Les munitions cumulatives sont type particulier obus, missiles, mines, grenades à main et une grenade pour lance-grenades, conçue pour détruire les véhicules blindés ennemis et leurs fortifications en béton armé. Le principe de leur fonctionnement repose sur la formation après une explosion d'un mince jet cumulatif étroitement dirigé, qui brûle le blindage. L'effet cumulatif est obtenu grâce à la conception spéciale des munitions.

Actuellement, les munitions cumulatives constituent l’arme antichar la plus courante et la plus efficace. L’utilisation massive de telles munitions a commencé pendant la Seconde Guerre mondiale.

L'utilisation généralisée des munitions cumulatives est facilitée par leur simplicité, leur faible coût et leur efficacité exceptionnellement élevée.

Un peu d'histoire

Dès l'apparition des chars sur le champ de bataille, la question s'est immédiatement posée de savoir des moyens efficaces Combattez-les. L'idée est d'utiliser pièces d'artillerie pour la destruction de monstres blindés est apparu presque immédiatement ; les armes à feu ont commencé à être largement utilisées à cette fin pendant la Première Guerre mondiale. Il convient de noter que l'idée de créer un canon antichar spécialisé (ATW) est venue pour la première fois à l'esprit des Allemands, mais ils n'ont pas pu la mettre immédiatement en pratique. Jusqu'à la toute fin de la Première Guerre mondiale, les canons de campagne les plus ordinaires étaient utilisés avec succès contre les chars.

Dans l'intervalle entre les deux massacres mondiaux, des développements dans le domaine de la création d'artillerie antichar spécialisée ont été réalisés dans presque toutes les grandes puissances militaro-industrielles. Le résultat de ce travail a été l'émergence grande quantité des échantillons de canons antichar, qui ont touché avec succès les chars de cette époque.

Puisque le blindage des premiers chars protégeait principalement des balles, même un canon de petit calibre ou fusil antichar. Mais juste avant la guerre différents pays Des véhicules de nouvelle génération commencent à apparaître (Matildas anglais, T-34 et KV soviétiques, S-35 et Char B1 français), équipés d'un moteur puissant et d'un blindage balistique. L’EFP de première génération ne pouvait plus pénétrer cette défense.

En guise de contre-attaque nouvelle menace les concepteurs ont commencé à augmenter le calibre des canons antichar et à augmenter vitesse initiale vol de projectile. De telles mesures ont augmenté plusieurs fois l’efficacité de la pénétration du blindage, mais ont également eu des effets secondaires importants. Les canons devinrent plus lourds, plus complexes, leur coût augmenta et leur maniabilité diminua fortement. Les Allemands, pas du tout en manque de bonne vie, ont utilisé des KV de 88 mm contre des T-34 et KV soviétiques. canons anti-aériens. Mais il n'a pas toujours été possible de les appliquer.

Il a fallu chercher une autre voie, et elle a été trouvée. Au lieu d'augmenter la masse et la vitesse de la pièce perforante, des munitions ont été créées pour garantir la pénétration du blindage grâce à l'énergie d'une explosion dirigée. Ces munitions sont dites cumulatives.

Les recherches dans le domaine des explosions dirigées ont commencé au milieu de XIXème siècle. Les lauriers du découvreur de l'effet cumulatif sont revendiqués par plusieurs personnes de différents pays qui travaillaient dans cette direction à peu près au même moment. Initialement, l'effet d'une explosion dirigée était obtenu grâce à l'utilisation d'un évidement spécial en forme de cône, réalisé dans la charge explosive.

Le travail a été réalisé dans de nombreux pays, mais résultat pratique Les Allemands furent les premiers à y parvenir. Le talentueux designer allemand Franz Tomanek a proposé d'utiliser un revêtement métallique pour l'évidement, ce qui rendait la charge creuse encore plus efficace. En Allemagne, ces travaux ont commencé au milieu des années 30 et, au début de la guerre, le projectile cumulatif était déjà en service dans l'armée allemande.

En 1940, de l'autre côté de l'Atlantique, le designer suisse Henry Mohaupt crée une grenade propulsée par fusée à ogive cumulative pour l'armée américaine.

Au début de la guerre Équipages de chars soviétiques rencontré une nouvelle espèce munitions allemandes, ce qui fut pour eux une très désagréable surprise. Lorsqu'ils étaient touchés, les obus cumulatifs allemands brûlaient le blindage du char et laissaient des trous aux bords fondus. C'est pourquoi on les appelait "brûleurs d'armures".

Cependant, déjà en 1942, le projectile cumulatif BP-350A est apparu en service dans l'Armée rouge. Les ingénieurs soviétiques ont copié des échantillons capturés par les Allemands et ont créé un projectile cumulatif pour un canon de 76 mm et un obusier de 122 mm.

En 1943, des bombes cumulatives antichar à fragmentation PTAB sont apparues en service dans l'Armée rouge, destinées à détruire la projection supérieure du char, là où l'épaisseur du blindage est toujours moindre.

Toujours en 1943, les Américains ont utilisé pour la première fois le lance-grenades antichar Bazooka. Il était capable de pénétrer un blindage de 80 mm à une distance de 300 mètres. Les Allemands étudièrent avec beaucoup d'intérêt les modèles Bazooka capturés, et bientôt toute une série naquit. Lance-grenades allemands, que nous appelons traditionnellement « Faustpatrons ». L'efficacité de leur utilisation contre les véhicules blindés soviétiques reste une question très controversée : dans certaines sources, les « Faustpatrons » sont presque considérés comme une véritable « arme miracle », tandis que dans d'autres, ils soulignent à juste titre leur faible portée de tir et leur précision insatisfaisante.

Les lance-grenades allemands étaient en effet très efficaces en combat urbain, lorsque le lance-grenades pouvait tirer à courte portée. Dans d’autres circonstances, il n’avait pas beaucoup de chance de se trouver à portée de tir efficace du char.

