9 5. Снаряды

Непосредственное поражение цели, а также выполнение ряда вспомогательных боевых задач осуществляется снарядами. Их тактико-технические характеристики (могущество, дальнобой­ность, высотобойность, кучность, безопасность во время стрельбы и стойкость при продолжительном хранении) и возможность деше­вого массового производства во многом определяют боевую эф­фективность и надежность артиллерийского комплекса в целом

В зависимости от выполняемых функций снаряды подразделя­ют на три группы, основного, специального и вспомогательного назначения

Снаряды основного назначения служат для поражения целей разрушения сооружений, уничтожения живой силы и боевой тех­ники противника. К ним относятся фугасные, осколочные и оско­лочно-фугасные гранаты, бронебойные, кумулятивные, бетонобойные, химические и зажигательные снаряды Действие снарядов специального назначения (осветительных, дымовых и агитацион­ных) способствует выполнению основной боевой задачи Снаряды вспомогательного назначения (учебные, практические, лафето-пробные) используются для учебно-боевой подготовки войск и по­лигонных испытаний

В зависимости от способа стабилизации в полете различают вращающиеся и оперенные снаряды

Снаряд состоит из оболочки и снаряжения. Конструкция обо­лочки (рис 9.9) включает в себя корпус 2 с ведущим пояском 1, привинтную головку 3 и винтное дно 4. В зависимости от ти­па и назначения снаряда его кор­пус может быть сплошным

По наружному габариту обо­лочку снаряда образуют следую­щие элементы, вершина снаря­да (а), головная часть (б), продол­жающаяся от вершины до верх­него центрующего утолщения (в), цилиндрическая или ведущая часть снаряда (г), включающая в себя одно или два центрующих утолщения и один или два мед­ных (пластмассовых и т п) веду­щих пояска (д), запоясковая часть (е), донный срез (ж)

Внутренние очертания снаря­да определяются нарезным оч­ком под трубку или взрыватель, полостью для снаряжения и очком под ввинтное дно или донный взрыватель.

Головная часть снаряда обычно оживальная (ее образующие являются дугами окружности) Такая форма обеспечивает хорошие аэродинамические свойства снаряда и достаточное заполнение его ВВ

Ведущие пояски запресовываются в кольцевые канавки на кор­пусе снаряда, имеют в сечении форму ласточкина хвоста Ведущий поясок служит для придания снаряду вращения в канале ствола, обтюрации пороховых газов при выстреле и центрования нижней части снаряда, если нижнее центрующее утолщение отсутствует Ширина ведущего пояска определяется расчетом его на прочность при выстреле, однако она не должна превышать 25 30 мм для сна­рядов крупного калибра и 20 25 мм - для среднего В противном случае возможно образование бахромы после вылета снаряда и ухуд­шение его баллистических свойств Если расчетные размеры поя­ска больше рекомендованных, следует ставить два (или несколько) узких ведущих поясков. Превышение диаметра ведущего пояска над диаметром канала ствола по дну нарезов называется его фор­сированием и служит для уменьшения прорыва пороховых газов и снижения чувствительности снаряда к износу канала ствола Ве­личина форсирования 0,0009...0,012 калибра.

Рассмотрим устройство и действие снарядов основного назна­чения.

Осколочные снаряды (рис. 9.10) используются в полевой ар­тиллерии - для стрельбы по живой силе и боевой технике, разру­шения легких заграждений и укрытий противника, а в зенитной ар­тиллерии - для поражения воздушных целей. Осколочные снаряды могут оказывать ударное, зажигательное и инициирующее действия.

В момент инициирования в ВВ образуются детонационные волны сферической формы, движущиеся от мест инициирования. Взаимодействие их с оболочкой снаряда приводит к появлению пластической волны в ее ма­териале. Диаметр оболочки уве­личивается в 1,4...2,4 раза по отношению к первоначально­му. Оболочка разрушается, когда напряжения в ее ма­териале превысят допустимые. Направление трещин при этом произвольно. Пересекаясь ме­жду собой, они образуют ос­колки различной величины и формы. Количество осколков и направление их разлета за­висит от толщины и материа­ла стенок снаряда, массы и свойств ВВ, а также характера инициирования.

Осколочное действие характеризуется количеством убойных осколков, распределением их по поражаемой площади и радиусом поражения. Убойные осколки имеют массу 4.. 5 г и обладают кине­тической энергией 80.. 100Дж

Зажигательное действие при попадании осколков в топливные хранилища, баки самолета объясняется образованием большого ко­личества мелких раскаленных частиц облицовки емкостей. Они и воспламеняют на воздухе горючее или его пары, вытекающие из пробоин.

Снаряды с готовыми поражающими элементами предназнача­ются для уничтожения открытой живой силы противника (стрелы, картечь).

