Бронепробиваемость базовым снарядом. Самая пробивная пушка в World of Tanks (WoT)

(УЯ) однородной стальной преграды (броневой гомогенной катаной стали). В более широком плане является составным элементом пробивающей способности поражающего элемента (поскольку последний может применяться для пробивания не только брони, но и других преград различной толщины, консистенции и плотности).

С точки зрения эффективности поражающего действия толщина пробития брони не имеет практического значения без сохранения снарядом, кумулятивной струей, ударным ядром остаточного заброневого (запреградного) действия. После пробития брони в заброневое пространство по разным способам оценки бронепробиваемости (разных стран и различных временных периодов), должны выйти целые корпуса снарядов, бронебойные сердечники, ударные ядра, либо разрушенные фрагменты этих снарядов, сердечников, или фрагменты кумулятивной струи или ударного ядра.

Оценка бронепробиваемости

Бронепробиваемость снарядов в разных странах оценивается по достаточно различающимся методикам. В общем случае оценка бронепробиваемости может описываться максимальной толщиной пробития гомогенной брони расположенной под углом 90 градусов к вектору скорости подлёта снаряда. Также в качестве оценки используется предельная скорость (либо дистанция) пробития брони данной толщины или данной бронепреграды конкретным боеприпасом.

В СССР/РФ при оценке бронепробиваемости боеприпаса и связанной с ней стойкости испытуемой брони сухопутной техники и ВМФ используют понятия «Предела Тыльной Прочности» (ПТП) и «Предела сквозного пробития» (ПСП).

b ПТП есть минимальная толщина брони, тыльная поверхность которой остается ненарушенной (по оговоренному критерию) при ведении огня из выбранной артиллерийской системы определённым боеприпасом с заданной дистанции стрельбы.

b ПСП есть максимальная толщина брони, которую может пробить артиллерийская система при стрельбе конкретным типом снаряда с заданной дистанции стрельбы.

Реальные же показатели бронепробиваемости могут находиться между значениями ПТП и ПСП. Оценка бронепробиваемости существенным образом меняется при попадании снаряда в броню установленную под углом к линии подлёта снаряда. В общем случае бронепробиваемость при уменьшении угла наклона брони к горизонту может уменьшиться многократно, и при некотором угле (своём для каждого типа снаряда и типа брони) снаряд начинает рикошетировать от брони, не «закусывая» её, то есть не начиная внедрения в броню. Ещё сильнее искажается оценка бронепробиваемости при попадании снарядов не в гомогенную катаную броню, а в современную броневую защиту бронетанковой техники, которая в настоящее время практически повсеместно выполняется не однородной (гомогенной), а гетерогенной (комбинированной) - многослойной со вставками различных армирующих элементов и материалов (керамики, пластических масс, композитов, разнородных металлов в том числе и лёгких).

Бронепробиваемость тесно связана с понятием «толщина бронезащиты» или «стойкости к воздействию снаряда (того или иного вида воздействия)» или «бронестойкости». Бронестойкость (толщина брони, стойкость к воздействию) обычно указывается как некая средняя. Если величина бронестойкости (например ВЛД) брони какого-либо современного бронетанкового средства с многослойной броней по ТТХ этого средства равно 700 мм, это может означать, что воздействие кумулятивных боеприпасов с бронепробиваемостью в 700 мм, такая броня выдержит, а вот воздействия кинетического снаряда БОПС с бронепробиваемостью всего в 620 мм не выдержит. Для точной оценки бронестойкости бронетанкового средства необходимо указывать по крайней мере две величины бронестойкости, для БОПСа и для кумулятивных боеприпасов.

Бронепробиваемость при откольном действии

В некоторых случаях при применении обычных кинетических снарядов (БОПС) или специальных осколочно-фугасных снарядов с пластическим ВВ (а по механизму воздействия бризантных с эффектом Гопкинсона) имеет место не сквозное пробитие, а заброневое (запреградное) «откольное» действие, при котором осколки брони отлетающие при несквозном повреждении брони с её тыльной стороны имеют энергию достаточную для поражения экипажа или материальной части бронированного средства. Откол материала происходит вследствие прохождения по материалу преграды (брони) ударной волны, возбуждаемой динамическим воздействием кинетических боеприпасов (БОПС), или ударной волны детонации пластического ВВ и механического напряжения материала в том месте, где его уже не удерживают следующие слои материала (с тыльной стороны) до его механического разрушения, с приданием отколовшейся части материала некоторого импульса за счёт упругих взаимодействий с массивом отделяющегося материала преграды.

Бронепробиваемость кумулятивных боеприпасов

По бронепробиваемости валовые кумулятивные боеприпасы примерно равноценны современным кинетическим боеприпасам, но принципиально могут иметь значительные преимущества по бронепробиваемости перед кинетическими снарядами, пока не будут существенно (более чем до 4000 м/c) увеличены начальные скорости последних или удлинение сердечников БОПС. Для калиберных кумулятивных боеприпасов можно употреблять понятие «коэффициента бронепробиваемости», выражающегося в отношении бронепробиваемости к калибру боеприпасов. Коэффициент бронепробиваемости у современных кумулятивных боеприпасов может достигать 6-7,5. Перспективные кумулятивные боеприпасы, снаряженные специальными мощными ВВ, снабженные облицовкой из материалов типа обеднённого урана , тантала , и пр. могут иметь коэффициент бронепробиваемости до 10 и более. Кумулятивные боеприпасы имеют и недостатки по бронепробиваемости, например недостаточное заброневое действие при работе на пределах бронепробиваемости. Недостатком кумулятивных боеприпасов являются и хорошо разработанные способы защиты от них, например,возможность разрушения или расфокусировки кумулятивной струи, достигаемые различными, часто достаточно простыми способами защиты от кумулятивных снарядов стороной.

