Бронебойная пуля с кумулятивным ускорителем (усилителем). Предложение по повышению бронебойности.
Началом данной темы или связанной с ней можно считать "Проблема порохового огнестрельного оружия. Внутренняя баллистика. Теория горения пороха." и "Проблема сохранения кинетической энергии снаряда (пули) на баллистической тректории".
Для решения проблемы, поставленной еще в первой теме о проблеме пороховых зарядов рассмотрим кумулятивный эффект, как альтернативное решение проблемы потери кинетической энергии сердечником.
Прочёл одну интересную кандидатскую диссертацию (а точнее автореферат-концентрат, полной версии не нашлось), направленную на исследования малокалиберных кумулятивных снарядов.
Собственно вот картинки любопытные из нее:
Из форм, оставляемой кумулятивной струей при пробитии листов мягкой стали, можно понять характер передачи энергии, различность фокусного расстояния, распределение плотности газовой струи.
Стоит отметить, что кумулятивный эффект при взрыве в описываемой ниже концепции не должен производить пробитие струей, то есть максимально направленно передавать сердечнику потеренную ранее на дистанции кинетическую энергию.
Если же заднюю часть пули выполнять в форме воронки кумулятива и состыковывать их, то мне пока трудно оценить без эксперимента эффективности данного исполнения. Видимо скорость газов достигает пика все таки в "фокусе" воронки ВВ, если это не конусная модель воронки.
Интуитивно верным мне представляется форма воронки, предназначенная для формирования ударного ядра. При такой форме и малом заряде не образуется мощная струя, способная пробить заднюю часть сердечника (сердечник может быть выполнен из стали или карбида вольфрама).
Количественные характеристики по эффективной передаче энергии сердечнику я, к сожалению, сказать не могу. Я их не считал, но уверен в некоторой эффективности, даже при 2 г CL20 (или смесь гексанитрогексаазаизовюрцитана и октогена в соотношении 2:1, или что дешевле, но не сильно хуже ТЭН).
Есть некоторая проблема ВВ, его количества и плотности в пуле на это накладывает ограничение и минимальный критический диаметр ВВ (он вроде бы уменьшается по мере увеличения плотности). Прикидывая "на глазок", объем для калибра пули 7,62 мм будет где то 0,5 см куб., что соответсвует примерному количеству ВВ от 0,7 до 1 гр.
Для сравнения, октоген в 1,7 раз, тритонал в 1,5 раз мощнее тротила:
1 грамм тринитротолуола выделяет 1000 термохимических калорий, или 4184 джоулей; то есть 1,7 грамм тротила выделит где то 7 кДж энергии, часть из которой будет передана сердечнику пули. Дульная энергия для калибра 7,62х39 составляет 2кДж.
Итак, даже в конце полета пуля встретившись с препятствием, направленно детонирует донцем, передавая сердечнику часть энергии заряда 1 гр октогена.
Таблица для 7,62х39мм. (судя по последней цифре снижения расчет компьютерный по нескольким данным экстраполировали)
Итак, пуля Б-32М со стальным серденчиком. Бронебойно-зажигательная пуля Б-32 пробивала 10-мм лист броневой стали марки 2 П на дальности 200 м (то есть в момент поражения ее скорость около 550 м\с и энергия 1214 Джоулей); 7-мм броню - на дальности до 700 м и пулестойкий бронежилет на дистанции 700-745 м (222 м\с с энергией в 199 Джоулей - смущает таблица или данные), причем после такого пробития они обеспечивали воспламенение бензина в 75%.).
Возвращаясь к вышеописанному, если сердечнику в этот момент сообщить из 7 кДж некоторую часть, то его бронепробиваемость резко возрастает, не говоря о возвращении дульной энергии и сопоставима с калибрами 12,7-14,5 мм.
То есть стрельба из привычного АК, ПК такими пулями, при неизменном патроне, становится намного опаснее для легкобронированной техники (про БТР, БМД, БМП не скажу так смело, но вероятность пробития (если сердечник не разрушиться при комбинированной броне (сталь\алюмин), тут уже материал сердечника и его форма играет роль - решаемо) на 200 м для калибра 7,62 существует (я имею в виду БРМ "Симитер"), если энергии от ВВ передано более 2 кДж).