Les Allemands ont également développé des mines cumulatives magnétiques antichar spéciales Hafthohlladung 3. Profitant de « l'espace mort » autour du char, le chasseur devait s'approcher du véhicule et attacher la mine à n'importe quelle surface lisse. De telles mines pénétraient assez efficacement le blindage du char, mais s'approcher du char et poser une mine était une tâche très difficile ; cela exigeait énormément de courage et d'endurance de la part du soldat.

En 1943, l'URSS a développé plusieurs grenades cumulatives portatives, destinées à détruire les véhicules blindés ennemis à distance de combat rapproché.

Même pendant la guerre, le développement du lance-grenades antichar RPG-1 a commencé, qui est devenu l'ancêtre de toute une famille de ces armes. Aujourd'hui Lance-grenades RPG est une véritable marque mondiale, qui n'est pas très inférieure en termes de reconnaissance au célèbre AK.

Après la fin de la guerre, les travaux visant à créer de nouvelles munitions cumulatives se sont poursuivis dans de nombreux pays du monde et des recherches théoriques ont été menées dans le domaine des explosions dirigées. Aujourd'hui cumulatif unité de combat est traditionnel pour les grenades, les lance-grenades antichar, les ATGM, les munitions antichar pour l'aviation, les obus de char, les mines antichar. La protection des véhicules blindés s'améliore constamment et les armes ne sont pas en reste. Cependant, la conception et le principe de fonctionnement de ces munitions n’ont pas changé.

Projectile cumulatif : principe de fonctionnement

L’effet cumulatif signifie le renforcement de l’action d’un processus grâce à l’addition des efforts. Cette définition reflète très fidèlement le principe de fonctionnement de l'effet cumulatif.

Un évidement en forme d'entonnoir est réalisé dans l'ogive de la charge, qui est recouverte d'une couche de métal d'un ou plusieurs millimètres d'épaisseur. Cet entonnoir est tourné avec un large bord vers la cible.

Après la détonation, qui se produit au bord tranchant de l'entonnoir, onde de choc se propage sur les parois latérales du cône et les effondre vers l'axe de la munition. Lors de l'explosion, une énorme pression est créée, qui transforme le métal du revêtement en un quasi-liquide et, sous une énorme pression, le fait avancer le long de l'axe du projectile. Cela crée un flux de métal qui avance avec vitesse hypersonique(10 km/s).

Il convient de noter que dans ce cas, le métal du revêtement ne fond pas au sens traditionnel du terme, mais se déforme (se transforme en liquide) sous une pression énorme.

Lorsqu'un flux de métal pénètre dans l'armure, la résistance de cette dernière n'a aucune importance. Sa densité et son épaisseur sont importantes. La capacité de pénétration d'un jet cumulatif dépend de sa longueur, de la densité du matériau de revêtement et du matériau du blindage. L'effet pénétrant maximal se produit lorsque la munition explose à une certaine distance du blindage (c'est ce qu'on appelle la distance focale).

L'interaction du blindage et du jet cumulatif se produit selon les lois de l'hydrodynamique, c'est-à-dire que la pression est si grande que le plus fort blindage de char lorsqu'un jet le frappe, il se comporte comme un liquide. En règle générale, les munitions HEAT peuvent pénétrer dans un blindage d’une épaisseur comprise entre cinq et huit calibres. Lorsqu'il est doublé d'uranium appauvri, l'effet perforant augmente jusqu'à dix calibres.

Avantages et inconvénients des munitions cumulatives

Des munitions similaires ont les deux forces, et les inconvénients. Leurs avantages incontestables sont les suivants :

  • haute perforation d'armure;
  • la pénétration du blindage ne dépend pas de la vitesse des munitions ;
  • effet d'armure puissant.

Pour les projectiles de calibre et sous-calibre, la pénétration du blindage est directement liée à leur vitesse : plus elle est élevée, mieux c'est. C'est pourquoi ils sont utilisés pour leur usage systèmes d'artillerie. Pour les munitions cumulatives, la vitesse n'a pas d'importance : un jet cumulatif se forme à n'importe quelle vitesse de collision avec la cible. Par conséquent, une ogive cumulative est une arme idéale pour les lance-grenades, les fusils sans recul et missiles antichar, bombes et mines De plus, une vitesse de projectile trop élevée empêche la formation d'un jet cumulatif.

Si un obus ou une grenade cumulée touche un char, cela entraîne souvent une explosion du chargement de munitions du véhicule et le désactive complètement. L'équipage n'a pratiquement aucune chance de salut.

Les munitions cumulatives ont un pouvoir perforant très élevé. Certains ATGM modernes pénètrent dans un blindage homogène d'une épaisseur supérieure à 1 000 mm.

Inconvénients des munitions cumulatives :

  • complexité de fabrication assez élevée ;
  • difficulté d'application pour les systèmes d'artillerie ;
  • vulnérabilité à la protection dynamique.

Les projectiles des canons rayés sont stabilisés en vol grâce à la rotation. Cependant, la force centrifuge qui apparaît dans ce cas détruit le jet cumulatif. Diverses « astuces » ont été inventées pour contourner ce problème. Par exemple, dans certaines munitions françaises, seul le corps du projectile tourne, tandis que sa partie cumulative est montée sur roulements et reste fixe. Mais presque toutes les solutions à ce problème compliquent considérablement les munitions.

Les munitions pour canons à canon lisse, au contraire, ont une vitesse trop élevée, insuffisante pour focaliser le jet cumulatif.

C'est pourquoi les munitions à charge creuse sont plus courantes pour les munitions à faible vitesse ou stationnaires (mines antichar).

Il existe de nombreuses munitions contre de telles munitions. protection simple– le jet cumulé est dissipé par une petite contre-explosion qui se produit à la surface de la machine. C'est ce qu'on appelle la protection dynamique, cette méthode est aujourd'hui très largement utilisée.

