Кумулятивный снаряд

Кумулятивный снаряд — это тип боеприпаса, поражающее действие которого основано на кумулятивном эффекте, то есть на формировании направленного потока продуктов взрыва (кумулятивной струи) высокой плотности и скорости, способной пробивать броню. В отличие от кинетических боеприпасов, которые пробивают преграду за счёт высокой скорости и массы, кумулятивные снаряды используют энергию взрывчатого вещества (ВВ), сфокусированную в узком конусе. Это позволяет им эффективно поражать цели с относительно небольшим зарядом ВВ, что делает их незаменимыми для борьбы с бронированной техникой, а также для разрушения бетонных и железобетонных сооружений.

Принцип действия

Кумулятивный эффект основан на явлении схлопывания конической или полусферической выемки в заряде ВВ при детонации. Взрывная волна, распространяясь от центра детонации, давит на облицовку выемки (обычно из меди, стали или алюминия), заставляя её сжиматься и выдавливаться вперёд. В результате образуется две основные зоны:

• Кумулятивная струя — высокоскоростной (до 10 000 м/с и более) поток металла, находящийся в пластичном состоянии. Эта струя обладает огромной плотностью энергии и способна пробивать броню, создавая в ней узкое, но глубокое отверстие.
• Пест — более массивная, медленная часть облицовки (скорость 500–1000 м/с), которая следует за струёй и может наносить дополнительные повреждения внутри заброневого пространства.

Процесс пробития брони кумулятивной струёй отличается от кинетического. Струя не пробивает броню как твёрдое тело, а действует как сверхзвуковой поток жидкости, который «вымывает» металл брони, создавая в ней канал. Давление в точке контакта может достигать миллионов атмосфер. После пробития брони струя и её осколки, а также осколки самой брони, поражают экипаж, оборудование и боекомплект внутри цели.

История

Ранние разработки

Идея кумулятивного заряда была впервые предложена и запатентована в 1888 году американским инженером Чарльзом Манро, который обнаружил, что выемка в торце заряда ВВ увеличивает его пробивную способность. Однако практическое применение в военном деле началось лишь в 1930-х годах.

В СССР работы по кумулятивным боеприпасам активно велись в 1930-е годы под руководством М. Я. Сухаревского и других учёных. К началу Великой Отечественной войны были созданы первые образцы кумулятивных гранат для ручных противотанковых гранатомётов (РПГ-40, РПГ-43) и авиабомб (ПТАБ-2,5-1,5). Однако массовое применение кумулятивных снарядов в артиллерии началось позже, в 1942–1943 годах.

Вторая мировая война

В годы войны кумулятивные боеприпасы стали одним из основных средств борьбы с танками. В СССР были приняты на вооружение кумулятивные снаряды для 76-мм, 85-мм и 122-мм орудий. Они отличались от бронебойных калиберных и подкалиберных снарядов тем, что их пробивная способность не зависела от скорости снаряда на дистанции, что делало их эффективными на больших дальностях. Однако у них были и недостатки: меньшая точность по сравнению с кинетическими снарядами и чувствительность к вращению (для стабилизации снаряда нарезным орудием), которое могло разрушать кумулятивную струю.

В Германии активно использовались кумулятивные гранаты для противотанковых ружей (Panzerschreck) и гранатомётов (Panzerschreck), а также кумулятивные снаряды для танковых и противотанковых орудий. Американские и британские войска применяли кумулятивные боеприпасы в виде базук и гранат для винтовок.

Послевоенное развитие

После войны кумулятивные боеприпасы получили широкое распространение. Были разработаны:

• Кумулятивные снаряды для гладкоствольных орудий (например, для советских танковых пушек 2А46 калибра 125 мм). Отсутствие нарезки позволило использовать более эффективные, невращающиеся кумулятивные заряды.
• Боеприпасы с тандемной кумулятивной частью — для преодоления динамической защиты (ДЗ). Первый заряд пробивает ДЗ, а второй — основную броню.
• Кумулятивные боеприпасы для авиации (противотанковые авиабомбы, ракеты) и для ракетных систем залпового огня (РСЗО).

Классификация

Кумулятивные снаряды классифицируются по нескольким признакам:

По типу носителя

• Артиллерийские — для танковых, полевых и корабельных орудий.
• Танковые — для танковых пушек (например, 3БК18, 3БК29).
• Авиационные — для авиационных пушек и бомб.
• Реактивные — для гранатомётов (РПГ-7, РПГ-29), ПТРК (противотанковых ракетных комплексов) и РСЗО.
• Ручные — гранаты (РКГ-3, РКГ-3ЕМ).

