Kumulatīvā strūkla: apraksts, īpašības, īpašības, interesanti fakti

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Kumulatīvais efekts militārajās lietās ir sprādziena destruktīvās ietekmes pastiprināšana, koncentrējot to noteiktā virzienā. Šāda veida parādība cilvēkā, kas nepārzina tās darbības principu, parasti izraisa pārsteigumu. Neliela cauruma dēļ bruņās, kad trāpīt ar HEAT lādiņu, tanks bieži sabojājas pilnībā.

Kur lietots

Patiesībā kumulatīvo efektu novēroja, iespējams, visi cilvēki bez izņēmuma. Tas notiek, piemēram, kad piliens iekrīt ūdenī. Šajā gadījumā uz pēdējās virsmas veidojas piltuve un tieva strūkla, kas vērsta uz augšu.

Kumulatīvo efektu var izmantot, piemēram, pētniecības nolūkos. Radot to mākslīgi, zinātnieki meklē veidus, kā sasniegt lielus matērijas ātrumus – līdz 90 km/s. Šo efektu izmanto arī rūpniecībā – galvenokārt ieguves rūpniecībā. Bet viņš, protams, atrada vislielāko pielietojumu militārajās lietās. Munīcija, kas darbojas pēc šī principa, ir izmantota dažādās valstīs kopš pagājušā gadsimta sākuma.

Šāviņa dizains

Kā tiek izgatavota un darbojas šāda veida munīcija? Šādos apvalkos ir kumulatīvs lādiņš to īpašās struktūras dēļ. Šāda veida munīcijas priekšpusē atrodas konusa formas piltuve, kuras sienas ir pārklātas ar metāla oderi, kuras biezums var būt mazāks par 1 mm vai vairākiem milimetriem. Šīs iecirtuma pretējā pusē ir detonators.

Pēc pēdējā palaišanas piltuves klātbūtnes dēļ rodas destruktīvs kumulatīvs efekts. Detonācijas vilnis sāk kustēties pa lādiņa asi piltuves iekšpusē. Tā rezultātā pēdējās sienas sabrūk. Ar spēcīgu ietekmi uz piltuves oderējumu spiediens strauji palielinās, līdz 1010 Pa. Šādas vērtības ievērojami pārsniedz metālu tecēšanas robežu. Tāpēc tas šajā gadījumā uzvedas kā šķidrums. Rezultātā sākas kumulatīvās strūklas veidošanās, kas paliek ļoti cieta un ar lielu bojājumu spēju.

Teorija

Sakarā ar metāla strūklas izskatu ar kumulatīvo efektu, nevis kausējot pēdējo, bet gan ar tās aso plastisko deformāciju. Tāpat kā šķidrums, arī munīcijas oderes metāls veido divas zonas, kad piltuve sabrūk:

• faktiski plāna metāla strūkla, kas virzās uz priekšu virsskaņas ātrumā pa lādiņa asi;
• Kaitekļu aste, kas ir strūklas "aste", kas veido līdz pat 90% no piltuves metāla oderes.

Kumulatīvās strūklas ātrums pēc sprādzienadetonators ir atkarīgs no diviem galvenajiem faktoriem:

• sprādzienbīstamas detonācijas ātrums;
• piltuves ģeometrija.

Kas varētu būt munīcija

Jo mazāks šāviņa konusa leņķis, jo ātrāk strūkla kustas. Bet munīcijas ražošanā šajā gadījumā piltuves oderējumam tiek izvirzītas īpašas prasības. Ja tā ir sliktas kvalitātes, strūkla, kas pārvietojas lielā ātrumā, pēc tam var sabrukt pirms laika.

Šā tipa moderno munīciju var izgatavot ar piltuvēm, kuru leņķis ir 30-60 grādi. Šādu šāviņu kumulatīvo strūklu ātrums, kas rodas pēc konusa sabrukšanas, sasniedz 10 km / s. Tajā pašā laikā astes daļai lielākas masas dēļ ir mazāks ātrums - apmēram 2 km / s.

