Подкалиберный снаряд ( UK : / s æ ˈ b oʊ , ˈ s æ b oʊ / , US : / ˈ s eɪ b oʊ / ) — вспомогательное устройство, используемое в боеприпасах огнестрельного оружия / артиллерии для установки / заплатки вокруг снаряда , такого как пуля / пуля или снаряд типа флешетты (например, кинетический пенетратор ), и удержания его в центре ствола при выстреле. Он позволяет более узкому снаряду с высокой плотностью сечения выстреливаться через ствол с гораздо большим диаметром канала ствола с максимальной ускоряющейся передачей кинетической энергии . После выхода из дула подкалиберный снаряд обычно отделяется от снаряда в полете, отвлекая лишь очень малую часть общей кинетической энергии.
Компонент подкалиберного снаряда в конструкции снаряда представляет собой относительно тонкое, прочное и деформируемое уплотнение, известное как ведущий поясок или обтюрационное кольцо, необходимое для улавливания пороховых газов позади снаряда, а также для удержания снаряда по центру ствола, когда внешняя оболочка снаряда лишь немного меньше в диаметре, чем калибр ствола. Ведущие пояски и обтюраторы используются для герметизации этих полнопроходных снарядов в стволе из-за производственных допусков; всегда существует некоторый зазор между внешним диаметром снаряда и внутренним диаметром ствола, обычно несколько тысячных дюйма; достаточный зазор для того, чтобы газы под высоким давлением могли проскальзывать во время стрельбы. Ведущие пояски и обтюраторные кольца изготавливаются из материала, который будет деформироваться и герметизировать ствол, когда снаряд выталкивается из камеры в ствол.
Подкалиберные снаряды используют ведущие пояски и обтюраторы, поскольку те же проблемы с допусками на изготовление существуют при герметизации подкалиберного снаряда в стволе, но сам подкалиберный снаряд является более существенным структурным компонентом конфигурации внутриствольного снаряда. [1] Обратитесь к двум фотографиям бронебойного оперенного отделяющегося подкалиберного снаряда ( APFSDS ), чтобы увидеть существенную материальную природу подкалиберного снаряда для заполнения диаметра канала ствола вокруг подкалиберного стреловидного снаряда, по сравнению с очень маленьким зазором, запечатанным ведущим пояском или обтюратором для смягчения того, что классически известно как ветер . Более подробные разрезы внутренней структурной сложности усовершенствованных подкалиберных длинностержневых проникающих снарядов APFSDS можно найти в #Внешние ссылки.
.gif/1280px-USARMY-M829A2_(rotated).gif)
Функция подкалиберного снаряда заключается в обеспечении более крупной переборочной конструкции, которая заполняет всю площадь канала ствола между специально разработанным подкалиберным летным снарядом и стволом, давая большую площадь поверхности для воздействия пороховых газов, чем просто основание меньшего летного снаряда. [1] Эффективная аэродинамическая конструкция летного снаряда не всегда обеспечивает эффективную внутреннюю баллистическую конструкцию для достижения высокой начальной скорости. Это особенно верно для снарядов стреловидного типа, которые длинные и тонкие для низкой эффективности сопротивления, но слишком тонкие для выстрела из ствола оружия равного диаметра для достижения высокой начальной скорости. Физика внутренней баллистики показывает, почему использование подкалиберного снаряда выгодно для достижения более высокой начальной скорости снаряда стреловидного типа. Пороховые газы создают высокое давление, и чем больше площадь основания, на которую действует давление, тем больше чистая сила на этой поверхности. Сила (давление, умноженное на площадь) обеспечивает ускорение массы снаряда. Следовательно, при заданном давлении и диаметре ствола более легкий снаряд может быть выведен из ствола на более высокую начальную скорость, чем более тяжелый снаряд. Однако более легкий снаряд может не поместиться в ствол, потому что он слишком тонкий. Чтобы компенсировать эту разницу в диаметре, правильно спроектированный подкалиберный снаряд обеспечивает меньшую паразитную массу, чем если бы летный снаряд был сделан полнопроходным, в частности, обеспечивая резкое улучшение начальной скорости для боеприпасов APDS ( бронебойный отделяющийся подкалиберный снаряд ) и APFSDS ( бронебойный плавниковый отделяющийся подкалиберный снаряд ).