По конструкции

• С вращением — для нарезных орудий. Вращение стабилизирует снаряд в полёте, но может снижать эффективность кумулятивной струи.
• Без вращения — для гладкоствольных орудий. Обеспечивают более высокую пробивную способность.
• Тандемные — с двумя последовательно расположенными кумулятивными зарядами. Первый (предзаряд) пробивает динамическую защиту, второй (основной) — основную броню.
• С готовыми поражающими элементами — кумулятивно-осколочные (например, для поражения живой силы и лёгкой техники).

По типу боевой части

• Кумулятивно-осколочные — сочетают кумулятивное и осколочное действие.
• Кумулятивно-фугасные — для разрушения бетонных и железобетонных сооружений (бетонобойные кумулятивные снаряды).

Устройство и характеристики

Типичный кумулятивный снаряд состоит из следующих основных частей:

1. Корпус — стальная или алюминиевая оболочка, придающая снаряду аэродинамическую форму и обеспечивающая его прочность при выстреле.
2. Заряд взрывчатого вещества — высокобризантное ВВ (например, октоген, гексоген, тротил или их смеси), помещённое в корпус.
3. Кумулятивная выемка — коническая, полусферическая или параболическая полость в торце заряда, обращённая к цели. Часто облицована металлом (медь, сталь, алюминий) для формирования более эффективной струи.
4. Детонатор — устройство для инициирования взрыва (обычно электродетонатор или ударный взрыватель).
5. Взрыватель — устройство, обеспечивающее подрыв снаряда при контакте с целью. Для кумулятивных снарядов часто используются пьезоэлектрические или инерционные взрыватели.

Основные характеристики:

• Бронепробиваемость — максимальная толщина гомогенной брони, которую снаряд способен пробить. Измеряется в миллиметрах. Для современных кумулятивных боеприпасов может достигать 600–800 мм и более (для тандемных — до 1000 мм).
• Калибр — диаметр снаряда (например, 105 мм, 125 мм, 152 мм).
• Масса — полная масса снаряда.
• Скорость — начальная скорость снаряда (обычно 700–1000 м/с для артиллерийских снарядов).
• Дальность — максимальная дальность стрельбы (для артиллерийских снарядов — до нескольких километров).

Применение

Кумулятивные снаряды являются основным типом боеприпасов для:

• Борьбы с танками и другой бронированной техникой — основное назначение.
• Разрушения укреплений (дотов, дзотов, бетонных стен) — с помощью кумулятивно-фугасных снарядов.
• Поражаения живой силы — в составе кумулятивно-осколочных боеприпасов.
• Борьбы с кораблями — в морской артиллерии (например, 130-мм кумулятивные снаряды).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая бронепробиваемость при относительно небольшом заряде ВВ.
• Независимость пробивной способности от дистанции (в отличие от кинетических снарядов).
• Возможность использования в орудиях малого калибра (например, 30-мм пушки).
• Эффективность против композитной брони (в сочетании с тандемной схемой).

Недостатки

• Чувствительность к вращению (для нарезных орудий) — снижает эффективность.
• Уязвимость к динамической защите (ДЗ) — кумулятивная струя может быть разрушена или рассеяна взрывом ДЗ.
• Меньшая точность по сравнению с кинетическими снарядами на больших дистанциях (из-за меньшей начальной скорости).
• Зависимость от качества изготовления — дефекты в облицовке выемки или заряде ВВ могут резко снизить пробивную способность.
• Ограниченная эффективность против многослойной брони — кумулятивная струя может быть рассеяна при прохождении через несколько слоёв.

Контрмеры

Для защиты от кумулятивных боеприпасов разработаны следующие меры:

• Динамическая защита (ДЗ) — контейнеры с взрывчатым веществом, которые при попадании кумулятивной струи взрываются, разрушая её.
• Реактивная броня — разновидность ДЗ, которая отбрасывает взрывом часть струи в сторону.
• Композитная броня — многослойная броня, включающая керамику, пластик и другие материалы, которые рассеивают энергию струи.
• Экранирование — установка дополнительных броневых листов (решетчатых экранов) на некотором расстоянии от основной брони, которые вызывают преждевременный подрыв снаряда.
• Активная защита (АЗ) — системы, которые обнаруживают приближающийся боеприпас и уничтожают его или сбивают с курса с помощью взрывов или осколков.

Источники

• Бронетанковая техника: энциклопедия. — М.: Воениздат, 2001.
• Оружие пехоты: справочник. — М.: АСТ, 2005.
• Советская военная энциклопедия. — М.: Воениздат, 1976–1980.
• Техника и вооружение: журнал. — 2010–2023.
• Кумулятивные боеприпасы: теория и практика. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015.