Шрапнельные снаряды были противопехотными артиллерийскими боеприпасами, которые несли много отдельных пуль близко к целевой области, а затем выбрасывали их, чтобы позволить им продолжить движение по траектории снаряда и поражать цели по отдельности. Они почти полностью полагались на скорость снаряда для своей летальности. Боеприпас устарел с конца Первой мировой войны для противопехотного использования; фугасные снаряды заменили его для этой роли. Функционирование и принципы, лежащие в основе осколочных снарядов, принципиально отличаются от осколочно-фугасных снарядов . Шрапнель названа в честь генерал-лейтенанта Генри Шрапнеля , офицера Королевской артиллерии , чьи эксперименты, изначально проводившиеся в его личное время и за его счет, завершились проектированием и разработкой нового типа артиллерийского снаряда . [1]
Использование термина «шрапнель» со временем изменилось, и теперь он также относится к фрагментации оболочки снарядов и бомб. Это его наиболее распространенное современное использование, которое отклоняется от первоначального значения. [2]
В 1784 году лейтенант Шрапнель из Королевской артиллерии начал разрабатывать противопехотное оружие . В то время артиллерия могла использовать « картельный выстрел » для защиты от пехотных или кавалерийских атак, что включало загрузку жестяного или брезентового контейнера, заполненного небольшими железными или свинцовыми шариками вместо обычного пушечного ядра . При выстреле контейнер разрывался во время прохождения через канал ствола или у дула, создавая эффект увеличенного дробового снаряда . На дистанциях до 300 м картечный выстрел по-прежнему был очень смертоносным, хотя на этой дистанции плотность выстрелов была намного ниже, что делало попадание в человеческое тело менее вероятным. На больших дистанциях использовалась сплошная дробь или обычный снаряд — полая чугунная сфера, заполненная черным порохом , — хотя с более шокирующим, чем осколочным эффектом, поскольку осколки снаряда были очень большими и редкими по количеству.
Инновация Шрапнели заключалась в объединении эффекта дробового выстрела с несколькими снарядами картечи с запалом замедленного действия («запал», а не «запал» — более точный термин для устройства, которое инициирует взрывчатое вещество) для открытия картечи и рассеивания содержащегося в ней дроби на некотором расстоянии вдоль траектории полета картечи от пушки. Его снаряд представлял собой полую чугунную сферу, заполненную смесью шариков («дробь») и пороха, с грубым запалом замедленного действия. Если взрыватель был установлен правильно, то снаряд разрывался либо перед предполагаемой человеческой целью, либо над ней, высвобождая свое содержимое (мушкетные шарики ). Шары шрапнели продолжали лететь с «остаточной скоростью» снаряда. В дополнение к более плотному узору мушкетных шариков, сохраненная скорость также могла быть выше, поскольку шрапнельный снаряд в целом, вероятно, имел бы более высокий баллистический коэффициент , чем отдельные мушкетные шарики (см. внешнюю баллистику ).
Заряд взрывчатки в снаряде должен был быть достаточным, чтобы разорвать оболочку, а не разбросать снаряд во всех направлениях. Таким образом, его изобретение увеличило эффективную дальность картечи с 300 метров (980 футов) до примерно 1100 метров (3600 футов).
Он назвал свое устройство «сферической картечью», но со временем его стали называть в его честь; эта номенклатура была официально закреплена в 1852 году британским правительством.
Первоначальные конструкции страдали от потенциально катастрофической проблемы, заключающейся в том, что трение между дробью и черным порохом во время высокого ускорения в канале ствола пушки иногда могло вызывать преждевременное воспламенение пороха. Были испробованы различные решения, с ограниченным успехом, если таковой вообще имел место. Однако в 1852 году полковник Боксер предложил использовать диафрагму для отделения пуль от разрывного заряда ; это оказалось успешным и было принято в следующем году. В качестве буфера для предотвращения деформации свинцовой дроби в качестве упаковочного материала между дробью использовалась смола. Полезным побочным эффектом использования смолы было то, что сгорание также давало визуальный ориентир при разрыве снаряда, поскольку смола разлеталась вдребезги в облако пыли.
