Первые в мире. Приёмы расстройства кумулятивной струи

До 10 километров в секунду
Кумулятивная струя – страшная штука. Скорость около десяти километров в секунду и сталь, ведущая себя как жидкость, проникает в броню толщиной в несколько калибров атакующего боеприпаса.

До сих пор в среде интересующихся бронетехникой нет единого мнения относительно механизма действия кумулятивной струи. Проще говоря, промывает или все-таки прожигает?

Обратимся к научным сотрудникам МГТУ им. Н. Э. Баумана, которые описали механику работы кумулятивной струи при встрече с броней. Немного заумно, но совершенно исчерпывающе. В книге В. А. Одинцова, С. В. Ладова и Д. П. Левина «Оружие и системы вооружения» приводится такая формулировка:

«При взаимодействии кумулятивной струи с преградой на границе между материалами струи и преграды возникает очень высокое давление, на один-два порядка превосходящее предел прочности материала преграды.
В результате кумулятивная струя разворачивается, ее материал растекается в направлении, обратном скорости ее движения.
Материал преграды также «уходит» из зоны высокого давления, причем часть его выносится вместе со струей к свободной поверхности, а другая часть за счет пластического деформирования перемещается в радиальном направлении.
Таким образом, образуется кратер (для преград полубесконечной толщины, не пробиваемых насквозь) или пробоина (для преград конечной толщины, пробиваемых насквозь), диаметр которых существенно превышает диаметр кумулятивной струи».

Один из самых неприятных противников Красной Армии. Источник: pamyat-naroda-ru.ru
В теории у кумулятивных боеприпасов нет равных на поле боя. Неудивительно, что впервые о защите от смертоносной струи задумались еще во время Второй мировой войны. Сергей Смоленский, главный инженер «Броневого института», который также известен как ЦНИИ-48, еще в 1944 году испытывал простейшие системы срыва кумулятивной струи взрывом.

В дело вступил старый принцип – «клин клином вышибают». К сожалению, важнейшая для обороноспособности страны опытная работа оказалась невостребованной. Как гласит легенда, генерал-лейтенант танковых войск Амазасп Бабаджанян не позволил этой идее развиться до серийного воплощения знаменитым выражением:

«Ни одного грамма взрывчатки на танке не будет!»

В итоге патент на динамическую защиту танков оформил немец (по другим данным – норвежец) Манфред Хельд в 1970 году, а в серийном исполнении она впервые появилась у израильтян в начале 80-х годов. Не смотря на формальное лидерство Израиля есть некоторые основания полагать, что иностранные наработки базировались на раннем советском опыте. Например, динамическая защита израильского танка M48A3 именовалась Blazer, как раз по фамилии одного из изготовителей макета советской ДЗ в Челябинске Блейзера Г. А. Как пишут в работе «Динамическая защита. Израильский щит ковался в… СССР?» Тарасенко А. А. и Чобиток В. В. «по имеющимся сведениям тов. Блейзер в 1970-х гг. иммигрировал в Израиль». Можно ли это считать свидетельством заимствований израильтянами советского опыта — вопрос риторический? Также сложно понять, каким образом секретоноситель сумел выехать из Советского Союза в 70-е годы? Как бы то ни было, в СССР испытывать первые образцы защиты от кумулятивной струи «в металле» стали еще в начале 60-х годов, а на вооружение Т-64БВ с «Контактом» приняли спустя пятнадцать лет.

Оцените временной промежуток от первых опытов в 1944 году до принятия на вооружение в 1985 году. Сейчас принято критиковать российскую оборонку действительно за медлительность с внедрением инноваций в армии. В Советском Союзе также далеко не все было гладко, и пример с динамической защитой тому явное подтверждение.

После небольшого экскурса вернемся к истокам конструкторской мысли о динамической защите в конец 40-х годов. В 1949 году в секретном сборнике «Труды ЦНИИ-48» выходит первая в своем роде статья «О возможности использования энергии ВВ для поражения КСП». Авторы – Илья Бытенский и Павел Тимофеев. Но это была лишь квинтэссенция многолетней работы «Броневого института».

Гораздо интереснее и информативнее рассекреченный не так давно технический отчет «Доработка оптимальных вариантов защиты корпусов и башен танков и СУ от поражения кумулятивными снарядами и гранатами» (Тема БТ-3-48). Материал датируется 1948 годом, то есть он успел вобрать в себя не менее чем четырехлетний опыт работы советских инженеров над проблемой защиты танков от кумулятивной струи.

Тема БТ-3-48
За основу так называемого активного способа защиты от кумулятивного боеприпаса инженеры ЦНИИ-48 выбрали вещества с большим запасом внутренней энергии. Так по-научному можно называть взрывчатку. Идея пришла, очевидно, из предшествующих опытов с экранированной защитой брони, которая вызывала преждевременное срабатывание кумулятивного боеприпаса, что несколько снижало его эффективность. Раз уж кумулятивная струя требует зачастую лабораторных условий для работы, то необходимо любым способом помешать боеприпасу сделать его черное дело.

