История с анатомией

На сегодняшний день, несмотря на обилие кумулятивных снарядов и ракет различного исполнения, подкалиберные снаряды остаются самым убойным и в то же время самым простым в использовании противотанковым средством. Их заброневое действие, обусловленное разрушительным осколочным потоком, на голову превосходит таковое у кумулятивных струй, а стрельба ими за счёт огромной скорости полёта не предъявляет высоких требований к квалификации наводчика. Однако этим снарядам пришлось проделать долгий эволюционный путь, чтобы обрести привычный нам вид и занять достойное место в боекомплекте танков. Не ставя целью рассказать о каждом снаряде отдельно, попробуем проследить их эволюционную цепочку.

Что такое подкалиберный бронебойный снаряд?

Наименование «подкалиберный» говорит само за себя. В буквальном смысле это снаряд, калибр которого меньше внутреннего диаметра ствола пушки. Хотя большинство людей, так или иначе интересующихся военной техникой, считают «подкалиберность» прерогативой исключительно бронебойных средств, в разное время существовала масса совершенно других по классу снарядов: это и опытные осколочные подкалиберные снаряды для советских и иностранных зенитных орудий, и, например, подкалиберные осколочно-кумулятивные противовертолётные снаряды для американских танков «Абрамс». Несмотря на различие начинки и функциональной принадлежности, все подкалиберные снаряды — это высокоскоростные тела.

Оперённый бронебойный подкалиберный снаряд в процессе отделения ведущего устройства в полёте.

Источник изображения: army-news.org

Благодаря тому, что калибр снаряда меньше калибра ствола, его масса значительно меньше калиберного снаряда, диаметр которого равен калибру ствола. При равных пороховых метательных зарядах это обеспечивает подкалиберному снаряду преимущество в скорости, которое, в зависимости от назначения изделия, играет ту или иную роль: зенитные или противовертолётные снаряды быстрее достигают цели, а бронебойные, кинетического действия, пробивают более толстую броню, чем их калиберные собратья.

Конструктивно бронебойный подкалиберный снаряд состоит из главного активного тела — сердечника, выполненного, как правило, из твёрдых или тяжёлых сплавов на основе урана или вольфрама либо, как это зачастую было в период Второй мировой войны, даже из твёрдых сортов стали. Для ведения снаряда по каналу ствола пушки и для обтюрации пороховых газов сердечник снабжается лёгким калиберным ведущим устройством (поддоном) различной конструкции.

Тотальное превосходство в бронепробиваемости над калиберными снарядами достигается благодаря трём основным факторам: высокой скорости полёта, физическим и химическим свойствам материала сердечника, а также минимальной площади контакта с бронёй.

За время своего существования серийные бронебойные подкалиберные снаряды поделились на три основных поколения, которые мы и рассмотрим.

Бронебойные подкалиберные снаряды с неотделяемым поддоном (APCR — Armor Piercing Composite Rigid)

Массовое применение снарядов данного типа началось во время Второй мировой войны. Несмотря на их острый дефицит, с переменным успехом постреливали такими снарядами все основные участники конфликта. Эффект, конечно, присутствовал, но тоже переменный.

Катушечные и обтекаемый подкалиберные снаряды.

Источник изображения: btvt.info

Основным видом подкалиберных снарядов, которые использовались в ходе войны, были так называемые «катушки» — снаряды, поддон которых был изготовлен из лёгкого сплава и имел форму катушки для ниток/проволоки/провода/лески. Как правило, калибр сердечника таких снарядов был в 2–2,5 раза меньше калибра ствола, а его длина достигала примерно трёх–четырёх его диаметров. Сердечник выполнялся из карбида вольфрама — очень твёрдого, но крайне хрупкого материала, который совершенно не подходил для поражения толстой брони, особенно под углом. Часто делались суррогаты из твёрдых сортов стали.

Катушечные подкалиберные снаряды для советских пушек. Справа налево: 57-мм, 76-мм, 85-мм, 100-мм.