Pour pénétrer la protection dynamique, une ogive cumulative tandem est utilisée, composée de deux charges : la première élimine la protection dynamique et la seconde pénètre dans le blindage principal.

Il existe aujourd'hui des munitions cumulatives à deux et trois charges.

Les munitions d'artillerie cumulatives sont principalement destinées au tir sur des cibles blindées et des murs verticaux de structures défensives. L'action des projectiles cumulatifs est basée sur l'effet cumulatif - la concentration de l'explosion dans une direction. Dans ce cas, la barrière est franchie non pas grâce à l'énergie cinétique du projectile, mais grâce à l'énergie du jet cumulé formé lors de la rupture du projectile.

L'effet pénétrant d'un projectile cumulatif ne dépend pas de sa vitesse sur la cible et est constant pour toutes les distances de tir. La pénétration du blindage des obus cumulatifs de canons de char de calibre 100 à 125 mm contre un blindage homogène en acier est d'environ 350 à 500 mm lorsqu'ils frappent le long de la ligne normale.

En plus de l'effet cumulatif, ces obus ont un effet de fragmentation et, si nécessaire, peuvent être utilisés pour détruire et réprimer le personnel ennemi et tirer avec des armes situées à découvert ou dans des abris de type champ. Il existe également des obus à fragmentation cumulative universels.

Initialement (pendant le Grand Guerre patriotique et plus tôt) les obus cumulatifs pour canons rayés étaient fabriqués sans plumes, avec une stabilisation due à l'effet gyroscopique, traditionnel pour l'artillerie à canon de cette période. Cependant, il s'est avéré plus tard que la rotation d'un projectile cumulatif avec une fréquence supérieure à 50 tours par seconde réduit sensiblement la pénétration de son blindage, car elle entraîne la dispersion du jet cumulatif. Par conséquent, dans les années d'après-guerre, les obus cumulatifs pour canons rayés, ainsi que pour les canons à canon lisse, ont commencé à être fabriqués avec une stabilisation aérodynamique - avec des queues qui s'ouvrent après que le projectile quitte le canon et lui assurent une stabilité le long du trajectoire de vol. La figure montre la queue en position ouverte.

Le corps du projectile cumulatif présente deux renflements de centrage, l'un plus proche de la tête, l'autre vers le bas. Les renflements de centrage sont conçus pour centrer le projectile dans l'alésage du canon.

Les obus HEAT destinés au tir avec des canons à canon lisse, au lieu d'une ceinture avant, ont une ceinture d'étanchéité, montée fixement sur le corps plus près du bas. La vitesse de rotation requise en vol pour de tels projectiles est assurée par les biseaux des pales de queue.

Le corps d'un projectile cumulatif contient son équipement - une charge explosive d'un explosif puissant (RDX, élément chauffant flegmatisé) avec un capuchon de détonateur. La charge explosive a un évidement - un entonnoir cumulatif, dirigé avec une cloche vers la partie tête et recouvert d'un revêtement métallique (généralement en cuivre ou en acier). Une tête avec un fusible de tête enveloppé dedans est fixée à l'avant du corps du projectile. au moyen d'un anneau. La forme de la tête peut être ogive, conique ou en forme de flèche. La tête agit comme un carénage pendant le vol et garantit également que le fusible se déclenche à la distance (focale) calculée de l'entonnoir cumulatif. Ce dernier est nécessaire à la formation correcte d'un jet cumulatif. Du côté de la tête, l'équipement est recouvert d'un anneau qui protège l'entonnoir cumulatif et la charge explosive des fragments de la tête et du fusible. Au milieu de l'anneau se trouve un trou conçu pour transmettre l'impulsion explosive de la mèche principale à la capsule du détonateur.

Un stabilisateur auquel sont fixées des pales de queue est vissé dans la partie inférieure du corps. Les lames sont maintenues en position repliée par un dispositif de retenue (par exemple un anneau en plastique ou un cordon en soie). Lors du tir, le loquet est détruit, les pales sont libérées et, une fois que le projectile a quitté le canon, elles sont ouvertes par le flux d'air venant en sens inverse.

DANS dos Le stabilisant est pressé avec un traceur équipé d'une composition inflammable spéciale. Au moment du tir, la charge propulsive enflamme le modérateur du traceur ; une fois le modérateur éteint, la composition inflammable s'enflamme, après quoi le projectile s'envole, laissant derrière lui une trace lumineuse brillante (trajet) visible par le tireur, résultant de l'inertie de vision humaine. Un décélérateur traceur est nécessaire pour que la trace du traceur ne démasque pas l'arme.

Après le déclenchement de la capsule du détonateur et l'explosion de la charge explosive, l'entonnoir cumulatif se contracte et environ 10..20 % de son métal se transforme en un jet cumulatif de plusieurs millimètres d'épaisseur, volant le long de l'axe de l'entonnoir à une vitesse d'environ 7 km. /s. Le jet cumulatif, grâce à son énergie cinétique, franchit la barrière. Le reste du métal de l'entonnoir cumulatif est broyé en pilon et ne participe pas au franchissement de la barrière.

Le métal de blindage, extrait et lavé par le jet cumulatif, forme les bords du trou en forme de rouleau. De plus, comme le jet cumulé se déplace à grande vitesse et que l'énergie libérée lors de la pénétration du blindage n'a pas le temps de se dissiper, le matériau barrière dans la zone de contact avec le jet peut s'échauffer jusqu'à haute température et subissent des changements thermiques. Pour ces raisons, un trou dans une armure en acier peut ressembler à un trou fondu. Ce ressemblance extérieure déterminé le premier nom du cumulatif munitions d'artillerie- "obus brûlants d'armure". Cependant, ce nom ne reflète pas l'essence du phénomène, puisque le phénomène décrit ci-dessus apparence un trou est une conséquence du franchissement d'un obstacle, et non une cause. Autrement dit, l’armure est percée et non fondue ou « brûlée ».