Поражающие элементы в виде стрел имеют длину около 25 мм и массу 0,5 г. В корпусе снаряда их находится несколько тысяч. При срабатывании взрывателя заряд ВВ, находящийся в переход­ной трубке, раскалывает головную часть корпуса снаряда и вос­пламеняет вышибнои заряд. Давлением образовавшихся газов и центробежными силами стрелы выорасываются из вращающегося сна­ряда и рассеиваются. За счет оперения стрелы стабилизируются и летят острием вперед.

Картечь состоит из сферических пуль, находящихся в оболочке из листового железа или картона; оболочка закрывается с торцов металлическим или деревянным дном и крышкой. Возможно ис­пользование картечи с вышибным зарядом или в виде дробового выстрела. В последнем случае нельзя использовать картечь для стрельбы из орудий с дульными тормозами.

Фугасные снаряды (см. рис. 9.10. б) применяются для разруше­ния небетонированных оборонительных сооружений, а в отдель­ных случаях используют против танков и живой силы противника.

Разрушающее действие фугасного снаряда производится газами (фугасное действие) и частично образующимися осколками. При взрыве возникают ударные волны, то есть области сжатия с резким скачком давления, плотности и высокой температурой на фронте волны. Разрушающее действие ударной волны определяется избы­точным давлением на ее фронте.

Ударные волны возникают при разрыве снаряда не только в ат­мосфере, но и в грунте. В результате действия продуктов взрыва на грунт образуются три характерные зоны: вытеснения, разрушения и сотрясения. В зоне вытеснения грунт отсутствует. Зона разруше­ния — это область, в которой грунт разрушен, растрескан. В зоне сотрясения ослабленная ударная волна не в состоянии нарушить связь между частицами грунта.

Взрыв в грунте, как правило, сопровождается образованием во­ронки (1 кг тротила выбрасывает 1,2...1,5 м³ грунта). Фугасное дей­ствие по бронированным целям приводит к заклиниванию, срыву и опрокидыванию башен; разрушению механизмов и приборов за броней; детонации боекомплекта танка и т. д.

Осколочно-фугасные снаряды (рис. 9.10, в) являются примером унификации снарядов различного назначения. Конструкция снаряда и его данные являются промежуточными между осколочной и фу­гасной гранатами. Широкое применение осколочно-фугасных сна­рядов, особенно в артиллерии среднего калибра, объясняется уде­шевлением производства унифицированных боеприпасов и упро­щением питания войск в бою. То или иное действие снаряда при выполнении конкретной боевой задачи достигается соответствую­щей установкой взрывателя на осколочное или фугасное действие.

Бронебойные снаряды подразделяются на две большие группы: калиберные и подкалиберные снаряды

Калиберные бронебойные снаряды (рис. 9.11) могут быть ка-морными (с разрывом зарядов ВВ) и сплошными (без ВВ), а по конструкции головной части - остроголовыми, тупоголовыми и с бронебойным наконечником. Для уменьшения аэродинамиче­ского сопротивления на головной части закрепляется тонкий бал­листический наконечник, не участвующий в пробивании брони. В конструкциях бронебойных снарядов применяется предложен­ный адмиралом С. О. Макаровым бронебойный наконечник, умень­шающий рикошетирование, а также частично разрушающий верх­ний слой брони.

Трассирующий состав в трассерах снарядов и пуль воспламеня­ется от пороховых газов в канале ствола, горит при полете в возду­хе, обозначая (трассируя) траекторию снаряда (пули). Необходимая эффективность действия трассеров обеспечивается химическим со­ставом, скоростью горения трассирующего вещества, размерами трассера. В качестве горючих веществ в них применяются порошки магния и алюминия, сцементированные различными смолами. Цвет трассы зависит от вида применяемого окислителя или красителя. При горении стронция получается красная окраска, бария — зеле­ная, меди - синяя и т. п.

Рис 9.11 Калиберные бронебойные снаряды

а - каморныи тупого ювый, б - каморный остроголовый, в - сплошной с подреза­ми, г - с бронебойным наконечником, 1 - баллистический наконечник 2 — корпус, 3 - разрывной зарят, 4 - ведущий поясок, 1 - взрыватеть, 6 - трассер, 7 - подрезы, 8 - бронебойный наконечник

Подкалиберные бронебойные снаряды (рис 9.12) за счет мень­шей массы (С_q=6…8) при стрель­бе из одного и того же орудия получают большую, по сравнению с калиберным, скорость.

