Kumulatívny prúd: popis, vlastnosti, vlastnosti, zaujímavé fakty

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Kumulatívny účinok vo vojenských záležitostiach je zosilnenie deštruktívneho účinku výbuchu jeho sústredením určitým smerom. Fenomén tohto druhu u človeka, ktorý nie je oboznámený s princípom jeho pôsobenia, zvyčajne spôsobuje prekvapenie. Kvôli malej diere v pancieri tank pri zásahu HEAT nábojom často úplne zlyhá.

Kde sa používa

Samotný kumulatívny efekt bol v skutočnosti pozorovaný pravdepodobne všetkými ľuďmi bez výnimky. Vzniká napríklad pri páde kvapky do vody. V tomto prípade sa na jeho povrchu vytvorí lievik a tenký prúd smerujúci nahor.

Kumulatívny efekt možno využiť napríklad na výskumné účely. Jeho umelou tvorbou vedci hľadajú spôsoby, ako dosiahnuť vysoké rýchlosti hmoty – až 90 km/s. Tento efekt sa využíva aj v priemysle – hlavne v baníctve. Najväčšie uplatnenie ale, samozrejme, našiel vo vojenských záležitostiach. Muníciu fungujúcu na tomto princípe používajú rôzne krajiny od začiatku minulého storočia.

Dizajn projektu

Ako sa vyrába a funguje tento typ munície? V takýchto škrupinách je kumulatívny náboj kvôli ich špeciálnej štruktúre. V prednej časti tohto typu munície je kužeľovitý lievik, ktorého steny sú pokryté kovovým obložením, ktorého hrúbka môže byť menšia ako 1 mm alebo niekoľko milimetrov. Na opačnej strane tohto zárezu je rozbuška.

Po poslednom spustení dôjde v dôsledku prítomnosti lievika k deštruktívnemu kumulatívnemu účinku. Detonačná vlna sa začne pohybovať pozdĺž osi náboja vo vnútri lievika. V dôsledku toho sa steny druhého zrútia. Pri silnom náraze do obloženia lievika sa tlak prudko zvýši, až na 1010 Pa. Takéto hodnoty ďaleko presahujú medzu klzu kovov. Preto sa v tomto prípade správa ako kvapalina. V dôsledku toho sa začne vytvárať kumulatívny prúd, ktorý zostáva veľmi tvrdý a má veľkú schopnosť poškodzovať.

Teória

Vzhľadom na vzhľad prúdu kovu s kumulatívnym efektom nie jeho roztavením, ale jeho ostrou plastickou deformáciou. Podobne ako kvapalina, aj kov obloženia munície vytvára dve zóny, keď sa lievik zrúti:

• v skutočnosti tenký kovový prúd pohybujúci sa vpred nadzvukovou rýchlosťou pozdĺž osi náboja;
• Chvost škodcu, čo je „chvost“prúdnice, ktorý tvorí až 90 % kovového obloženia lievika.

Rýchlosť kumulatívneho prúdu po výbuchurozbuška závisí od dvoch hlavných faktorov:

• rýchlosť výbušnej detonácie;
• geometria lievika.

Aká by mohla byť munícia

Čím menší je uhol kužeľa strely, tým rýchlejšie sa prúdnica pohybuje. Ale pri výrobe streliva sú v tomto prípade kladené špeciálne požiadavky na obloženie lievika. Ak má nízku kvalitu, prúdové lietadlo pohybujúce sa vysokou rýchlosťou sa môže následne predčasom zrútiť.

Moderné strelivo tohto typu je možné vyrobiť s lievikmi, ktorých uhol je 30-60 stupňov. Rýchlosť kumulatívnych prúdov takýchto projektilov, ktoré vznikajú po zrútení kužeľa, dosahuje 10 km / s. Zároveň má chvostová časť z dôvodu väčšej hmotnosti nižšiu rýchlosť - asi 2 km/s.

Pôvod termínu

Slovo „kumulácia“samotné v skutočnosti pochádza z latinského cumulatio. V preklade do ruštiny tento výraz znamená "akumulácia" alebo "akumulácia". To znamená, že v nábojoch s lievikom je energia výbuchu sústredená správnym smerom.

Trošku histórie

Kumulatívny prúd je teda dlhá tenká formácia s „chvostom“, tekutá a zároveň hustá a tuhá, pohybujúca sa vpred veľkou rýchlosťou. Tento efekt bol objavený už veľmi dávno - ešte v 18. storočí. Prvý predpoklad, že energiu výbuchu možno koncentrovať správnym spôsobom, vyslovil inžinier Fratz von Baader. Tento vedec tiež vykonal niekoľko experimentov súvisiacich s kumulatívnym účinkom. Avšaksa mu vtedy nepodarilo dosiahnuť výraznejšie výsledky. Faktom je, že Franz von Baader použil pri svojom výskume čierny prach, ktorý nedokázal vytvoriť detonačné vlny požadovanej sily.

