Kumulativní jet: popis, vlastnosti, vlastnosti, zajímavá fakta

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Kumulativní účinek ve vojenských záležitostech je zesílení destruktivního účinku výbuchu jeho soustředěním do určitého směru. Fenomén tohoto druhu u člověka, který není obeznámen s principem jeho působení, obvykle vyvolává překvapení. Kvůli malé díře v pancíři tank při zásahu HEAT ranou často úplně selže.

Kde se používá

Samotný kumulativní efekt byl ve skutečnosti pozorován pravděpodobně všemi lidmi bez výjimky. Dochází k němu například při pádu kapky do vody. V tomto případě se na jeho povrchu vytvoří trychtýř a tenký paprsek směřující nahoru.

Kumulativní efekt lze využít například pro výzkumné účely. Jeho umělým vytvořením vědci hledají způsoby, jak dosáhnout vysokých rychlostí hmoty – až 90 km/s. Tento efekt se využívá i v průmyslu - hlavně v těžbě. Největší uplatnění ale samozřejmě našel ve vojenských záležitostech. Munici fungující na tomto principu používají různé země od začátku minulého století.

Design projektu

Jak se tento typ munice vyrábí a funguje? V takových skořápkách je kumulativní náboj kvůli jejich speciální struktuře. V přední části tohoto typu munice je kuželovitý trychtýř, jehož stěny jsou pokryty kovovým obložením, jehož tloušťka může být menší než 1 mm nebo několik milimetrů. Na opačné straně tohoto zářezu je rozbuška.

Po posledním spuštění dochází v důsledku přítomnosti trychtýře k destruktivnímu kumulativnímu účinku. Detonační vlna se začne pohybovat podél osy náboje uvnitř trychtýře. V důsledku toho se stěny posledně jmenovaného zhroutí. Při silném nárazu do obložení nálevky se tlak prudce zvyšuje, až na 1010 Pa. Takové hodnoty daleko převyšují mez kluzu kovů. Proto se v tomto případě chová jako kapalina. V důsledku toho se začíná tvořit kumulativní proud, který zůstává velmi tvrdý a má velkou schopnost ničit.

Teorie

Vzhledem k vzhledu paprsku kovu s kumulativním efektem, nikoli jeho roztavením, ale jeho ostrou plastickou deformací. Stejně jako kapalina tvoří kov obložení munice dvě zóny, když se trychtýř zhroutí:

• ve skutečnosti tenký kovový proud pohybující se vpřed nadzvukovou rychlostí podél osy náboje;
• Ocas škůdce, což je „ocas“proudnice, který tvoří až 90 % kovového obložení trychtýře.

Rychlost kumulativního proudu po výbuchurozbuška závisí na dvou hlavních faktorech:

• rychlost výbušné detonace;
• geometrie trychtýře.

Jaká by mohla být munice

Čím menší je úhel kužele střely, tím rychleji se proudnice pohybuje. Ale při výrobě střeliva jsou v tomto případě kladeny zvláštní požadavky na obložení trychtýře. Pokud je nekvalitní, vysokorychlostní proudové letadlo se může následně předčasně zhroutit.

Moderní střelivo tohoto typu lze vyrobit s nálevkami, jejichž úhel je 30-60 stupňů. Rychlost kumulativních proudů takových projektilů, vznikajících po zhroucení kužele, dosahuje 10 km / s. Zároveň má ocasní část díky větší hmotnosti nižší rychlost - asi 2 km/s.

Původ termínu

Slovo „kumulace“samotné pochází z latinského cumulatio. V překladu do ruštiny tento výraz znamená „akumulace“nebo „akumulace“. To znamená, že ve skořápkách s trychtýřem se energie exploze koncentruje správným směrem.

Trocha historie

Komulativní proud je tedy dlouhý tenký útvar s „ocasem“, tekutý a zároveň hustý a tuhý, pohybující se vpřed velkou rychlostí. Tento efekt byl objeven již velmi dávno – již v 18. století. První předpoklad, že energii výbuchu lze koncentrovat správným způsobem, vyslovil inženýr Fratz von Baader. Tento vědec také provedl několik experimentů souvisejících s kumulativním efektem. nicméněse mu v té době nepodařilo dosáhnout výraznějších výsledků. Faktem je, že Franz von Baader při svém výzkumu použil černý prášek, který nebyl schopen vytvořit detonační vlny požadované síly.