Juma izcelsme

Patiesībā pats vārds "kumulācija" cēlies no latīņu valodas cumulatio. Tulkojumā krievu valodā šis termins nozīmē "uzkrāšanās" vai "uzkrāšanās". Tas ir, patiesībā čaulās ar piltuvi sprādziena enerģija tiek koncentrēta pareizajā virzienā.

Mazliet vēstures

Tādējādi kumulatīvā strūkla ir garš plāns veidojums ar "asti", šķidrs un tajā pašā laikā blīvs un stingrs, kas virzās uz priekšu ar lielu ātrumu. Šis efekts tika atklāts diezgan sen – tālajā 18. gadsimtā. Pirmo pieņēmumu, ka sprādziena enerģiju var pareizi koncentrēt, izteica inženieris Fracs fon Bāders. Šis zinātnieks veica arī vairākus eksperimentus, kas saistīti ar kumulatīvo efektu. Tomērviņam tobrīd nekādus vērā ņemamus rezultātus neizdevās sasniegt. Fakts ir tāds, ka Francs fon Bāders savos pētījumos izmantoja melno pulveri, kas nespēja izveidot vajadzīgā stipruma detonācijas viļņus.

Pirmo reizi kumulatīvā munīcija tika izveidota pēc sprāgstvielu ar sprāgstvielām ar augstu saru izgudrošanas. Tajos laikos kumulatīvo efektu vienlaikus un neatkarīgi atklāja vairāki cilvēki:

• Krievu militārais inženieris M. Boriskovs - 1864. gadā;
• Kapteinis D. Andrievskis - 1865. gadā;
• eiropietis Makss fon Forsters - 1883. gadā;
• Amerikāņu ķīmiķis K. Munro - 1888. gadā

Padomju Savienībā 20. gadsimta 20. gados profesors M. Suharevskis strādāja pie kumulatīvā efekta. Praksē militārpersonas viņam pirmo reizi saskārās Otrā pasaules kara laikā. Tas notika karadarbības pašā sākumā – 1941. gada vasarā. Vācu kumulatīvie šāviņi atstāja nelielus izkusušos caurumus padomju tanku bruņās. Tāpēc sākotnēji tos sauca par bruņu dedzināšanu.

BP-0350A šāviņus padomju armija pieņēma jau 1942. gadā. Tos izstrādāja vietējie inženieri un zinātnieki, pamatojoties uz sagūstīto vācu munīciju.

Kāpēc tas izlaužas cauri bruņām: kumulatīvās strūklas darbības princips

Otrā pasaules kara laikā šādu čaulu "darba" iezīmes vēl nav pietiekami izpētītas. Tāpēc viņiem tika piemērots nosaukums “bruņu dedzināšana”. Vēlāk, jau 49. gadā, tika pārņemta kumulācijas ietekme mūsu valstīaizveriet. 1949. gadā krievu zinātnieks M. Lavrentjevs izveido kumulatīvo strūklu teoriju un par to saņem Staļina balvu.

Beigās pētniekiem izdevās noskaidrot, ka šāda veida čaulu augstās iespiešanās spējas augstā temperatūrā nekādā veidā nav saistītas. Detonatoram sprāgstot, veidojas kumulatīvā strūkla, kas, saskaroties ar tanka bruņām, rada uz tās virsmu milzīgu spiedienu vairākas tonnas uz kvadrātcentimetru. Šādi rādītāji, cita starpā, pārsniedz metāla tecēšanas robežu. Tā rezultātā bruņās veidojas caurums vairāku centimetru diametrā.

Šā tipa modernās munīcijas strūklas spēj burtiski caurdurt tankus un citus bruņumašīnas. Spiediens, kad tie iedarbojas uz bruņām, ir patiešām milzīgs. Šāviņa kumulatīvās strūklas temperatūra parasti ir zema un nepārsniedz 400–600 ° C. Tas nozīmē, ka tas faktiski nevar izdegt cauri bruņām vai izkausēt.