Po prvýkrát bola kumulatívna munícia vytvorená po vynájdení trhaviny s vysokými štetinami. V tých dňoch bol kumulatívny účinok súčasne a nezávisle objavený niekoľkými ľuďmi:

• Ruský vojenský inžinier M. Boriskov – v roku 1864;

• kapitán D. Andrievsky – v roku 1865;

• Európsky Max von Forster – v roku 1883;
• Americký chemik C. Munro – v roku 1888

V Sovietskom zväze v 20. rokoch 20. storočia profesor M. Sukharevskij pracoval na kumulatívnom efekte. V praxi mu armáda prvýkrát čelila počas druhej svetovej vojny. Stalo sa to na samom začiatku nepriateľstva - v lete 1941. Nemecké kumulatívne náboje zanechali v pancieroch sovietskych tankov malé roztavené otvory. Preto sa pôvodne nazývali brnenie.

Náboje BP-0350A prijala sovietska armáda už v roku 1942. Vyvinuli ich domáci inžinieri a vedci na základe ukoristenej nemeckej munície.

Prečo preráža pancier: princíp fungovania kumulatívneho prúdového lietadla

Počas druhej svetovej vojny neboli vlastnosti „práce“takýchto škrupín ešte dobre preskúmané. Preto sa pre nich použil názov „pálenie brnenia“. Neskôr, už v roku 49, sa u nás prejavil efekt kumulácieZavrieť. V roku 1949 ruský vedec M. Lavrentiev vytvoril teóriu kumulatívnych trysiek a dostal za to Stalinovu cenu.

Vedcom sa nakoniec podarilo zistiť, že vysoká penetračná schopnosť mušlí tohto typu s vysokými teplotami absolútne nijako nesúvisí. Pri výbuchu rozbušky sa vytvorí kumulatívny prúd, ktorý pri kontakte s pancierom tanku vytvorí na jeho povrchu obrovský tlak niekoľko ton na centimeter štvorcový. Takéto ukazovatele presahujú okrem iného medzu klzu kovu. Výsledkom je, že sa v pancieri vytvorí otvor s priemerom niekoľkých centimetrov.

Prúdy modernej munície tohto typu sú schopné preraziť tanky a iné obrnené vozidlá doslova skrz naskrz. Tlak pri pôsobení na pancier je naozaj obrovský. Teplota kumulatívneho prúdu strely je zvyčajne nízka a nepresahuje 400 - 600 ° C. To znamená, že nemôže prepáliť pancier ani ho roztaviť.

Samotná kumulatívna strela neprichádza do priameho kontaktu s materiálom stien nádrže. V určitej vzdialenosti vybuchne. Pohyblivé časti kumulatívneho prúdu po jeho vymrštení rôznymi rýchlosťami. Preto sa počas letu začína naťahovať. Keď sa vzdialenosť dosiahne o 10-12 priemerov lievika, prúd sa rozpadne. V súlade s tým môže mať najväčší deštruktívny účinok na pancier tanku, keď dosiahne svoju maximálnu dĺžku, ale ešte sa nezačne rúcať.

Porazte posádku

Kumulatívny prúd, ktorý prerazil pancier, preniká dovnútravnútro tanku pri vysokej rýchlosti a môže zasiahnuť aj členov posádky. V momente jeho prechodu cez pancier sa z neho odlamujú kusy kovu a jeho skvapalnené kvapky. Takéto úlomky majú, samozrejme, tiež silný škodlivý účinok.

Prúd, ktorý prenikol do tanku, ako aj kusy kovu letiace veľkou rýchlosťou, sa môžu dostať aj do bojových záloh vozidla. V tomto prípade sa druhý rozsvieti a dôjde k výbuchu. Takto fungujú HEAT okruhy.

Pre a proti

Aké sú výhody kumulatívnych schránok. Po prvé, armáda k ich plusom pripisuje fakt, že na rozdiel od podkalibrových, ich schopnosť preniknúť pancierom nezávisí od rýchlosti. Takéto projektily môžu byť vypálené aj z ľahkých zbraní. Je tiež celkom vhodné použiť takéto poplatky v reaktívnych grantoch. Napríklad týmto spôsobom ručný odpaľovač protitankových granátov RPG-7. Kumulatívny prúd takýchto zbraní pancierových tankov s vysokou účinnosťou. Ruský granátomet RPG-7 je dodnes v prevádzke.

