принцип действия, история, понятие эффекта, использование

Это боеприпасы основного военного назначения с зарядом кумулятивного действия.  Такой снаряд используется военными для стрельбы по:

  • Бронированной технике (БТР, танки, БМП, Джипы и пр.).
  • Фортификациям (ДОТы, бункеры, траншеи).

Уничтожение техники и укреплений противника, происходит за счёт направленного взрыва с высокой пробивной силой. В облицовке находится специальная выемка со взрывчатым веществом, которая при взрыве переходит в состояние сверхвысокой пластичности и направляется вдоль всей оси выемки. За счёт такого эффекта, при встрече с препятствием, кумулятивная струя создаёт высокое давление и с лёгкостью пробивает бронированные цели.

Мощность снаряда при взрыве, определяется:

  • Техническими характеристиками.
  • Формой выемки в облицовке для формирования кумулятивной струи.
  • Облицовочным материалом и др.

Оглавление

  • 1 Истоки изобретения и дальнейшее развитие эффекта
    • 1.
      1 Кумулятивные боеприпасы в послевоенное время
  • 2 Деталировка стандартного кумулятивного снаряда
    • 2.1 Понятие кумулятивного эффекта
  • 3 Эффективное использование

Истоки изобретения и дальнейшее развитие эффекта

Когда произошлоЧто произошло
1864 г.Открытие М. Бересковым кумулятивного эффекта.
1910 г. – 1926 г.Множественные исследования различными странами, для создания кумулятивных боеприпасов и их испытание в условиях военного времени
1935 г.В Германии создаются первые образцы кумулятивных снарядов.
1940 г.Использование кумулятивных боеприпасов армией Вермахта. Открытие производств по их созданию в США.
1942 г.Советский Союз начинает массовое производство снарядов для применения в артиллерийских дивизиях.
1950 г.Военные инженеры США создают первый в мире снаряд с высоким уровнем стабилизации и начало исследований по его усовершенствованию.
1960 г.Первичные испытания разработанных в СССР сбалансированных снарядов с кумулятивным эффектом.
1990 г.Создание военными инженерами СССР первых в мире боеприпасов тандемного вида, которые способны пробивать броню до 8 см.

 

1864 год, стал настоящим прорывом мастера минного дела Михаила Матвеевича Берескова, который открыл кумулятивный эффект. После воплощения задумки в жизнь, начались множественные испытания для проверки эффективности против твёрдых и бронированных объектов. Военное руководство многих стран, привело в шок, с какой эффективностью кумулятивные снаряды уничтожают бронированную технику. Подобные испытания заставили учёных со всего мира начинать исследования разработки М. Берескова.

В период с 1910 по 1926 гг. активно продолжались исследования военными инженерами Великобритании, США, России, Германии, Турции, Франции, по созданию разнотипных мин и снарядов с кумулятивным действием. Главной целью всех разработок являлось найти наиболее подходящую форму и материал, которые смогли бы уничтожать тяжелобронированные объекты.

В 1935 году, немецкие инженеры начали создавать снаряды с кумулятивным зарядом для артиллерийских полков, которые активно их использовали в ходе 1941-1944 годов. Благодаря увиденному потенциалу немецких снарядов против советской техники, Советский Союз взяв за основу немецкие образцы, начал производство аналогичных боеприпасов.

В 1942 году Советский Союз сумел начать массовое производство снарядов, которые могли бы использоваться в артиллерийских орудиях.

Кумулятивные боеприпасы в послевоенное время

В июле 1950 года, американские военные инженеры изобрели абсолютно новую модель снаряда, с высокой стабильностью во время полёта и уникальной облицовкой.

В 1960 году был создан снаряд, имевший улучшенную структуру, и был сделан из материалов, которые полностью превосходили своих предшественников. В этом же году были начаты множественные исследования по усовершенствованию уже готовых разработок.

1990 год — Создание первых в мире боеприпасов тандемного вида, которые способны пробивать броню до 8 см.

Деталировка стандартного кумулятивного снаряда

Кумулятивный снаряд состоит из:

  • Взрывателя и головки;
  • выемки и кольца;
  • заряда и детонатора;
  • фиксатора и трассера;
  • стабилизатора, корпуса, лопасти.

Понятие кумулятивного эффекта

Эффект изобретённый Бересковым, означает мгновенное усиление происходящих процессов, за счёт слаженности совместных усилий.

В одной из частей заряда изготавливают небольшое углубление, которое покрывается слоем металла общей толщиной в 1-3 мм. Это углубление всегда повернуто к цели.