Согласно гидродинамической теории М. А. Лаврентьева, пробивное действие кумулятивного заряда с конической воронкой [ ] :

b=L(Pc/Pп)^(0,5)

где b-глубина проникновения струи в преграду, L - длина струи, равная длине образующей конуса кумулятивной выемки, Рс - плотность материала струи, Рп - плотность преграды. Длина струи L: L=R/sin(α) , где R-радиус заряда, α-угол между осью заряда и образующей конуса. Однако в современных боеприпасах применяются различные меры для осевого растяжения струи (воронка с переменным углом конусности, с перменной толщиной стенок) и бронепробиваемость современных боеприпасов может превышать 9 диаметров заряда.

Расчёты бронепробиваемости

Бронепробиваемость кинетических боеприпасов, как правило калиберных, может быть вычислена по эмпирическим формулам Сиаччи и Круппов, Гавра, Томпсона, Дэвиса, Кирилова и др., используемым с XIX века.

Для вычисления теоретической бронепробиваемости кумулятивных боеприпасов применяются формулы гидродинамических течений и упрощенные формулы, например Макмиллана, Тейлора-Лавреньтьева, Покровского и т. д. Теоретически рассчитанная бронепробиваемость, далеко не во всех случаях сходится с реальной бронепробиваемостью.

Хорошую сходимость с табличными и экспериментальными данными показывает формула Якоба де Марра (де Марре) [ ] : b = (V / K) 1 , 43 ⋅ (q 0 , 71 / d 1 , 07) ⋅ (cos ⁡ A) 1 , 4 {\displaystyle b=(V/K)^{1,43}\cdot (q^{0,71}/d^{1,07})\cdot (\cos A)^{1,4}} , где b - толщина брони, дм, V, м/с - скорость встречи снаряда с броней, К - коэффициент стойкости брони, имеет величину от 1900 до 2400, но обычно 2200, q, кг-масса снаряда, d - калибр снаряда, дм, А - угол в градусах между продольной осью снаряда и нормалью к броне в момент встречи (дм - дециметры).

Данная формула является не физической, то есть, выведенной из математической модели физического процесса, каковая в данном случае может быть составлена лишь с применением аппарата высшей математики - а эмпирической, то есть, основана на экспериментальных данных, полученных во второй половине XIX века при обстреле на полигоне листов сравнительно толстой железной и сталежелезной корабельной брони низкоскоростными крупнокалиберными снарядами, что резко сужает её область применения. Тем не менее, формула Якоба де Марра применима для тупоголовых бронебойных снарядов (не учитывает заострения головной части) и иногда дает неплохую сходимость для современных БОПС [ ] .

Бронепробиваемость стрелкового оружия

Бронепробиваемость пуль стрелкового оружия определяется, как по максимальной толщине пробития броневой стали так и по способности сквозного пробития защитной одежды различных классов защиты (структурной защиты) с сохранением запреградного действия достаточного для гарантированного вывода противника из строя. В различных странах необходимая остаточная энергия пули или осколков пули после пробития защитной одежды оценивается от 80 Дж и выше [ ] . В общем случае известно, что используемые в бронебойных пулях разного рода сердечники после пробития преграды имеют достаточное убойное действие только при калибре сердечника не менее 6-7 мм, и его остаточной скорости не менее 200 м/с. Например бронебойные пистолетные пули с диаметром сердечника менее 6 мм, имеют весьма низкое убойное действие после пробития преграды сердечником.

Бронепробиваемость пуль стрелкового оружия: b = (C q d 2 a − 1) ⋅ ln ⁡ (1 + B v 2) {\displaystyle b=(Cqd^{2}a^{-1})\cdot \ln(1+Bv^{2})} , где b - глубина проникновения пули в преграду, q - масса пули, а - коэффициент формы головной части, d -диаметр пули, v - скорость пули в точке встречи с преградой, В и С - коэффициенты для различных материалов. Коэффициент а=1,91-0,35*h/d, где h - высота головной части пули, для пули обр.1908 а=1, пули патрона обр.1943 а=1,3, пули патрона ТТ а=1,7 Коэффициент В=5,5*10^-7для брони (мягкой и твёрдой), Коэффициент С=2450 для мягкой брони с НВ=255 и 2960 для твёрдой с НВ=444. Формула приближенная, не учитывает деформацию ГЧ, поэтому для брони следует подставлять в неё параметры бронебойного сердечника, а не собственно пули

Пробиваемость

Задачи пробивания преград в военной технике не ограничиваются пробиванием металлической брони, но также заключаются в пробивании различными типами снарядов (например бетонобойными) преград из иных конструкционных и строительных материалов. Например обычными преградами являются грунты (обычные и мерзлые), пески с различным содержанием воды, суглинки, известняки, граниты, дерево, кирпичная кладка, бетон, железобетон. Для расчётов пробиваемости (глубины проникания в преграду снаряда) в нашей стране используют несколько эмпирических формул глубины внедрения снарядов в преграду например формулу Забудского, Формулу АНИИ, или устаревшую Березанскую формулу.

История

Необходимость оценки бронепробиваемости впервые возникла в эпоху возникновения морских броненосцев . Уже в середине 1860-х годов на Западе появляются первые исследования по оценке бронепробиваемости сначала круглых стальных ядер дульнозарядных артиллерийских орудий, а затем и стальных бронебойных продолговатых снарядов нарезных артиллерийских орудий. К этому же времени развивается отдельный раздел баллистики, изучающей бронепробиваемость снарядов, и появляются первые эмпирические формулы расчётов бронепробиваемости.