Для сравнения по бронепробиваемости: 12,7-108 мм Основной, с бронебойно-зажигательной пулей со стальным сердечником. Масса патрона - 137 г, пули - 46 (по другим данным - 49) г. Начальная скорость пули - 840 м/с. Бронебойное действие пуль по бронеплите толщиной 20 мм на дальности 100 м - не менее 90%; Зажигательное действие пуль по бензину, расположенному за бронеплитой толщиной 1 5 мм на дальности 70 м - не менее 75% (по другим данным - 20 мм с дистанции 350 м)
БРМ «Симитер» (Великобритания), 1971. Бронекорпус из алюминиевой брони E74S, с передних направлений обстрела выдерживает поражения 14,5 мм пулей Б-32/КПВТ с дистанции 200 м.
Поиски аналогичных решений, после того как я придумал, завели меня сюда - "Вместо пороха - заряд взрывчатого вещества".
...Последней попыткой «реанимации» противотанковых ружей по-видимому следует считать испытания макета 14,5-мм патрона разработки НИПСМВО, проведенные в январе 1947 г. Основой замысла стало использование метательного заряда нетрадиционной конструкции. Вместо пороховой навески - стаканчик со слегка подпрессованным взрывчатым веществом (0,5 г. нефлегматизированного ТЭНа). Для придания пуле необходимой скорости стаканчик с ВВ имел в передней части кумулятивную воронку, то есть разгон пули должен быть осуществлен энергией кумулятивной струи.
Как видно из рисунка этот патрон состоит из укороченной гильзы от 14,5-мм патрона (2) с капсюлем (5); пули БС-41 от 14,5-мм патрона (1); вкладыша (3); кумулятивного заряда (4), состоящего из стаканчика, воронки и бризантного ВВ.
В случае получения положительных результатов новому патрону сулили значительные перспективы:
• короткая гильза давала значительную экономию дефицитной латуни и позволяла создать значительно более компактные образцы оружия;
• применение ВВ вместо пороха значительно увеличивало гарантийный и назначенный сроки службы патронов.
Испытание изготовленных патронов (5 шт.) было проведено стрельбой не из 14,5-мм ружья ПТРД, ввиду возможной порчи его в случае детонации заряда в канале оружия, а из специально изготовленного баллистического ствола.
Для определения пробивной способности пули перед баллистическим стволом устанавливалась 20-мм бронеплита. Всего было произведено 3 выстрела, в результате которых получены идентичные результаты, а именно: пулю вышибало из ствола, при ударе о броню срабатывал зажигательный состав в головной части пули, а бронебойный сердечник оставлял на броне лишь слабую метку. Несмотря на наличие вкладыша, все выстрелы сопровождались тугой экстракцией гильз (их приходилось выбивать шомполом). На этом испытания были прекращены и отработка данного патрона более не проводилась.
Что меня радует в этой конструкции, так это конструкция капсюля, но она довольно трудна при автоматизации процесса производства таких патронов или дорога, правда речь не об этом, просто мало кто заметит... И разумеется кумулятивная конструкция заряда.
Луч огня капсюля равномерно поджигает с обеих сторон ТЭН - основное рабочее ВВ. И его количество лишь 0,5 грамма, довольно невелико для 14,5 мм калибра. При этом выделяется менее полулитра (790 л/кг) газов и 2700 Джоулей энергии, не считая капсюль, недостаточных для скоростного выталкивания, а при большем количестве ВВ может произойти повреждение ствола видимо.
Напомню, что бездымный порох выделяет около 800-1000 л\кг, но в более длительном промежутке времени. В приведенной же ниже конструкции количество ВВ для калибра 7,62 мм достигает около 1 гр, а для калибра 12,7 мм уже 2-3 (6,4-7.1) грамма без изменения внешних габаритов существующих пуль.
И вот такая схемка-чертежик без пояснений:
Стоит отметить, это первая черновая версия, эффективность бронепробиваемости можно повысить.