Pancierované pôsobenie kumulatívneho prúdového lietadla môže byť veľmi deštruktívne. Veľmi často zabije jedného alebo dvoch členov posádky a spôsobí výbuch zásob munície.

Hlavnou nevýhodou takýchto zbraní je nepohodlnosť ich použitia „delostreleckým“spôsobom. Vo väčšine prípadov za letu sú strely stabilizované rotáciou. V kumulatívnej munícii môže spôsobiť zničenie prúdového lietadla. Preto sa vojenskí inžinieri snažia všetkými možnými spôsobmi znížiť rotáciu takýchtoprojektily za letu. Dá sa to urobiť rôznymi spôsobmi.

V takejto munícii možno použiť napríklad špeciálnu textúru výstelky. Taktiež sú pre mušle tohto typu často doplnené o otočné teleso. V každom prípade je vhodnejšie použiť takéto náboje v nízkorýchlostnej alebo dokonca stacionárnej munícii. Môžu to byť napríklad granáty s raketovým pohonom, náboje do ľahkých zbraní, míny, ATGM.

Pasívna obrana

Samozrejme, hneď ako sa tvarované nálože objavili vo výzbroji armád, začali sa vyvíjať prostriedky, ktoré im zabránili zasiahnuť tanky a inú ťažkú vojenskú techniku. Na ochranu boli vyvinuté špeciálne vzdialené obrazovky inštalované v určitej vzdialenosti od brnenia. Takéto prostriedky sú vyrobené z oceľových mriežok a kovovej siete. Účinok kumulatívneho prúdu na pancier tanku, ak je prítomný, je anulovaný.

Keďže projektil pri dopade na plátno exploduje v značnej vzdialenosti od panciera, tryska má čas na to, aby sa rozbila skôr, ako ju dosiahne. Navyše, niektoré druhy takýchto clon sú schopné zničiť kontakty detonátora kumulatívnej munície, v dôsledku čoho táto jednoducho vôbec nevybuchne.

Z akej ochrany sa dá vyrobiť

Počas druhej svetovej vojny sa v sovietskej armáde používali pomerne masívne oceľové zásteny. Niekedy mohli byť vyrobené z 10 mm ocele a predĺžené o 300-500 mm. Nemci počas vojny všade používali ľahšiu oceľovú ochranu.mriežky. V súčasnosti sú niektoré odolné clony schopné chrániť tanky aj pred vysoko výbušnými fragmentačnými granátmi. Spôsobením detonácie v určitej vzdialenosti od panciera znižujú dopad rázovej vlny na stroj.

Niekedy sa na nádrže používajú aj viacvrstvové ochranné clony. Napríklad oceľový plech o hrúbke 8 mm môže byť prenesený za vozidlom o 150 mm, potom je priestor medzi ním a pancierom vyplnený ľahkým materiálom - keramzitom, sklenenou vatou atď. tiež vykonávané cez takéto sito o 300 mm. Takéto zariadenia sú schopné chrániť auto pred takmer všetkými typmi munície s BVV.

Reaktívna obrana

Takáto obrazovka sa tiež nazýva reaktívne pancierovanie. Prvýkrát bola ochrana tejto odrody v Sovietskom zväze testovaná v 40. rokoch inžinierom S. Smolenskym. Prvé prototypy boli vyvinuté v ZSSR v 60. rokoch. Výroba a používanie takýchto ochranných prostriedkov sa u nás začalo až v 80. rokoch minulého storočia. Toto oneskorenie vo vývoji reaktívneho pancierovania sa vysvetľuje skutočnosťou, že bol pôvodne uznaný ako neperspektívny.

Veľmi dlho tento typ ochrany nepoužívali ani Američania. Izraelčania ako prví aktívne používali reaktívne pancierovanie. Inžinieri tejto krajiny si všimli, že počas výbuchu zásob munície vo vnútri nádrže kumulatívny prúd neprepichne vozidlá skrz naskrz. To znamená, že protivýbuch je schopný ho do určitej miery zadržať.

Izrael začal aktívne využívať dynamickú ochranu proti kumulatívnym projektilom v 70. rokochposledné storočie. Takéto zariadenia sa nazývali „Blazer“, vyrobené vo forme odnímateľných kontajnerov a umiestnené mimo panciera tanku. Ako trhavú nálož použili výbušniny Semtex na báze RDX.

