Стержневая боевая часть — специализированный боеприпас, имеющий кольцевую форму осколкового поражения , благодаря чему при взрыве он разлетается в большой круг, прорезая цель. Используется в зенитных и противоракетных ракетах.
Винтовочные и пулеметные пули использовались против ранних военных самолетов во время Первой мировой войны . Артиллерия использовалась, когда самолеты пролетали выше дальности винтовочных и пулеметных патронов. Поскольку вероятность фактического поражения самолета была мала, артиллерийские снаряды были разработаны так, чтобы взрываться на приблизительной высоте самолета, чтобы выбросить ливень осколков в непосредственной близости от взрыва. Подобное зенитное оружие с большими калибрами, более высокой скорострельностью и улучшенными взрывателями продолжало использоваться во время Второй мировой войны . Эти пули и небольшие осколки часто делали небольшие отверстия в планере самолета. Если пуля или осколок не поражали пилота или какую-либо критическую часть планера самолета (например, топливопровод, часть системы охлаждения двигателя, критический провод или гидравлическую линию, приводящую в действие поверхности управления), самолет оставался в рабочем состоянии. Некоторые зенитные артиллерийские снаряды были разработаны так, чтобы фрагментироваться на длинные тонкие куски в попытке нанести ущерб планеру самолета. Отверстия, образованные такими осколками, с большей вероятностью могли вызвать разрушительное нарушение воздушного потока вокруг высокоскоростных самолетов, однако вероятность попадания была ниже для меньшего количества осколков от боеголовки равного размера.
Проблема стала еще более серьезной, когда после Второй мировой войны для замены орудий были разработаны зенитные ракеты: меньшее количество ракет потребовало бы усовершенствованной боеголовки, чтобы соответствовать вероятности поражения самолета большим количеством артиллерийских снарядов, потенциально переносимых оружием того же размера и стоимости.
Концепция складной непрерывной стержневой боеголовки была предложена в 1952 году. Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса изобрела непрерывную расширяющуюся стержневую боеголовку в рамках контрактной с ВМС разработки программы противоракетной обороны ВМС США. Детали боеголовки были совершенно секретными, пока ее использование не стало более необходимым. [1]
Четное число отдельных стальных стержней расположены параллельно, образуя цилиндр. Концы стержней сварены вместе — первый стержень и второй стержень сварены вместе наверху, второй и третий — внизу, и так далее по всему периметру формы.
При детонации взрывчатое вещество придает стержням импульс, выталкивая их наружу по расширяющемуся кругу. Волна давления от взрывчатого вещества должна равномерно воздействовать на стержни по всей их длине, поэтому используется своего рода трамбовка для формирования ударной волны, похожей на взрывную линзу . Стержни достаточно мягкие ( пластичные ), чтобы обеспечить расширение без разрушения стержней или сварных соединений, а скорость детонации ограничена значением менее 1150 м/с [2] , что позволяет стержням изгибаться в этих местах. В некоторой промежуточной точке кольцо будет иметь зигзагообразный (переменное направление) вид внутри цилиндрической оболочки. После окончательного расширения кольцо становится круглым и заключено в плоскости. Затем кольцо разорвется и в конечном итоге будет стремиться образовать один или несколько прямых стержней. Поскольку чистый импульс стержня относительно ракеты примерно равен нулю, его эффективность будет быстро уменьшаться по мере расширения разорванного кольца. [3]
Это быстро расширяющееся кольцо при попадании в самолет может быть более эффективным, чем эквивалентная осколочная боеголовка : кольцо стержней обеспечивает большую площадь поверхности, чем фрагментированная баллистическая. [2] Части самолета, перехваченные расширяющимся кольцом непрерывной стержневой боеголовки, получат непрерывный разрез через обшивку, полетные или аэродинамические поверхности, нижележащие кабели, гидравлические линии и другие полетные или критически важные для миссии конструкции. Это может вызвать структурный отказ или, если нет, может быть достаточным для поражения избыточности систем самолета. Эффект выражен только до тех пор, пока кольцо не разорвано, поэтому в практическом оружии используются несколько слоев стержней для увеличения эффективного радиуса.
При проектировании злополучного Mauler , оснащенного ЗРК , моделирование Монте-Карло на новейшей на тот момент ЭВМ IBM 650 показало, что боеголовка со сплошным стержнем, вероятно, будет менее эффективна, чем осколочно-фугасные типы. [4] Последующие реализации показали обратное.