Боєприпаси з кумулятивним ефектом
Давно було виявлено, що заряд вибухової речовини з виїмкою, розташованою в бік перешкоди має властивість направленого вибуху. Глибина пробиття таким зарядом в кілька разів більша ніж у звичайного заряду.
Розрушуюча дія заряду з виїмкою ще більша якщо поверхня виїмки має металеве облицювання. Ця властивість отримала назву – кумулятивний ефект.
Ще у 1792 році інженер Баадер висловив думку, що застосування пустотілого заряду сконцентрує енергію вибуху в одному напрямку і цим дотягнеться значно більший результат. Але в той час дослідити це явище і, навіть, його продемонструвати не було можливості. Бо димний порох, з яким проводили досліди не мав достатньої потужності та швидкості горіння.
Вважається, що практично кумулятивний ефект було помічено у 1864 році в Росії. Одні джерела вказують на військового інженера Андрієвського, інші – на Борєскова.
У Європі практичне дослідження вперше провів Фьорстер (Max von Foerster) 1883 року. А у США – Чарльз Монро (Charles Edward Munro) у 1888 році. Його ім’ям також називають ефект кумуляції (Munroe effect).
На початку 20 століття дослідженням приділяли увагу в багатьох країнах вчені різних галузей науки і промисловості. Спочатку роботи були більше пов’язані з гірсько-рудною справою. Намагалися застосувати при розробці гірських родовищ. У СРСР даною справою протягом 1920-их років займався професор Покровський.
Перші дослідження цілком направлені для застосування у військовій справі проводили німецькі спеціалісти з середини 1930-их років. Найбільше у цій справі досяг успіху Франц Томанек (Franz Tomanek).
У той період, незалежно одні від одних, проводили роботи над створенням кумулятивних боєприпасів у Швейцарії, Великій Британії, США та СРСР.
Вважається, що радянські розробки боєприпасів були засновані на конструкціях трофейних німецьких. Джерела називають ім’я професора К. Снітко, як автора перших радянських кумулятивних снарядів, що застосовувалися з 1942 року.
Що цікаво, 13 жовтня 1941 року на озброєння РСЧА була прийнята гвинтівкова протитанкова граната ВПГС-41 розробки Сердюка з кумулятивним ефектом. Ще цікавіше, Сердюк – начальник конструкторського бюро, підпорядкованого Міністерству вугільної промисловості. Незрозуміло, як в керованій НКВС системі, проводили незалежні розробки з такої нагальної теми. Конструкція ВПГС-41 має ще й нонсенс : поєднання новітньої розробки з анахронізмом – шомпольним способом пострілу.
1943 року на озброєння в СРСР прийняли першу ручну протитанкову кумулятивну гранату РПГ-43. А потім кумулятивні боєприпаси різного призначення з’являлися один за одним.
У Німеччині створення кумулятивної зброї проводилося під безпосереднім контролем Гітлера. Піхота протягом війни отримала кумулятивні гранати для мортиркових та ручних гранатометів. На озброєння прийняли кілька ручних гранат. А найбільш ефективними були реактивні гранатомети, відомі як „Фаустпатрони“.
Одним з перших з’явився ручний гранатомет PIAT з кумулятивною гранатою і у Великій Британії. Але першою була граната № 68 для мортиркового гранатомета.
Армія США прийняла на озброєння гвинтівкову гранату М-9 та реактивні гранатомети.
Отже, впровадження кумулятивних боєприпасів дало активний поштовх розвитку багатьох класів і типів озброєнь. Навіть, зародженню нових. Причиною цього є одна з переваг кумулятивних боєприпасів – незалежність від швидкості гранати чи снаряду в польоті та при контакті з ціллю.
У наш час найбільш ефективними протитанковими засобами піхоти є ПТРК – протитанкові ракетні комплекси. Розробку їх проводили ще для Вермахту. Ракета летить з невисокою швидкістю, бо спрямовується оператором на рухомі ціль.
Одними з перших були створені і застосовані фугаси з кумулятивною дією для пошкодження захисних споруд.
У чому ж полягає принцип дії кумулятивних боєприпасів ?