L'effet de blindage d'un projectile cumulatif est assuré par deux facteurs : du fait de la destruction de l'équipage et équipement interne cibles avec le jet cumulatif lui-même, et en raison du brusque saut de pression que provoque le jet cumulatif dans un volume blindé fermé. L'amplitude de la surpression dépend de la quantité d'énergie résiduelle du jet cumulé et du volume de l'espace blindé fermé. Plus le blindage de la cible est puissant et plus l’énergie du jet cumulé est dépensée pour pénétrer le blindage, plus la surpression qu’elle peut provoquer dans l’espace derrière le blindage est faible. Plus le volume interne de la cible touchée par les munitions cumulées est important, moins la surpression provoquée par le jet cumulatif sera prononcée.

Il convient de noter que l'augmentation du volume des compartiments habités des véhicules de combat n'a jamais été pratiquée comme mesure spéciale de protection contre l'accumulation de munitions et ne peut pas être utilisée dans un tel rôle. D'autre part, réduire le volume réservé permet, pour une masse donnée, d'élever le niveau de réservation d'un objet et d'atteindre des niveaux de protection plus élevés non seulement contre les projectiles cumulatifs, mais aussi contre les munitions cinétiques (à chambre et solide, calibre et sous). -projectiles perforants de calibre), munitions explosives puissantes (munitions à fragmentation, explosives, à fragmentation hautement explosives, projectiles perforants avec un explosif plastique et une ogive écrasable), facteurs dommageables explosion nucléaire, influences mécaniques.

En 1941, les équipages de chars soviétiques ont rencontré une surprise désagréable : des obus cumulatifs allemands, qui ont laissé des trous dans le blindage avec des bords fondus. On les appelait perforants (les Allemands utilisaient le terme Hohlladungsgeschoss, « un projectile avec une encoche dans la charge »). Cependant, le monopole allemand n'a pas duré longtemps : déjà en 1942, l'analogue soviétique du BP-350A, construit selon la méthode de « l'ingénierie inverse » (démontage et étude des obus allemands capturés), a été adopté pour le service - un « blindage brûlant ». " obus pour canons de 76 mm. Cependant, en réalité, l’effet des obus n’était pas associé à une brûlure du blindage, mais à un effet complètement différent.

Différends sur les priorités

Le terme « cumul » (du latin cumulatio - accumulation, sommation) désigne le renforcement de toute action due à l'addition (accumulation). Lors du cumul, en raison d'une configuration de charge particulière, une partie de l'énergie des produits d'explosion est concentrée dans une direction. Plusieurs personnes qui l'ont découvert indépendamment les unes des autres revendiquent la priorité dans la découverte de l'effet cumulatif. En Russie - un ingénieur militaire, le lieutenant-général Mikhaïl Boreskov, qui a utilisé une charge avec un évidement pour le travail de sapeur en 1864, et le capitaine Dmitry Andrievsky, qui a développé en 1865 une charge détonante pour faire exploser de la dynamite à partir d'un manchon en carton rempli de poudre à canon avec un évidement rempli de sciure de bois. Aux États-Unis, le chimiste Charles Munro, qui, en 1888, selon la légende, a fait exploser une charge de pyroxyline avec des lettres gravées dessus à côté d'une plaque d'acier, puis a attiré l'attention sur les mêmes lettres, reflétées « réfléchies » sur la plaque ; en Europe - Max von Forster (1883).

Au début du XXe siècle, le cumul était étudié des deux côtés de l'océan. En Grande-Bretagne, Arthur Marshall, auteur d'un livre consacré à cet effet, publié en 1915, l'a fait. Dans les années 1920, l'étude des charges explosives avec évidement (mais sans revêtement métallique) a été réalisée en URSS. célèbre explorateur professeur d'explosifs M.Ya. Soukharevski. Cependant, les Allemands ont été les premiers à mettre l'effet cumulatif au service de la machine militaire, en commençant au milieu des années 1930 sous la direction de Franz Tomanek le développement ciblé d'obus perforants cumulatifs.

À la même époque, Henry Mohaupt faisait la même chose aux États-Unis. C'est lui qui est considéré en Occident comme l'auteur de l'idée de recouvrir en métal un évidement d'une charge explosive. En conséquence, dans les années 1940, les Allemands disposaient déjà de tels obus en service.

Entonnoir mortel

Comment fonctionne l’effet cumulatif ? L'idée est très simple. Dans la partie tête de la munition se trouve un évidement en forme d'entonnoir recouvert d'une couche de métal d'un millimètre (environ) avec angle aigu au sommet (avec la douille vers la cible). La détonation de l'explosif commence du côté le plus proche du sommet du cratère. L'onde de détonation « effondre » l'entonnoir vers l'axe du projectile, et comme la pression des produits d'explosion (près d'un demi-million d'atmosphères) dépasse la limite de déformation plastique de la garniture, celle-ci commence à se comporter comme un quasi-liquide . Ce processus n'a rien à voir avec la fusion, il s'agit précisément du flux « froid » de la matière. Un jet cumulatif très rapide est expulsé de l'entonnoir qui s'effondre, et le reste (pilon) s'envole plus lentement du point d'explosion. La répartition de l'énergie entre le jet et le pilon dépend de l'angle au sommet de l'entonnoir : à un angle inférieur à 90 degrés, l'énergie du jet est plus élevée, à un angle supérieur à 90 degrés, l'énergie de le pilon est plus haut. Bien entendu, il s'agit d'une explication très simplifiée : le mécanisme de formation du jet dépend de l'explosif utilisé, de la forme et de l'épaisseur du revêtement.