Только в 1803 году британская артиллерия приняла на вооружение (хотя и с большим энтузиазмом) шрапнельные снаряды (как «сферические»). Генри Шрапнель был повышен до майора в том же году. Первое зарегистрированное применение шрапнели британцами произошло в 1804 году против голландцев в форте Ниув-Амстердам в Суринаме . [3] Армии герцога Веллингтона использовали ее с 1808 года в Пиренейской войне и в битве при Ватерлоо , и он с восхищением писал о ее эффективности.
Конструкция была улучшена капитаном Э. М. Боксером из Королевского арсенала около 1852 года и перешла к использованию, когда были введены цилиндрические снаряды для нарезных орудий. Подполковник Боксер адаптировал свою конструкцию в 1864 году [4] для производства шрапнельных снарядов для новых нарезных дульнозарядных орудий ( RML ): стенки были из толстого чугуна , но пороховой заряд теперь находился в основании снаряда с трубкой, проходящей через центр снаряда, чтобы передавать вспышку зажигания от взрывателя замедленного действия в носовой части к пороховому заряду в основании. Пороховой заряд как разбивал стенку чугунного снаряда, так и освобождал пули. [5] Разбитая стенка снаряда продолжалась в основном вперед, но имела небольшой разрушительный эффект. Система имела серьезные ограничения: толщина стенок железного снаряда ограничивала доступную грузоподъемность для пуль, но обеспечивала небольшую разрушительную способность, а трубка, проходящая через центр, также уменьшала доступное пространство для пуль. [6]
В 1870-х годах Уильям Армстронг предложил конструкцию с разрывным зарядом в головной части и стенкой оболочки, сделанной из стали и, следовательно, намного тоньше, чем стенки предыдущих чугунных шрапнельных оболочек. Хотя более тонкая стенка оболочки и отсутствие центральной трубы позволяли оболочке нести гораздо больше пуль, у нее был недостаток, заключавшийся в том, что разрывной заряд отделял пули от оболочки, выстреливая оболочкой вперед и в то же время замедляя пули, когда они выбрасывались через основание оболочки, вместо того, чтобы увеличивать их скорость. Британия приняла это решение для нескольких меньших калибров (менее 6 дюймов) [6], но к Первой мировой войне таких снарядов осталось мало, если вообще осталось.
Окончательный дизайн шрапнельного снаряда, принятый в 1880-х годах, имел мало общего с оригинальным дизайном Генри Шрапнеля, за исключением сферических пуль и взрывателя с часовым механизмом. Он использовал гораздо более тонкую кованую стальную гильзу с таймером в носовой части и трубкой, проходящей через центр, чтобы передавать воспламенительную вспышку к разрывному заряду пороха в основании снаряда. Использование стали позволило сделать стенки снаряда тоньше, что дало место для гораздо большего количества пуль. Он также выдерживал силу порохового заряда без разрушения, так что пули вылетали вперед из гильзы снаряда с увеличенной скоростью, как из дробовика. Эта конструкция была принята всеми странами и была стандартной, когда началась Первая мировая война в 1914 году. В 1880-х годах, когда и старые чугунные, и современные кованые стальные шрапнельные снаряды находились на вооружении Великобритании, британские руководства по вооружению называли старую чугунную конструкцию «шрапнелью Боксера», по-видимому, чтобы отличить ее от современной стальной конструкции. [5]
Современная конструкция из тонкостенной кованой стали сделала возможным изготовление шрапнельных снарядов для гаубиц, которые имели гораздо меньшую скорость, чем полевые орудия, за счет использования большего порохового заряда для ускорения пуль вперед при разрыве. [7] Идеальная конструкция шрапнели имела бы таймерный взрыватель в основании снаряда, чтобы избежать необходимости в центральной трубке, но это было технически неосуществимо из-за необходимости вручную регулировать взрыватель перед выстрелом, и в любом случае было отвергнуто британцами с самого начала из-за риска преждевременного воспламенения и нерегулярного действия. [7]
.png/1280px-Shrapnel_(PSF).png)
Размер осколочных шаров в Первой мировой войне основывался на двух соображениях. Одним из них было предположение, что для выведения из строя вражеского солдата требовалась энергия снаряда около 60 футо-фунтов силы (81 Дж ). [8] [9] Типичный 3-дюймовый (76-мм) снаряд полевой пушки времен Первой мировой войны на максимально возможной дальности, летящий со скоростью 250 футов в секунду, плюс дополнительная скорость от разрывного заряда шрапнели (около 150 футов в секунду), придавали бы отдельным осколочным пулям скорость 400 футов в секунду и энергию 60 футо-фунтов (81 джоуль ): это была минимальная энергия одного полудюймового свинцово- сурьмяного шара весом приблизительно 170 гран (11 г), или 41–42 шара = 1 фунт. [примечание 1] Следовательно, это был типичный размер осколочной пули полевой пушки.
