Как известно, первый бронебойный снаряд из закалённого чугуна был создан в 1885 году русским ученым-металлургом Д. К. Черновым для корабельных орудий российского флота, но он не всегда пробивал броню кораблей, так как его кинетической энергии не всегда хватало для преодоления толстого барьера из сверхпрочной стали. Острый наконечник снаряда сминался, его корпус разрушался, а эффект от поражения был минимальным: в лучшем случае - глубокая вмятина, в худшем - рикошет. Русский инженер-изобретатель Степан Осипович Макаров, работая над этой проблемой, изменил конструкцию бронебойного снаряда, добавив к нему в виде колпачка тупой "бронебойный" наконечник.
"Тупой "бронебойный" наконечник изготовляется из сравнительно мягкого металла, это позволяет ему не скользнуть по броне, а как бы прилипнуть к ней. Поэтому снаряд, снабжённый таким наконечником, обычно не рикошетирует, если даже угол встречи невелик. Расплющиваясь при ударе о крепкую броню, сравнительно мягкий тупой наконечник сильно нагревается и становится из-за этого ещё более мягким. Таким образом, он служит как бы "смазкой" для корпуса снаряда, создавая ему лучшие условия для пробивания брони" (Артиллерия - М.: Воениздат МО СССР, 1953). К концу 19 века бронебойные снаряды с наконечниками Макарова были приняты на вооружение военно-морских сил всех европейских государств.
Когда во время Первой мировой войны появились первые танки, у полевой артиллерии не оказалось снарядов "системы Макарова". Поэтому, несмотря на свою медлительность и пулемётное вооружение, первые танки долгое время были грозной силой, которая зачастую обеспечивала успешность многих наступательных операций. К концу войны решение было найдено, но перед Второй мировой войной выяснилось, что производители танков усовершенствовали качественные свойства брони танков. С тех пор соревнование брони и снаряда продолжается и в наши дни.
В качестве основных путей развития бронепробиваемости снарядов можно выделить два направления - увеличение массы снаряда и увеличение его скорости. Как известно, если массу снаряда увеличить вдвое, его "пробивная" энергия также увеличится вдвое, а если вдвое увеличить его скорость, то энергия пробития вырастет вчетверо.
Интересное техническое решение перед Первой мировой войной предложил русский изобретатель-самоучка, отставной фельдфебель Назаров. Суть его предложения заключалась в добавлении в конструкцию снаряда твердотельного сердечника, который при соприкосновении с бронёй имел шанс значительно увеличить его "пробивную" энергию. К сожалению, идея самоучки не была воспринята всерьёз в военном ведомстве царской России, но она была запатентована и реализована оружейной фирмой Круппа в 1913 году.
Снаряды с такими сердечниками получили название подкалиберных. Преимущество таких снарядов заключалось в том, что при меньшей массе снаряда стандартный пороховой заряд разгонял его до скорости в полтора-два раза большей, чем у обычных бронебойных снарядов. В результате подкалиберный снаряд может пробивать броню почти вдвое толще той, которую пробивает обыкновенный бронебойный снаряд.
Кажется, вот оно - решение задачи "снаряда против брони", но конструкторы танков придумали многослойную гомогенную броню и комплексы активной и динамической защиты. Поэтому борьба снаряда с бронёй перешла в область высоких технологий, где очередной прорыв совершается на стыке знаний из области металлургии, баллистики и химии. Современные подкалиберные снаряды изготавливаются из карбида вольфрама, вольфрама или из сплавов на основе урана. При этом эффективность пробития этих снарядов строго ограничена диапазоном скоростей. Например, при скорости ниже 2 км/сек снаряд с сердечником из вольфрама теряет свои пробивные свойства, а с урановым сердечником - остаётся неизменным.
Есть ещё множество факторов, которые не делают подкалиберные снаряды универсальным оружием. Дальнейшее увеличение скорости снаряда ограничено химическими свойствами порохового заряда, который не может разогнать его свыше 2,5 км/сек. Как преодолеть это ограничение, вновь придумали у нас. В 50-е годы прошлого века появился термин "рельсотрон". В обиход его ввёл академик Лев Андреевич Арцимович, специалист в области плазмы и термоядерной физики, когда придумал ускоритель плазмы - устройство, состоящее из двух направляющих (рельсов). При подаче мощного заряда постоянного тока между рельсами образуется плазменная дуга, которую можно перемещать вдоль направляющих. Если в зону действия этой дуги поместить предмет, то он под действием силы Лоренца начнёт движение с большой скоростью. Нашим учёным из филиала Объединённого института высоких температур РАН удалось разогнать пулю весом в несколько грамм до скорости около 6,3 км/сек.
Естественно, такая инновация вскоре появилась и в США. Компании General Atomics и BAE Systems разработали рельсотрон, с помощью которого смогли разогнать 23-килограммовый снаряд до скорости 2 км/сек. На тестовых испытаниях снаряд на близком расстоянии (не более 500 метров) с успехом пробивал различные тестовые мишени из железобетона и бронесталей. Успех был настолько ошеломительным, что Пентагон задумал на основе рельсотрона создать "чудо-оружие" - эсминец-невидимку "Зумвальт", который благодаря 2 рельсотронам мог бы поражать цели на дистанции 160-200 км.
Однако вскоре выяснилось, что у этого "чуда" есть существенные недостатки. Во-первых, необходимо использовать дорогостоящие материалы для изготовления ствола орудия и снарядов. Во-вторых, нужен мощный источник энергии постоянного тока. Первый испытательный комплекс рельсотрона с таким источником занимал целое здание.
В-третьих, при выстреле сильно нагревается само орудие, что даёт не только демаскирующий эффект (корабль с рельсотроном увидит любой спутник-разведчик), но и приводит к быстрому износу ствола орудия, которое после серии выстрелов надо заменять полностью. В-четвертых, снаряд рельсотрона летит строго по прямой, забывая законы баллистики, так что попасть в цель на максимальном растоянии - это нереальная задача.
Поэтому перспективы рельсотрона в качестве морской или полевой артиллерии будущего весьма призрачны. Другое дело, если его вывести в космос, чей холод может охладить перегретый ствол орудия. Пока это направление для американцев "терра инкогнита", а для России пройденный этап.
Алексей Леонков (военный эксперт журнала "Арсенал Отечества")