Une des variétés à effet cumulatif. Pour former un noyau d'impact, l'encoche cumulative présente un angle obtus au sommet (ou une forme sphérique). Lorsqu'elle est exposée à une onde de détonation, en raison de la forme et de l'épaisseur variable des parois (plus épaisses vers les bords), le revêtement ne « s'effondre » pas, mais se retourne « à l'envers ». Le projectile obtenu, d'un diamètre d'un quart et d'une longueur d'un calibre (le diamètre initial de l'encoche), accélère jusqu'à 2,5 km/s. La pénétration du blindage du noyau est inférieure à celle d'un jet cumulatif, mais elle est maintenue sur près d'un millier de diamètres d'évidement. Contrairement à un jet cumulatif, qui « enlève » seulement 15 % de sa masse au pilon, le noyau d'impact est formé de l'ensemble du revêtement.

Lorsque l'entonnoir s'effondre, un jet mince (comparable à l'épaisseur de l'obus) accélère à des vitesses de l'ordre de la vitesse de détonation explosive (et parfois supérieures), c'est-à-dire environ 10 km/s ou plus. Ce jet ne brûle pas le blindage, mais le pénètre, tout comme un jet d'eau sous pression érode le sable. Cependant, lors de la formation du jet, ses différentes parties acquièrent vitesse différente(ceux arrière sont plus petits), donc le jet cumulatif ne peut pas voler loin - il commence à s'étirer et à se désintégrer, perdant sa capacité à pénétrer le blindage. L'effet maximum du jet est obtenu à une certaine distance de la charge (on l'appelle focale). Structurellement, le mode optimal de pénétration du blindage est assuré par l'écart entre l'encoche de la charge et la tête du projectile.

Projectile liquide, armure liquide

La vitesse du jet cumulé dépasse largement la vitesse de propagation du son dans le matériau du blindage (environ 4 km/s). Par conséquent, l’interaction du jet et du blindage se produit selon les lois de l’hydrodynamique, c’est-à-dire qu’ils se comportent comme des liquides. Théoriquement, la profondeur de pénétration du jet dans le blindage est proportionnelle à la longueur du jet et à la racine carrée du rapport des densités du matériau de revêtement et du blindage. Dans la pratique, la pénétration du blindage est généralement encore plus élevée que les valeurs théoriquement calculées, car le jet devient plus long en raison de la différence de vitesse de sa tête et de ses parties arrière. En règle générale, l'épaisseur du blindage qu'une charge creuse peut pénétrer est de 6 à 8 de ses calibres, et pour les charges dont le revêtement est constitué de matériaux tels que l'uranium appauvri, cette valeur peut atteindre 10. Est-il possible d'augmenter la pénétration du blindage en augmentant la longueur du jet ? Oui, mais souvent cela n'a pas beaucoup de sens : le jet devient trop fin et son effet blindage est réduit.


Avantages et inconvénients

Les munitions HEAT ont leurs avantages et leurs inconvénients. Les avantages incluent le fait que, contrairement aux obus sous-calibrés, leur pénétration de blindage ne dépend pas de la vitesse du projectile lui-même : les obus cumulatifs peuvent être tirés même avec des canons légers qui ne sont pas capables d'accélérer un projectile à grande vitesse, et tels les charges peuvent également être utilisées dans les grenades propulsées par fusée.

D’ailleurs, c’est précisément l’utilisation « d’artillerie » du cumul qui se heurte à de nombreuses difficultés. Le fait est que la plupart des projectiles sont stabilisés en vol par rotation, ce qui a un effet extrêmement négatif sur la formation du jet cumulatif: il le plie et le détruit. Les concepteurs tentent de réduire l'effet de rotation différentes façons- par exemple, en utilisant une texture de revêtement spéciale (mais en même temps, la pénétration du blindage est réduite à 2-3 calibres).

Une autre solution est utilisée dans les obus français : seul le corps tourne et la charge creuse montée sur roulements ne tourne pratiquement pas. Cependant, de tels obus sont difficiles à fabriquer et, de plus, ils n'utilisent pas pleinement les capacités du calibre (et la pénétration du blindage est directement liée au calibre).


L'installation que nous avons assemblée ne ressemble pas du tout à un analogue de l'arme redoutable et ennemi mortel des chars - les obus perforants cumulatifs. Cependant, cela représente tout à fait modèle exact jet cumulatif. Bien sûr, à l'échelle - et à la vitesse du son dans l'eau moins de vitesse détonation et densité de l'eau moins de densité doublures, et le calibre des vrais obus est plus grand. Notre configuration est excellente pour démontrer des phénomènes tels que la focalisation des jets.

Il semblerait que les projectiles tirés à grande vitesse avec des canons à canon lisse ne tournent pas - leur vol est stabilisé par la queue, mais même dans ce cas, il y a des problèmes : à grande vitesse, lorsque le projectile touche le blindage, le jet n'a pas le temps de se concentrer. Par conséquent, les charges creuses sont plus efficaces dans les munitions à faible vitesse ou généralement stationnaires : obus pour armes légères, grenades propulsées par fusée, ATGM et mines.

Un autre inconvénient est lié au fait que le jet cumulatif est détruit par la protection dynamique explosive, ainsi que lors du passage à travers plusieurs couches de blindage relativement fines. Pour vaincre la protection dynamique, une munition tandem a été développée : la première charge mine ses explosifs, et la seconde perce le blindage principal.

De l'eau au lieu d'explosifs

Afin de simuler l’effet cumulatif, il n’est pas nécessaire d’utiliser des explosifs. Nous avons utilisé à cet effet de l’eau distillée ordinaire. Au lieu d’une explosion, nous créerons une onde de choc en utilisant une décharge haute tension dans l’eau. Nous avons fabriqué le parafoudre à partir de chutes Câble de télévision RK-50 ou RK-75 avec un diamètre extérieur de 10 mm. Une rondelle en cuivre avec un trou de 3 mm (coaxial à l'âme centrale) a été soudée à la tresse. L'autre extrémité du câble a été dénudée sur une longueur de 6 à 7 cm et le noyau central (haute tension) a été connecté au condensateur.


