Направленные осколочные потоки

Окончание.

Начало см. «ТиВ» №8/2000

Удаление отсека, расположенного впереди блока готовых поражающих элементов, является необходимым, так как при ударе в него резко снижается скорость ГПЭ и их поле полностью расстраивается (рис. 14). Удаление отсека может производится как его отстрелом с помощью пиротехнических устройств, так и разрушением взрывом заряда взрывчатого вещества. В последнем случае должна быть обеспечена сохранность блока ГПЭ и заряда ВВ. Пример конструктивной схемы второго типа представлен на рис. 15 (фирма Диль). В этой схеме взрыв удлиненного заряда-ликвидатора, расположенного по оси головного отсека управления, возбуждается ударом кумулятивной струи, формируемой кумулятивной воронкой, расположенной на переднем торце метательного заряда.

Рис.14 Вид щитов после перехвата пучка ГПЭ осколочно-пучкового снаряда

Метание блока готовых поражающих элементов контактным взрывом бризантного взрывчатого вещества существенно отличается от «мягкого» порохового метания наличием интенсивных волновых процессов в блоке. Процесс метания многослойного блока с плотной укладкой ГПЭ, выполненных, например, в форме шестигранных призм, показан на рис. 16 (для упрощения показан заряд без оболочки). При ударе детонационного фронта D о блок в нем возникает мощная ударная волна сжатия SW, влекущая за собой косую коническую волну разрежения RW, за фронтом которой вещество блока истекает в радиальных направлениях. Действие волны боковой разгрузки резко увеличивает угол разлета блока. После выхода фронта ударной волны на переднюю поверхность блока возникает волна разрежения, бегущая по блоку назад и вызывающая последовательный «откол» слоев ГПЭ, причем лицевой слой получает наиболее высокую скорость, а последующие – меньшие, вследствие чего возникает так называемое эшелонирование потока.

Рис.16 Процесс взрывного метания многослойного блока ГПЭ

Рис.15 Головная часть управляемого осколочно- пучкового снаряда фирмы Диль

На рис.17 показаны методы уменьшения угла разлета.

Одной из наиболее интересных и многообещающих схем ОБП осевого действия, появившихся в самое последнее время, является снаряд с разделенными во времени выбросом блока ГПЭ и подрывом осколочной боевой части (схема «СВАРОГ-Снаряд – Выброс Аксиальный – Разрыв Осколочной Гранаты»). Выброс блока ГПЭ происходит при подходе снаряда к цели на определенном расстоянии от нее с помощью пиротехнического устройства разделения, а при падении боеприпаса на грунт или в момент пролета мимо цели происходит подрыв осколочно-фугасной боевой части снаряда. Схема предназначена в основном для использования при высоких относительных скоростях встречи с целью (снаряды танковых пушек, гиперзвуковые ракеты, стрельба по приближающимся высокоскоростным целям и т. п.), поэтому выброс ГПЭ может производиться как по направлению, так и против направления полета, а также в стороны. Снаряд является многофункциональным и в варианте оснащения ударно-дистанционной системой подрыва позволяет реализовывать 8 видов действия:

А. С выбросом блока готовых поражающих элементов

1. Траекторный разрыв боевой части через установленное время после отделения блока;

2. Ударный наземный разрыв боевой части с установкой на мгновенное (осколочное) действие;

3. Ударный наземный разрыв с установкой на инерционное (осколочно- фугасное) действие;

4. Ударный наземный разрыв с установкой на замедленное (проникающефугасное) действие;

Б. Без отделения блоха готовых поражающих элементов

5. Траекторный разрыв;

6. Ударный наземный разрыв с установкой на осколочное действие;

7. Ударный наземный разрыв с установкой на осколочно-фугасное действие;

8.Ударный наземный разрыв с установкой на проникающе-фугасное действие.

Выбор оптимального режима (адаптация снаряда к типу цели и условиям боя) производится бортовым компьютером системы управления огнем. Оценки по обобщенной эффективности поражения живой силы на открытой местности, в окопе и в сооружении 125-мм танковыми снарядами показали, что новый снаряд имеет устойчивое преимущество перед всеми тремя известными типами танковых снарядов этого назначения: обычным осколочно-фугасным снарядом с наземным и траекторным разрывом, осколочно-пучковым снарядом по патенту №2018779 РФ (рис.18) и пороховой шрапнелью со стреловидными поражающими элементами.

