Pansarpenetration

Pansarpenetration  - den maximala penetrationstjockleken i millimeter av pansargenomträngande kaliber- eller subkaliberprojektiler , eller kumulativa projektiler , artilleri- eller raketprojektiler , eller olika typer av minor, luftbomber och andra projektiler som använder den kumulativa effekten eller effekten av en slagkärna (UYA) av en homogen stålbarriär (homogen valsad stålpansar).

Ur synvinkeln av den skadliga effektens effektivitet är tjockleken på pansarpenetrationen inte av någon praktisk betydelse om projektilens, kumulativa jet, stötkärnan bibehåller kvarvarande pansarverkan (bortom barriären). Efter att ha brutit igenom rustningen in i det pansarutrymmet enligt olika metoder för att bedöma pansarpenetration (från olika länder och olika tidsperioder), hela skal av granater, pansargenomträngande kärnor, stötkärnor eller förstörda fragment av dessa granater, kärnor, eller fragment av en kumulativ jet- eller stötkärna bör komma ut.

Penetrationsgrad

Pansarpenetrationen av granater i olika länder uppskattas med ganska olika metoder. I det allmänna fallet kan bedömningen av pansarpenetration beskrivas av den maximala penetrationstjockleken för homogen pansar placerad i en vinkel på 90 grader mot projektilhastighetsvektorn. Som en uppskattning används också den maximala hastigheten (eller avståndet) för penetration av pansar av en given tjocklek eller en given pansarbarriär av en specifik ammunition.

I Sovjetunionen används begreppen "Rear Strength Limit" (PTP) och "Through Penetration Limit" (PSP) när man bedömer pansarpenetrationen av ammunition och det tillhörande motståndet hos den testade rustningen av markutrustning och marinen.

b PTP är den minsta tjockleken på pansar, vars baksida förblir intakt (enligt ett specificerat kriterium) när man skjuter från ett valt artillerisystem med en viss ammunition från ett givet skjutavstånd.

b PAP är den maximala tjockleken på pansar som ett artillerisystem kan penetrera när en specifik typ av projektil avfyras från ett givet skjutfält.

De faktiska indikatorerna för pansarpenetration kan ligga mellan värdena för PTP och PSP. Bedömningen av pansarpenetration förändras avsevärt när en projektil träffar pansaruppsättning i en vinkel mot projektilens inflygningslinje. I det allmänna fallet kan pansarpenetration med en minskning av pansarets lutningsvinkel mot horisonten minska många gånger, och vid en viss vinkel (sin egen för varje typ av projektil och typ av pansar) börjar projektilen rikoschettera från pansaret utan att "bita" det, det vill säga utan att börja tränga in i pansaret. Bedömningen av pansarpenetration är ännu mer förvrängd när granaten inte träffar i homogent rullad pansar, utan i modernt pansarskydd av pansarfordon, som för närvarande nästan universellt utförs inte homogent (homogent), utan heterogent ( kombinerat ) - flerlager med insatser av olika förstärkande element och material (keramik, plast, kompositer, olika metaller, inklusive lätta).

Pansarpenetration är nära besläktat med begreppet "pansarskyddstjocklek" eller "motstånd mot effekterna av en projektil (av en viss typ av stöt)" eller "pansarmotstånd". Pansarmotstånd (pansartjocklek, slaghållfasthet) anges vanligtvis som något slags medelvärde. Om värdet på pansarmotståndet (till exempel VLD) för pansar på ett modernt pansarfordon med flerskiktspansar enligt detta fordons prestandaegenskaper är 700 mm, kan detta betyda att effekten av kumulativ ammunition med pansarpenetration på 700 mm , sådan rustning kommer att motstå, men stöten av en kinetisk BOPS-projektil med pansarpenetration på endast 620 mm kommer inte att motstå. För en korrekt bedömning av pansarmotståndet för ett pansarfordon måste minst två pansarmotståndsvärden anges, för BOPS och för kumulativ ammunition.

Pansarpenetrering under spall action

I vissa fall, när man använder konventionella kinetiska projektiler (BOPS) eller speciella högexplosiva fragmenteringsprojektiler med plastsprängämnen (och enligt verkningsmekanismen för högexplosiva projektiler med Hopkinson-effekten), finns det inte en genomträngning, utan en bepansrad (bortom barriär) "split" verkan, där pansarfragment som flyger av vid icke-penetrerande skada på pansaret från dess baksida har tillräcklig energi för att förstöra besättningen eller den materiella delen av pansarfordonet. Splittringen av materialet uppstår på grund av passagen genom materialet i barriären (pansar) av en stötvåg som exciteras av den dynamiska påverkan av kinetisk ammunition (BOPS), eller en stötvåg av detonation av en plastisk explosiv och mekanisk påkänning från material på den plats där det inte längre hålls av följande materiallager (på baksidan) tills det mekaniskt förstörs, vilket ger den avskiljande delen av materialet en viss impuls på grund av elastisk interaktion med massan av det separerande barriärmaterialet .