Si le jet est bien focalisé, le canal percé dans la gélatine est quasiment invisible, mais avec un jet défocalisé il ressemble à la photo de droite. Néanmoins, la «pénétration du blindage» dans ce cas est d'environ 3 à 4 calibres. Sur la photographie, un bloc de gélatine de 1 cm d'épaisseur est percé d'un jet cumulatif « de part en part ».

Le rôle de l'entonnoir dans notre expérience est joué par le ménisque - c'est cette forme concave que prend la surface de l'eau dans un capillaire (tube mince). Une grande profondeur de « l'entonnoir » est souhaitable, ce qui signifie que les parois du tube doivent être bien mouillées. Le verre ne fonctionnera pas - les coups de bélier lors de la décharge le détruisent. Les tubes en polymère ne mouillent pas bien, mais nous avons résolu ce problème en utilisant un revêtement en papier.

L'eau du robinet n'est pas bonne - elle conduit bien le courant, qui traversera tout le volume. Nous utiliserons de l'eau distillée (par exemple, provenant d'ampoules d'injection), qui ne contient pas de sels dissous. Dans ce cas, toute l’énergie de décharge sera libérée dans la zone de claquage. La tension est d'environ 7 kV, l'énergie de décharge est d'environ 10 J.



Armure de gélatine

Relions l'éclateur et le capillaire avec un morceau de tube élastique. De l'eau doit être versée à l'intérieur à l'aide d'une seringue : il ne doit y avoir aucune bulle dans le capillaire - elles déformeraient l'image de « l'effondrement ». Après s'être assuré que le ménisque s'est formé à une distance d'environ 1 cm de l'éclateur, nous chargeons le condensateur et fermons le circuit avec un conducteur attaché à la tige isolante. Dans la zone de rupture, une haute pression se développera, une onde de choc (SW) se formera, qui « courra » vers le ménisque et « l'effondrera ».


Vous pouvez détecter un jet cumulatif en le poussant dans la paume, étendu à une hauteur d'un demi-mètre à un mètre au-dessus de l'installation, ou en répandant des gouttes d'eau au plafond. Il est très difficile de voir à l'œil nu un jet cumulatif fin et rapide, nous nous sommes donc armés d'un équipement spécial, à savoir la caméra CASIO Exilim Pro EX-F1. Cette caméra est très pratique pour filmer des processus rapides - elle vous permet de filmer des vidéos jusqu'à 1 200 images par seconde. Les premiers tirs d'essai ont montré qu'il est presque impossible de filmer la formation du jet lui-même - l'étincelle de décharge «aveugle» la caméra.

Mais vous pouvez filmer une « pénétration d'armure ». Il ne sera pas possible de pénétrer dans le film - la vitesse du jet d'eau est trop faible pour liquéfier l'aluminium. Nous avons donc décidé d’utiliser la gélatine comme armure. Avec un diamètre capillaire de 8 mm, nous avons pu réaliser une « pénétration du blindage » de plus de 30 mm, soit 4 calibres. Très probablement, avec un peu d'expérimentation sur la focalisation du jet, nous pourrions obtenir plus et même, peut-être, pénétrer une armure de gélatine à deux couches. Ainsi, la prochaine fois que la rédaction sera attaquée par une armée de tanks à gélatine, nous serons prêts à lui donner une bonne rebuffade.

Nous remercions le bureau de représentation CASIO d'avoir fourni la caméra CASIO Exilim Pro EX-F1 pour filmer l'expérience.

Introduction

Des articles sur Internet dans lesquels des obus cumulatifs pénètrent l'armure soit avec de la vapeur, soit la brûlent comme un pistolet autogène m'ont forcé à écrire cet article.

Je suis une personne techniquement instruite, mais je n'ai pas travaillé dans des laboratoires secrets (ou plutôt, j'ai travaillé sur un sujet différent), donc si quelqu'un a des informations qui me permettraient d'ajouter Cet article- écrivez, nous ajouterons et améliorerons.

Le principe de fonctionnement d'un projectile cumulatif (même s'il serait plus correct de dire une charge)

Nous analyserons les difficultés qui se posent aux concepteurs de projectiles cumulatifs. Il y a deux gros problèmes. Tout d'abord, c'est la rotation du projectile. Le fait même de la rotation du projectile et les forces centrifuges qui en découlent interfèrent grandement formation correcte jet cumulatif. La vitesse élevée du projectile ajoute également des maux de tête aux concepteurs. Le fait est que le jet cumulatif se forme sur une période de temps, certes petite mais très spécifique. Un projectile volant à grande vitesse, et Dieu nous préserve qu'il soit doté d'un fusible à tir lent, dépassera la distance focale et se collera dans le blindage avant la formation d'un jet cumulatif.
Les projectiles rotatifs conventionnels pénètrent dans un blindage légèrement plus épais que leur calibre. Il existe trois manières principales de lutter contre la rotation. Le moyen le plus simple consiste à utiliser un pistolet à canon lisse. Les chars à âme lisse et les canons antichar étaient fabriqués principalement en Union soviétique et ont été hérités par des pays souverains lors de son effondrement.

La deuxième méthode consiste à tirer des obus à plumes avec des canons rayés. En quittant le canon du pistolet, le stabilisateur s'ouvre et commence à ralentir la rotation. Parfois, une courroie d'entraînement mobile est ajoutée, qui ne transmet pas la rotation au projectile lors du tir.
La troisième méthode consiste à installer une charge creuse dans le corps du projectile sur des roulements. La méthode est assez coûteuse et exotique. À mon avis, il n'a été utilisé que dans un échantillon du projectile français.
Désormais, pour éliminer les effets négatifs de la rotation des projectiles, ils ont commencé à utiliser des doublures. forme complexe. Les photographies montrent des options pour un tel revêtement et décrivent le principe de son fonctionnement.





Je ne sais pas combien de temps ça dure méthode efficace, mais un tel revêtement est utilisé à l'étranger.