Инженеры предположили, что осуществить это можно двумя путями. Первый – использовать взрывчатку для расстройства уже сформировавшейся кумулятивной струи. Второй и более сложный – устроить взрыв для предотвращения правильного образования кумулятивной струи или расстройства её в момент формирования.

В первом случае, как указывают в отчете,

«контрзаряд не снабжен отдельным детонатором; детонация его в этом случае может произойти либо в результате ударного действия при попадании мины, то есть образования кумулятивной струи, либо вследствие инициирующего влияния кумулятивной струи. Вследствие детонации контрзаряда кумулятивная струя ослабляется, то есть достигается соответствующее защитное действие».
Во втором случае инженеры предполагали, что

«контрзаряд снабжен отдельным детонатором; благодаря наличию специального синхронизирующего устройства, детонация контрзаряда может иметь место на заданном расстоянии от брони и в заданный по отношению к моменту взрыва кумулятивной мины момент времени».
Как показало время, второй подход не оправдал себя – подрывать снаряд на строго определенном расстоянии от брони практически невозможно. Проще его уничтожить комплексом активной защиты. Тем не менее в конце 40-х годов утопичность синхронизированного контрзаряда предстояло еще экспериментально доказать.

Поэтому основную работу организовали вокруг контрзаряда без синхронизатора. Инженеры рассудили, что расстраивать кумулятивную струю проще и эффективнее такой же взрывчаткой, что и вызвала формирование этой самой струи. Приготовили сплав из тротила и гексогена в соотношении один к одному ТГ-50/50. У этой взрывчатки было главное, что необходимо контрзаряду – высокая скорость детонации.

Оставался вопрос – вызовет ли кумулятивная струя гарантированный подрыв контрзаряда, или просто пробьет его, словно меловую шашку? Напомним, высокоскоростной съемки, способной раз и навсегда решить проблему, на то время не существовало. Для этого соорудили сразу три опытные установки.

«Первая. На стальную полированную плиту помещалась половина распиленного по оси кумулятивного заряда. На расстоянии 30 мм от него устанавливалась половина контрзаряда. По отпечаткам, полученным на плите, было установлено, что при подрыве кумулятивного заряда продукты его детонации вызывают детонацию контрзаряда.

Вторая. На свинцовый столбик со стальной пластинкой направлялась кумулятивная струя – наблюдалось обжатие столбика. Затем между кумулятивным зарядом и столбиком помещался контрзаряд. После подрыва в этом случае столбик полностью разрушался. Это говорит о том, что на столбик действовала не только кумулятивная струя, но и продукты детонации контрзаряда.

Третья установка. При подрыве заряда, составленного из отдельных зарядов с воздушными промежутками, было установлено, что заряд полностью детонирует от первичного заряда».
Согласитесь, опыты инженеров ЦНИИ-48 не лишены изящества, особенно со свинцовым столбиком.

Следующей проблемой, вставшей перед исследователями, был вопрос своевременной детонации контрзаряда. То есть успевает ли он расстроить кумулятивную струю, или она сначала пройдет насквозь, а потом ВВ детонирует. Нетривиальная проблема, надо отметить.

Для этого подготовили две кумулятивные заготовки – одна большая весом 520 грамм, но без металлической оболочки выемки, а вторая весом 25 грамм, но с металлической оболочкой кумулятивного конуса. Интересно, что в ходе предварительных исследований в институте выяснили, что форма контрзаряда не имеет особого значения. Остановились на цилиндрических изделиях с плоским торцом. Прообраз будущей динамической защиты в модельных опытах располагали либо на некотором расстоянии от защищаемой брони, либо непосредственно на ней.

Результаты опытных подрывов очень обнадеживали. Если совсем упростить, то без контрзаряда (то есть без ДЗ) кумулятивная струя проникала в броню на 19 мм. Вес кумулятивного заряда в этом случае составлял 520 грамм, диаметр 100 мм. Как только устанавливали на пути струи взрывчатку, глубина «промоины» уменьшалась до 3–12 мм в зависимости от массы контрзаряда.

Для пущей достоверности инженеры предложили альтернативную защиту в виде инертных веществ – алебастра, мела, дерева и плексигласа. Они ожидаемо не смогли сколько-нибудь эффективно ослабить действие кумулятивной струи. В ЦНИИ-48 заметили одну важную особенность – чем ближе контрзаряд к кумулятивной выемке и чем дальше от брони, тем эффективнее он расстраивает разрушающее воздействие боеприпаса.

Например, если при всех прочих равных контрзаряд разместить в 20 мм от брони, но вплотную к кумулятивному заряду, то глубина пробития составит 4,7 мм, а если положить контрзаряд на броню на расстоянии 40 мм от боеприпаса, то струя проникнет в броню уже на 9,6 мм. При этом расстояние между броней и кумулятивным зарядом неизменно, варьируется лишь размещение прообраза ДЗ.

Результаты исследований советских инженеров в 1947–1948 гг. действительно обнадеживали, но впереди еще были испытания прообраза динамической защиты с синхронизатором подрыва. Источник