Максимально возможная дальность, обычно превышающая 7000 ярдов (6400 м), находилась за пределами дальности стрельбы шрапнелью для обычных полевых орудий из-за потери точности и того факта, что на предельной дальности снаряды снижались относительно круто, и, следовательно, «конус» пуль покрывал относительно небольшую площадь.
На более типичной боевой дистанции в 3000 ярдов (2700 м), что дает довольно плоскую траекторию и, следовательно, длинную « зону поражения » для пуль, типичный 3-дюймовый или 75-мм шрапнельный снаряд полевой пушки будет иметь скорость приблизительно 900 футов в секунду. Разрывной заряд добавит возможные 150 футов в секунду, давая скорость пули 1050 футов в секунду. Это даст каждой пуле приблизительно 418 футо-фунтов: в семь раз больше предполагаемой энергии, необходимой для выведения человека из строя.
Для более крупных орудий, имеющих меньшую скорость, использовались, соответственно, более крупные шары, чтобы каждый отдельный шар нес достаточно энергии, чтобы быть смертельным.
В большинстве сражений с использованием орудий такого калибра велся огонь прямой наводкой по противнику на расстоянии от 1500 ярдов (1400 м) до 3000 ярдов (2700 м), на этих дистанциях остаточная скорость снаряда была соответственно выше, как показано в таблице, по крайней мере, на ранних этапах Первой мировой войны.
Другим фактором была траектория. Осколочные пули обычно были смертоносны на расстоянии около 300 ярдов (270 м) от обычных полевых орудий после разрыва и более 400 ярдов (370 м) от тяжелых полевых орудий. Чтобы максимально использовать эти расстояния, требовалось орудие с плоской траекторией и, следовательно, с высокой скоростью. В Европе сложилась тенденция к использованию более тяжелых пуль, поскольку армии с более скорострельными орудиями имели тенденцию использовать более тяжелые пули, поскольку они могли позволить себе иметь меньше пуль на снаряд. [10]
Важные моменты, которые следует отметить относительно шрапнельных снарядов и пуль на заключительном этапе их развития во время Первой мировой войны:
Описание из первых уст успешного применения британцами шрапнели в оборонительном заграждении во время Третьей битвы при Ипре , 1917 год:
...воздух полон желтых струй дыма, которые вырываются на высоту около 30 футов и устремляются к земле – прямо перед каждым из этих желтых клубов дыма земля поднимается в поднятом вверх облаке – шрапнели – и как красиво это размещено – длинные полосы ее летят вдоль склона, взбивая добрых 200 ярдов земли при каждом взрыве. [11]
На начальных этапах Первой мировой войны шрапнель широко использовалась всеми сторонами в качестве противопехотного оружия. Это был единственный тип снарядов, доступный для британских полевых орудий ( 13-фунтовых , 15-фунтовых и 18-фунтовых ) до октября 1914 года. Шрапнель была эффективна против войск на открытой местности, особенно массированной пехоты (наступающей или отступающей). Однако начало позиционной войны с конца 1914 года привело к тому, что большинство армий сократили использование шрапнели в пользу фугасных. Британия продолжала использовать высокий процент шрапнельных снарядов. Новые тактические роли включали резку колючей проволоки и обеспечение «ползучего заграждения» как для прикрытия собственных атакующих войск, так и для подавления обороняющихся противника, чтобы помешать им стрелять по своим нападающим.