Источник изображения: kpopov.ru

По своей сути эти снаряды были средством исключительно ближнего боя. Они обладали небольшой массой и неправильной баллистической формой, а благодаря неотделяемому поддону показывали небольшую кучность боя и катастрофически быстро теряли скорость в полёте. Из-за этого на расстоянии более 1 км стрельба ими становилась ненамного эффективнее, чем калиберными бронебойными снарядами. Например, 85-мм подкалиберные катушечные снаряды БР-365П танка Т-34-85 с дистанции 500 м пробивали под прямым углом около 140 мм, а с 1 км — уже 110 мм, что всего на 8–10 мм больше, чем у остроголового калиберного снаряда БР-365К.

Позднее появился ещё один тип подкалиберных снарядов с неотделяемым поддоном — снаряды обтекаемой формы. Они отличались от «катушек» сплошным корпусом, похожим на таковой у калиберного снаряда. Подобная форма полностью решала проблему небольшой дальности эффективного огня.

Говоря о подкалиберных «катушках» и снарядах обтекаемой формы, можно выделить два основных минуса, которые не позволили им надолго задержаться в боекомплектах танковых и противотанковых орудий.

Первый минус — это плохая «закусываемость» на наклонной броне, присущая, впрочем, почти всем снарядам с твёрдыми сердечниками. Если при стрельбе остроголовыми калиберными снарядами по танкам с бронёй, расположенной под рациональными углами наклона, часто наблюдаются рикошеты, то подкалиберные снаряды ещё чаще просто разрывались в клочья, не успев проникнуть в стальной массив. Примерно тот же эффект производили стальные экраны, после преодоления которых от снарядов зачастую оставалось облако осколков.

Подкалиберный снаряд обтекаемой формы в разрезе.

Источник изображения: russianarms.ru

Второй существенный минус, как и первый, касается неэффективной работы снарядов по наклонным броневым преградам, но уже в аспекте пробивной способности. Дело в том, что твёрдый сердечник, только начав внедряться в броню, испытывает мощнейшее изгибное действие, подготавливающее в нём начальные разрушения. При дальнейшем проникновении сердечник подвергается так называемой денормализации — выталкивающей реакции стального массива, которая меняет его траекторию в сторону параллели с броневым листом. В результате сердечник начинает в буквальном смысле разрушаться на множество осколков прямо в канале пробоины. Если ему хватает скорости, то он достигает тыльной стороны броневой плиты, где его траектория резко нормализуется (приближается к перпендикуляру по отношению к броне), и расколотый на большое число фрагментов сердечник влетает в заброневое пространство.

Все эти обстоятельства приводят к тому, что показывающий превосходные результаты по вертикальным бронеплитам снаряд практически полностью теряет все свои преимущества при встрече с наклонной бронёй, в два-три раза и более теряя бронепробивную способность. Для примера можно взять уже упомянутый подкалиберный снаряд БР-365П: имея на дистанции 500 м под прямым углом пробиваемость в 140 мм, под углом 60° он пробивал всего лишь 50–55 мм (глубина пробоины составляла 100–110 мм).

Расчётные траектории центра инерции недеформирующегося сердечника при пробитии относительно толстой стальной броневой преграды (α=60°). Источник: В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов [и др.]. Частные вопросы конечной баллистики. — М.: МГТУ им. Баумана, 2006

Источник изображения: warspot.ru

Исправить ситуацию с низким бронепробитием могли бы бронебойные наконечники, состоящие из менее твёрдого материала, нежели сердечник. Их установка в носовой части снаряда позволяет несколько снизить разрушающее влияние на ударник, но в целом, конечно, не решает проблему. Комплексное и радикальное решение заключалось в увеличении массы и улучшении физико-химических свойств сердечника, а также повышении начальной скорости снаряда. Последнее условие не могло быть выполнено, поскольку этому мешала паразитарная масса неотделяемых поддонов «катушек» и обтекаемых подкалиберных снарядов. Простояв на вооружении в действующих войсках до середины-конца 1950-х годов, они постепенно начали вытесняться новым типом снарядов — с отделяющимся поддоном.

Подкалиберные бронебойные снаряды с отделяющимися поддонами, стабилизируемые вращением (APDS — Armour Piercing Discarding Sabot)

Рассматривая общие свойства конструкции подкалиберных снарядов с отделяющимися поддонами, стоит обратить внимание на некоторое их сходство со снарядами предыдущего поколения: небольшой по длине сердечник, в зависимости от модели снаряда снабжённый бронебойным наконечником и заключённый в стальную оболочку пулевидной формы.