Рис.17 Методы уменьшения угла разлета с помощью:

а) – генератора плоской детонационной волны; б) – многоточечного торцевого инициирования; в) – взрывонепроводящеи линзы 1; г) – противоразгрузочной отбортовки 2 заряда ВВ; д) – массивного стального оголовья 3

На рис.19 представлена схема снаряда с передним расположением блока ГПЭ (с выбросом вперед, заявка №99110540 НИИ СМ МГТУ им. Н.Э. Баумана), на рис.20 – схема его действия по воздушной цели. Схема управляемого снаряда с выбросом блока стреловид-

Рис.18 Осколочно-пучковый снаряд к танковой пушке (пат. N° 2018779 РФ)

1 – головной контактный узел; 2 – головной колпак: 3 – легкий заполнитель; 4 – блок ГПЭ; 5 – диафрагма; 6 – корпус снаряда; 7 – заряд ВВ; 8-донный дистанционный взрыватель; 9 – окно для ввода установки; 10 – стабилизатор

Рис.19 Снаряд «СВАРОГ» с выбросом блока ГПЭ вперед

1 – осколочный корпус; 2 – заряд ВВ; 3-детонатор; 4 – гильза; 5 – пороховой заряд; 6-диафрагма; 7 – ГПЭ; 8 – головной колпак; 9 – временной взрыватель; 10 – головной контактный узел; 11 – приемник команд; 12 – центральная трубка; 13-ударный взрыватель; 14 – воспламенитель; 15-замедлитель; 16-стабилизатор; 17-перья стабилизатора

Рис.20 Схема действия снаряда «СВАРОГ" с разделенными выбросом ГПЭ и подрывом

Рис.21 Управляемая ракета типа «СВАРОГ» с выбросом ГПЭ вбок

1 – осколочная БЧ; 2 – сбрасываемые полуцилиндры; 3 -стреловидные ГПЭ; 4-штанга; 5-упругий мехных поражающих элементов вбок показана на рис.21.

Комбинированное воздействие блока ГПЭ и боевой части на воздушную цель наряду с поражением ее различных проекций (в случае, показанном на рис.20 поток ГПЭ поражает лобовую проекцию цели, а осколки боевой части – боковую проекцию) может привести к возникновению новых суммарных эффектов. Примером может служить интенсивное разрушение аэродинамических панелей летательных аппаратов за счет нанесения осевым потоком ГПЭ множественных повреждений панели, являющихся очагами разрушения, с последующим разрушением ослабленных панелей компрессионным действием заряда ВВ боевой части. Другим примером может служить интенсификация действия ГПЭ блока при исполнении их в виде зажигательных элементов. При выбросе блока ГПЭ назад ГПЭ подходят к цели позже осколков боевой части. В этом случае осколки боевой части пробивают топливные баки и обеспечивают истечение топлива в атмосферу с образованием паровоздушной смеси, а подходящие позже зажигательные ГПЭ вызывают ее воспламенение.

Другой вариант конструктивной реализации этого же способа поражения отличается тем, что трубчатый блок ГПЭ располагается в кольцевом зазоре между корпусом снаряда и выбрасываемой осколочной боевой частью. Преимуществом этого варианта является продуктивное использование блока ГПЭ при разрыве снаряда в сборе по варианту Б. В этом случае ГПЭ включаются в радиальное поле осколков обоих корпусов.

Схема «СВАРОГ» в более общем плане является реализацией применительно к осколочным боеприпасам принципа разделенного действия. Действие боеприпаса осуществляется в несколько этапов, на каждом из которых решается конкретная задача. Примерами таких боеприпасов других классов могут служить кумулятивный снаряд типа тандем, бетонобойная бомба типа STABO с головным кумулятивным зарядом и проникающим фугасным снарядом и ряд других.