Взрыв, происходящий на краю воронки, заставляет взрывную волну проходить по боковым стенкам, тем самым сплющивая их к оси снаряда. Во время взрыва создаётся большое давление, которое трансмутирует облицовку воронки в квазижидкость , затем перемещает её вдоль оси боеприпаса. Эти действия образуют струю, которая развивает скорость до (10км/с).

ВАЖНО! Облицовка не расплавляется, а деформируется в жидкость под воздействием высокого давления на неё.

Если кумулятивная струя попала в цель, то прочность брони не имеет значения. Важна лишь плотность и толщина металла. Пробивная способность струи металла зависит от:

  • длины;
  • плотности облицовки;
  • материала брони цели.

ВАЖНО! Максимально эффективное действие (фокусное), возникает при взрыве снаряда на небольшом расстоянии от бронированной цели.

Броня и кумулятивный заряд взаимодействуют между собой, т.е.  созданное от взрыва составных частей снаряда давление настолько высокое, что самая крепкая броня, поведёт себя словно жидкость. Стандартный боеприпас пробивает броню толщиной от 5 до 8 его калибров.

Обратите внимание! Если облицовка воронки выполнена из обеднённого урана, бронебойность снаряда повышается до 10 калибров.

Плюсы и минусы

У кумулятивных боеприпасов, есть положительные и отрицательные стороны. Абсолютные плюсы таких снарядов:

  • Пробивание почти любого слоя брони;
  • Струя пробивает броню независимо от изначальной скорости полёта снаряда;
  • Мощное действие после попадание в цель.

Но и у кумулятивных боеприпасов есть свои минусы:

  1. Трудности в массовом производстве, из-за сложности конструкции;
  2. Большие сложности в применении боеприпасов РСЗО;
  3. Уязвимости в пробитии динамической брони.

Боевая часть с кумулятивным эффектом, используется при производстве боеприпасов для РПГ, противотанковых пушек и мин. При попадании в цель снаряда, начиненного «жидким металлом», в большой вероятности произведёт взрыв боекомплекта. При этом экипаж погибнет.

Интересный факт! Современные ПТРК способны пробить броневой лист толщиной 10 см.

Эффективное использование

Кумулятивные снаряды могут использоваться любым видом войск, но их использование в некоторых случаях, не позволяет раскрыть полный потенциал выпущенного боеприпаса.

Например, снаряды для нарезных пушек, способны быть стабильными в полёте. Но при этом возникающая при этом сила, не даёт выпустить кумулятивную струю.

Военные инженеры придумали способ обхода этой проблемы. Когда например в полёте, вращается только корпус боеприпаса, а кумулятивная часть устанавливаемая на подшипниках, остаётся полностью неподвижной. Но подобные решения неэффективны, т.к. усложняют процесс изготовления.

Снаряды, используемые гладкоствольными пушками, развивают слишком высокую скорость, которая не даёт фокусировано выпустить кумулятивную струю для уничтожения броневого листа указанной цели.

Наибольшая эффективность использования проявляется, когда кумулятивные заряды устанавливают на неподвижных и низкоскоростных боеприпасах, таких как мины.

Существует относительно простой способ защиты техники – рассеивание струи направленным взрывом. Специальный прибор, устанавливаемый на броневых листах (танка, БМП, БТРа) выпускает боевой заряд, который взрывается, когда струя подлетает на опасное расстояние. Это называется динамической защитой. Сейчас такая защита распространена на всей современной военной технике.

Но устанавливаемая динамическая защита не гарантирует полную защиту. Напротив, инженеры изобрели контрмеры – установление в снаряде особой боевой части. Она состоит из нескольких зарядов. Один из которых пробивает защиту, а другой пробивает защитный слой броневого листа цели.

Интересный факт! На данный момент, разработаны и успешно испытаны боеприпасы кумулятивного действия, с 2-3 зарядами.

 

 

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Кумулятивный эффект • Андрей Алубаев • Научная картинка дня на «Элементах» • Физика

На картинке — наглядная иллюстрация кумулятивного эффекта, или эффекта Манро: падающая в воду капля пробивает углубление в поверхности, которое затем «схлопывается», выбрасывая вверх струйку воды. Когда дети играют и бьют по воде ладонью, чтобы обрызгать друг друга, они тоже создают кумулятивные струи.

Термин «кумуляция» происходит от латинского cumulatio — «скопление» или cumulo — «накапливаю» и означает увеличение или усиление какого-либо эффекта за счет сложения или накопления однородных с ним эффектов. В физике этот термин характеризует кратковременные процессы (как правило, это взрывы) и подразумевает усиление их в определенном месте или в направлении действия.

