остается предпочтительным материалом для некоторых стран из-за соображений стоимости и стратегической доступности по сравнению с вольфрамом.
Дизайн сабо [ править ]
Ситуация усложняется тем, что когда рассматривается размещение вооруженных сил за границей или экспортные рынки сбыта, подрывник, разработанный специально для запуска пенетратора с обедненным ураном, не может просто использоваться для запуска заменяющего пенетратора WA даже с точно такой же изготовленной геометрией. Эти два материала ведут себя значительно по-разному под высоким давлением и высокими ускоряющими силами, так что для сохранения структурной целостности в стволе ствола требуются совершенно разные геометрические формы материала башмака (в некоторых местах толще или тоньше, если это вообще возможно). [ необходима цитата ]
Типичная скорость снарядов APFSDS варьируется в зависимости от производителя и длины / типа дульного среза. В качестве типичного примера, американский General Dynamics KEW-A1 имеет начальную скорость 1740 м / с (5700 футов / с). [6] Это сопоставимо с 914 м / с (3000 фут / с) для обычного патрона для винтовки (стрелкового оружия). Снаряды APFSDS обычно работают в диапазоне от 1400 до 1800 м / с. При превышении определенной минимальной скорости удара, необходимой для значительного преодоления параметров прочности материала мишени, длина пенетратора более важна, чем скорость удара; о чем свидетельствует тот факт, что базовая модель M829летит почти на 200 метров в секунду быстрее, чем более новая модель M829A3, но его длина составляет лишь половину длины, что совершенно недостаточно для победы над современными массивами брони. [ необходима цитата ]
Часто более серьезной инженерной задачей является разработка эффективного саботажа для успешного запуска сверхдлинных пенетраторов, теперь приближающихся к длине 800 мм (2 фута 7 дюймов). Башмак, необходимый для заполнения канала ствола пушки при стрельбе длинным и тонким летным снарядом, представляет собой паразитный груз, который вычитается из потенциальной начальной скорости всего снаряда. Сохранение структурной целостности внутри ствола такого дальнобойного снаряда при ускорениях в десятки тысяч g.не является тривиальным мероприятием, и в конструкции башмаков в начале 1980-х годов использовались легкодоступные недорогие высокопрочные алюминиевые алюминиевые сплавы для аэрокосмической промышленности, такие как 6061 и 6066-T6, к высокопрочному и более дорогому алюминию 7075-T6. мартенситностареющая сталь и экспериментальный сверхвысокопрочный алюминий 7090-T6 с современными и невероятно дорогими пластиками, армированными графитовым волокном, чтобы еще больше уменьшить массу паразитного башмака, которая может составлять почти половину стартовой массы всего снаряда. [6]
Выбрасываемые лепестки башмака движутся с такой высокой начальной скоростью, что при разделении они могут продолжать движение на многие сотни метров со скоростью, которая может быть смертельной для войск и повредить легковые автомобили. По этой причине даже в бою танкисты должны осознавать опасность для ближайших войск.
Saboted Flechette был аналогом APFSDS в винтовочных патронов. Винтовка для стрельбы из стрелкового оружия Special Purpose Individual Weapon находилась в стадии разработки для армии США, но от проекта отказались.
См. Также [ править ]
- Компактная ракета с кинетической энергией
- Глубина удара
- Кинетическая бомбардировка
- MGM-166 LOSAT
Ссылки [ править ]
- ^ "Дизайн для управления характеристиками полета снаряда, AMCP 706-242, Командование материальной части армии США, 1966" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 24 февраля 2017 года . Проверено 22 марта 2017 .
- ^ "MIL-HDBK-762, Дизайн аэродинамически стабилизированных свободных ракет, 1990" . Архивировано 23 марта 2017 года . Проверено 22 марта 2017 .
- ^ Андерсон, Orphal, Фрэнзен, Walker (1998). О гидродинамическом приближении для проникновения длинного стержня (доклад). Юго-Западный научно-исследовательский институт. Архивировано 01 февраля 2021 года . Проверено 23 марта 2017 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ a b c Андерсон, Чарльз Э. Младший (2016). «Механика проникновения: аналитическое моделирование» (PDF) . [ мертвая ссылка ]
- ^ JB Стивенс и RC Batra. "Адиабатическое полосатость сдвига в задачах осесимметричного удара и проникновения" . Архивировано из оригинального 7 -го октября 2008 года. CS1 maint: не рекомендуется параметр ( ссылка ) CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ a b "Боеприпасы 120-мм танковой пушки KE" . Обновление защиты. 22 ноября 2006 года Архивировано из оригинала 5 августа 2007 года . Проверено 3 сентября 2007 года .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Cai WD; Li Y .; Dowding RJ; Мохамед Ф.А.; Лаверния EJ (1995). «Обзор сплавов на основе вольфрама в качестве материалов для проникновения кинетической энергии». Обзоры в твердых частицах . 3 : 71–131.