Pansarpenetrering av HEAT ammunition

När det gäller pansarpenetration är bruttokumulativ ammunition ungefär likvärdig med modern kinetisk ammunition, men i princip kan de ha betydande fördelar i pansarpenetrering jämfört med kinetiska projektiler, tills de senares initiala hastigheter eller förlängningen av BOPS-kärnorna är avsevärt (mer än 4000 m/s) ökat. För kaliber kumulativ ammunition kan begreppet "pansarpenetrationskoefficient" användas, vilket uttrycks i förhållande till pansarpenetration till ammunitionens kaliber. Pansarpenetrationskoefficienten för modern kumulativ ammunition kan nå 6-7,5. Lovande kumulativ ammunition utrustad med speciella kraftfulla sprängämnen, fodrade med material som utarmat uran , tantal , etc., kan ha en pansarpenetrationskoefficient på upp till 10 eller mer. HEAT ammunition har också nackdelar när det gäller pansarpenetration, till exempel otillräcklig pansarverkan vid arbete vid gränserna för pansarpenetration. Nackdelen med kumulativ ammunition är också välutvecklade metoder för skydd mot dem, till exempel möjligheten att förstöra eller defokusera den kumulativa jetstrålen, som uppnås genom olika, ofta ganska enkla metoder för skydd mot kumulativa projektiler vid sidan.

Enligt den hydrodynamiska teorin av M. A. Lavrentiev, den penetrerande effekten av en formad laddning med en konisk tratt :

b=L(Pc/Pp)^(0,5)

där b är strålens penetrationsdjup in i barriären, L är strålens längd lika med längden av generatrisen av könen i det kumulativa urtaget, Pc är densiteten av strålmaterialet, Pp är densiteten av barriären. Jetlängd L: L=R/sin(α) , där R är laddningsradien, α är vinkeln mellan laddningsaxeln och könens generatris. I modern ammunition används dock olika ytterligare åtgärder för axiell sträckning av strålen (tratt med variabel konvinkel, med variabel väggtjocklek), på grund av vilken pansarpenetrationen av modern ammunition kan överstiga 9 laddningsdiametrar.

Pansarpenetrationsberäkningar

Pansarpenetreringen av kinetisk ammunition, vanligtvis kaliber, kan beräknas med hjälp av de empiriska formlerna från Siacci och Krupp, Le Havre, Thompson, Davis, Kirilov och andra, som använts sedan 1800-talet.

För att beräkna den teoretiska pansarpenetrationen av kumulativ ammunition används hydrodynamiska flödesformler och förenklade formler, till exempel Macmillan, Taylor-Lavrentiev, Pokrovsky, etc. Den teoretiskt beräknade pansarpenetrationen sammanfaller inte i alla fall med verklig pansarpenetration.

God konvergens med tabell- ):[1]och experimentdata visas av formeln för Jacob de Marr (Jacob de Marr

Denna formel är inte fysikalisk, det vill säga härledd från en matematisk modell av den fysiska processen, som i detta fall endast kan sammanställas med hjälp av apparaten för högre matematik - utan empirisk, det vill säga baserad på experimentella data erhållna under andra halvan av 1800-talet under beskjutning vid polygon av ark av relativt tjocka fartygspansar av järn och ståljärn med låghastighetsprojektiler av stor kaliber, vilket kraftigt begränsar dess omfattning. Jacob de Marr-formeln är dock användbar för trubbiga pansarbrytande projektiler (tar inte hänsyn till den spetsiga huvuddelen) och ger ibland bra konvergens för moderna BOPS .

Pansarpenetrering av handeldvapen

Pansarpenetrationen av handeldvapenkulor bestäms både av den maximala penetrationstjockleken hos pansarstål och av förmågan att penetrera genom skyddskläder av olika skyddsklasser (strukturskydd) samtidigt som en spärrverkan bibehålls som är tillräcklig för att garantera fiendens inkapacitering. I olika länder uppskattas den erforderliga restenergin för en kula eller kulfragment efter att ha brutit igenom skyddskläder till 80 J och mer. . I det allmänna fallet är det känt att de kärnor som används i pansargenomträngande kulor av olika slag efter att ha brutit igenom ett hinder har tillräcklig dödlig effekt endast om kärnans kaliber är minst 6-7 mm och dess resthastighet är minst 200 Fröken. Pansargenomträngande pistolkulor med en kärndiameter på mindre än 6 mm har till exempel en mycket låg dödlig effekt efter att ha brutit igenom barriären med kärnan.