Представьте себе заряд взрывчатого вещества, находящийся в однородной, плотной среде — допустим, в жидкости. В какой-то момент происходит его взрыв, то есть чрезвычайно быстрое выделение запасенной веществом энергии. Продукты взрыва имеют очень высокую температуру, большую плотность и находятся под огромным давлением, они резко сжимают окружающую среду, создавая скачок уплотнения. Этот скачок распространяется по среде со сверхзвуковой скоростью, образуя так называемую «взрывную волну». Если заряд взорвался в небольшой области (точечный взрыв), то волна имеет сферическую форму. Частицы, которым она передает энергию, приобретают скорости, направленные от центра взрыва, и модули этих скоростей для равноудаленных частиц одинаковы.

Следовательно, и плотность кинетической энергии во всех направлениях от центра одинакова.

Теперь представьте, что тем или иным способом нам удалось перераспределить энергию взрыва в пространстве, сделав так, чтобы плотность кинетической энергии в одном направлении была значительно больше, чем в остальных. Таким образом, скорость частиц в этом направлении возрастет, и возникнет струя. Именно этот эффект концентрации энергии в одном направлении и называется кумулятивным, а возникающая при этом струя — кумулятивной струей. Конечно, кумулятивные струи могут возникать не только при взрывах. Важно создать такие условия, когда плотность кинетической энергии движущейся среды быстро возрастает в небольшом объеме. И если этот объем не сферически-симметричен, то возникнет струя.

Исследователи взрывчатых веществ выяснили, что если в снаряде сделать полое углубление, то разрушительную энергию можно сконцентрировать на небольшом участке. В 1792 году горный инженер Франц фон Баадер провел подобные эксперименты с использованием дымного пороха, однако по-настоящему успешными эти эксперименты стали с появлением высокобризантных веществ. Уже в XIX веке кумулятивный эффект повторно исследовал и подробно описал в своих работах американец Чарльз Манро (Charles Edward Munro). В 1938 году Франц Томанэк (Franz Rudolf Thomanek) в Германии и Генри Мохоупт (Henry Mohaupt) в Швейцарии независимо друг от друга открыли эффект увеличения пробивной способности снаряда, в котором сделано конусное углубление, облицованное металлической воронкой. Эти перспективные разработки не замедлили получить применение у военных — в минно-взрывном деле и в артиллерии. Кумулятивные боеприпасы впервые использовали в боевых условиях 10 мая 1940 года при штурме форта Эбен-Эмаль (Бельгия).

С началом Великой Отечественной войны советские танкисты встретились с кумулятивным оружием немецкой армии — гранатами и снарядами. Поражая бронированные машины, такие снаряды оставляли характерные оплавленные отверстия и были названы «бронепрожигающими». Весной 1942 года на Софринском полигоне испытали снаряд, разработанный на основе немецкого трофея, и затем первый кумулятивный снаряд был принят на вооружение советской армии. В 1949 году советский математик и механик Михаил Алексеевич Лаврентьев становится лауреатом Сталинской премии за создание теории кумулятивных струй.

На чем основано столь мощное действие кумулятивных зарядов? За счет углубления в виде воронки, которая при взрыве «схлопывается», как пробитая каплей поверхность воды, создается газовая струя из продуктов взрыва. Если воронка покрыта металлической облицовкой, струя получается из расплавленного металла высокой температуры. Поражение достигается действием струи небольшого диаметра на участок порядка 80 мм (см. видео). При опредленном расстоянии до цели эта струя имеет мощнейшее бронебойное действие, благодаря которому кумулятивный эффект и получил свою печальную известность.

Фото с сайта popmech.ru.

Андрей Алубаев

Чем хорош кумулятивный снаряд?

В связи с выходом обновления 0.8.1 «Мир танков» появилась возможность покупать «золотые» снаряды для игры за серебро. Кумулятивный снаряд WOT не панацея от всяких «непробитий». Многие считают, что такими боеприпасами можно стрелять по любым танкам противника в любой его части, и очень возмущаются, когда слышат: «не попал». В мире танков используется вполне реалистичная система пробития бронебойными, осколочно-фугасными снарядами, а также кумулятивными боеприпасами. Принцип действия и применение последнего будет рассмотрено ниже.

В самом начале войны советские танкисты столкнулись с немецкими истребителями танков, которые использовали кумулятивные ракеты. Сам термин «кумуляция» появился уже во второй половине XIX века. В то время действие кумулятивной струи было частично изучено, но в боевых условиях она не применялась до 1940 года. Кумулятивный снаряд полностью изменил тактику ведения боя на танках. Теперь танк, оставленный без охраны, стал легкой мишенью для истребителей противника. Как работает кумулятивный снаряд?

