Пенетратор с кинетической энергией ( KEP ), также известный как пенетратор с длинным стержнем ( LRP ), представляет собой тип боеприпаса , предназначенный для пробития брони транспортного средства с помощью снаряда с высокой плотностью сечения , напоминающего стрелу . Как и пуля или оружие с кинетической энергией , этот тип боеприпасов не содержит взрывчатых веществ и использует чисто кинетическую энергию для проникновения в цель. Современные боеприпасы КЭП обычно относятся к типу бронебойных подкалиберных стабилизированных оперений (APFSDS).
Ранние пушки стреляли боеприпасами кинетической энергии, первоначально состоявшими из тяжелых шариков из обработанного камня , а затем из плотных металлов . С самого начала сочетание высокой дульной энергии с весом и твердостью снаряда было важнейшим фактором при разработке такого оружия. Точно так же основной целью такого оружия обычно было поражение защитных оболочек бронетехники или других оборонительных сооружений , будь то каменные стены , балки парусных кораблей или современная танковая броня. Боеприпасы с кинетической энергией в различных формах всегда были выбором для этого оружия из-за высокоспециализированной конечной баллистики .
Разработка современного пенетратора KE сочетает в себе два аспекта артиллерийской конструкции: высокую начальную скорость и концентрированную силу. Высокая начальная скорость достигается за счет использования снаряда малой массы и большой площади основания в стволе орудия. Стрельба снарядом малого диаметра, завернутым в легкую внешнюю оболочку, называемую башмаком , увеличивает начальную скорость. Как только снаряд покидает ствол, поддон больше не нужен и разваливается на куски. В результате снаряд движется с высокой скоростью, имеет меньшую площадь поперечного сечения и уменьшенное аэродинамическое сопротивление во время полета к цели (см. внешнюю баллистику и терминальную баллистику ). Германия разработала современные башмаки под названием « трейбшпигель » («упорное зеркало»), чтобы придать дополнительную высоту своим зенитным орудиям во время Второй мировой войны . До этого на протяжении веков использовались примитивные деревянные башмаки в виде деревянной заглушки, прикрепляемой к или заряжаемой с казенной части перед пушечными ядрами в стволе, помещаемыми между метательным зарядом и снарядом. Название «сабо» ( в английском языке произносится / ˈ s æ b oʊ / SAB -oh ) [1] является французским словом, обозначающим сабо (деревянную обувь, которую традиционно носят в некоторых европейских странах).
Концентрация силы на меньшей площади первоначально достигалась путем замены одиночного металлического (обычно стального ) выстрела составным выстрелом с использованием двух металлов, тяжелого сердечника (на основе вольфрама ) внутри более легкой металлической внешней оболочки. Эти конструкции были известны в Великобритании как бронебойно-композитные жесткие (APCR), в США - высокоскоростные бронебойные (HVAP), а в Германии - hartkern (жесткое ядро). При попадании ядро оказывало гораздо более концентрированный эффект, чем обычная металлическая дробь того же веса и размера. Сопротивление воздуха и другие эффекты были такими же, как и для снаряда того же размера. Высокоскоростные бронебойные снаряды (HVAP) в основном использовались истребителями танков в армии США и были относительно редки, поскольку вольфрамовый сердечник был дорогим и отдавался предпочтение другим применениям.
Между 1941 и 1943 годами британцы объединили эти два метода в бронебойно-подкалиберном снаряде (APDS). Поддон заменил внешнюю металлическую оболочку APCR. Находясь в орудии, выстрел имел большую площадь основания, чтобы получить максимальное ускорение от метательного заряда, но, оказавшись снаружи, башмак отвалился, обнажив тяжелый выстрел с небольшой площадью поперечного сечения. Снаряды APDS служили основным оружием с кинетической энергией большинства танков в начале холодной войны, хотя их основным недостатком была неточность. Проблема была решена с появлением в 1970-х годах бронебойного стабилизированного подкалиберным снарядом (APFSDS), который добавил к пенетратору стабилизирующие ребра, что значительно повысило точность. [2]
Принцип действия пенетратора с кинетической энергией заключается в том, что он использует свою кинетическую энергию, которая является функцией его массы и скорости, чтобы пробиться сквозь броню. Если броня побеждена, тепло и раскалывание (распыление частиц), генерируемые проникающим средством, проходящим через броню, и возникающая волна давления в идеале уничтожают цель. [3]
Современное оружие с кинетической энергией максимизирует нагрузку (кинетическую энергию, деленную на площадь поражения), воздействующую на цель за счет:
Длина пенетратора играет большую роль в определении предельной глубины проникновения. Как правило, пенетратор не способен проникнуть глубже, чем его собственная длина, поскольку явное напряжение от удара и перфорации разрушает его. [4] Это привело к появлению современных конструкций, напоминающих длинную металлическую стрелу .
Для моноблочных пенетраторов, изготовленных из одного материала, формула перфорации, разработанная Вили Одерматтом и В. Ланцем, позволяет рассчитать глубину проникновения снаряда APFSDS. [5]
В 1982 году аналитическое исследование, основанное на концепциях газовой динамики и экспериментах по проникновению в цель [6] [ конфликтный источник ] привело к выводу об эффективности ударных элементов, что проникновение происходит глубже [7] при использовании нетрадиционных трехмерных форм. [8]
Противоположный метод КЭ-пенетраторов использует пенетраторы химической энергии. Используются два типа таких снарядов : осколочно-фугасный противотанковый (HEAT) и осколочно-фугасный с головкой (HESH). В прошлом они широко использовались против брони и до сих пор играют свою роль, но менее эффективны против современной композитной брони , такой как Chobham , которая сегодня используется на основных боевых танках . В основных боевых танках обычно используются пенетраторы KE, тогда как HEAT в основном встречается в ракетных системах, запускаемых с плеча или на транспортных средствах, а HESH обычно предпочитают для разрушения укреплений.