Между тем, различие методик испытаний, принятых в различных странах, привело к тому, что к 1930-м годам XX века накопились значительные расхождения по оценке бронепробиваемости (и соответственно бронестойкости) брони.

Например, в Великобритании считалось, что все фрагменты (осколки) бронебойного снаряда (в то время бронепробиваемость кумулятивных снарядов ещё не оценивалась) после пробития брони должны проникать в заброневое (запреградное) пространство. В СССР придерживались такого же правила.

Между тем, в Германии и США считалось, что броня пробита, если не менее 70-80 % фрагментов снаряда проникнут в заброневое пространство [ ] . Разумеется, об этом следует помнить, сравнивая данные о бронепробиваемости, полученные из различных источников.

В конечном счёте стало принято считать [где? ] , что броня пробита, если более половины фрагментов снаряда окажутся в заброневом пространстве [ ] . Остаточная энергия фрагментов снаряда оказавшаяся за броней не учитывалась, и, таким образом, запреградное действие этих фрагментов также оставалось невыясненным, колеблясь от случая к случаю.

Наряду с различными методиками оценки бронепробиваемости снарядов, с самого начала наблюдалось и два противоположных подхода к её достижению: либо за счёт применения сравнительно лёгких высокоскоростных снарядов, пробивающих броню, либо за счёт тяжёлых малоскоростных, её скорее проламывающих. Проявившись ещё в эпоху первых броненосцев, эти две линии в той или иной степени существовали в течение всей эволюции кинетических средств поражения бронированной техники.

Так, в годы перед Второй мировой войной в Германии, Франции и Чехословакии главным направлением развития были малокалиберные танковые и противотанковые орудия с высокой начальной скоростью снаряда и форсированной баллистикой, каковое направление было в целом сохранено и в годы самой войны. В СССР же, напротив, ставка была с самого начала сделана на разумное увеличение калибра, что позволило достичь той же бронепробиваемости при более простой и технологичной конструкции снаряда, ценой некоторого увеличения массово-габаритных характеристик самой артсистемы. В результате, несмотря на общее техническое отставание, советская промышленность в годы войны сумела обеспечить армию достаточным количеством средств борьбы с бронетехникой противника, имеющих адекватные решению поставленных перед ними задач тактико-технические характеристики. Лишь в послевоенные годы технологический прорыв, обеспеченный в том числе и изучением последних немецких разработок, позволил перейти на более эффективные средства достижения высокой бронепробиваемости, чем простое увеличение калибра и иных количественных параметров.

Процесс расчёта значения бронепробиваемости очень сложен и зависит от многих факторов. Среди них - толщина брони, угол наклона бронированного листа, бронепробиваемость орудия и многие другие.

Факторы, которые учитываются при приблизительном расчёте бронепробиваемости:

1. Снаряд может попасть в любое место круга сведения.
2. Бронепробиваемость бронебойных и подкалиберных снарядов уменьшается с увеличением расстояния до цели.
3. Снаряд летит по баллистической траектории. Это условие действует для всех орудий. Но у ПТ-САУ дульная скорость достаточно высока, поэтому траектория снаряда близка к прямой, однако таковой не является, из-за чего возможно отклонение снаряда. Прицел это учитывает, показывая рассчитанную область попадания.
4. Снаряд попадает в цель:
   • Расчёт бронепробиваемости снаряда в зависимости от среднего значения, указанного в тактико-технических характеристиках (ТТХ) орудия (±25% от среднего значения бронепробиваемости).
   • Проверка на рикошет. Бронебойные и подкалиберные снаряды рикошетят, если угол встречи с бронёй танка равен 70 градусам или превышает эту величину. Рикошета не происходит, если калибр орудия больше толщины брони более чем в 3 раза. В этом случае снаряд пытается пробить броню независимо от угла встречи с ней. При попадании во внешние модули (в ходовую часть, приборы наблюдения и т. д.) рикошета также не происходит.
   • Расчёт нормализации.
   • Расчёт итоговой бронепробиваемости.
5. Кумулятивные снаряды - это премиум снаряды, которые есть на всех классах техники. Довольно часто используются на короткоствольных орудиях с низкой начальной скоростью полёта снаряда. Урон, наносимый танку, обычно равен урону бронебойных снарядов, но пробиваемость заметно выше из-за отличающейся от других типов снарядов механики пробития брони. Для преодоления брони не используется кинетическая энергия снаряда - пробитие брони происходит за счёт превращения металлической оболочки кумулятивной воронки в жидкость под высоким давлением. Под её воздействием монолитная броня ведёт себя так же, как жидкость, потому и происходит пробитие.
   • Кумулятивные снаряды не нормализуются и рикошетят (85 градусов).
   • На этот тип снарядов не распространяется правило трёх калибров, так как при столкновении сразу формируется кумулятивная струя.
   • Бронепробиваемость снарядов не падает с расстоянием.
   • Кумулятивная струя легко рассеивается, потому, если снаряд срабатывает не на основной броне, а на элементе ходовой или броневом экране, удалённом от брони, бронепробиваемость струи падает тем больше, чем большее расстояние отделяет точку срабатывания от основной брони.
   • У кумулятивных снарядов относительно низкая скорость полёта.
6. Если снаряд пробил броню, то он в среднем снимает указанное в его параметрах число очков прочности танка (актуально для всех типов снарядов). При попадании в некоторые модули (орудие, гусеница) они могут полностью или частично поглощать бронепробиваемость снаряда, при этом получая критическое повреждение в зависимости от области попадания.
7. Снаряд внутри танка движется по прямой, попадая в модули и пробивая их (как оборудование, так и членов экипажа).
   • У каждого из объектов есть собственное число очков прочности - HP (от англ. hit points - очки прочности).
   • HP танка снимаются только один раз - при факте пробития снарядом основной брони танка.
   • Количество снятых HP зависит только от значения урона, которое выпало для снаряда (±25% от его среднего значения урона). При этом берётся наибольший урон, который выпал, если было пробито несколько листов основной брони.
   • Снаряд старается пробить любую толщину бронелиста с учётом приведённой брони.
8. Снаряд проходит сквозь модули и наносит им урон (или не наносит, если модуль «увернулся» от снаряда).
   • По мере прохождения снаряда через внутренние модули танка снаряд теряет свою бронепробиваемость, оставшуюся у него после пробития предыдущей брони на его пути.
   • Сквозные пробития танка в игре не предусмотрены: если остаточное значение бронепробиваемости снаряда велико, то внутри танка данный снаряд пройдёт дистанцию, равную 10 его калибрам (например, если калибр снаряда менее 50 мм, то внутри танка он проходит расстояние в 0,5 метра).
   • Внутренние модули также могут быть повреждены пожаром от другого загоревшегося модуля (бензобака либо мотора) в результате его критического повреждения.
   • Критическое повреждение модуля боеукладки вызывает её мгновенную детонацию и, как результат, моментальное уничтожение танка.