Poprvé byla kumulativní munice vytvořena po vynálezu výbušnin s vysokými štětinami. V té době byl kumulativní efekt současně a nezávisle objeven několika lidmi:

• Ruský vojenský inženýr M. Boriskov - v roce 1864;

• Kapitán D. Andrievsky – v roce 1865;

• Evropan Max von Forster – v roce 1883;
• Americký chemik C. Munro – v roce 1888

V Sovětském svazu ve 20. letech 20. století profesor M. Sukharevskij pracoval na kumulativním efektu. V praxi se mu armáda poprvé postavila během druhé světové války. Stalo se to na samém začátku nepřátelství - v létě 1941. Německé kumulativní granáty zanechaly v pancíři sovětských tanků malé roztavené otvory. Proto se jim původně říkalo pálení brnění.

Skořápky BP-0350A byly přijaty sovětskou armádou již v roce 1942. Vyvinuli je domácí inženýři a vědci na základě ukořistěné německé munice.

Proč proráží pancíř: princip fungování kumulativního tryskáče

Během druhé světové války nebyly vlastnosti „práce“takových granátů dosud dobře prozkoumány. Proto se pro ně vžilo označení „palování brnění“. Později, již v roce 49, se u nás ujal efekt kumulacezavřít. V roce 1949 ruský vědec M. Lavrentiev vytvořil teorii kumulativních trysek a obdržel za to Stalinovu cenu.

Nakonec se vědcům podařilo zjistit, že vysoká penetrační schopnost granátů tohoto typu s vysokými teplotami spolu absolutně nijak nesouvisí. Při výbuchu rozbušky se vytvoří kumulativní proud, který při kontaktu s pancířem tanku vytvoří na jeho povrchu obrovský tlak několik tun na centimetr čtvereční. Takové ukazatele překračují mimo jiné mez kluzu kovu. Výsledkem je, že se v brnění vytvoří díra o průměru několika centimetrů.

Proudy moderní munice tohoto typu jsou schopny prorazit tanky a jiná obrněná vozidla doslova skrz na skrz. Tlak při působení na brnění je opravdu obrovský. Teplota kumulativního proudu střely je obvykle nízká a nepřesahuje 400-600 ° C. To znamená, že ve skutečnosti nemůže propálit pancíř ani jej roztavit.

Samotná kumulativní střela nepřichází do přímého kontaktu s materiálem stěn nádrže. V určité vzdálenosti exploduje. Pohyblivé části kumulativního proudu po jeho vyhození různou rychlostí. Proto se během letu začíná natahovat. Když je vzdálenost dosažena o 10-12 průměrů trychtýře, proud se rozpadne. V souladu s tím může mít největší destruktivní účinek na pancíř tanku, když dosáhne své maximální délky, ale ještě se nezačne hroutit.

Poraz posádku

Komulativní proud, který prorazil pancíř, proniká dovnitřvnitřek tanku při vysoké rychlosti a může zasáhnout i členy posádky. V okamžiku jeho průchodu pancířem se z něj odlamují kusy kovu a jeho zkapalněné kapky. Takové úlomky mají samozřejmě také silný škodlivý účinek.

Proud, který pronikl dovnitř tanku, stejně jako kusy kovu létající velkou rychlostí, se také mohou dostat do bojových záloh vozidla. V tomto případě se druhý rozsvítí a dojde k explozi. Takto fungují HEAT roundy.

Pro a proti

Jaké jsou výhody kumulativních shellů. Armáda k jejich plusům v první řadě připisuje fakt, že na rozdíl od podkaliberních není jejich schopnost proniknout pancířem závislá na rychlosti. Takové projektily lze střílet i z lehkých zbraní. Je také docela vhodné použít takové poplatky v reaktivních grantech. Například tímto způsobem ruční protitankový granátomet RPG-7. Kumulativní proud těchto zbraní pancéřování tanků s vysokou účinností. Ruský granátomet RPG-7 je dodnes v provozu.

