Введение
Противотанковый снаряд
Бронебойный подкалиберный снаряд (APDS) – это тип кинетического снаряда со стабилизацией вращением, предназначенный для борьбы с бронетехникой. Каждый снаряд состоит из подкалиберного снаряда, оснащенного отделительным обтекателем (саботом). Сочетание более легкого подкалиберного снаряда с полным зарядом пороха позволяет увеличить начальную скорость по сравнению со снарядами полного калибра, что повышает их бронепробиваемость. Для дальнейшего увеличения бронепробиваемости, APDS снаряды обычно имеют упрочненное сердечник из вольфрама или другого твердого и плотного материала. При одном и том же калибре, APDS боеприпасы могут эффективно удвоить бронепробиваемость орудия по сравнению со снарядами полного калибра, такими как AP (бронебойный), APC (бронебойный с наконечником) и APCBC (бронебойный с наконечником и баллистическим наконечником). APDS снаряды широко использовались в крупнокалиберных танковых орудиях до начала 1980-х годов, но впоследствии были заменены бронебойными подкалиберными снарядами со стабилизацией оперением (APFSDS), которые используют оперение для стабилизации и могут применяться в гладкоствольных орудиях. APDS снаряды по-прежнему используются для малых и средних калибров, например, в боеприпасах SLAP (saboted light armour penetrator) – подкалиберных легких бронебойных снарядах.
История и развитие
Боеприпасы с отбрасываемым подкалиберным бронебойным снарядом были разработаны для повышения бронепробиваемости противотанковых снарядов за счет достижения более высокой скорости при ударе. Снаряд большего калибра потребовал бы создания совершенно новой системы вооружения, но увеличение скорости сталкивалось с ограничением: стальные бронебойные снаряды (AP) разрушались при скоростях выше примерно 850 м/с без насадки. Карбид вольфрама, с плотностью вдвое превышающей плотность стали, рассматривался как решение благодаря своей большей твердости и способности выдерживать ударные нагрузки и давление, однако его больший вес снижал скорость. В 1930-х годах инженеры французской компании Эдгара Брандта, стремясь увеличить конечную скорость без увеличения диаметра, разработали "подкалиберные" боеприпасы, в которых более тяжелое подкалиберное ядро окружалось легким "саботом" (французское слово, означающее копыто или твердый внешний слой копыт; однако сам Брандт в своих английских патентах использовал термин "двигательный базовый элемент"), который удерживался до момента столкновения с целью. Были разработаны два калибра: 75 мм/57 мм для 75-мм противотанковой пушки Mle 1897/33 и 37 мм/25 мм для нескольких типов 37-мм пушек непосредственно перед Французским перемирием с Германией в 1940 году. Затем разработчики эвакуировались в Соединенное Королевство, чтобы присоединиться к продолжающимся там работам по разработке противотанковых боеприпасов. Британский термин для этой конструкции – "Armour Piercing, Composite Rigid" (APCR).
Хотя сабот повышал эффективность на коротких дистанциях, дополнительное сопротивление воздуха приводило к резкому снижению характеристик снаряда по мере увеличения дальности. В период с 1941 по 1944 год Пермуттер и Коппок, два конструктора из Управления исследований вооружений Великобритании (ARD), разработали сабот, который отбрасывался сразу после покидания ствола, позволяя меньшему, но более тяжелому подкалиберному снаряду продолжать полет на значительно более высокой скорости, испытывая меньшее сопротивление из-за меньшего диаметра. В середине 1944 года полученный тип снаряда APDS (где 'D' обозначает "discarding" – отбрасывающий) был принят на вооружение для британской 57-мм QF 6-фунтовой противотанковой пушки, а позднее, в сентябре 1944 года, для 76-мм QF 17-фунтовой противотанковой пушки.
Строительство сабота
Сабот крупнокалиберного бронебойного оперенного снаряда (APDS) состоит из легкого высокопрочного сплава, образующего гильзу и базовый блок полного диаметра, которые соединяются винтами. Передняя часть гильзы имеет три или четыре лепестка (сабота), покрытых центрирующей лентой (часто на основе нейлона). Задняя часть оснащена резиновым обтюратором и ведущей лентой (также нейлоновой), удерживаемыми на месте винтом в базовом блоке. Базовый блок, если к подкалиберному снаряду прикреплен трассирующий элемент, имеет отверстие в центре. Перед выстрелом подкалиберный снаряд и сабот фиксируются вместе. Благодаря высоким силам отдачи (перегрузкам), трение между гильзой и подкалиберным снарядом обеспечивает передачу вращения, тем самым стабилизируя снаряд. Для APDS малого и среднего калибра используется легкий базовый горшок из высокопрочного сплава и три или более пластиковых лепестков. Для передачи вращения сердечнику в оружии малого и среднего калибра, сердечник обычно имеет выемку в основании. При ускорении в канале ствола, которое может превышать 100 000 g, неровное основание вдавливается в более мягкий материал гильзы, фиксируя подкалиберный снаряд в гильзе и передавая ему вращение. Не все APDS малого и среднего калибра используют эту технику; другой способ спиновой связи – использование передних пластиковых лепестков. Лепестки имеют диаметр немного больше диаметра нарезов ствола. Это плотно прижимает лепестки к сердечнику, увеличивая трение между ними и обеспечивая передачу вращения.