Перспективы разработки артиллерийских снарядов осевого действия являются наиболее многообещающими для танковых пушек и автоматических пушек калибра 40…100 мм. В настоящее время боекомплект отечественных танков Т-72, Т-80, Т-90 включает четыре типа снарядов – бронебойный оперенный подкалиберный (БОПС), кумулятивный, управляемый ПТУР и осколочно- фугасный. Первые три типа предназначены для борьбы с танками, а последний снаряд является многоцелевым и предназначен в основном для самообороны танка от противотанковых средств (расчеты гранатометов и ПТУР на открытой местности, в окопах и зданиях, подвижные установки ПТУР, противотанковые вертолеты и т.п.). Ниже, в табл.3 приводится сравнительная оценка эффективности штатного танкового 125-мм осколочно-фугасного снаряда ЗОФ19 и различных снарядов осевого действия этого калибра. Оценка проводится по двум показателям – вероятности поражения открыто расположенного расчета ПТУР на дальности 2000 м и величине собственных потерь наступающей танковой бригады. Последний показатель рассчитывался с помощью компьютерного моделирования методом динамики средних огневого боя бригады с соединением, включающим пять разнородных групп противотанкового оружия. Бой рассматривался как случайный процесс, протекающий по модели Ланчестера первого рода.

Рис.22 Мина осколочная направленная МОН-100

Рис.23 Инженерная мина М18А1

Рис.24 Действие противовертолетных мин

Рис.25 Действие комплекса активной защиты танка «'Арена»

Как видно из таблицы, снаряд разделенного действия «СВАРОГ» по обоим показателям существенно превосходит как штатный ОФ снаряд, так и все остальные схемы снарядов осевого действия.

Аналогичные выводы получены при оценке действия снарядов автоматических корабельных пушек по атакующим противокорабельным крылатым ракетам (ПКР). Проблемы обороны кораблей от ПКР не решены до настоящего времени. По различным оценкам корабельные ракеты обеспечат перехват не более 70… 80% ПКР. Дострел прорвавшихся ракет должен обеспечиваться корабельной артиллерией среднего калибра (на дальностях 3… 15 км) и малого калибра (на дальностях менее 3 км). При этом поражение ПКР на ближних рубежах должно осуществляться только по классу «А», т.е. с мгновенным разрушением цели в воздухе, поэтому основные надежды возлагаются на действие бронебойных подкалиберных снарядов, способных пробить корпус боевой части ПКР и вызвать детонацию ее заряда ВВ. Элементарные оценки, однако, показывают, что прямое попадание снаряда в весьма небольшую площадь лобовой проекции ПКР реально осуществимо только при точности стрельбы, намного превышающей типовые уровни, составляющие для кругового вероятного отклонения 2…3 тысячных дальности. Поэтому разработка новых малокалиберных снарядов с траекторным разрывом, в том числе снарядов с неконтактным взрывателем, осколочно-пучковых, снарядов «СВАРОГ» и др. является неотложной задачей.

Отдельный и многочисленный класс боеприпасов осевого действия представляют инженерные мины осколочные направленные (МОП). Недостатком инженерных мин с коническим потоком МОП-ЮО, МОП-200 (дальность соответственно 100 и 200 м) (рис.22) является нерациональная форма потока, при которой значительная часть ГПЭ уходит в грунт и в воздух. В настоящее время эти мины вытесняются минами с неосесимметричным потоком, сечение которого представляет овал с большой осью, расположенной параллельно поверхности земли. Характерным примером являются мины МОН-50 (или аналогичная ей мина США М18А1 «Клеймор»), МОН-90 (рис.23). Эти мины имеют пластмассовый корпус в виде криволинейной призмы, в передней части которого в пластмассу залиты готовые ПЭ. Интересно отметить, что в практике боевого применения мин типа МОН отмечались многочисленные случаи установки мин «задом наперед», т.е. вперед вогнутой боевой частью. Слабо обученному саперу представлялось, что тем самым он «фокусирует» осколочный поток в направлении цели. Для предотвращения этого на передней поверхности мин «Клеймор» наносится надпись крупными буквами «Front toward enemy» («Лицом к противнику»). К слову сказать, судя по фильмам «Коммандо» и «Хищник» мина «Клеймор» является любимым оружием Арнольда Шварценеггера. Отметим еще, что идея стелющегося потока поражающих элементов принадлежит генерал- фельдцейхмейстеру (начальнику артиллерии) елизаветинской эпохи графу П.И. Шувалову и была реализована в «секретных» гаубицах Шувалова, имеющих овальное сечение канала ствола и предназначенных для стрельбы картечью. Этот государственный секрет строго охранялся – перевозка «новоинвентованных» гаубиц производилась только с надетыми надульными чехлами.