Для ведения по каналу ствола и обтюрации пороховых газов сердечник снабжался новым поддоном — легкосплавным ведущим устройством секторного типа. Как правило, ведущее устройство состояло из нескольких секторов, поделённых по вертикали. Между собой они скреплялись разными способами: разрушающимися или сминающимися элементами, самосрезающимися болтами и стягивающими кольцами из пластика или лёгкого сплава. Ведущее устройство в большинстве снарядов было двухопорным, то есть имело две площадки контакта с каналом ствола. Нижняя площадка опоры, расположенная ближе к хвостовой части снаряда, имела ведущий поясок, а верхняя опора — стягивающее кольцо.

Подкалиберный снаряд с отделяющимся поддоном 3БМ8 для 100-мм пушек танков Т-54/55.

Источник изображения: russianarms.ru

После выстрела, в момент вылета снаряда из ствола, крепёжные элементы ведущего устройства разрушались за счёт центробежной силы (вращения, переданного снаряду нарезами в стволе) и сопротивления воздуха, после чего оно отделялось — далее летел уже только сердечник в оболочке. Для облегчения процесса отделения ведущее устройство часто оснащалось в хвостовой части специальной полой камерой, в которой аккумулировались пороховые газы, оказывающие дополнительное разрывное действие на секторы.

Избавление подкалиберных снарядов от поддона в полёте позволило в значительной степени увеличить их баллистические характеристики: повысить начальную скорость до 1500 м/с (снаряды с неотделяемым поддоном в среднем имели скорость не выше 1000–1100 м/с), кучность боя и бронепробивную способность.

Благодаря значительному повышению начальной скорости новых подкалиберных снарядов стало возможным применение тяжёлосплавных сердечников на основе вольфрама. В отличие от своих твёрдых карбид-вольфрамовых предшественников, материал этих ударников склонен к пластической деформации при взаимодействии со стальной бронёй на больших скоростях. Выгода от применения тяжёлосплавных сердечников заключалась в том, что при внедрении в наклонную броню они не испытывали по всей своей длине то разрушающее действие, какое оказывалось на их предшественников. В зоне контакта с бронёй головная часть сердечника образовывала своеобразный пластичный шарнир, смягчающий воздействие стального массива, поэтому такие снаряды не были подвержены денормализации и пробивали наклонную броню танков даже лучше, чем вертикальную. По мере прохождения через броню тяжёлосплавные сердечники частично теряли свою массу, уменьшаясь в длине, поскольку их головная часть, постоянно деформируясь, «размазывалась» о стенки пробоины. За это свойство в отечественной технической литературе они получили название «срабатывающиеся».

В конце 1950-х годов усилиями британских инженеров на вооружение была принята 105-мм нарезная высокоимпульсная танковая пушка L7, буквально ставшая легендой. В различных вариациях она устанавливалась на множестве танков в разных странах — даже на американском М1 «Абрамс». Именно для этого орудия и были разработаны первые по-настоящему массовые вольфрамовые подкалиберные снаряды с отделяющимся поддоном: L28 и L52, имевшие твёрдосплавный и срабатывающийся тяжёлосплавный сердечник соответственно. С дистанции 2 км модификация снаряда L28 под индексом А1 пробивала 300 мм стальной брони под прямым углом и 110 мм — под углом 60°. С этой же дистанции L52 модификации А2 пробивал 210 мм под прямым углом и 120 мм — под углом 60°.