Корпус или поддон изготав­ливается из мягкой стали, желе­за, алюминиевых сплавов или других материалов, бронебойный сердечник - из металлокерамических сплавов, обладающих вы­сокой прочностью и твердостью. Кроме снарядов катушечной и обтекаемой формы используют­ся также снаряды с отделяющим­ся поддоном. В таких снарядах сердечник с оболочкой размеща­ется в поддоне специальной кон­струкции, имеющем калибр ору­дия. Поддон с ведущим пояском обеспечивает нормальное веде­ние снаряда по каналу ствола, а после вылета отделяется за счет аэродинамических или центробежных сил Стабилизация подобных снарядов возможна как за счет их вращения, так и с помощью опе­рения (стреловидные снаряды).

Пробивание брони характерно при взаимодействии остроголо­вого снаряда и брони низкой твердости. При попадании притуп­лённого снаряда в броню высокой твердости происходит выбива­ние пробки. Кроме этих явпений, возможен огкол брони с внутрен­ней ее стороны Поражение за броней проявляется в виде ударного, фугасного, осколочного и зажигательного действий снаряда.

Кумулятивные снаряды (рис 9.13) служат для стрельбы прямой наводкой по бронированным целям и вертикальным стенкам обо­ронительных сооружений Их применение базируется на использо­вании кумулятивного эффекта повышения действия взрыва заряда в одном направлении за счет его специальной формы (наличие ку­мулятивной воронки) Кумутягивное действие усиливается, если внутреннюю поверхность воронки покрыть тонким слоем мягкого металла. При этом существует оптимальное расстояние между тор­цом заряда и преградой, на котором действие заряда максимально.

Процесс кумуляции происходит следующим образом

Давление детонационной вол­ны, перемещающейся по направ­лению к поверхности брони, об­жимает облицовку воронки и вы­нуждает ее постепенно двигаться к оси воронки, где частицы обли­цовки соединяются на оси во­ронки в кумулятивную струю Скорость кумулятивной струи достигает 10 км/с. В результате воздействия ее на преграду раз­виваются давления в десятки ты­сяч МПа. Под действием куму­лятивной струи преграда дефор­мируется, ее материал начинает растекаться в радиальных на­правлениях, образуя отверстие, которое углубляется с некоторой скоростью Пробивное действие возрастает с увеличением длины струи, плотности металла обли­цовки, а также при использова­нии ВВ с большой массовой плот­ностью и скоростью детонации Закручивание струи (вращение снаряда) приводит к ее размыва­нию и, следовательно, уменьше­нию действия по преграде.

Рис 9.13 Кумулятивные снаряды

Рис 9.14 Схема образования кумулятивной струи

Кумулятивные снаряды при очень высоких скоростях встречи с преградой могут разрушиться до возникновения и действия ку­мулятивного эффекта. Это необходимо учитывать при установле­нии комплекта боеприпасов для проектируемого орудия. Кумуля­тивные снаряды возможно применять в орудиях с малыми началь­ными скоростями.

Основные характеристики некоторых отечественных артилле­рийских выстрелов приведены в Приложении (табл. П. 15 и П. 16).

Одной из основных тенденций в развитии современной артил­лерии является повышение ее могущества. Этого можно достичь увеличением калибра снарядов и улучшением их аэродинамиче­ской формы, применением мощных ВВ (в том числе и ядерных за­рядов) и использованием новых материалов для поражающих эле­ментов.

Другой путь связан с повышением начальных скоростей снаря­дов. Например, за счет применения подкалиберных снарядов.

Перспективным для увеличения дальности стрельбы представ­ляется применение активно-реактивных снарядов (АРС) (рис. 9.15). Двигатель АРС включается после вылета снаряда из канала ствола в определенной точке его траектории, соответствующей макси­мальному приращению дальности. Исполь­зование АРС калибром более 100 мм позво­ляет увеличить дальность полета в 1,3...2 ра­за по сравнению с классическим принципом метания. Однако коэффициент наполнения АРС невелик (5...10 %), так как размеще­ние его двигательной установки в заданных массах и габаритах возможно лишь за счет некоторого уменьшения количества ВВ

Снаряды для стрелкового оружия мало­го калибра (обычно до 15 мм) называют пу­лями. Условно их отличают от снарядов ар­тиллерийских по способу ведения по кана­лу ствола: пуля врезается в нарезы оболоч­кой, а снаряд - ведущим пояском. На рис. 9.16 показано устройство современных пуль.

Рис 9.15 Активно-реактивный снаряд

Рис 9.16 Устройство современных пуль а - обыкновенная оболочечная, б - стальным сердечником (бронебойная) в - зажига­тельная, г - пристрелочная, д - бронебойно-зажигательная-трассирующая

Рис 9.17 Осколочная и фугасная мины

Толщина оболочек пуль составляет 0,06. .0,08 d. Поперечная на­грузка пуль q/S обычно находится в пределах 22…25 г/см²

Для стрельбы из минометов применяются мины, внешний вид которых представлен на рис 9.17.