Pancéřování kumulativního tryskáče může být velmi destruktivní. Velmi často zabije jednoho nebo dva členy posádky a způsobí výbuch zásob munice.

Hlavní nevýhodou těchto zbraní je nepohodlnost jejich použití „dělostřeleckým“způsobem. Ve většině případů za letu jsou střely stabilizovány rotací. U kumulativní munice může způsobit zničení proudnice. Vojenští inženýři se proto snaží všemi možnými způsoby snížit rotaci takovýchprojektily za letu. To lze provést různými způsoby.

U takové munice lze například použít speciální texturu výstelky. Také u skořepin tohoto typu jsou často doplněny o otočné těleso. V každém případě je výhodnější použít takové nálože v nízkorychlostní nebo dokonce stacionární munici. Mohou to být například granáty s raketovým pohonem, střely do lehkých děl, miny, ATGM.

Pasivní obrana

Samozřejmě ihned poté, co se tvarované nálože objevily ve výzbroji armád, začaly být vyvíjeny prostředky, které jim zabránily zasáhnout tanky a další těžkou vojenskou techniku. Pro ochranu byly vyvinuty speciální vzdálené obrazovky, instalované v určité vzdálenosti od brnění. Takové prostředky jsou vyrobeny z ocelových mřížek a kovové sítě. Účinek kumulativního proudu na pancíř tanku, pokud je přítomen, je anulován.

Protože projektil při dopadu na obrazovku exploduje ve značné vzdálenosti od pancíře, tryska má čas se rozpadnout, než k ní dorazí. Některé druhy takových clon jsou navíc schopny zničit kontakty rozbušky kumulativní munice, v důsledku čehož tato munice jednoduše vůbec nevybuchne.

Jaká ochrana může být vyrobena

Během druhé světové války se v sovětské armádě používaly spíše masivní ocelové zástěny. Někdy mohly být vyrobeny z 10 mm oceli a prodlouženy o 300-500 mm. Němci za války všude používali lehčí ocelovou ochranu.mřížky. V současné době jsou některé odolné clony schopné chránit tanky i před vysoce výbušnými tříštivými granáty. Tím, že způsobí detonaci v určité vzdálenosti od pancíře, snižují dopad rázové vlny na stroj.

Někdy se u nádrží používají také vícevrstvé ochranné sítě. Například ocelový plech o tloušťce 8 mm lze za vozem vynést o 150 mm, načež se prostor mezi ním a pancířem vyplní lehkým materiálem - keramzitem, skelnou vatou atd. Dále je ocelová síťovina také provedeno přes takové síto o 300 mm. Taková zařízení jsou schopna ochránit vůz před téměř všemi typy munice s BVV.

Reaktivní obrana

Taková obrazovka se také nazývá reaktivní brnění. Poprvé byla ochrana této odrůdy v Sovětském svazu testována ve 40. letech inženýrem S. Smolenskym. První prototypy byly vyvinuty v SSSR v 60. letech. Výroba a používání takových ochranných prostředků u nás začalo až v 80. letech minulého století. Toto zpoždění ve vývoji reaktivního pancéřování je vysvětleno skutečností, že bylo původně uznáno jako neperspektivní.

Po velmi dlouhou dobu tento typ ochrany nepoužívali ani Američané. Izraelci byli první, kdo aktivně použil reaktivní pancíř. Inženýři této země si všimli, že při výbuchu zásob munice uvnitř tanku kumulativní proud neprorazí vozidla skrz naskrz. To znamená, že protivýbuch je schopen ji do určité míry zadržet.

Izrael začal aktivně využívat dynamickou ochranu proti kumulativním projektilům v 70. letechminulé století. Taková zařízení se nazývala „Blazer“, vyrobená ve formě vyjímatelných kontejnerů a umístěná mimo pancíř tanku. Jako trhavou nálož použili výbušniny Semtex na bázi RDX.

Později byla dynamická ochrana tanků proti HEAT granátům postupně zdokonalována. V současnosti se například v Rusku používají malachitové systémy, což jsou komplexy s elektronickým řízením detonace. Taková clona je schopna nejen účinně působit proti TEPELNÝM granátům, ale také zničit nejmodernější podkalibry NATO DM53 a DM63, navržené speciálně ke zničení ruské ERA předchozí generace.