Pats kumulatīvais šāviņš nenonāk tiešā saskarē ar tvertnes sienu materiālu. Tas eksplodē zināmā attālumā. Kumulatīvās strūklas daļu kustība pēc tās izgrūšanas dažādos ātrumos. Tāpēc lidojuma laikā tas sāk stiept. Sasniedzot attālumu par 10-12 piltuves diametriem, strūkla saplīst. Attiecīgi tam var būt vislielākā postošā ietekme uz tanka bruņām, kad tā sasniedz maksimālo garumu, bet vēl nesāk sabrukt.

Sakauj komandu

Kumulatīvā strūkla, kas caurdurusi bruņas, iekļūsttvertnes iekšpusi lielā ātrumā un var trāpīt pat apkalpes locekļiem. Brīdī, kad tā iziet cauri bruņām, no tām atraujas metāla gabali un tā sašķidrinātās pilieni. Šādiem fragmentiem, protams, ir arī spēcīga kaitīga iedarbība.

Transportlīdzekļa kaujas rezervēs var nokļūt arī strūkla, kas iekļuvusi tanka iekšpusē, kā arī lielā ātrumā lidojoši metāla gabali. Šajā gadījumā pēdējais iedegsies un notiks sprādziens. Šādi darbojas HEAT kārtas.

Prusi un mīnusi

Kādas ir kumulatīvo apvalku priekšrocības. Pirmkārt, militāristi pie saviem plusiem piedēvē to, ka atšķirībā no subkalibra bruņām viņu spēja caurdurt bruņām nav atkarīga no ātruma. Šādus šāviņus var izšaut arī no vieglajiem ieročiem. Šādas maksas ir diezgan ērti izmantot arī reaktīvās dotācijās. Piemēram, šādā veidā RPG-7 rokas prettanku granātmetējs. Šādu ieroču kumulatīvā strūkla bruņu tanki ar augstu efektivitāti. Krievijas RPG-7 granātmetējs joprojām tiek izmantots šodien.

Kumulatīvās strūklas bruņu darbība var būt ļoti destruktīva. Ļoti bieži viņa nogalina vienu vai divus apkalpes locekļus un izraisa munīcijas veikalu sprādzienu.

Galvenais šādu ieroču trūkums ir neērtības, lietojot tos "artilērijas" veidā. Vairumā gadījumu lidojuma laikā šāviņi tiek stabilizēti ar rotāciju. Kumulatīvā munīcijā tas var izraisīt strūklas iznīcināšanu. Tāpēc militārie inženieri visos iespējamos veidos cenšas samazināt šādu rotācijulādiņi lidojumā. To var izdarīt dažādos veidos.

Piemēram, šādā munīcijā var izmantot īpašu oderes faktūru. Tāpat šāda veida čaumalām tās bieži tiek papildinātas ar rotējošu korpusu. Jebkurā gadījumā šādus lādiņus ir ērtāk izmantot mazā ātrumā vai pat stacionārā munīcijā. Tās var būt, piemēram, ar raķešu dzinēju darbināmas granātas, vieglo ieroču lādiņi, mīnas, ATGM.

Pasīvā aizsardzība

Protams, uzreiz pēc formēto lādiņu parādīšanās armiju arsenālā sāka izstrādāt līdzekļus, lai novērstu to triecienu pret tankiem un citai smagai militārai tehnikai. Aizsardzībai tika izstrādāti īpaši tālvadības ekrāni, kas uzstādīti noteiktā attālumā no bruņām. Šādi fondi ir izgatavoti no tērauda režģiem un metāla sieta. Kumulatīvās strūklas ietekme uz tanka bruņām, ja tādas ir, tiek atcelta.

Tā kā šāviņš, atsitoties pret ekrānu, eksplodē ievērojamā attālumā no bruņām, strūklai ir laiks saplīst, pirms tā to sasniedz. Turklāt daži šādu ekrānu veidi spēj iznīcināt kumulatīvās munīcijas detonatora kontaktus, kā rezultātā pēdējais vienkārši nesprāgst.