Пример на практике

Рассмотрим упрощённый пример стрельбы из орудия 105 mm Gun T5E1 с бронепробиваемостью 198/245/53 по танку ARL 44 , который имеет бронирование корпуса 120/50/50 мм и бронирование башни 100/60/60 мм.

1. Толщина приведённой брони любого танка в общем случае составит величину, выраженную формулой:
   Х * (1/cos(Y))= Z ,
   где:
   Х - толщина листа в точке попадания,
   Y - угол к нормали, под которым происходит соприкосновение снаряда и брони,
   Z - толщина брони в миллиметрах.
2. Рассчитаем:
   • Стреляем из 105-мм орудия. Табличная бронепробиваемость снаряда - около 198 мм.
   • Фактическая колеблющаяся бронепробиваемость - 149–248 мм на дистанции 100 метров.
   • Стреляем в лоб корпуса ARL 44 (120 мм).
   • Лоб корпуса расположенн под углом примерно 55 градусов.

Для такой ситуации выстрела толщина приведённого бронирования составит примерно:

120*(1/cos (55)) = 209,213 (мм) .

А это больше табличной бронепробиваемости данного орудия (см. выше). Поэтому в большинстве случаев либо такой бронелист не будет пробиваться, либо снаряды будут рикошетить от брони (если угол встречи с ней равен или превышает 70 градусов).

Толщина брони при проверке на рикошет имеет значение только для правила трёх калибров.

ВОПРОСЫ "КАК" И "ПОЧЕМУ" ОТНОСИТСЯ К

ПРОЦЕССУ БРОНИПРОБИВАНИЯ

(сокращенный перевод)*)

Для оценки рабочих гипотез, объясняющих происходящие при пробитии брони процессы, необходимо иметь эталон, в качестве которого следует принять идеальный процесс бронепробивания .

Идеальный процесс бронепробивания имеет место, когдаско-рость внедрения снаряда в броню превышает скорость распростра-нения звука в материале снаряда. В этом случае снаряд взаимо-действует с броней только в области их соприкосновения (контак-та) и поэтому на остальную часть снаряда не передаются деформи-рующие нагрузки, так как ни один механический сигнал не может быть передан через среду со скоростью, большей, чем скорость распространения звука в той среде.

Скорость звука в тяжелых и прочных металлах составляет около 4000 м/с . Скорость бронебойных снарядов кинетического действия составляет примерно 40 процентов от этой величины, и поэтому эти снаряды не могут оказаться в идеальных условиях бронепробивания . Напротив, кумулятивный заряд воздействует на броню именно в идеальных условиях, поскольку скорость кумулятив-ной струи в несколько раз больше скорости звука в металле облицовки кумулятивного заряда.

Теория процесса бронепробивания делится на две части: одна (касающаяся кумулятивных зарядов) проста , ясна и бесспорна, а другая (относящаяся к бронебойным снарядам кинетического действия) все еще является неясной и крайне сложной. Последнее связано о тем, что когда скорость снаряда ниже скорости звука в его материале, снаряд в процессе бронепробивания подвергается зна-чительным деформирующим нагрузкам. Поэтому теоретическая модель бронепробивания оказывается затуманенной различными математическими моделями, касающимися деформаций, истираний и целостности снарядаи брони. При анализе взаимодействия кинетического снаряда с броней их поведение необходимо рассматривать обязательно совместно, в то время как бронепробиваемость кумулятивных зарядов можно анализировать независимо от брони, для пробивания которой они предназначены.

Кумулятивный заряд

В кумулятивном заряде взрывчатое вещество размещено вокругпустого металлического (обычно медного) конуса (облицовки).Детонация заряда осу-*)

Опущены ранее уже опубликованные в издаваемых войсковой частью 68064 Сборниках переводов статей сведения об основных конструктивных отличиях различных типов бронебойных подкалиберных и кумулятивных снарядов, сведения о различных типах современной танковой брони, а также имеющиеся в статье повторения.Прим. Редактора

ществляется таким образом, чтобы волнадетонации распространилась от вершины облицовки к ее основаниюперпендикулярно к образующей конуса. Когда волна детонации достигает облицовки, последняя начинает с большой скоростью деформироваться (обжиматься) по направлению к своей оси, что вызывает течение металла облицовки. При этом материал облицовкине плавится, а благодаря очень большой скорости и степени деформации переходит в когерентное (расщепленное на молекулярном уровне) состояние и ведет себя как жидкость , оставаясь твердым телом.