Конструкция снаряда
Проектил субкалибра состоит из ядра высокой плотности с проникающим наконечником, заключенного в высокопрочную оболочку (стальную) с легким баллистическим наконечником из сплава (алюминиево-магниевого сплава). Для современных бронебойно-фугасных подкалиберных снарядов (APDS) ядро не имеет оболочки, а баллистический и проникающий наконечники объединены. К подпроектилю APDS может быть добавлен трассирующий элемент; для крупнокалиберного оружия он является частью внешней оболочки, для мало- и среднекалиберного оружия – содержится в полой полости внутри ядра или крепится к его основанию. Большинство современных APDS-снарядов используют высокопрочные, ударостойкие сплавы вольфрама. Основным компонентом является вольфрам, сплавленный или спеченный с кобальтом, медью, железом или никелем. Крайне редко для материала пробивателя в APDS используют обедненный уран (DU) в титановом сплаве, хотя в устаревшем 20-мм патроне MK149 2 Phalanx CIWS использовался DU.
Избавление от сабота
Когда производится выстрел из крупнокалиберного бронебойного оперенного снаряда (БОПС), а снаряд еще находится в канале ствола, сила отдачи срезает передние лепестки, частично освобождая подкалиберный снаряд от гильзы-сабота, но все еще надежно удерживая его в державке. Давление газов используется для задержки отпирания штифтов, удерживающих заднюю часть подкалиберного снаряда, за счет гироскопических сил. После выхода из ствола штифты, центрирующая лента и передние лепестки освобождаются или отбрасываются вращением снаряда, а аэродинамическое сопротивление удаляет державку/базовый блок. Поскольку подкалиберный снаряд БОПС не нуждается в ведущих поясах, а его сердечник поддерживается в хвостовой и головной частях, можно выбрать значительно более аэродинамичную форму снаряда. Это, в сочетании с более высокой удельной плотностью подкалиберного снаряда, обеспечивает значительно меньшее аэродинамическое сопротивление по сравнению с полнокалиберными вольфрамовыми сердечниками, такими как бронебойно-зажигательные (БЗ) или бронебойные композитные с жестким сердечником (БПС). Как более высокая начальная скорость, так и снижение сопротивления приводят к увеличению скорости при встрече с целью. Это также уменьшает время полета и повышает точность. Точность может снизиться при нежелательном взаимодействии гильзы-сабота и подкалиберного снаряда во время разделения.
Пример воздействия
Последовательность событий при встрече снаряда APDS, например 120-мм L11, используемого на танке Chieftain, при стрельбе L15 APDS (начальная скорость 1370 м/с), такова: легкий баллистический наконечник разрушается, затем проникающий наконечник ударяет по броне, распределяя ударную нагрузку по всей площади головной части бронебойного сердечника, что снижает первоначальное воздействие на сам сердечник. Стальная оболочка, окружающая сердечник, отслаивается, и сердечник пробивает броню. Пробитие брони снарядом L15 APDS составляет приблизительно 355 мм гомогенной брони на расстоянии 1000 м.
ФАПД
Во время пробития, сердцевина хрупкого снаряда – сплав высокой плотности – распадается на множество высокоскоростных осколков. Образующиеся снаряды называются Frangible Armour Piercing Discarding Sabot (FAPDS) для снарядов типа APDS, или FRAP (Frangible Armour Piercing) для снарядов полного калибра. По состоянию на 2010 год, Diehl Defence называла свой FAPDS "проникателем с усиленным боковым эффектом" (PELE). Он был разработан совместно с Rheinmetall. Эффект хрупкого снаряда по легкобронированной цели аналогичен эффекту высокобросающего зажигательного снаряда, но с облаком плотных, высокоскоростных осколков, проникающих глубже внутрь цели. При поражении тяжелой брони эффект FAPDS больше похож на эффект стандартного APDS, однако с более интенсивной фрагментацией сердечника и, как следствие, большей летальностью при пробитии брони.