Pansarpenetration av handeldvapenkulor: , där b är kulans penetrationsdjup i barriären, q är kulans massa, a är koefficienten för formen på huvuddelen, d är kulans diameter, v är kulans hastighet vid kontaktpunkten med barriären, B och C är koefficienter för olika material. Koefficient a = 1,91-0,35 * h / d, där h är höjden på kulans huvud, för kulmodellen 1908 a = 1, kulpatronen modell 1943 a = 1,3, kulpatronen TT a = 1, 7 Koefficient B=5,5*10^-7 för pansar (mjuk och hård), Koefficient C=2450 för mjuk pansar med HB=255 och 2960 för hård rustning med HB=444. Formeln är ungefärlig, tar inte hänsyn till deformationen av stridsspetsen, därför, för pansar, bör parametrarna för den pansargenomträngande kärnan ersättas i den, och inte själva kulan. Denna formel ges i läroboken av V.M. Kirillov "Fundament för enheten och designen av handeldvapen" Penza 1963

Penetration

Uppgifterna att bryta igenom hinder i krigsmateriel är inte begränsade till att bryta igenom metallpansar utan består också i att bryta igenom olika typer av projektiler (till exempel betonggenomborrande) hinder gjorda av andra konstruktions- och byggnadsmaterial. Till exempel är jordar (normala och frusna), sand med olika vattenhalt, lerjord, kalksten, granit, trä, tegel, betong, armerad betong vanliga barriärer. För att beräkna penetration (djupet av penetration av en projektil i en barriär) i vårt land används flera empiriska formler för penetrationsdjupet av granater i en barriär, till exempel Zabudsky-formeln, ARI-formeln eller den föråldrade Berezan formel.

Historik

Behovet av att bedöma pansarpenetration uppstod först i en tid präglad av marina bältdjurs tillkomst . Redan i mitten av 1860-talet dök de första studierna upp i västerlandet för att bedöma pansarpenetrationen, först av runda stålkärnor av mynningsladdade artilleripjäser och sedan av stålpansargenomträngande avlånga granater av riflade artilleripjäser. Vid samma tidpunkt utvecklades en separat sektion av ballistik, som studerar pansarpenetrationen av granater, och de första empiriska formlerna för att beräkna pansarpenetration dök upp.

Samtidigt ledde skillnaden i testmetoder som användes i olika länder till det faktum att på 1930-talet hade betydande skillnader ackumulerats i bedömningen av pansarpenetration (och följaktligen pansarmotstånd) hos pansar.

Till exempel, i Storbritannien trodde man att alla fragment (skärvor) av en pansargenomträngande projektil (vid den tidpunkten hade pansarpenetrationen av HEAT-projektiler ännu inte utvärderats) efter att ha brutit igenom pansaret borde tränga in i pansarbepansringen ( bakom barriären). Sovjetunionen höll sig till samma regel.

Samtidigt, i Tyskland och USA, trodde man att pansar genomborrades om minst 70-80% av projektilfragmenten trängde in i det reserverade utrymmet . Naturligtvis bör detta ha i åtanke när man jämför pansarpenetrationsdata som erhållits från olika källor.

Till slut blev det accepterat[ var? ] , att rustningen är trasig om mer än hälften av projektilfragmenten finns i pansarutrymmet . Resterande energi från projektilfragmenten som dök upp bakom pansaret togs inte med i beräkningen, och därför förblev effekten av dessa fragment bakom barriären också oklar, fluktuerande från fall till fall.

Tillsammans med olika metoder för att utvärdera pansarpenetrationen av granater, fanns det redan från början två motsatta tillvägagångssätt för att uppnå det: antingen genom att använda relativt lätta höghastighetsgranater som penetrerar pansar, eller på grund av tunga låghastighetsgranater, som snarare bryter igenom det. Efter att ha dykt upp under de första slagskeppens tid, har dessa två linjer funnits i en eller annan grad genom hela utvecklingen av kinetiska vapen för pansarfordon.

Så, under åren före andra världskriget i Tyskland, Frankrike och Tjeckoslovakien, var den huvudsakliga utvecklingsriktningen stridsvagns- och pansarvärnskanoner med liten kaliber med hög mynningshastighet och forcerad ballistik, vilken riktning i allmänhet bevarades under själva kriget . I Sovjetunionen, tvärtom, från allra första början lades insatsen på att öka kalibern på projektilen, vilket gjorde det möjligt att uppnå samma pansarpenetration med en enklare och mer tekniskt avancerad ammunitionsdesign, till bekostnad av några ökning av de massdimensionella egenskaperna hos själva artillerisystemet. Som ett resultat, trots den allmänna tekniska eftersläpningen, lyckades den sovjetiska industrin under krigsåren förse armén med ett tillräckligt antal medel för att bekämpa fiendens pansarfordon med tillräckliga prestandaegenskaper för att lösa de uppgifter som tilldelats dem. Först under efterkrigsåren gjorde ett tekniskt genombrott, bland annat genom studiet av den senaste tyska utvecklingen, det möjligt att byta till effektivare medel för att uppnå hög pansarpenetration än en enkel ökning av kaliber och andra kvantitativa parametrar.

Litteratur

Anteckningar

  1. ↑ Skjutbord för 85 mm självgående kanoner D5-S85 och D5-S85A, 85 mm stridsvagnspistol mod. 1943 D5-T85, 85 mm tankpistol mod. 1944 ZIS-S53. / godkänd av biträdande chefen för Röda arméns GAU och ordföranden för artillerikommittén, generallöjtnant för artilleriet Khokhlov .. - M . : Military Publishing House of the People's Commissariat of Defense, 1944. - 119 sid.