По физическому закону сохранения количества движения меньшая по массе часть облицовки, обладающая более высокой скоростью, потечет к основанию конуса, образуя кумулятивную струю. Большая по массе часть облицовки, но обладающая меньшей скоростью, потечет в противоположном направлении, образуя сердечник (пест). Описанные процессы иллюстрируются рисунками 1 и 2.

Рис.1.Образование сердечника (песта) и струи во время деформации облицовки, вызванной детонацией заряда. Фронт детонации распространяется от вершины облицовки к ее основанию, перпендикулярно к образующей конуса: 1 - взрывчатое вещество; 2 - облицовка; 3 - струя; 4 - фронт детонации; 5 - сердечник (пест)

Рис. 2.Распределение металла облицовки до и после ее деформации взрывом и образование сердечника (песта) и струи. Вершина конуса облицовки создает головную часть струи и хвостовую часть сердечника (песта), а основание образует хвостовую часть струи и головку сердечника (песта)

Распределение энергии между струёй и сердечником (пестом) зависит от апертуры конуса облицовки. Когда апертура конуса меньше 90о, энергия струи больше энергии сердечника, обратное же верно для апертуры больше 90о. Поэтому обычные кумулятивные заряды, используемые в снарядах, предназначенных для пробития толстой брови кумулятивной струей, образующейся при непосредственном контакте снаряда с броней, имеют апертуру не более 45о. Плоские кумулятивные заряды (типа "ударное ядро"), предназначен-ные для пробития относительно тонкой брони сердечником со значи-тельного (до десятков метров) расстояния, имеют апертуру порядка 120о.

Скорость сердечника (песта) ниже скорости звука в металле. Поэтому взаимодействие сердечника (песта) с броней протекает как у обычных бронебойных снарядов кинетического действия.

Скорость кумулятивной струи выше скорости звука в металле. Поэтому взаимодействиекумулятивной струи с броней протекает согласно гидродинамической теории, то есть кумулятивная струя и броня взаимодействуют как две идеальные жидкости при их соударении.

Из гидродинамической теории следует, что бронепробиваемость кумулятивной струи растет пропорционально длине струи и корню квадратному из отношения плотности материала облицовки кумулятив-ного заряда к плотности материала преграды. Исходя из этого может быть рассчитана теоретическая бронепробивная способность данного кумулятивного заряда.

Однако практика показывает, что реальная бронепробивная способность кумулятивных зарядов выше теоретической . Это объясня-ется тем, что фактическая длина струи оказывается большей, чем расчетная, из-за дополнительного вытягивания струи вследствие градиента скорости ее головной и хвостовой частей.

Для полной реализации потенциальной бронепробивной способности кумулятивного заряда (с учетом дополнительного вытягивания кумулятивной струи из-за градиента скорости по ее длине) необходимо, чтобы детонация кумулятивного заряда происходила на оптимальном фокусном расстоянии от преграды (рис. З). С этой целью используются различные типы баллистических наконечников соответствующейдлины.

Рис. 3.Изменение пробивной способности типичного кумулятивного заряда как функция изменения фокусного расстояния: 1 - глубина внедрения (см ); 2 - фокусное расстояние (см)

С целью большего вытягивания кумулятивной струи и, соответственно, повышения ее бронепробивной способности используют конические облицовки кумулятивных зарядов о двумя или тремя угловыми апертурами, а также облицовки рупорообразной формы (с непрерывно меняющейся угловой апертурой). При изменении угловой апертуры (ступенчато или непрерывно) возрастает градиент скорости по длине струи, что и вызывает ее дополнительное вытя-гивание и повышение бронепробивной способности.

Повышение бронепробиваемости кумулятивных зарядов за счет дополнительного вытягивания кумулятивной струи возможно лишь при обеспечении высокой точности изготовления их облицовок. Точность изготовления облицовок является ключевым фактором эффективности кумулятивных зарядов.

Будущие разработки кумулятивных зарядов

Возможность повышения бронепробиваемости кумулятивных зарядов за счет дополнительного вытягивания кумулятивной струи ограничена. Это связано с необходимостью соответственно увеличи-вать фокусное расстояние, что ведет к увеличению длины снарядов, затрудняет их стабилизацию в полете, повышает требования к точ-ности изготовления и удорожает производство. Кроме того, с увели-чением вытягивания струи соответствующим ее утоньшением снижаетсяэффективность заброневого действия.

Другим направлением повышения бронепробиваемости кумулятив-ных боеприпасов может быть использование кумулятивных зарядов тандемного типа. Речь идет не о боевой части с двумя последовательно расположенными кумулятивными зарядами, предназначенной для преодоления реактивной брони и не имеющей целью повысить бронепробиваемость как таковую. Речь о специальной конструкции, обес-печивающей целенаправленное использование энергии двух последовательно срабатывающих кумулятивных зарядов именно для увеличения суммарной бронепробиваемости боеприпаса. На первый взгляд обе концепции выглядят подобными, но в действительности они совершенно различны . В первой конструкции головной (с меньшей массой) заряд срабатывает первым, инициируя своей кумулятивной струёй подрыв защитного заряда реактивной бронии " расчищая путь" для кумулятивной струи второго заряда. Во второй же конструкции суммируется бронебойное действие кумулятивных струй обоих зарядов.

Доказано, что при равной бронепробивной способности калибр тандемного снаряда может быть меньше калибра однозарядного сна-ряда. Однако тандемный снаряд будет более длинным, чем однозарядный, и его труднее стабилизировать в полете. Весьма затруднен для тандемного снаряда и выбор оптимального Искусного расстояния. Оно может быть лишь компромиссом между идеальными значениями для первого и второго зарядов. Имеются и другие трудности в деле создания тандемных кумулятивных боеприпасов.