Английские 105-мм БПС L28A1 (а), L52A1 (б) типа APDS. Источник: В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов [и др.]. Частные вопросы конечной баллистики. — М.: МГТУ им. Баумана, 2006

Источник изображения: warspot.ru

Позднее подкалиберные снаряды с отделяющимся поддоном собственного или зарубежного производства появились и в других странах. Например, в США на вооружение были приняты 105-мм снаряды М392 и М728, по сути являвшиеся аналогами британских изделий. В Советском Союзе для 100-мм орудий танков Т-54/55 в 1966 году на вооружение был принят снаряд 3БМ8 с вольфрам-никелевым твёрдосплавным сердечником, который на дистанции 2 км пробивал 190 мм под прямым углом и 80 мм — под углом 60°. Через два с небольшим года на вооружение поступили снаряды 3БМ11 для 122-мм орудий серии М-62 танков Т-10М. Они пробивали с 2 км 320 мм и 110 мм под прямым и 60-градусным углом соответственно. Пожалуй, единственной страной, которая не стала производить вращающиеся подкалиберные снаряды с отделяемым поддоном в товарном количестве для собственных танков АМХ-30, стала Франция. Из-за большого шага нарезов в его 105-мм пушке снаряды достаточно плохо стабилизировались в полёте.

Пробыв на вооружении до 1970–1980-х годов, эти подкалиберные снаряды стали вытесняться новым видом кинетических боеприпасов — оперёнными подкалиберными снарядами с отделяющимся поддоном.

Подкалиберный снаряд с отделяющимся поддоном 3БМ11 для 122-мм пушек танков Т-10М.

Источник изображения: russianarms.ru

Оперённые бронебойные подкалиберные снаряды (APFSDS — Armour Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot)

Бытует мнение, что оперённые подкалиберные снаряды были разработаны и приняты на вооружение исключительно из-за появления гладкоствольных танковых пушек. Это в корне неверно. Всё дело в том, что военные учёные, пытаясь повысить бронепробиваемость вращающихся подкалиберных снарядов за счёт увеличения массы сердечника (его длины), дошли до естественного предела: снаряды, длина сердечника которых превышает пять–семь его диаметров, перестают в должной мере стабилизироваться вращением и теряют в кучности боя. Единственным решением проблемы оказалась их стабилизация в полёте с помощью оперения. При этом оперённые снаряды активно разрабатывались и разрабатываются до сих пор в равной степени как для нарезных пушек, так и для гладкоствольных.

Унитарный выстрел с оперённым подкалиберным снарядом М829А2 с моноблочным урановым сердечником для 120-мм орудия танков «Абрамс». Снаряд снабжён катушечным ведущим устройством.

Источник изображения: forum.militaryparitet.com

Говоря о конструкции оперённых подкалиберных снарядов, в первую очередь стоит остановиться на активной части. Она представляет собой удлинённое стреловидное тело с хвостовыми стабилизаторами — оперением. Активные части первых снарядов такого типа вне зависимости от страны принадлежности выполнялись в виде стальной полой трубки, внутри которой был установлен сердечник из вольфрамового сплава, снабжённый, как правило, бронебойным наконечником. Он выполнял те же функции, что и у предшественников — защищал сердечник от преждевременных разрушений при внедрении в броню. Само расположение сердечника часто варьировалось: например, в некоторых моделях снарядов он находился в хвостовой части, чтобы максимально снизить разрушающее действие наклонной брони на начальной стадии его внедрения.

Поскольку при разработке снарядов учёные мужи уже не были жёстко ограничены по весовым параметрам, сердечники начали расти буквально как на дрожжах. Длиной 200–300 мм было уже не удивить — появлялись модели тяжёлосплавных ударников длиной более полуметра, что обеспечивало крайне высокие показатели бронепробиваемости. В обиход внедрялись моноблочные снаряды, которые представляли собой уже не стальную трубку с установленным в ней ударником, а цельный длинный «срабатывающийся» сердечник с оперением и баллистическим наконечником — такие снаряды получили сленговое название «ломы». Также в производство были внедрены снаряды с сегментированными сердечниками, обладающими повышенной пробивной способностью.

Оперённые подкалиберные снаряды для 120-мм пушки танка «Леопард-2» .

Источник изображения: forum.militaryparitet.com

Помимо твёрдых и тяжёлых вольфрамовых сплавов, в качестве материала для сердечников стали использовать тяжёлые сплавы на основе обеднённого урана. Хотя уран по своим характеристикам в целом не сильно отличался от вольфрама, у него было несколько преимуществ. Первое: относительная дешевизна производства в тех странах, где развита атомная энергетика и производство ядерного топлива. Второе: при столкновении с бронёй на крайне высоких скоростях урановый сердечник ведёт себя лучше, чем вольфрамовый, пробивая в среднем больше на 10%, чем последний. Третье: осколки уранового сердечника, проникнув за броню внутрь танка, обладают, как правило, высокой температурой и при соприкосновении с топливом и пороховыми зарядами способны причинить дополнительный урон в виде пожара.