Neskôr sa dynamická ochrana tankov proti HEAT granátom postupne zdokonaľovala. V súčasnosti sa napríklad v Rusku používajú malachitové systémy, čo sú komplexy s elektronickým riadením detonácie. Takáto clona je schopná nielen účinne pôsobiť proti HEAT granátom, ale aj zničiť najmodernejšie podkaliberne NATO DM53 a DM63, navrhnuté špeciálne na zničenie ruskej ERA predchádzajúcej generácie.

Ako sa tryska správa pod vodou

V niektorých prípadoch môže byť znížený kumulatívny účinok munície. Napríklad kumulatívny prúd pod vodou sa správa zvláštnym spôsobom. Za takýchto podmienok sa rozpadá už vo vzdialenosti 7 priemerov lievika. Faktom je, že pri vysokých rýchlostiach je pre prúd vody preraziť vodu asi tak „ťažké“ako pre kov.

Sovietska kumulatívna munícia na použitie pod vodou bola napríklad vybavená špeciálnymi tryskami, ktoré pomáhajú vytvárať prúd a sú vybavené závažiami.

Zaujímavé fakty

Samozrejme, v Rusku sa momentálne pracuje na zlepšení, vrátane najkumulatívnejších zbraní. Moderné domáce granáty tejto odrody sú napríklad schopné preniknúť vrstvou kovu hrubšou ako meter.

Zbrane tejto odrody používajú rôznikrajín sveta už dlhú dobu. Stále však o ňom kolujú rôzne legendy a mýty. Takže napríklad niekedy na webe nájdete informácie, že kumulatívne prúdy, keď vstúpia do vnútra tanku, môžu spôsobiť taký prudký tlakový skok, že to vedie k smrti posádky. O tomto účinku kumulatívnych vĺn sa na internete často rozprávajú hrozné príbehy, a to aj zo strany samotnej armády. Existuje dokonca názor, že ruské tankery počas bojov zámerne jazdia s otvorenými poklopmi, aby uvoľnili tlak v prípade kumulatívneho projektilu.

Podľa fyzikálnych zákonov však prúd kovu takýto efekt spôsobiť nemôže. Projektily tohto typu jednoducho koncentrujú energiu výbuchu v určitom smere. Na otázku, či kumulatívny prúd prepáli alebo prerazí pancier, je teda veľmi jednoduchá odpoveď. Pri stretnutí s materiálom stien nádrže sa spomalí a skutočne na ňu tlačí. Výsledkom je, že kov sa začne šíriť po stranách a po kvapkách sa vysokou rýchlosťou vyplavuje do nádrže.

Materiál je v tomto prípade skvapalnený práve kvôli tlaku. Teplota kumulatívneho prúdu je nízka. Zároveň, samozrejme, sama o sebe nevytvára žiadnu výraznú rázovú vlnu. Prúd je schopný preniknúť cez ľudské telo. Kvapky tekutého kovu, ktoré vypadli zo samotného brnenia, majú tiež vážnu deštruktívnu silu. Dokonca ani rázová vlna z výbuchu samotnej munície nie je schopná preniknúť do otvoru, ktorý vytvoril prúd v pancieri. V súlade s tým niev nádrži nie je pretlak.

Podľa fyzikálnych zákonov je teda odpoveď na otázku, či kumulatívny prúd prepichne alebo prepáli pancier, zrejmá. Pri kontakte s kovom ho jednoducho skvapalní a prejde do stroja. Nevytvára nadmerný tlak za pancierom. Preto otváranie poklopu auta, keď nepriateľ používa takúto muníciu, samozrejme nestojí za to. Navyše sa tým naopak zvyšuje riziko otrasov mozgu či smrti členov posádky. Tlaková vlna zo samotného projektilu môže tiež preniknúť do otvoreného poklopu.

Experimenty s vodou a želatínovým pancierom

Kumulatívny efekt môžete obnoviť, ak chcete, dokonca aj doma. Na to potrebujete destilovanú vodu a vysokonapäťové iskrisko. Ten sa dá vyrobiť napríklad z kábla prispájkovaním medenej podložky koaxiálne s hlavnou bytovou podložkou k jej opletu. Ďalej je potrebné pripojiť stredový vodič ku kondenzátoru.

Úlohu lievika v tomto experimente môže zohrávať meniskus vytvorený v tenkej papierovej trubici. Zvodič a kapilára musia byť spojené tenkou elastickou rúrkou. Potom nalejte vodu do skúmavky pomocou injekčnej striekačky. Po vytvorení menisku vo vzdialenosti asi 1 cm od iskriska je potrebné spustiť kondenzátor a uzavrieť obvod vodičom upevneným na izolačnej tyči.

Pri takomto domácom experimente vznikne v oblasti poruchy veľký tlak. Rázová vlna sa rozbehne smerom k menisku a zrúti ho.