Альтернативные разработки кумулятивных зарядов

Вращение кумулятивного заряда, предназначенного для пробития брони кумулятивной струёй, снижает его бронепробивную способность. Это связано с тем, что возникающая при вращении центробежная сила разрывает и изгибает кумулятивную струю. Однако для кумулятивного заряда, предназначенного для пробития брони сердечником , а не струей, вращение, придаваемое сердечнику, может оказаться полезнымг повысить его бронепробиваемость подобнотому, как это имеет место в отношении обычных снарядов кинетического действия.

Использование образующихся при взрыве кумулятивных зарядов сердечников в качестве пробивающего средства предполагается в боевых частях SFF/EFP, предназначенных для суббоеприпасов , разбрасываемых артиллерийскими снарядами и ракетами. Сердечник, имея значительно больший по сравнению с кумулятивной струёй диаметр, имеет и более высокое заброневое поражающее действие, но пробивает по сравнению с кумулятивной струёй значительно меньшую толщину брони, хотя и со значительно большего расстояния. Бронепробиваемость сердечника может быть повышена за счет придания ему оптимальной фирмы, для чего необходима более толстая облицовка, чем для образования кумулятивной струи.

В кумулятивных боевых частях SFF/EFP целесообразно использовать параболические облицовки из тантала. В их предшествен-никах, которыми являются плоские кумулятивные заряды, используются конические облицовки из стали глубокой вытяжки. И в том и в дру-гом случае облицовки имеют большие угловые апертуры.

Пробивание с дозвуковой скоростью

Все бронебойные снаряды, ударная скорость которых меньше скорости звука в материале снаряда, воспринимают при взаимодей-ствии с броней большие давления и деформирующие силы. В свою оче-редь характер сопротивления брони внедрению снаряда зависит от ее формы, материала, прочности, пластичности и угла наклона, а также отскорости, материала и формы снаряда. Невозможно дать стандарт-ное всеобъемлющее описание происходящих при этом процессов.

В зависимости от того или иного сочетания указанных факторов основная энергия снаряда в процессе взаимодействия с броней рас-ходуется по разному, что приводит к различным по своему харак-теру поражениям брони (рис. 4). При этом в броне возникают те или иные виды напряжений и деформаций: растяжения, сжатия, среза, из-гиба. На практике все эти виды деформаций проявляются в смешанном и трудноразличимом виде, но для каждого конкретного сочетания условий взаимодействия снаряда с броней определяющими являются определенные виды деформаций.

Рис. 4.Некоторые характерные виды поражения брони снарядами кинетического действия. Сверху вниз: хрупкое разрушение, отколы брони, срез пробки, радиальные трещины, прокол (образование лепестков) на тыльной поверхности

Подкалиберный снаряд

Лучшие результаты бронепробиваемости достигаются, когда стрельбаведется из пушек крупного калибра (что обеспечивает получение снарядом высокой энергии, возрастающей пропорционально калибру в третьей степени) снарядами малого диаметра (что снижает потребную снаряду пробития брони энергию, пропорциональную диаметру, снаряда в первой степени). Это и определяет широкое распространение бронебойных подкалиберных снарядов.

Бронепробиваемость подкалиберных снаряда определяется соотношением его массы и скорости, а также отношением его длины ж диаметру (1:d).

Лучшим по бронепробиваемости является самый длинный снаряд, который может быть изготовлен при существующей технологии. Но при стабилизации вращением 1:d не может превышать 1:7 (или чуть больше), так как при превышенииэтого предела снаряд становится неустойчивым в полете.

При максимально допустимом отношении 1:d для обеспечения высокой бронепробиваемости более легкий снаряд с более высокой скоростью, чемболее тяжелый снаряд, но с меньшей скоростью. При достаточно высокой ударной скорости удлиненного снаряда материал преграды и снаряда соударении начинает течь (рис. 5), что облегчает процесс бронепробивания . Высокие скорости снаряда способствуют также повышению точности стрельбы.

Рис.5.Сверху: рентгеновский снимок удлиненного сердечника, попавшего в наклоненную под большим углом (80о) броневую плиту со скоростью 1200 м/с . Снимок отражает состояние через 8,5 мкс после удара: снаряди броня начинают течь вместе. Слева: рентгеновский снимок последовательности пробивания алюминиевой плиты медным удлиненным сердечником при ударе со скоростью 1200 м/с. Видно, что характер процесса пробивания приближается к гидродинамическому: течет и материал преграды, и материал сердечника

Начальные скорости современных бронебойных подкалиберных снарядов уже близки к предельно достижимым в артиллерийских системах, но все же их некоторое дальнейшее повышение возможно за счет использования метательных зарядов с большей энергией.

Наилучшая бронепробиваемость может быть получена при ударных скоростях 2000-2500 м/с. Повышение ударной скорости до 3000 м/с и более не приводит к дальнейшему увеличению бронепробиваемости , так как в этом случае основная часть энергии снаряда будет расходоваться на увеличение диаметра кратера. Однако переход к ударным скоростям равным (или превышающим) скорости звука в материале снаряда (например, за счет использования электромагнит-ных пушек), вновь повышает бронепробиваемость , так как процесс бронепробивания становится идеальным, как при пробивании брони кумулятивной струей.

Стабилизация вращением или оперением?

Стабилизация вращением невозможна при отношении 1:d больше 8. Стабилизация оперением тем затруднительней , чем выше скорость снаряда, но решение этой задачи облегчается, если место крепления оперения расположить на достаточном расстоянии от центра тяжести снаряда. С этой целью либо помещают в головной части снаряда тяжелый сердечник, либо создают полость в хвостовой части снаряда, либо просто удлиняютснаряд. Стабилизация оперением позволяет успешно стабилизировать снаряды со значи-тельно большим отношением1:d, чем это может быть обеспечено стабилизацией вращением.

