До 10 километров в секунду
Кумулятивная струя - страшная штука. Скорость составляет около десяти километров в секунду, а сталь, ведя себя как жидкость, пробивает броню толщиной в несколько калибров атакующего боеприпаса.
До сих пор среди интересующихся бронетехникой нет единого мнения относительно механизма действия кумулятивной струи. Проще говоря, он смывается или горит?
Обратимся к исследователям МГТУ. Н. Э. Баумана, описавшего механику действия кумулятивной струи при встрече с броней. Немного заумно, но совершенно исчерпывающе. В книге В. А. Одинцов, С. С. Ладов и Д. П. Левина «Оружие и системы вооружения», приводится следующая формулировка:
«При взаимодействии кучевой струи с преградой на границе раздела струи и материалов преграды возникает очень высокое давление, которое на один-два порядка превышает предел прочности материала преграды.
В результате кучевая струя вращается, ее вещество растекается в направлении, противоположном ее скорости.
Материал барьера «выходит» из зоны высокого давления, и часть его выносится вместе со струей на свободную поверхность, а другая часть перемещается в радиальном направлении за счет пластической деформации.
Таким образом, образуется кратер (для преград полубесконечной толщины, не пробиваемый) или дыра (для преград конечной толщины, пробиваемая насквозь), диаметр которых значительно превышает диаметр кумулятивной струи.
Один из самых неприятных противников Красной Армии. Источник: pamyat-naroda-ru.ru
Теоретически кумулятивным боеприпасам нет равных на поле боя. Неудивительно, что впервые о защите от смертоносных самолетов задумались еще во время Второй мировой войны. Сергей Смоленский, главный инженер Бронетанкового института, он же ЦНИИ-48, еще в 1944 году испытал простейшие системы разрыва кумулятивной струи.
Сработал старый принцип - "клин клином выбрасывается". К сожалению, важнейшая экспериментальная работа для обороны страны оказалась невостребованной. Как гласит легенда, генерал-лейтенант танковых войск Амазасп Бабаджаян не дал этой идее развиться в серийную реализацию знаменитым выражением:
"На танке не будет ни грамма взрывчатки!"
В итоге немец (по другим данным - норвежец) Манфред Хельд выдал патент на динамическую защиту танка в 1970 году, и она впервые появилась в серийном исполнении у израильтян в начале 80-х. Несмотря на формальное лидерство Израиля, есть основания полагать, что зарубежные разработки основаны на раннем советском опыте. Например, динамическая защита израильского танка М48А3 называлась Blazer, только по имени одного из производителей советской модели ДЗ в Челябинске Blazer G. А. Как пишут в работе «Динамическая защита. Израильский щит ковался в... СССР? Тарасенко А. А. и Чобиток В. В. «По имеющейся информации, тов. Блейзер иммигрировал в Израиль в 1970-х годах. Можно ли это считать свидетельством заимствования израильтянами советского опыта - вопрос риторический? Также сложно понять, как секретному перевозчику удалось покинуть Советский Союз в 70-е годы? Однако в СССР первые образцы кумулятивной реактивной защиты «в металле» начали испытывать уже в начале 60-х, а Т-64БВ с «Контактом» приняли на вооружение пятнадцатью годами позже.
Оцените период времени от первых экспериментов в 1944 году до принятия на вооружение в 1985 году. Сейчас принято критиковать российскую оборонную промышленность за то, что она очень медленно внедряет инновации в армию. А в Советском Союзе не все шло как надо, и пример с динамической защитой тому яркое подтверждение.
После небольшого экскурса вернемся к истокам конструкторской мысли динамической защиты в конце 40-х годов. В 1949 г. в секретном сборнике «Зборник на ЦНИ-48» была опубликована первая статья такого рода «О возможности применения энергии взрывчатого вещества для разрушения КСП». Авторы Илья Битенский и Павел Тимофеев. Но это была лишь квинтэссенция многолетней работы Бронетанкового института.
Гораздо интереснее и информативнее недавно рассекреченный технический доклад «Отработка оптимальных вариантов защиты корпуса и оборонительных танков и СУ от ударов кумулятивных ракет и снарядов» (тема БТ-3-48). Материал датирован 1948 годом, то есть успел вобрать в себя не менее четырех лет опыта советских инженеров по проблеме защиты танков от кумулятивной струи.
Изделие БТ-3-48
В качестве основы так называемого активного метода защиты от кумулятивных боеприпасов инженеры ЦНИИ-48 выбрали вещества с большим запасом внутренней энергии. Так что по-научному его можно назвать взрывчатым веществом. Идея, видимо, возникла из более ранних экспериментов с экранированной бронезащитой, из-за которой кумулятивный боеприпас преждевременно детонировал, несколько снижая его эффективность. Поскольку для работы кумулятивной струи часто требуются лабораторные условия, необходимо любыми средствами предотвратить выполнение боеприпасом своей грязной работы.