La vitesse initiale élevée est combattue en la limitant et en installant des fusibles instantanés. L'idée de limiter la vitesse initiale d'un projectile est très vicieuse, car la distance d'un tir direct diminue et des difficultés de visée surviennent. La solution pour sortir de cette situation consiste à installer une pointe ou une broche balistique d'une longueur supérieure à la distance focale du jet cumulatif. Tant que la pointe est écrasée contre le blindage, le jet sera formé avec succès.
Le fusible instantané que je connais est conçu comme suit. Dans la tête du projectile se trouve un cristal piézoélectrique qui est relié par un fil à un fusible électrique situé au bas de la charge. Lorsqu'il touche l'armure, le cristal se contracte (et plus la vitesse d'impact est élevée, plus la vitesse de compression est élevée) et produit électricité(il a un tel propriétés physiques) qui est transmise à un détonateur électrique. Le détonateur fait boum, l'explosif explose, un jet se forme, le blindage est percé.

La photographie montre une coupe transversale d'un projectile de calibre cent vingt millimètres ; vous pouvez voir le fil allant du générateur piézoélectrique de la tête au fusible inférieur.
Il existe une autre option lorsque le fusible principal forme un jet cumulatif vers le fusible inférieur, qui explose et ainsi de suite. Voici une photographie de notre projectile de calibre cent millimètres réalisé selon ce principe. L'entonnoir cumulatif a dû être rendu plus pointu avec un sommet ouvert.

Projectile HEAT de la Seconde Guerre mondiale à nos jours

Les Allemands ont testé les premiers obus cumulatifs plutôt primitifs en provenance d'Espagne. Des tests ont également été effectués en Union soviétique avant la guerre, mais absence totale la compréhension du processus et les fusibles très lents n'ont pas donné de résultats positifs.
Une petite digression lyrique. À cette époque lointaine, les concepteurs soviétiques croyaient sincèrement qu'un jet cumulatif brûlerait le blindage et ajoutaient généreusement toutes sortes d'additifs inflammables aux explosifs. En conséquence, la vitesse de détonation et la pression à l’avant de l’onde de souffle ont chuté et ont réduit l’efficacité de la charge. Mais lorsqu'elle explosait, la charge donnait un bel éclair et pouvait mettre le feu à l'herbe sèche.
En 1943, l’Armée rouge avait reçu un cumul d’obus de presque tous les calibres. Les fusibles qu'ils contenaient étaient très similaires à ceux allemands.

La photographie montre des croquis d'obus allemands de calibres soixante-quinze et cent cinq millimètres.

Un obus allemand de calibre cent cinq millimètres.

Des obus pour notre canon régimentaire, avec une explication pour les plus stupides sur la façon exacte de tirer sur les chars.

Obus CHAUFFANTS pour canons de char. Calibre supérieur cent millimètres pour un canon rayé du char T-55 ou canon antichar BS-3. Le calibre inférieur est de cent quinze millimètres pour le canon à âme lisse du char T-62.

Calibre de cent millimètres pour le canon antichar à âme lisse MT-12.




Obus cumulatifs modernes de calibre cent vingt-cinq millimètres. Il n'y en a que six dans le char T-90. La deuxième photo ne parle pas de fragmentation, mais d'entraînement. Beaucoup de gens demandent : pourquoi sont-ils si stupides ? Les aérodynamiciens répondent : c'est ainsi que cela devrait être. Nous ne pouvons que croire.

Notre plus avancé

La photo est microscopique, mais on comprend qu'un circuit tandem a été utilisé. La première charge provoque un blindage réactif et la seconde pénètre dans le blindage principal. Les munitions destinées à l'avion à réaction allemand ont été fabriquées selon le même schéma. lance-grenades antichar. Les deux dans le diagramme désignent la charge principale et les cinq la charge principale. Trois et six indiquent leurs fusibles inférieurs. Le matériau explosif des charges est indiqué en rouge. Attention particulière Je souhaite attirer l'attention sur la zone jaune dans le corps de la charge principale - c'est ce qu'on appelle la lentille. Il gêne le front d’onde de détonation et le façonne de manière plus avantageuse.

Options étrangères

En utilisant l'exemple de nos munitions et de celles de l'étranger, nous pouvons voir différentes approches de conception. Notre encoche cumulée est plus allongée. La version étrangère présente un cran proche des soixante degrés classiques. Une lentille est visible au dessus du fusible. Consultez le tableau pour savoir quelle option est la plus rentable, mais n'oubliez pas que notre calibre est cinq millimètres plus grand.





Les dernières munitions américaines sont particulièrement intéressantes. Non seulement il est sous-calibré, mais il est également équipé d'un fusible sans contact. Le fusible est assez volumineux et devrait théoriquement gêner la formation d'un jet cumulatif. Cependant, la photographie montre que lors de l'explosion, un excellent jet s'est formé, presque aussi long qu'un hélicoptère et rappelant fortement épée laser de la guerre des étoiles.



Le mécanisme d'action d'une charge creuse

Jet cumulatif

Effet cumulatif

schéma pour la formation d'un jet cumulatif

L'onde, se propageant vers les génératrices latérales du cône de revêtement, effondre ses parois les unes vers les autres et, du fait de la collision des parois de revêtement, la pression dans le matériau de revêtement augmente fortement. La pression des produits d'explosion, atteignant ~10 10 N/m² (10 5 kgf/cm²), dépasse largement la limite d'élasticité du métal. Par conséquent, le mouvement du revêtement métallique sous l'influence des produits d'explosion est similaire à l'écoulement d'un liquide et n'est pas associé à une fusion, mais à une déformation plastique.