Стабилизация снаряда вращением возможнатолько при стрельбе из нарезных пушек, а стабилизация оперением - при стрельбе, какиз нарезных, так и гладкоствольных пушек. Иначе, из нарезных пушек можно вести стрельбу снарядами, стабилизированными как вращением, так и оперением, а из гладкоствольных - только стабилизированными оперением. В этом плане решение Великобритании использовать для своих танков нарезные пушки представляется оправданным.

Использование стабилизации оперением открывает возможности значительного увеличения отношения 1:d, однако, с другой стороны эти возможности ограничиваются прочностью снаряда, так как чрезмерно длинные и тонкиеснаряды при ударе о броню будут ломаться, особенно при попаданияхпод большим углом от нормали к поверхности брони. Предполагаемое использованиев конструкции снарядов типаAPFSDS, изготовляемых из сплава обедненного урана ("Стабеллой "), отношения 1:d=20 может быть объяснено только очень высокой прочностью этого сплава. Такую прочность можно получить, если снаряд будет представлять собой монокристаллическое тело, так как механическая прочность монокристалла намного выше прочности поликристаллического тела.

Броня

При одной и той же толщине более плотный материал обладает более высокой противокумулятивной стойкостью по сравнению с менее плотным материалом. Однако ограничением для бронирования подвижных машин является не толщина брони как таковая, а масса брони. При равной же массе менееплотной материал (за счет большей толщины) будет обладать болеевысокой противокумулятивной стойкостью по сравнению с более плотным материалом. Отсюда вытекает целесообраз-ность использования для противокумулятивной защиты легких прочных материалов (алюминиевые сплавы,"Кевлар " и др.).

Однако легкие материалы плохо защищают от снарядов кинети-ческого действия. Поэтому для защиты от этих снарядов необходимо снаружи и сзади слоя легкого материала размещать прочную стальную броню. Такова основная концепция композитной (комбинированной) брони, конкретный состав которой может быть весьма сложными держится в секрете.

Последними достижениями в области брони являются реактивная броня, впервые использованная на израильских танках, а также используемая на американском танке М-1А1 броня, включающая моно-кристаллы наоснове обедненного урана. Последняя обладает высокими защитными свойствами от кумулятивных и бронебойных подкалиберных снарядов, а также от гамма-излучения ядерного взрыва. Однако обедненный уран может быть легко расщеплен быстрыми нейтронами (коэффициент выхода между 2 и 4), что усилит нейтронный компонент. Это может в 1,25-1,6 раза увеличить радиус смертельных поражений нейтронным потоком членов экипажа танка при ядерном взрыве. Стоит ли это учитывать? Ответ может последовать не от специалистов по вооружению,а лишь от специалистов по вопросам стратегии.

GIORGIO FERRARI

THE "HOWS" AMD "WHYS" OF ARMOUR PENETRATION.

MILITARY TECHNOLOGY, 1988, No10, p. 81-82, 85, 86, 90-94, 96

Процесс расчета бронепробиваемости очень сложен, неоднозначен и зависит от многих факторов. Среди них толщина брони, пробиваемость снаряда, пробиваемость орудия, угол наклона бронированного листа и т.п.

Рассчитать вероятность пробития брони, а тем более точное количество наносимого урона, самостоятельно практически невозможно. Также существуют вероятности промаха и рикошета, заложенные программно. Не забывайте учитывать, что многие значения в описаниях указаны не максимальные или минимальные, а средние.

Ниже приведены критерии по которым производится приблизительный расчет бронепробиваемости .

Рассчет бронепробиваемости

1. Окружность прицела - это круговое отклонение на момент встречи снаряда с целью/препятствием. Иными словами, даже если цель перекрывает кружок, снаряд может попасть в ребро(место соединения листов брони) или пройти по касательной к броне.
2. Рассчитывается уменьшение энергии снаряда в зависимости от дальности.
3. Снаряд летит по баллистической траектории. Данное условие применимо для всех орудий. Но у противотанковых - дульная скорость достаточно высока,поэтому траектория близка к прямой. Траектория полета снаряда не прямая, и поэтому возможны отклонения. Прицел это учитывает, показывая рассчитанную область попадания.
4. Снаряд попадает в цель. Сначала рассчитывается его положение в момент попадания - на возможность рикошета. Если рикошет присутствует, то берётся новая траектория и пересчитывается заново. Если нет - производится расчёт пробиваемости брони.
   В данной ситуации вероятность пробития определяется из расчитанной толщины брони (при этом учитывается угол и наклон) и бронепробиваемости снаряда, и составляет +-30% от штатной бронепробиваемости . Так же производится учет нормализации.
5. Если снаряд пробил броню, то он снимает указанное в его параметрах число хит-поинтов танка(Актуально только для бронебойных, подкалиберных и куммулятивных снарядов). Причём существует возможность при попадании в некоторые модули(маска пушки, гусеница) могут полностью или частично поглощать урон снаряда, при этом получая критическое повреждение, в зависимости от области попадания снарядом. Абсорбции при пробитии брони бронебойным снарядом нет. В случаях с осколочно фугасными снарядами абсорбция есть(для них используются несколько другие алгоритмы). Урон фугасного снаряда при пробитии такой же, как и у бронебойного. При непробитии считается по формуле:
   Половина урона осклочно-фугасного снаряда - (толщина брони в мм * коэффициент абсорбции брони). Коэффициент абсорбции брони примерно равен 1.3, если установлен модуль "Противо-осколочный подбой", то 1.3*1.15
6. Снаряд внутри танка "движется" по прямой, попадая и "пробивая" модули (оборудование и танкистов), у каждого из объектов - собственное число хит-поинтов. Наносимый урон (пропорциональный энергии из п.5) - делится на урон непосредственно танку - и критического урона модулям. Число снятых хит-поинтов - общее, поэтому чем больше единовременных критических повреждений, тем меньше хит-поинтов снимается с танка. И везде присутствует вероятность +- 30%. Для разных бронебойных снарядов - в формулах используются разные коэффициенты. Если калибр снаряда в 3 и более раза больше толщины брони в точки попадания, то рикошет исключается специальным правилом.
7. При прохождении сквозь модули и нанесения им критического урона - снаряд тратит энергию, и в процессе - полностью её теряет. Сквозные пробития танка, в игре не предусмотрены. Но есть получение критического урона модулю цепной реакцией вызванной повреждённым модулем (бензобак, мотор)в случае если он загорается и начинает наносить урон другим модулям, либо взрывается (боеукладка), полностью снимая хит-поинты танка. Некоторые места в танке пересчитываются отдельно. Например гусеница и маска пушки получают только критическое повреждение, без снятия хит-поинтов у танка, если бронебойный снаряд не прошёл дальше. Или же оптика и люк механикам-водителя - в некоторых танках являются "слабыми местами".