Принцип его работы достаточно прост. Боевая часть снабжена небольшой воронкой из металла толщиной около 1 мм. А заостренная часть воронки направлена ​​в сторону взрывчатого вещества. Снаряд взрывается до того, как кумулятивный снаряд коснется брони.

Детонация ВВ начинается в верхней части воронки, подрывная волна расплющивает воронку к центру по оси снаряда. Давление внутри снаряда достигает 500 000 атмосфер, что превращает воронку в квазижидкий поток. Огромное давление выталкивает его на поверхность брони, которую он начинает «смывать», примерно как струя воды смывает песок.

При формировании кумулятивной струи разные ее части приобретают разную скорость, за счет чего увеличивается ее длина. Сама же струя начинает разрушаться, снижается степень ее проникновения. Кумулятивный снаряд имеет наибольшую степень пробития при подрыве на некотором расстоянии от основной брони. Пробивная способность снаряда примерно равна его 6-8 калибру. В случае применения в снаряде обедненного урана бронепробиваемость такого боеприпаса составляет 10 калибров.

Из достоинств кумулятивной струи можно отметить ее независимость от скорости и дальности полета снаряда. Такие боеприпасы отлично подходят для малой полевой артиллерии, ручных гранатометов. Независимость от дальности стрельбы дает главное преимущество при стрельбе кумулятивными снарядами в «Мире танков». Но при стрельбе надо учитывать меньшую скорость полета снаряда и, следовательно, брать большее упреждение.

Использование таких снарядов в мощной артиллерии с большими скоростями полета снаряда связано с большими трудностями. Действие кумулятивной струи находится в прямой зависимости от угла направления ее развития, а также во время полета снаряду придается высокая скорость вращения, что отрицательно сказывается на его проникающей способности. При стрельбе из гладкоствольного оружия снаряд не вращается, его полет стабилизируется оперением, но высокая скорость подлета снаряда не дает времени на формирование кумулятивной струи.

Для защиты своих танков от поражающего действия кумулятивной струи начали еще во время войны советские танкисты, вешая на боевые машины различные экраны, из-за чего кумулятивный снаряд срабатывал раньше, а его бронепробиваемость значительно снижалась. Подобное можно увидеть и в «Мире танков»: многие танки оборудованы экранами, повышающими шанс получить «непробитие» даже снарядами «золотой» формы.

В настоящее время в странах НАТО широко используется комбинированная броня, состоящая из нескольких слоев металла и керамики. При проникновении кумулятивной струи в такую ​​броню ее действие рассеивается с каждым новым преодолеваемым слоем, в результате струя распадается. В армии России и Израиля широко используется динамическая броня, которая уничтожает кумулятивную струю обратным взрывом.

Мезомасштабное моделирование и образование мусора при высокоскоростных ударах. (Конференция)

Мезомасштабное моделирование и образование мусора при высокоскоростных ударах. (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

  • Полная запись
  • Другое связанное исследование

Аннотация не предоставлена.

Авторов:
Буши, Стефани Н. Кинтана; Холленсхед, Джероми
Дата публикации:
Исследовательская организация:
Национальная лаборатория Сандия. (SNL-NM), Альбукерке, Нью-Мексико (США)
Организация-спонсор:
СПП
Идентификатор ОСТИ:
1639802
Номер(а) отчета:
ПЕСОК2019-4104К
674625
Номер контракта с Министерством энергетики:  
АК04-94АЛ85000
Тип ресурса:
Конференция
Отношение ресурсов:
9Конференция 0035: предложена для презентации на симпозиуме Hypervelocity Impact 2019, который состоится 14-19 апреля 2019 года в Дестине, Флорида, США.
Страна публикации:
США
Язык:
Английский

Форматы цитирования

  • MLA
  • АПА
  • Чикаго
  • БибТекс
Буши, Стефани Н. Кинтана, и Холленсхед, Джероми. Мезомасштабное моделирование и образование мусора при высокоскоростных ударах. . США: Н. П., 2019. Веб.

Копировать в буфер обмена

Буши, Стефани Н. Кинтана и Холленсхед, Джероми. Мезомасштабное моделирование и образование мусора при высокоскоростных ударах. . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Буши, Стефани Н. Кинтана, и Холленсхед, Джероми. 2019. «Мезомасштабное моделирование и образование мусора при высокоскоростных ударах». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1639802.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1639802,
title = {Мезомасштабное моделирование и образование обломков при высокоскоростных ударах.},
автор = {Буши, Стефани Н. Кинтана и Холленсхед, Джероми},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1639802}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {2019},
месяц = ​​{4}
}

Копировать в буфер обмена

Просмотр конференции (4,86 МБ)

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.