Semblable à un liquide, le métal du revêtement forme deux zones : une masse importante (environ 70 à 90 %), un « pilon » se déplaçant lentement et une masse plus petite (environ 10 à 30 %), fine (environ l'épaisseur du revêtement). jet de métal hypersonique se déplaçant le long de l’axe. Dans ce cas, la vitesse du jet est fonction de la vitesse de détonation de la substance explosive et de la géométrie de l'entonnoir. En utilisant des entonnoirs avec de petits angles au sommet, il est possible d'obtenir des vitesses élevées, mais en même temps, les exigences en matière de qualité de fabrication du revêtement augmentent, car la probabilité d'une destruction prématurée du jet augmente. DANS munitions modernes des entonnoirs à géométrie complexe sont utilisés (exponentiels, étagés, etc.), avec des angles compris entre 30 et 60 degrés, et la vitesse du jet cumulé atteint 10 km/s.

Étant donné que la vitesse du jet cumulé dépasse la vitesse du son dans le métal, le jet interagit avec le blindage selon les lois hydrodynamiques, c'est-à-dire qu'il se comporte comme s'il entra en collision avec des liquides idéaux. La résistance de l'armure au sens traditionnel ne joue pratiquement aucun rôle dans ce cas, et la densité et l'épaisseur de l'armure passent en premier. La capacité théorique de pénétration des projectiles cumulatifs est proportionnelle à la longueur du jet cumulé et à la racine carrée du rapport entre la densité de la doublure de l'entonnoir et la densité du blindage. La profondeur pratique de pénétration d'un jet cumulatif dans le blindage monolithique des munitions existantes varie de 1,5 à 4 calibres.

Lorsque la coque conique s'effondre, les vitesses des différentes parties du jet s'avèrent différentes et le jet s'étire en vol. Par conséquent, une légère augmentation de l’écart entre la charge et la cible augmente la profondeur de pénétration en raison de l’allongement du jet. À des distances importantes entre la charge et la cible, le jet se brise en morceaux et l'effet de pénétration est réduit. Le plus grand effet est obtenu au niveau de ce que l'on appelle la « distance focale ». Pour maintenir cette distance, utilisez Divers types pointes de la longueur appropriée.

L'utilisation d'une charge avec une encoche cumulative, mais sans revêtement métallique, réduit l'effet cumulatif, car au lieu d'un jet métallique, il y a un jet de produits d'explosion gazeux. Mais en même temps, un effet de blindage nettement plus destructeur est obtenu.

Noyau d'impact

Formation du « noyau de choc »

Pour former une âme d'impact, l'entaille cumulative présente un angle obtus au sommet ou la forme d'un segment sphérique d'épaisseur variable (plus épais sur les bords qu'au centre). Sous l’influence d’une onde de choc, le cône ne s’effondre pas, mais se retourne « à l’envers ». Le projectile obtenu, d'un diamètre d'un quart et d'une longueur d'un calibre (le diamètre initial de l'encoche), accélère jusqu'à une vitesse de 2,5 km/s. La pénétration du blindage du noyau est inférieure à celle d'un jet cumulatif, mais elle reste à une distance pouvant atteindre mille calibres. Contrairement au jet cumulatif, qui ne représente que 15 % de la masse du revêtement, le noyau d'impact est constitué de 100 % de sa masse.

Histoire

En 1792, l'ingénieur des mines Franz von Baader a suggéré que l'énergie d'une explosion pourrait être concentrée dans une petite zone à l'aide d'une charge creuse. Cependant, dans ses expériences, von Baader a utilisé de la poudre noire, qui ne peut pas exploser et former l'onde de détonation nécessaire. L’effet de l’utilisation d’une charge creuse n’a été démontré pour la première fois qu’avec l’invention des explosifs puissants. Cela a été réalisé en 1883 par l'inventeur von Foerster.

L'effet cumulatif a été redécouvert, étudié et décrit en détail dans ses travaux par l'Américain Charles Edward Munro en 1888.

En Union soviétique, en 1925-1926, le professeur M. Ya. Sukharevsky a étudié les charges explosives à encoche.

En 1938, Franz Rudolf Thomanek en Allemagne et Henry Hans Mohaupt aux États-Unis ont découvert indépendamment l'effet de l'augmentation du pouvoir de pénétration en utilisant un revêtement métallique d'un cône.

Pour la première fois en conditions de combat, une charge creuse est utilisée le 10 mai 1940 lors de l'assaut du fort Eben-Emal (Belgique). Puis, pour saper les fortifications, les troupes allemandes utilisèrent deux types de charges portatives sous forme d'hémisphères creux pesant 50 et 12,5 kg.

La photographie pulsée aux rayons X du processus, réalisée en 1939 - début des années 40 dans des laboratoires en Allemagne, aux États-Unis et en Grande-Bretagne, a permis de clarifier de manière significative les principes de fonctionnement d'une charge creuse (la photographie traditionnelle est impossible en raison des éclairs de flamme et une grande quantité de fumée lors de la détonation).

L'une des mauvaises surprises de l'été 1941 pour les équipages de chars de l'Armée rouge fut l'utilisation de munitions cumulatives par les troupes allemandes. Les chars endommagés présentaient des trous aux bords fondus, c'est pourquoi les obus étaient appelés obus « brûlants de blindage ». Le 23 mai 1942, sur le polygone Sofrinsky, des essais furent effectués sur un projectile cumulatif pour canon régimentaire de 76 mm, développé sur la base d'un projectile allemand capturé. Sur la base des résultats des tests, le 27 mai 1942, le nouveau projectile fut mis en service.

Dans les années 1950, d’énormes progrès ont été réalisés dans la compréhension des principes de la formation cumulative des jets. Des méthodes d'amélioration des charges creuses avec des inserts passifs (lentilles) ont été proposées, des formes optimales de cratères profilés ont été déterminées, des méthodes ont été développées pour compenser la rotation du projectile en ondulant le cône et des explosifs plus puissants ont été utilisés. De nombreux phénomènes découverts au cours de ces années lointaines sont encore étudiés à ce jour.

Remarques

Liens

  • La théorie du processus de pénétration du blindage des projectiles cumulatifs et sous-calibrés
  • V. Murakhovsky, site Internet « Courage 2004 » Un autre mythe cumulatif.

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