Основополагающее исследование двух важных конфигураций поддона для длинностержневых сердечников, используемых в боеприпасах APFSDS, а именно поддона «saddle-back» и «double-ramp», было проведено Лабораторией баллистических исследований армии США во время разработки и усовершенствования современных сердечников APFSDS с кинетической энергией калибра 105 мм и 120 мм и опубликовано в 1978 году [1], что стало возможным благодаря значительному прогрессу в компьютеризированном методе конечных элементов в строительной механике в то время; и в настоящее время представляет собой существующий стандарт полевых технологий. (См., например, разработку серии противотанковых снарядов M829 , начиная с базовой модели M829 в начале 1980-х годов, до модели M829A4 2016 года, использующей все более длинные поддоны «double-ramp»). После выхода из дула поддон сбрасывается, и меньший по размеру летящий снаряд летит к цели с меньшим сопротивлением лобовому сопротивлению, чем полнокалиберный снаряд. Таким образом, очень высокоскоростные и тонкие, с низким сопротивлением снаряды могут быть выпущены более эффективно (см. внешнюю баллистику и терминальную баллистику ). Тем не менее, вес поддона представляет собой паразитную массу, которая также должна быть ускорена до начальной скорости, но не вносит вклад в терминальную баллистику летящего снаряда. По этой причине большое внимание уделяется выбору прочных, но легких конструкционных материалов для поддона и конфигурации геометрии поддона для эффективного использования этих паразитных материалов при минимальном весовом штрафе. [1]
Изготовлен из легкого материала (обычно из высокопрочного пластика в малокалиберных винтовках (см. SLAP Saboted light armor penetrator ), дробовиках и дульнозарядных боеприпасах; из алюминия, стали и армированного углеродным волокном пластика для современных противотанковых боеприпасов с кинетической энергией; и, в классические времена, из дерева или папье-маше — в дульнозарядных пушках). Поддон обычно состоит из нескольких продольных частей, удерживаемых на месте гильзой, обтюратором или ведущим пояском. Когда снаряд выстреливается, поддон блокирует газ, обеспечивает значительную структурную поддержку против ускорения запуска и несет снаряд по стволу. Когда поддон достигает конца ствола, удар от удара о неподвижный воздух оттягивает части поддона от снаряда, позволяя снаряду продолжать полет. Современные поддоны изготавливаются из высокопрочного алюминия и эпоксидной смолы, армированной графитовым волокном. Они используются в основном для стрельбы длинными стержнями из очень плотных материалов, таких как тяжелый сплав вольфрама и обедненный уран. (см., например, серию противотанковых снарядов М829 ).
Пули для дробовика типа Sabot поступили в продажу в США примерно с 1985 года и стали легальными для охоты в большинстве штатов США. При использовании с нарезным стволом для дробовика они намного точнее обычных дробовиков.
Чашечный поддон поддерживает основание и задний конец снаряда, и только материал чаши может обеспечить как структурную поддержку, так и обтюрацию ствола. Когда поддон и снаряд выходят из дула оружия, только давление воздуха на поддон заставляет поддон выпустить снаряд. Чашечные поддоны обычно встречаются в боеприпасах для стрелкового оружия, гладкоствольных ружьях и гладкоствольных дульнозарядных снарядах.
Обычно используемый в нарезном стрелковом оружии (SLAP, дробовики и дульнозарядные ружья), расширяющийся поддон имеет цельный поддон, окружающий основание и боковые стороны снаряда, обеспечивая как структурную поддержку, так и обтюрацию. При выстреле, когда поддон и снаряд покидают дуло оружия, центробежная сила от вращения снаряда из-за нарезки ствола открывает сегменты, окружающие снаряд, быстро предоставляя большую площадь поверхности давлению воздуха, быстро сбрасывая его.