В ползучем огневом вале огонь «поднимался» с одной «линии» на другую по мере продвижения атакующих. Обычно эти линии находились на расстоянии 100 ярдов (91 м) друг от друга, а подъемы обычно составляли 4 минуты. Подъем означал, что настройки взрывателей с задержкой должны были быть изменены. Атакующие старались держаться как можно ближе (иногда всего в 25 ярдах) к разрывающимся осколкам, чтобы оказаться наверху вражеских траншей, когда огонь поднимется за их пределы, и до того, как противник сможет вернуться к своим брустверам.
Хотя шрапнель не производила никакого впечатления на траншеи и другие земляные сооружения, она оставалась любимым оружием британцев (по крайней мере) для поддержки их пехотных атак путем подавления вражеской пехоты и предотвращения ее захвата парапетов своих траншей. Это называлось «нейтрализацией» и ко второй половине 1915 года стало основной задачей артиллерии, поддерживающей атаку. Шрапнель была менее опасна для атакующей британской пехоты, чем фугасные снаряды — пока их собственные осколки взрывались выше или впереди них, нападающие были в безопасности от ее воздействия, тогда как фугасные снаряды, разрывающиеся накоротке, потенциально смертоносны в пределах 100 ярдов или более в любом направлении. Шрапнель также была полезна против контратак, рабочих групп и любых других войск на открытом пространстве. [12]
В июне 1916 года были изданы «Заметки артиллерии Главного штаба № 5 по перерезанию проволоки» Британских экспедиционных сил. В них предписывалось использовать шрапнель для перерезания проволоки, а осколочно-фугасные снаряды использовались для разбрасывания столбов и проволоки при перерезании. Однако были и ограничения: наилучшая дальность стрельбы для 18-фунтовых орудий составляла 1800–2400 ярдов. Более короткие дальности означали, что плоские траектории могли не достигать собственных парапетов стрелков, а взрыватели нельзя было устанавливать менее чем на 1000 ярдов. Орудия должны были ремонтироваться мастерами и тщательно калиброваться. Кроме того, им требовались хорошие платформы с рельсами и колесами, закрепленными мешками с песком, а наблюдающий офицер должен был постоянно следить за воздействием на проволоку и вносить необходимые коррективы в дальность стрельбы и настройки взрывателей. Эти инструкции были повторены в "Записках артиллерии GHQ № 3 Артиллерия в наступательных операциях", выпущенных в феврале 1917 года с дополнительными подробностями, включая количество боеприпасов, требуемых на ярд проволочного фронта. Использование шрапнели для перерезания проволоки также было подчеркнуто в RA "Учебных меморандумах № 2 1939".
Шрапнель обеспечивала полезный эффект «экранирования» от дыма разрывных зарядов черного пороха, когда британцы использовали ее в «ползучих заграждениях».
Одним из ключевых факторов, способствовавших тяжелым потерям, понесенным британцами в битве на Сомме, было предполагаемое убеждение, что шрапнель будет эффективна при разрезании колючей проволоки на нейтральной полосе (хотя предполагалось, что причиной использования шрапнели в качестве резака на Сомме было то, что у Британии не было возможности производить достаточное количество осколочных снарядов [13] ). Это восприятие было подкреплено успешным применением шрапнельных снарядов против немецких колючей проволоки в битве при Нев-Шапель в 1915 году , но после этого сражения немцы утолщили нити колючей проволоки. В результате шрапнель позже была эффективна только для поражения личного состава противника; даже если условия были правильными, а угол падения был плоским, чтобы максимизировать количество пуль, проходящих через заграждения, вероятность того, что шрапнельный шар попадет в тонкую линию колючей проволоки и успешно перережет ее, была крайне низкой. Пули также имели ограниченное разрушительное действие и останавливались мешками с песком, поэтому войска за защитой или в бункерах были в целом в безопасности. Кроме того, стальные шлемы, включая немецкий Stahlhelm и британский шлем Brodie , могли противостоять осколочным пулям и защищать владельца от травм головы:
... внезапно, с громким лязгающим стуком, меня ударило в лоб, и я отлетел на пол окопа... шрапнельная пуля с большой силой ударила в мою каску, не пробив ее, но достаточно сильно, чтобы оставить вмятину. Если бы я, как это было обычно до нескольких дней назад, носил фуражку, то в полку погибло бы на одного человека больше. [14]
Шрапнельный снаряд был дороже фугасного [15] и требовал более качественной стали для корпуса снаряда. Их также было сложнее правильно использовать, поскольку для взрыва снаряда в нужном месте критически важным было правильное время срабатывания взрывателя. Это требовало значительного мастерства от наблюдателя при поражении движущихся целей.