Заряд бойової речовини в такому випадку повинен мати особливу форму, так щоб максимально спрямувати дію газів у одному напрямі. Боєприпаси повинні спрямовуватися на ціль у визначеному положенні – головною частиною. У ручних гранат в даному випадку – дном. У останні десятиліття створюються боєприпаси, де напрям дії кумулятивного струменя не співпадає з напрямом польоту снаряду чи ракети, а спрямований під кутом. Це зроблено для більш ефективної дії проти похилої броні танків.
Отже, усі кумулятивні боєприпаси мають одну особливість – простір у передній частині заряду вибухової речовини. Це необхідно для спрямування газів, що утворюються при вибухові в одному напрямі. Часто вважається, що кумулятивні гранати чи ракети пропалюють броню, що є не вірно. Броня пробивається потоком газів.
Така властивість досягається завдяки ефекту акумуляції. Від слова „акумулюю“ – накопичую. Тобто, енергія вибухових газів накопичується в одному напрямі.
При зустрічі боєприпасів із перешкодою спрацьовує підривник, заряд ВР починає горіти але завдяки формі заряду (зменшення товщини заряду від центру до краю) гази сходяться до середини виїмки. Скупчення газів називають „пест“. Тиск продовжує наростати і гази починають рух вперед. Утворюється кумулятивний струмінь з високою температурою, тиском 106 кг/см2 та швидкістю 15.000 м/с. При контакті з бронею відбувається пластична деформація і утворюється отвір.
Сучасні кумулятивні боєприпаси можуть пробивати більше 1 метра гомогенної (однорідної) броні.
Застосування кумулятивних боєприпасів показало їх значну ефективність у порівнянні із звичайними бронебійними снарядами чи фугасними гранатами. Наприклад, радянська ручна фугасна граната РПГ-40 із 750-грамовим зарядом ВР пробивала 20-25 мм броні, а кумулятивна РПГ-43 – до 75 мм із 650-грамовим зарядом.
Уже в перший період застосування виявилося, що на пробивну дію впливає форма виїмки та застосування металевого облицювання поверхні виїмки. Радянська кумулятивна граната РПГ-6, маючи більш досконалу форму виїмки з облицюванням (у порівнянні з РПГ-43) пробивала 120-мм броню маючи 580-грамовий заряд ВР.
Роботи над підвищенням ефективності кумулятивних боєприпасів проводили і проводять весь час. Одним з перших завдань було пристосувати кумулятивний ефект до боєприпасів нарізної зброї. Адже висока швидкість обертання снаряду знижує дію кумулятивного струменя. Одним з напрямків досліджень був пошук досконалої форми виїмки. У наш час застосовують виїмки різної форми та облицювання різними металами залежно від призначення гранати чи снаряду.
Зрозуміло, що проводили пошук і більш ефективних речовин для вибухових зарядів. Чистий тротиловий заряд в наш час використовують рідко.
Застосування кумулятивних снарядів та гранат під час 2 Світової війни мало спочатку ефект не тільки бойовий, а й психологічний. Товщина броні не мала великого значення. Кілька-кілограмовий „Фаустпатрон“ пробивав броню Т-34.
Уже в той час знайшли просту протидію – застосування екранів, що й зараз є одним з розповсюджених захистів. На корпус і башту прикріплювали металеві сітки чи інші підручні засоби. При ударі об них гранати, запал спрацьовував і кумулятивний струмінь утворювався завчасно.
Як наступний крок протидії конструктори танків застосували динамічний захист – встановлення на корпуси та башти танків коробок із вибуховою речовиною. При ударі кумулятивних боєприпасів заряд вибухає і граната чи ракета пошкоджуються і кумулятивний струмінь якщо й сформується, то його енергія уже не буде достатньою для пробиття корпусу чи башти.
Як відомо, у військовій справі щит і меч постійно вдосконалюються. Для протидії проти-кумулятивним екранам конструктори гранат та снарядів застосовують подвійні тандемні кумулятивні заряди. Перший з них знищує додатковий захист, а другий – основний.
Танки у будь-якій армії з часів 2 Світової війни є головною ударною силою сухопутних військ. Їхньому захисту приділяється мабуть найбільша увага. Захист сучасного танка – це цілий комплекс різних компонентів. Екрани, динамічна броня, активний захист керуються автоматично з допомогою бортових електронних систем.
Для боротьби з танками приділяють не менше уваги і основа такої зброї – кумулятивний ефект.
| 