Хотя использование чашечных подкалиберных снарядов различной сложности популярно среди ручных заряжающих винтовочные боеприпасы, для достижения значительно более высокой начальной скорости с меньшим сопротивлением, меньшим диаметром и более легкой пулей, успешная конструкция подкалиберного снаряда должна включать в себя результирующие характеристики стабильности пули. Например, простая вставка коммерчески доступной пули калибра 5,56 мм (.224) в подкалиберный снаряд, который будет стрелять ею из коммерчески доступного ствола калибра 7,62 мм (.300), может привести к тому, что эта 5,56-мм пуля не сможет достичь достаточной гироскопической стабильности, чтобы лететь точно без кувырканий. Для достижения гироскопической стабильности более длинных пуль меньшего диаметра требуется более быстрая нарезка. [2] Следовательно, если пуля требует по крайней мере 1 оборота в 7-дюймовом шаге (нарезка 1:7) в калибре 5,56 мм, она также потребует по крайней мере 1:7 нарезки при подкалиберном снаряде в калибре 7,62 мм. Однако коммерческие винтовки большего калибра, как правило, не нуждаются в таких быстрых скоростях шага; 1:10 является легкодоступным стандартом в 7,62 мм. В результате скорость вращения большего ствола будет определять, какие пули меньшего размера могут быть выпущены с достаточной стабильностью из подкалиберного снаряда. В этом примере использование нарезов 1:10 в 7,62 мм ограничивает подкалиберные снаряды пулями калибра 5,56 мм, которым требуется крутка 1:10 или медленнее, и это требование будет иметь тенденцию ограничивать подкалиберные снаряды более короткими (и легкими) пулями калибра 5,56 мм.
Базовый поддон имеет цельное основание, которое поддерживает дно снаряда, и отдельные части, которые окружают стороны снаряда и центрируют его. Базовый поддон может иметь лучшее и более чистое разделение поддона/снаряда, чем чашечные или расширяющиеся чашечные поддоны для боеприпасов стрелкового оружия, но может быть более дорогим в производстве и сборке.
В боеприпасах APDS большего калибра, основанных на концепциях подкалиберного снаряда с чашкой, расширяющейся чашкой и базовым поддоном, требуются значительно более сложные узлы.
Шпиндельный поддон использует набор из как минимум двух и более четырех подобранных продольных колец или «лепестков», центральная часть которых контактирует с длинным снарядом стреловидного типа; передняя часть или «наездник ствола», которая центрирует снаряд в стволе и обеспечивает воздухозаборник для облегчения отделения поддона при выходе из дула, и задняя часть, которая одновременно центрирует снаряд, обеспечивает структурную «переборку» и герметизирует пороховые газы с помощью обтюраторного кольца по внешнему диаметру. Шпиндельные поддоны являются стандартным типом, используемым в современных крупнокалиберных бронебойных боеприпасах. Трехлепестковые шпиндельные поддоны показаны на иллюстрациях справа от этого абзаца. Поддоны «двойной рампы» и «седловидной формы», используемые в современных боеприпасах APFSDS, являются формой шпиндельных поддонов. [1]
В дробовых пулях часто используется литой пластиковый поддон, похожий на шпиндельный поддон. Поддоны дробовых пуль в целом удлиняют всю длину снаряда и предназначены для более эффективного использования в нарезных стволах.
Кольцевой подкалиберный снаряд использует задние плавники на длинностержневом снаряде, чтобы помочь центрировать снаряд и ехать по каналу ствола, а многолепестковый подкалиберный снаряд образует только одно переборочное кольцо вокруг снаряда около передней части, с обтюратором, запечатывающим газы от выхода за его пределы, и центрирующим переднюю часть снаряда. Бывший Советский Союз отдавал предпочтение бронебойным подкалиберным снарядам, использующим кольцевые подкалиберные снаряды, которые работали приемлемо для той эпохи, изготовленные из высокопрочной стали как для длинностержневого пенетратора, так и для кольцевого подкалиберного снаряда. Прочность стального кольца была достаточной, чтобы выдерживать ускорения запуска без необходимости в пандусах подкалиберного снаряда, чтобы также поддерживать стальной летный снаряд. [3]
![Французский бронебойный снаряд OFL 120 F1 APFSDS с длинным стержнем и поддоном типа «седловидный».[1]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/01/Obus-fl%C3%A8che_fran%C3%A7ais_OFL_120_F1_horizontal_(cropped_2).jpg/1280px-Obus-fl%C3%A8che_fran%C3%A7ais_OFL_120_F1_horizontal_(cropped_2).jpg)