Jak se tryskáč chová pod vodou

V některých případech může být snížen kumulativní účinek munice. Například kumulativní proud pod vodou se chová zvláštním způsobem. Za takových podmínek se rozpadá již ve vzdálenosti 7 průměrů trychtýře. Faktem je, že při vysokých rychlostech je pro proudění vody asi tak „těžké“prorazit vodu jako pro kov.

Sovětská kumulativní munice pro použití pod vodou byla například vybavena speciálními tryskami, které pomáhají formovat proud a jsou vybaveny závažím.

Zajímavá fakta

Samozřejmě, v Rusku se v současné době pracuje na vylepšení, včetně nejvíce kumulativních zbraní. Moderní domácí granáty této odrůdy jsou například schopny proniknout vrstvou kovu o tloušťce více než metr.

Zbraně této odrůdy používají různízemí světa po dlouhou dobu. Stále o něm však kolují různé legendy a mýty. Takže například někdy na webu najdete informace, že kumulativní trysky, když vstoupí do vnitřku tanku, mohou způsobit tak prudký tlakový skok, že to vede ke smrti posádky. O tomto efektu kumulativních vln se na internetu často vyprávějí děsivé příběhy, včetně samotné armády. Existuje dokonce názor, že ruské tankery během bojů záměrně jezdí s otevřenými poklopy, aby uvolnily tlak v případě kumulativního projektilu.

Podle fyzikálních zákonů však kovový paprsek takový efekt způsobit nemůže. Projektily tohoto typu jednoduše koncentrují energii výbuchu v určitém směru. Na otázku, zda kumulativní proud propálí nebo prorazí pancíř, je tedy velmi jednoduchá odpověď. Při setkání s materiálem stěn nádrže se zpomalí a opravdu hodně tlačí. V důsledku toho se kov začne šířit po stranách a po kapkách se vysokou rychlostí vymývá do nádrže.

Materiál je v tomto případě zkapalněn právě vlivem tlaku. Teplota kumulativního proudu je nízká. Sama přitom samozřejmě nevytváří žádnou výraznou rázovou vlnu. Proud je schopen prorazit lidské tělo. Kapky tekutého kovu, které se dostaly ze samotného brnění, mají také vážnou destruktivní sílu. Do otvoru vytvořeného proudnicí v pancíři není schopna proniknout ani rázová vlna z výbuchu samotné munice. V souladu s tím neuvnitř nádrže není žádný přetlak.

Podle fyzikálních zákonů je tak zřejmá odpověď na otázku, zda kumulativní tryska prorazí nebo propálí pancíř. Při kontaktu s kovem jej jednoduše zkapalní a přejde do stroje. Nevytváří nadměrný tlak za pancířem. Otevření poklopu auta, když nepřítel takovou munici používá, se samozřejmě nevyplatí. Navíc se tím naopak zvyšuje riziko otřesu mozku nebo smrti členů posádky. Tlaková vlna ze samotného projektilu může také proniknout do otevřeného poklopu.

Experimenty s vodou a želatinovým pancířem

Kumulativní efekt můžete znovu vytvořit, pokud si přejete, dokonce i doma. K tomu potřebujete destilovanou vodu a vysokonapěťové jiskřiště. Ten lze vyrobit např. z kabelu připájením měděné podložky koaxiálně s hlavní bytovou podložkou k jeho opletu. Dále je třeba připojit střední vodič ke kondenzátoru.

Roli trychtýře v tomto experimentu může hrát meniskus vytvořený v tenké papírové trubičce. Svodič a kapilára musí být spojeny tenkou elastickou trubičkou. Poté nalijte vodu do zkumavky pomocí injekční stříkačky. Po vytvoření menisku ve vzdálenosti asi 1 cm od jiskřiště je třeba spustit kondenzátor a uzavřít obvod vodičem upevněným na izolační tyči.

Při takovém domácím experimentu se v oblasti poruchy vyvine velký tlak. Rázová vlna poběží směrem k menisku a zhroutí jej.