No kā var izveidot aizsardzību

Otrā pasaules kara laikā padomju armijā izmantoja diezgan masīvus tērauda sietus. Dažreiz tos varēja izgatavot no 10 mm tērauda un pagarināt par 300-500 mm. Vācieši kara laikā visur izmantoja vieglāku tērauda aizsardzību.režģi. Pašlaik daži izturīgie ekrāni spēj aizsargāt tvertnes pat no sprādzienbīstamām sadrumstalotām čaulām. Izraisot detonāciju noteiktā attālumā no bruņām, tie samazina triecienviļņa ietekmi uz mašīnu.

Dažreiz daudzslāņu aizsargsietus izmanto arī tvertnēm. Piemēram, tērauda loksni par 8 mm var izvilkt aiz automašīnas par 150 mm, pēc tam atstarpi starp to un bruņām piepilda ar vieglu materiālu - keramzīnu, stikla vati utt. Tālāk tiek izmantots tērauda siets. veikts arī virs šāda ekrāna par 300 mm. Šādas ierīces spēj aizsargāt automašīnu no gandrīz visa veida munīcijas ar BVV.

Reaktīvā aizsardzība

Šādu ekrānu sauc arī par reaktīvām bruņām. Pirmo reizi šīs šķirnes aizsardzību Padomju Savienībā 40. gados pārbaudīja inženieris S. Smoļenskis. Pirmie prototipi tika izstrādāti PSRS 60. gados. Šādu aizsardzības līdzekļu ražošana un izmantošana mūsu valstī sākās tikai pagājušā gadsimta 80. gados. Šī aizkavēšanās reaktīvo bruņu izstrādē ir izskaidrojama ar to, ka sākotnēji tās tika atzītas par neperspektīvām.

Ļoti ilgu laiku šāda veida aizsardzību neizmantoja arī amerikāņi. Izraēlieši bija pirmie, kas aktīvi izmantoja reaktīvās bruņas. Šīs valsts inženieri pamanīja, ka munīcijas krājumu sprādzienā tanka iekšpusē kumulatīvā strūkla necaurduras transportlīdzekļiem cauri un cauri. Tas ir, pretsprādziens spēj to zināmā mērā ierobežot.

70. gados Izraēla sāka aktīvi izmantot dinamisko aizsardzību pret kumulatīvajiem lādiņiempagājušajā gadsimtā. Šādas ierīces sauca par "Blazer", kas izgatavotas noņemamu konteineru veidā un novietotas ārpus tvertnes bruņām. Viņi izmantoja uz RDX balstītas Semtex sprāgstvielas kā sprādzienbīstamu lādiņu.

Vēlāk tika pakāpeniski uzlabota tvertņu dinamiskā aizsardzība pret HEAT korpusiem. Šobrīd, piemēram, Krievijā tiek izmantotas Malahīta sistēmas, kas ir kompleksi ar elektronisku detonācijas vadību. Šāds ekrāns spēj ne tikai efektīvi neitralizēt HEAT čaulas, bet arī iznīcināt modernākos NATO apakškalibra DM53 un DM63, kas īpaši izstrādāti, lai iznīcinātu iepriekšējās paaudzes Krievijas ERA.

Kā strūkla uzvedas zem ūdens

Dažos gadījumos munīcijas kumulatīvo efektu var samazināt. Piemēram, kumulatīvā strūkla zem ūdens uzvedas īpašā veidā. Šādos apstākļos tas sadalās jau 7 piltuves diametru attālumā. Fakts ir tāds, ka lielā ātrumā strūklai ir tikpat "grūti" izlauzties cauri ūdenim kā metālam.

Padomju laika kumulatīvā munīcija izmantošanai zem ūdens, piemēram, tika aprīkota ar īpašām sprauslām, kas palīdz veidot strūklu, un ir aprīkota ar atsvariem.