Дополнительным осложнением было то, что фактическое время работы взрывателя зависело от метеорологических условий, а изменение начальной скорости снаряда было дополнительным осложнением. Однако британцы использовали индикаторы взрывателя на каждом орудии, которые определяли правильное время работы взрывателя (длину) с поправкой на начальную скорость снаряда. [ необходима цитата ]
С появлением относительно нечувствительных взрывчатых веществ, которые можно было использовать в качестве начинки для снарядов, было обнаружено, что корпус правильно спроектированного фугасного снаряда эффективно фрагментируется [ требуется цитата ] . Например, детонация среднего 105-мм снаряда производит несколько тысяч высокоскоростных (от 1000 до 1500 м/с) осколков, смертельное (на очень близком расстоянии) избыточное давление взрыва и, в случае поверхностного или подповерхностного взрыва, полезный кратерный и противоматериальный эффект — все это в боеприпасе, гораздо менее сложном, чем более поздние версии шрапнельного снаряда. Однако эта фрагментация часто терялась, когда снаряды проникали в мягкую почву, и поскольку некоторые осколки разлетались во всех направлениях, это представляло опасность для атакующих войск. [ требуется цитата ]
Одним из примечательных предметов является «универсальный снаряд», тип снаряда для полевой пушки, разработанный немецкой компанией Krupp в начале 1900-х годов. Этот снаряд мог функционировать как шрапнельный снаряд или как фугасный снаряд. У снаряда был модифицированный взрыватель, и вместо смолы в качестве набивки между осколочными шарами использовался тротил . Когда устанавливался взрыватель с таймером, снаряд функционировал как осколочный снаряд, выбрасывая шары и воспламеняя (не детонируя) тротил, давая видимый клуб черного дыма. При ударе начинка из тротила детонировала, становясь фугасным снарядом с очень большим количеством низкоскоростных осколков и более мягким взрывом. Из-за своей сложности от него отказались в пользу простого фугасного снаряда.
Во время Первой мировой войны Великобритания также использовала снаряды шрапнельного типа для переноски «горшочков» вместо «пуль». Это были зажигательные снаряды с семью горшками [16], использующие термитный состав.
Когда началась Первая мировая война, в инвентаре Соединенных Штатов также имелось то, что они называли «фугасной шрапнелью Эрхардта». [17] Похоже, что она похожа на немецкую конструкцию, с пулями, залитыми в тротил, а не в смолу, вместе с некоторым количеством взрывчатого вещества в носовой части снаряда. Дуглас Гамильтон упоминает этот тип снаряда мимоходом, как «не такой распространенный, как другие типы» в своих всеобъемлющих трактатах по производству шрапнели [18] и фугасных снарядов [19] 1915 и 1916 годов, но не приводит никаких подробностей о производстве. То же самое делает Итан Виалл в 1917 году. [20] Поэтому США, по-видимому, прекратили его производство в начале войны, предположительно, основываясь на опыте других воюющих сторон.