Абсолютное большинство подкалиберных снарядов оснащаются легкосплавными или композитными кольцевыми и катушечными ведущими устройствами (поддонами), состоящими, как и у предшественников, из отдельных секторов. По способу отделения от активной части снаряда различают три основных типа поддонов: разжимные, прижимные и комбинированные. Разжимное ведущее устройство отделяется от активной части снаряда при вылете из ствола за счёт центробежной силы. Для обеспечения вращения в его секторах могут быть проделаны косые отверстия, через которые проходят пороховые газы и раскручивают снаряд в стволе. Прижимное ведущее устройство отделяется уже за счёт сопротивления воздуха при вылете из ствола, из-за чего снабжённые им снаряды имеют несколько худшую кучность боя. Комбинированные ведущие устройства сочетают в себе конструктивные особенности двух предыдущих типов. Для обтюрации пороховых газов ведущие устройства оснащаются обтюрирующими поясками либо, если речь идёт о снарядах для нарезных орудий, проворачивающимся ведущим пояском, который предотвращает передачу вращения активному телу от стволовых нарезов.

Сборка советских/российских снарядов 3БМ22 калибра 125-мм на заводе в Иране. Ведущее устройство кольцевого типа.

Источник изображения: rasekhoon.net

Ведущие устройства оперённых подкалиберных снарядов, как правило, имеют одну или две точки опоры в стволе пушки. При этом в качестве второй точки опоры снарядов с одноопорным ведущим устройством используется их оперение, диаметр которого соответствует калибру пушки. Однако у калиберного оперения есть два существенных минуса: оно вызывает большее падение скорости и снижение кучности боя, чем подкалиберное с малым диаметром.

Характеристики бронепробиваемости наиболее известных и распространённых оперённых подкалиберных снарядов, взятые из открытых источников

Резюме

На сегодняшний день оперённые подкалиберные снаряды являются самым эффективным средством противотанковой борьбы, имеющимся в боекомплекте танков. Ими удобно стрелять: благодаря высокой скорости полёта практически не нужно брать упреждение на относительно больших дистанциях боя. Хотя номинально кумулятивные снаряды несколько превосходят в пробивной способности, на тяжёлосплавные длинные сердечники подкалиберных снарядов достаточно слабо воздействует комбинированное бронирование и динамическая защита, из-за чего защититься от них гораздо сложнее. Да и заброневое действие подкалиберных снарядов, выраженное в мощнейшем осколочном потоке, не имеет себе равных.

Изложенные выше обстоятельства заставляют учёных изыскивать способы совершенствования этого типа снарядов в виде новых сплавов для сердечников, облегчения ведущих устройств и повышения энергии пороховых зарядов. Однако на сегодняшний день практически все резервы существующих 120-мм и 125-мм пушек основных танков исчерпаны, поэтому в скором времени возможен переход на более мощные орудия калибра 140-мм и 152-мм, подкалиберные снаряды которых благодаря повышенной дульной энергии и длине сердечников могут достичь пробиваемости в 1 м и более.

Литература:

1. В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов [и др.]. Частные вопросы конечной баллистики. — М.: МГТУ им. Баумана, 2006.
2. В.А. Григорян, Е.Г. Юдин, И.И. Терехин [и др.]. Защита танков. — М.: МГТУ им. Баумана, 2007.
3. А.В. Бабкин, В.А. Велданов, Е.Ф. Грязнов [и др.]. Средства поражения и боеприпасы. — М.: МГТУ им. Баумана, 2008.
4. А.Б. Широкорад. Энциклопедия отечественной артиллерии / Под общ. ред. А. Е. Тараса. — Минск: Харвест, 2000.
5. М.В. Павлов, И.В. Павлов. Отечественные бронированные машины 1945–1965 гг. // Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра. — Москва: Техинформ, 2008. — № 9.

Эдуард Перов