Interesanti fakti

Protams, Krievijā pašlaik notiek darbs, lai uzlabotu, tostarp visvairāk kumulatīvos ieročus. Piemēram, mūsdienu šīs šķirnes mājsaimniecības granātas spēj iekļūt vairāk nekā metru biezā metāla slānī.

Šīs šķirnes ieročus izmanto dažādipasaules valstīs ilgu laiku. Tomēr par viņu joprojām klīst dažādas leģendas un mīti. Tā, piemēram, dažreiz tīmeklī var atrast informāciju, ka kumulatīvās strūklas, nonākot tvertnes iekšpusē, var izraisīt tik strauju spiediena pieaugumu, ka tas noved pie apkalpes nāves. Par šo kumulatīvo viļņu efektu internetā bieži tiek stāstīti briesmīgi stāsti, tostarp paši militāristi. Pastāv pat uzskats, ka Krievijas tankisti kaujas laikā apzināti brauc ar atvērtām lūkām, lai mazinātu spiedienu kumulatīvā lādiņa gadījumā.

Tomēr saskaņā ar fizikas likumiem metāla strūkla nevar radīt šādu efektu. Šāda veida šāviņi vienkārši koncentrē sprādziena enerģiju noteiktā virzienā. Tāpēc ir ļoti vienkārša atbilde uz jautājumu, vai kumulatīvā strūkla izdeg vai caurdur bruņas. Satiekoties ar tvertnes sienu materiālu, tas palēninās un patiešām uz to rada lielu spiedienu. Rezultātā metāls sāk izplatīties uz sāniem un lielā ātrumā tiek izskalots tvertnē.

Materiāls šajā gadījumā sašķidrinās tieši spiediena dēļ. Kumulatīvās strūklas temperatūra ir zema. Tajā pašā laikā, protams, tas pats nerada nekādu būtisku triecienvilni. Strūkla spēj caurdurt cilvēka ķermeni. Arī šķidrā metāla lāsēm, kas nobirušas no pašām bruņām, piemīt nopietns postošs spēks. Pat triecienvilnis no pašas munīcijas sprādziena nespēj iekļūt caurumā, ko strūkla izveidojusi bruņās. Attiecīgi nētvertnē nav pārspiediena.

Atbilstoši fizikas likumiem atbilde uz jautājumu, vai kumulatīvā strūkla caurdur vai izdeg cauri bruņām, tādējādi ir acīmredzama. Saskaroties ar metālu, tas to vienkārši sašķidrina un nonāk mašīnā. Tas nerada pārmērīgu spiedienu aiz bruņām. Tāpēc, protams, nav vērts atvērt automašīnas lūku, kad ienaidnieks izmanto šādu munīciju. Turklāt tas, gluži pretēji, palielina apkalpes locekļu satricinājuma vai nāves risku. Arī paša šāviņa sprādziena vilnis var iekļūt atvērtajā lūkā.

Eksperimenti ar ūdeni un želatīna bruņām

Ja vēlaties, varat atjaunot kumulatīvo efektu pat mājās. Lai to izdarītu, jums ir nepieciešams destilēts ūdens un augstsprieguma dzirksteļu sprauga. Pēdējo var izgatavot, piemēram, no kabeļa, pielodējot vara paplāksni koaksiāli ar galveno dzīvojamo paplāksni pie tā pinuma. Pēc tam centrālais vads jāpievieno kondensatoram.

Piltuves lomu šajā eksperimentā var pildīt menisks, kas izveidots plānā papīra caurulītē. Aizturētājs un kapilārs jāsavieno ar plānu elastīgu cauruli. Pēc tam, izmantojot šļirci, mēģenē ielejiet ūdeni. Pēc meniska veidošanās apmēram 1 cm attālumā no dzirksteļaizdedzes spraugas ir jāieslēdz kondensators un jāaizver ķēde ar vadītāju, kas piestiprināts pie izolācijas stieņa.

Ar šādu mājas eksperimentu sabrukšanas zonā izveidosies liels spiediens. Trieciena vilnis virzīsies uz menisku un to sabruks.