Бронепробиваемость танка зависит и от его уровня. Чем выше уровень танка тем сложнее его пробить. Топовые танки обладают максимальной защитой и минимальной бронепробиваемостью.

Процесс расчета бронепробиваемости очень сложен, неоднозначен и зависит от многих факторов. Среди них толщина брони, пробиваемость снаряда, пробиваемость орудия, угол наклона бронированного листа и т.п.

Рассчитать вероятность пробития брони, а тем более точное количество наносимого урона, самостоятельно практически невозможно. Также существуют вероятности промаха и рикошета, заложенные программно. Не забывайте учитывать, что многие значения в описаниях указаны не максимальные или минимальные, а средние.

Ниже приведены критерии по которым производится приблизительный расчет бронепробиваемости .

Рассчет бронепробиваемости

1. Окружность прицела - это круговое отклонение на момент встречи снаряда с целью/препятствием. Иными словами, даже если цель перекрывает кружок, снаряд может попасть в ребро(место соединения листов брони) или пройти по касательной к броне.
2. Рассчитывается уменьшение энергии снаряда в зависимости от дальности.
3. Снаряд летит по баллистической траектории. Данное условие применимо для всех орудий. Но у противотанковых - дульная скорость достаточно высока,поэтому траектория близка к прямой. Траектория полета снаряда не прямая, и поэтому возможны отклонения. Прицел это учитывает, показывая рассчитанную область попадания.
4. Снаряд попадает в цель. Сначала рассчитывается его положение в момент попадания - на возможность рикошета. Если рикошет присутствует, то берётся новая траектория и пересчитывается заново. Если нет - производится расчёт пробиваемости брони.
   В данной ситуации вероятность пробития определяется из расчитанной толщины брони (при этом учитывается угол и наклон) и бронепробиваемости снаряда, и составляет +-30% от штатной бронепробиваемости . Так же производится учет нормализации.
5. Если снаряд пробил броню, то он снимает указанное в его параметрах число хит-поинтов танка(Актуально только для бронебойных, подкалиберных и куммулятивных снарядов). Причём существует возможность при попадании в некоторые модули(маска пушки, гусеница) могут полностью или частично поглощать урон снаряда, при этом получая критическое повреждение, в зависимости от области попадания снарядом. Абсорбции при пробитии брони бронебойным снарядом нет. В случаях с осколочно фугасными снарядами абсорбция есть(для них используются несколько другие алгоритмы). Урон фугасного снаряда при пробитии такой же, как и у бронебойного. При непробитии считается по формуле:
   Половина урона осклочно-фугасного снаряда - (толщина брони в мм * коэффициент абсорбции брони). Коэффициент абсорбции брони примерно равен 1.3, если установлен модуль "Противо-осколочный подбой", то 1.3*1.15
6. Снаряд внутри танка "движется" по прямой, попадая и "пробивая" модули (оборудование и танкистов), у каждого из объектов - собственное число хит-поинтов. Наносимый урон (пропорциональный энергии из п.5) - делится на урон непосредственно танку - и критического урона модулям. Число снятых хит-поинтов - общее, поэтому чем больше единовременных критических повреждений, тем меньше хит-поинтов снимается с танка. И везде присутствует вероятность +- 30%. Для разных бронебойных снарядов - в формулах используются разные коэффициенты. Если калибр снаряда в 3 и более раза больше толщины брони в точки попадания, то рикошет исключается специальным правилом.
7. При прохождении сквозь модули и нанесения им критического урона - снаряд тратит энергию, и в процессе - полностью её теряет. Сквозные пробития танка, в игре не предусмотрены. Но есть получение критического урона модулю цепной реакцией вызванной повреждённым модулем (бензобак, мотор)в случае если он загорается и начинает наносить урон другим модулям, либо взрывается (боеукладка), полностью снимая хит-поинты танка. Некоторые места в танке пересчитываются отдельно. Например гусеница и маска пушки получают только критическое повреждение, без снятия хит-поинтов у танка, если бронебойный снаряд не прошёл дальше. Или же оптика и люк механикам-водителя - в некоторых танках являются "слабыми местами".

Бронепробиваемость танка зависит и от его уровня. Чем выше уровень танка тем сложнее его пробить. Топовые танки обладают максимальной защитой и минимальной бронепробиваемостью.