Инженеры предположили, что это можно сделать двумя способами. Первый заключается в использовании взрывчатки для разрушения уже сформированной кумулятивной струи. Второй и более сложный — организовать взрыв, чтобы не допустить правильного образования кучевой струи или ее распада в момент образования.
В первом случае, как указано в отчете,
«Удлинитель не оборудован отдельным детонатором; его детонация в этом случае может происходить либо в результате ударного воздействия при ударе мины, т. е. образования кумулятивной струи, либо вследствие инициативного воздействия кумулятивной струи. За счет детонации контрзаряда ослабляется кумулятивная струя, то есть достигается соответствующий защитный эффект.
Во втором случае инженеры предполагали, что
«Встречный заряд снабжен специальным детонатором; благодаря наличию специального устройства синхронизации подрыв контрзаряда может происходить на заданном расстоянии от брони и в заданное время относительно момента взрыва кумулятивной мины.
Как показало время, второй подход себя не оправдал - подорвать снаряд на строго определенном расстоянии от брони практически невозможно. Комплексом активной защиты уничтожить проще. Однако в конце 1940-х годов утопичность синхронизированной контрзарядки еще не была доказана экспериментально.
Поэтому основная работа была организована вокруг встречного заряда без синхронизатора. Инженеры рассудили, что проще и эффективнее разрушить кумулятивную струю тем же взрывчатым веществом, которое вызвало образование этой струи. Был приготовлен сплав тротила и гексогена в соотношении один к одному ТГ-50/50. Это взрывчатое вещество имело главное, необходимое для контрзаряда, — высокую скорость детонации.
Оставался вопрос - вызовет ли кумулятивная струя гарантированную детонацию контрзаряда или просто пробьет его, как меловую чеку? Напомним, что скоростной записи, способной решить проблему раз и навсегда, в то время не существовало. Для этого были построены сразу три экспериментальные установки.
"Первый. Половина распиленного по оси кумулятивного заряда помещалась на полированную стальную пластину. На расстоянии 30 мм от него размещалась половина контрзаряда. По полученным на пластине отпечаткам установлено, что при детонации кумулятивного заряда продукты его детонации вызывают детонацию контрзаряда.
Второй. Кумулятивная струя была направлена на свинцовый столб со стальной пластиной - наблюдалось сжатие столба. Затем между кумулятивным зарядом и столбом помещалась контрзасыпка. После взрыва в этом случае колонна была полностью разрушена. Это свидетельствует о воздействии на столб не только кучевой струи, но и продуктов детонации контрзаряда.
Третья установка. При подрыве заряда, составленного из отдельных зарядов с воздушным зазором, было установлено, что заряд полностью детонирует от основного заряда.
Согласен, опыты инженеров ЦНИИ-48 не лишены изящества, особенно со свинцовой колонной.
Следующей проблемой, стоявшей перед исследователями, стал вопрос о своевременном подрыве встречного заряда. То есть удастся ли потревожить кумулятивную струю или она сначала пройдет и тогда сдетонирует ВВ. Следует отметить нетривиальную проблему.
Для этого были подготовлены две кумулятивные болванки - одна большая массой 520 грамм, но без металлической крышки от насечки, и вторая массой 25 грамм, но с металлической крышкой от кумулятивного конуса. Интересно, что в ходе предварительных исследований института было обнаружено, что форма встречного платежа действительно не имеет значения. Мы остановились на цилиндрических изделиях с плоским торцом. Прототип будущей динамической защиты в модельных опытах размещался либо на определенном расстоянии от защищаемой брони, либо непосредственно на ней.
Результаты экспериментальных взрывов были весьма обнадеживающими. Если совсем упростить, то без контрзаряда (то есть без орудия дистанционного наблюдения) кумулятивная струя пробивала броню на 19 мм. Вес кумулятивного заряда в этом случае составлял 520 граммов, диаметр - 100 мм. После установки ВВ на пути струи глубина «ласточки» уменьшалась до 3–12 мм в зависимости от массы контрзаряда.
Для большей надежности инженеры предложили альтернативную защиту в виде инертных веществ — алебастра, мела, дерева и оргстекла. Как и ожидалось, они не смогли эффективно ослабить действие кучевой струи. В ЦНИИ-48 отметили одну важную особенность - чем ближе контрзаряд к кумулятивной выемке и чем дальше от брони, тем эффективнее он срывает поражающее действие боеприпаса.
Например, при прочих равных, контрзаряд разместить на расстоянии 20 мм от брони, но близко к кумулятивному заряду, то глубина пробития будет 4,7 мм, а если контрзаряд разместить на броне на расстоянии 40 мм от боезапаса, и тогда струя пробьет броню уже на 9,6 мм. При этом расстояние между броней и кумулятивным зарядом не меняется, меняется только размещение прототипа ДЗ.
Итоги исследований советских инженеров в 1947-1948 гг. действительно обнадёживает, но всё же были испытания прототипа динамической защиты с синхронизатором детонации впереди.