В последние годы происходит быстрое развитие противовертолетных направленных мин (рис.24), имеющих неконтактные взрыватели. По мнению зарубежных военных специалистов, применение этих мин может вынудить экипажи вертолетов избегать малых высот полета, что приведет к потере главных преимуществ – скрытности и внезапности атаки.

Отметим еще одно новое применение принципа взрывного осевого метания. Речь идет о комплексе активной защиты танка (КАЗТ) «Арена» («Военный парад, №3, 1996г.). Этот комплекс содержит 22…26 защитных боеприпасов, расположенных в шахте пояса, опоясывающего башню. Обнаружение подлетающих РПГ и ПТУР, их сопровождение и выдача команды на срабатывание нужного боеприпаса в зависимости от направления подлета производится автоматической радиолокационной системой. Дальность обнаружения подлетающих целей – 50 м, время реакции системы 0,07 с. Приводится внешний вид защитного блока, выполненного в виде квадратной пластины, по-видимому, содержащей плоский заряд ВВ и слой ГПЭ. Описание схемы действия в статье не приводится, но можно предполагать, что по команде пороховым вышибным зарядом производится выброс (отстрел) боеприпаса вверх, а затем по истечении заданного замедления – его подрыв (рис.25).

Основными способами реализации радиально направленного потока (нацеливания в плоскости, нормальной к траектории снаряда) являются:

Рис.26 Управляемый снаряд типа «осколочное крыло» 1 – слой ВВ; 2 – слой ГПЭ; 3 – корпус; 4 – рули; 5 – головка самонаведения

Стержневая боевая часть ЗУР и схема ее действия

Способы реализации радиально направленного потока ГПЭ

• многоточечное скользящее инициирование,• взрывное деформирование ОБЧ перед подрывом,• управление креном снаряда,• поворот перед подрывом неосесимметричной ОБЧ вокруг продольной оси,• раскрытие ОБЧ на плоскость.

Наибольшим быстродействием повремени нацеливания обладает многоточечное скользящее инициирование. В этой схеме детонаторы располагаются по окружности заряда. После получения информации о стороне промаха включается детонатор, расположенный по другую сторону от цели относительно оси снаряда. При этом увеличивается энергия потока, направляемая в сторону цели. Поданным ВНИИЭФ Федерального ядерного центра (г. Саров) это увеличение может составлять 2,5 раза по сравнению с изотропным разлетом.

Этот принцип нацеливания реализован в боевой части ЗУР 9М96Е и 9М96Е2 разработки КБ «Факел». Пусковая установка этой ЗУР содержит три контейнера, каждый из которых содержит 4 ракеты. Масса одной ракеты 9В96Е составляет 333 кг, ракеты 9М98Е2 – 420 кг. Масса осколочной боевой части в обоих ЗУР равна 24 кг. Предусмотрены два режима подрыва: направленный в случае известной стороны промаха и изотропный с формированием кругового поля с помощью центрального детонатора в случае, когда сторона промаха неизвестна.

Достаточно большим быстродействием (tH =0,001.. .0,003 с) обладает БЧ с взрывным деформированием. Осколочная оболочка в данном случае выполняется из пластичной стали или резины с вмонтированными в нее ГПЭ. По образующим оболочки с зарядом пластического ВВ расположены детонирующие удлиненные заряды (ДУЗ) с демпферами. После получения информации о стороне промаха ДУЗ, расположенный на стороне цели, взрывается, деформируя БЧ, а затем производится ее подрыв детонатором с формированием направленного потока осколков. Боевая часть такого типа разрабатывалась германской фирмой Дойче аэроспейс под руководством известного специалиста доктора М. Хельда для замены круговой боевой части ЗУР «Патриот». Необходимость этой замены выявилась в ходе войны в Заливе 1991 года. Выяснилось, что готовые поражающие элементы штатной круговой ОБЧ массой 7 г малоэффективны при перехвате иракских тактических ракет «Скад» и необходимо увеличение массы ГПЭ до 40 г, что при сохранении заданной плотности потока может быть обеспечено только переходом к направленным полям.

