Кинетический пенетратор ( KEP ), также известный как длинностержневой пенетратор ( LRP ), представляет собой тип боеприпаса, предназначенного для проникновения в броню транспортного средства с использованием снаряда с высокой плотностью сечения , похожего на стрелу . Подобно пулям или оружию с кинетической энергией , этот тип боеприпасов не содержит взрывчатых веществ и использует исключительно кинетическую энергию для проникновения в цель. Современные боеприпасы KEP, как правило, относятся к типу бронебойных оперенных подкалиберных снарядов (APFSDS).
Ранние пушки стреляли кинетическими боеприпасами, изначально состоявшими из тяжелых шаров из обработанного камня , а позднее из плотных металлов . С самого начала сочетание высокой дульной энергии с весом и твердостью снаряда было важнейшим фактором при проектировании такого оружия. Аналогичным образом, первостепенной целью такого оружия обычно было поражение защитных оболочек бронетехники или других оборонительных сооружений , будь то каменные стены , парусные бревна или современная танковая броня. Кинетические боеприпасы в различных формах неизменно были выбором для этого оружия из-за высокосфокусированной терминальной баллистики .
Разработка современного сердечника KE сочетает в себе два аспекта артиллерийского дизайна: высокую начальную скорость и концентрированную силу. Высокая начальная скорость достигается за счет использования снаряда с малой массой и большой площадью основания в стволе орудия. Выстрел снарядом малого диаметра, обернутым в легкую внешнюю оболочку, называемую поддоном , увеличивает начальную скорость. Как только снаряд покидает ствол, поддон больше не нужен и отваливается на куски. Это оставляет снаряд, летящий с высокой скоростью с меньшей площадью поперечного сечения и уменьшенным аэродинамическим сопротивлением во время полета к цели (см. внешнюю баллистику и терминальную баллистику ). Германия разработала современные поддоны под названием « treibspiegel » («упорное зеркало»), чтобы придать дополнительную высоту своим зенитным орудиям во время Второй мировой войны . До этого примитивные деревянные поддоны использовались на протяжении столетий в виде деревянной заглушки, прикрепленной к или заряжаемой в казенную часть перед пушечными ядрами в стволе, помещенной между метательным зарядом и снарядом. Название «sabot» (произносится как / ˈsæb oʊ / SAB - oh в английском языке) [1] происходит от французского слова, означающего «сабо» ( деревянная обувь, которую традиционно носят в некоторых европейских странах).
Концентрация силы на меньшей площади изначально достигалась путем замены одного металлического (обычно стального ) снаряда на составной снаряд с использованием двух металлов, тяжелого сердечника (на основе вольфрама ) внутри более легкой металлической внешней оболочки. Эти конструкции были известны как бронебойные композитные жесткие (APCR) британцами, высокоскоростные бронебойные (HVAP) американцами и харткерн (твердый сердечник) немцами. При ударе сердечник оказывал гораздо более концентрированный эффект, чем обычный металлический снаряд того же веса и размера. Сопротивление воздуха и другие эффекты были такими же, как у снаряда идентичного размера. Высокоскоростные бронебойные (HVAP) снаряды в основном использовались истребителями танков в армии США и были относительно редки, поскольку вольфрамовый сердечник был дорогим и приоритетным для других применений.
Между 1941 и 1943 годами британцы объединили две технологии в бронебойном подкалиберном снаряде (APDS). Подкалиберный снаряд заменил внешнюю металлическую оболочку APCR. Находясь в орудии, снаряд имел большую площадь основания, чтобы получить максимальное ускорение от метательного заряда, но оказавшись снаружи, подкалиберный снаряд отпадал, открывая тяжелый снаряд с небольшой площадью поперечного сечения. Подкалиберные снаряды служили основным кинетически-энергетическим оружием большинства танков в период ранней Холодной войны, хотя они страдали от основного недостатка — неточности. Это было решено с введением бронебойного подкалиберного снаряда с плавниковой стабилизацией (APFSDS) в 1970-х годах, который добавлял стабилизирующие ребра к сердечнику, значительно увеличивая точность. [2]
Принцип действия кинетического пенетратора заключается в том, что он использует свою кинетическую энергию, которая является функцией его массы и скорости, чтобы пробить себе дорогу через броню. Если броня побеждена, тепло и отколы (брызги частиц), образующиеся при прохождении пенетратора через броню, и возникающая при этом волна давления в идеале уничтожают цель. [3]
Современное кинетическое оружие максимизирует нагрузку (кинетическую энергию, деленную на площадь поражения), передаваемую цели, за счет:
Длина пенетратора играет большую роль в определении конечной глубины проникновения. Как правило, пенетратор не способен проникать глубже, чем его собственная длина, поскольку чистое напряжение удара и перфорации разрушает его. [4] Это привело к появлению современных конструкций, которые напоминают длинную металлическую стрелу .
Для моноблочных сердечников, изготовленных из одного материала, формула перфорации, разработанная Вили Одерматтом и В. Ланцем, может рассчитать глубину проникновения снаряда APFSDS. [5]
В 1982 году аналитическое исследование, основанное на концепциях газовой динамики и экспериментах по проникновению в цель [6] [ противоречивый источник ], привело к выводу об эффективности ударников, что проникновение становится глубже [7] при использовании нетрадиционных трехмерных форм. [8]
Противоположный метод KE-пенетраторов использует химические энергетические пенетраторы. Используются два типа таких снарядов : фугасные противотанковые (HEAT) и фугасные сдавливающие головные части (HESH). Они широко использовались против брони в прошлом и все еще играют свою роль, но менее эффективны против современной композитной брони , такой как Chobham , которая используется на основных боевых танках сегодня. Основные боевые танки обычно используют KE-пенетраторы, в то время как HEAT в основном используются в ракетных системах, которые запускаются с плеча или устанавливаются на транспортном средстве, а HESH обычно предпочитают для сноса укреплений.