Новый британский обтекаемый шрапнельный снаряд Mk 3D был разработан для 60-фунтовой пушки BL в начале 1930-х годов, содержащий 760 пуль. Шрапнель использовалась британцами в кампаниях в Восточной и Северо-Восточной Африке в начале войны, где использовались 18-фунтовые и 4,5-дюймовые (114 мм) гаубицы. К началу Второй мировой войны шрапнельные снаряды, в строгом смысле этого слова, вышли из употребления, последним зарегистрированным применением шрапнели были 60-фунтовые снаряды, выпущенные в Бирме в 1943 году . [ необходима цитата ] В 1945 году британцы провели успешные испытания шрапнельных снарядов, сплавленных с VT . Однако шрапнель не была разработана в качестве боеприпаса для каких-либо новых британских артиллерийских моделей после Первой мировой войны. [21]
Хотя это и не было строго шрапнелью, в рамках оружейного проекта 1960-х годов были созданы снаряды splintex [ требуется разъяснение ] для 90- и 106-мм безоткатных орудий и 105-мм гаубиц , где их называли снарядами « ульевого » действия. В отличие от шаров шрапнельных снарядов, снаряды splintex содержали игольчатые стрелы . Результатом стал 105-мм снаряд M546 APERS-T (противопехотный трассирующий), впервые использованный во время войны во Вьетнаме в 1966 году. Снаряд состоял примерно из 8000 полуграммовых игольчатых стрел, расположенных в пять ярусов, взрывателя с часовым механизмом, детонаторов, срезающих корпус, центральной запальной трубки, бездымного метательного заряда с красителем-маркером, содержащимся в основании, и трассирующего элемента. Снаряд функционировал следующим образом: взрыватель с часовым механизмом срабатывал, вспышка проходила по запальной трубке, срабатывали детонаторы, срезающие корпус, и передний корпус разделялся на четыре части. Корпус и первые четыре яруса были разбросаны вращением снаряда, последний ярус и визуальный маркер — самим пороховым зарядом. Иглы разлетались, в основном за счет вращения, от точки взрыва в постоянно расширяющемся конусе вдоль предыдущей траектории снаряда до разрыва. Снаряд был сложен в изготовлении, но является высокоэффективным противопехотным оружием — солдаты сообщали, что после того, как во время атаки с захватом выстреливались снарядами типа «улей», у многих убитых врагов руки прибивались гвоздями к деревянным прикладам винтовок, и этих убитых можно было оттаскивать в братские могилы с помощью винтовки. Говорят, что название «улей» было дано типу боеприпаса из-за шума, который издавали иглы, перемещавшиеся по воздуху, напоминавшего рой пчел.
Хотя шрапнельные снаряды сейчас используются редко, помимо боеприпасов «улья», существуют и другие современные снаряды, которые используют или использовали принцип шрапнели. DM 111 20-мм пушечный снаряд, используемый для ближней противовоздушной обороны, 40-мм HVCC с игольчатым наполнителем (граната HV 40 x 53 мм), 35-мм пушечный (35 × 228 мм) боеприпас AHEAD (152 × 3,3 г вольфрамовых цилиндра), RWM Schweiz 30 × 173 мм боеприпас воздушного разрыва, пятидюймовый (127 мм) дробовой снаряд (KE-ET) и, возможно, другие. Кроме того, во многих современных армиях имеются картечные боеприпасы для танковых и артиллерийских орудий, одним из примеров является снаряд XM1028 для 120-мм танковой пушки M256 (около 1150 вольфрамовых шариков со скоростью 1400 м/с).
Некоторые противоракетные ракеты (ПРО) используют осколочные боеголовки вместо более распространенных [ требуется цитата ] осколочно-фугасных типов. Как и в случае с осколочно-фугасной боеголовкой, использование этого типа боеголовки не требует прямого удара тела о тело, поэтому значительно снижает требования к точности слежения и управления. На заданном расстоянии от приближающейся головной части (ГЧ) боеголовка выпускает, в случае боеголовки ПРО, с помощью взрывного вышибного заряда, ряд в основном стержнеобразных субснарядов в траекторию полета ГЧ. В отличие от осколочно-фугасной боеголовки, вышибной заряд необходим только для выпуска субснарядов из основной боеголовки, а не для их разгона до высокой скорости. Скорость, необходимая для проникновения в корпус ГЧ, достигается за счет высокой конечной скорости боеголовки, аналогично принципу действия шрапнельного снаряда. Причина использования этого типа боеголовки, а не осколочно-фугасной, заключается в том, что осколки, производимые осколочно-фугасной боеголовкой, не могут гарантировать проникновение в корпус БЧ. Используя стержневидные субснаряды, можно проникнуть в гораздо большую толщину материала, что значительно увеличивает вероятность разрушения входящей БЧ. [ необходима цитата ]
Ракета Starstreak использует похожую систему, при этом три металлических дротика отделяются от ракеты до удара, хотя в случае Starstreak эти дротики управляемые и содержат взрывной заряд.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