В случае использования трех последних методов, являющихся чисто механическими, процесс нацеливания занимает значительное время и должен начинаться на большом расстоянии от цели, что увеличивает ошибку определения угловой ориентации цели относительно снаряда. Нацеливание поворотом по крену всего снаряда реализовано в ЗУР 9М83 комплекса C-300B ПВО Сухопутных войск. Одним из перспективных направлений развития снарядов направленного действия является разработка снарядов нетрадиционной геометрии. НИИ СМ МГТУ им Н.Э. Баумана разработана принципиально новая схема управляемого снаряда, метательный двухслойный блок которого (ВВ-ГПЭ) выполнен в виде пластины, осуществляющей одновременно функцию аэродинамической плоскости (крыла) (рис.26) (патент №2032138 РФ). В снарядах этой конструкции относительная масса БЧ может быть доведена до 0,4…0,5 (в снарядах обычной схемы относительная масса БЧ не превышает 0,1). При этом из-за снижения роли краевых эффектов достигается высокий КПД использования энергии заряда ВВ. БЧ этого типа обеспечивает удельное угловое энергосодержание потока 15… 30 МДж/стерадиан.

1. В.А. Одинцов Возвращение шрапнели Техника и вооружение, 1999, №№4,7.

2. Одинцов В.А. Перспективы развития осколочных боеприпасов осевого действия // Боеприпасы, 1994, №3-4.

3. Одинцов В.А. Перспективные схемы танковых многоцелевых снарядов // Оборонная техника, 1995, №1.

4. Одинцов В.А. Конструкции осевого действия. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 1995.

5. Одинцов В.А. Новый снаряд для танков // Военный парад, 1996, ноябрь-декабрь.

6. Одинцов В.А. Конструкции осколочных боеприпасов. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 1997.

7. Одинцов В.А. Осколочные боевые части: перспективы развития // Военный парад, 1998, №4(28).

8. Одинцов В.А. Совершенствование танковых боеприпасов осколочного действия // Военный парад, 1998, №4(28).

9. Митин С.Е., Молчанов Ю.С., Одинцов В.А., Селиванов В.В., Сидоренко Ю.М. Адаптивные осколочные снаряды осевого действия // Оборонная техника, 1999, №1-2.

10. А. Михайлов. ВНИИЭФ: лабораторная отработка неядерных боевых частей // Военный парад, 1999, №1(31).

11. С. Петухов, И. Шестов, Р. Ангельский. ЗРК ПВО Сухопутных войск // «Техника и вооружение», 1999, №5-б

12. Пат. №2018779 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 27.02.92, опубл. 30.08.94.

13. Пат. №2032138 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 27.04.92, опубл. 27.03.95.

14. Пат. №2032139 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 18.06.92, опубл. 27.03.95.

15. Пат. №2034232 РФ, МКИ F42B 12/ 58, 12/32, заявл. 11.01.93, опубл. 30.04.95.

16. Пат. №2079099 РФ, МКИ F42B 12/ 58, заявл. 18.11.93, опубл. 10.05.97.

17. Пат. №2080548 РФ, МКИ F42B 12/ 02, заявл. 01.04.93, опубл. 27.05.97.

18. Пат. №2082943 РФ, МКИ F42B 12/ 20, заявл. 25.01.94, опубл. 27.06.97.

19. Пат. №2082945 РФ, МКИ F42B 12/ 56, 15/60, заявл. 21.12.93, опубл. 27.06.97.

20. Пат. №2095739 РФ, МКИ F42B 12/ 56, 12/62, заявл. 01.07.94, опубл. 10.11.97.

21. Пат. №2108538 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 11.03.94, опубл. 10.04.98.

22. Пат. №2118790 РФ, МКИ F42B 12/ 20, заявл. 01.07.97, опубл. 10.09.98.

23. Пат. №2148244 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 10.09.98, опубл. 27.04.2000

24. Пат. №2137085 РФ, МКИ F42B 12/ 32, заявл. 29.10.98, опубл. 10.09.99

25. Заявка №99110540, МКИ F42B.

Кандидат технических наук Михаил Растопшин

Кандидат технических наук Александр Солопов