После Курской битвы в руки немцев попало огромное количество советских противотанковых ружей
Таким образом, высокоэффективное действие кумулятивного снаряда является результатом того, что энергия заряда с выемкой и металлической облицовкой ее поверхности при взрыве распространяется в одном направлении — вдоль оси выемки, а не во все стороны, как при взрыве обычного заряда. Такая концентрация энергии приводит к образованию металлической струи со скоростью движения до 10 км/с — порядка 1-й космической скорости — и создает давление на преграду в миллионы атмосфер.
Именно отсюда возникло название явления — кумуляция, от латинского слова «cumulatio» — скопление, концентрация.
Кумулятивный эффект был открыт в 1864 году русским военным инженером М. М. Боресковым. В 1865 году капитан Д. Л. Ландиевский использовал кумулятивный эффект в конструкции капсюля-детонатора.
Затем долгое время о кумуляции взрыва не вспоминали, и только в 1914 году появился патент на его использование в военном деле. В 1923–1926 годах советский ученый М. Я. Сухаревский провел исследование кумулятивного эффекта, затем применил на практике направленные взрывы при строительстве Днепровской плотины. В 1942 году профессор Г. И. Покровский опубликовал работу «Направленное действие взрыва», которая содержала теоретические и практические выводы из его исследований. Наиболее полно теория кумулятивного эффекта была разработана советским академиком М. А. Лаврентьевым в 1945 году. Активно проводились исследования кумулятивного эффекта в ряде других стран.
Солдаты горнострелковой дивизии осматривают Панцершреки
В современных противотанковых снарядах применяются кумулятивные заряды, обеспечивающие бронепробиваемость 800–900 мм. Величина пробития прочных преград кумулятивными снарядами зависит от ряда факторов: диаметра их заряда, свойств ВВ заряда и его массы, формы выемки и свойств металла ее облицовки, расстояния от заряда до преграды в момент взрыва.
Из свойств заряда ВВ важнейшим является скорость его детонации. Чем выше эта скорость, тем более высокими будут параметры кумулятивной струи — ее скорость, давление, плотность. В 60–70-х годах в кумулятивных зарядах применяли смесь тротила и гексогена (по 50 %). Скорость детонации тротила составляет 7000 м/с, а гексогена — 8100 м/с. Еще большей скоростью детонации обладает ВВ, который стали применять в новых образцах противотанковых снарядов — смесь октогена с флегматизатором. Скорость его детонации достигаем 8700 м/с. Понятно, что большая масса ВВ обеспечивает при прочих равных условиях большее пробивное действие. Этот путь повышения пробиваемости кумулятивных снарядов ограничивается их массой и калибром.
Существенное влияние на бронепробиваемость имеют форма кумулятивной выемки, материал ее покрытия. Формы кумулятивной выемки подбираются разные: конические или сферические, в зависимости от назначения и калибра снаряда. Существенно влияют на пробивное действие одной и той же формы размеры выемки — ее диаметр и глубина. При схлопывании облицовки начальная длина металлической кумулятивной струи равна образующей выемки, впоследствии струя растягивается в несколько раз и обеспечивает глубину пробития до 10 диаметров облицовки (до того момента, пока плотность струи и преграды остаются примерно одинаковы). Материал облицовки также влияет на пробивное действие заряда. Лучший эффект обеспечивают медные облицовки.
В 60-е годы было применено еще одно усовершенствование кумулятивных зарядов, повысившее их эффективность. В заряде между детонатором и кумулятивной выемкой стали располагать экран (инертную линзу из пластмассы). Фронт детонационной волны при этом подходит к облицовке под оптимальным углом. В результате формируется кумулятивная струя с более высокими параметрами.
На фото видна вырытая траншея в виде литеры L, чтобы заряжающий мог вовремя скрыться от струи огня
Впервые Офенрор был применен на Восточном фронте
Пробитие преграды становится менее вероятным при быстром вращении кумулятивных снарядов. Поэтому для стабилизации полета кумулятивных снарядов не используют их быстрое вращение вокруг продольной оси. При вращении снарядов со скоростью порядка нескольких сотен оборотов в секунду, что необходимо для достижения их стабилизированного полета в воздухе, кумулятивная струя под действием центростремительных сил расстраивается, ее пробивное действие ухудшается. Современные кумулятивные снаряды на полете стабилизируются за счет хвостового оперения, а не быстрого вращения. Придаваемое некоторым кумулятивным снарядам вращение вокруг своей оси имеет целью повышение кучности, при этом оно имеет скорость порядка нескольких десятков оборотов в секунду.
В кумулятивных снарядах и гранатах передняя деталь (обтекатель) выполняется в виде удлиненного наконечника из сравнительно непрочного материала. При встрече с преградой наконечник должен разрушиться таким образом, чтобы не деформировалась кумулятивная выемка и подрыв заряда произошел на определенном удалении от преграды. О значении именно такого подрыва говорилось ранее, когда речь шла о роли пьезо-электрического взрывателя в достижении максимальной эффективности кумулятивных снарядов со сравнительно высокими скоростями полета.
Добавим к этому особенности действия кумулятивных снарядов, имеющих тандемную боевую часть. В них передняя боевая часть предназначена для подрыва динамической защиты. Устройство взрывательного механизма тандемного боеприпаса предусматривает необходимую задержку по времени между подрывом переднего и основного зарядов. Эта задержка должна исключить воздействие разлетающихся фрагментов динамической защиты на кумулятивную струю, формируемую основной боевой частью.
Кумулятивный эффект широко используется и в народном хозяйстве. При сооружении плотин с помощью кумулятивных зарядов большой мощности перемещают в нужном направлении и на определенное расстояние большие массы грунта, в скальных породах пробивают нужных размеров скважины. Кумулятивное действие используют при резке прочных листов металла большой толщины, для обжатия металлических труб, для упрочнения металла, для ликвидации завалов в шахтах.
Чертеж Панцерфауста-30
У данного проекта была куча недостатков. Во-первых, мощный поток огня, вырывавшийся с тыльной стороны трубы, не позволял стрелять с любых позиций и из любого положения, что значительно снижало меткость стрельбы. Во-вторых, сам снаряд-кулак был весьма неустойчив во время полета. Кроме того, он был настолько чувствителен к углу соприкосновения с целью, что во многих случаях просто-напросто не взрывался, даже попадая в цель. Впрочем, у данного типа вооружения было множество несомненных достоинств. Именно по этой причине в октябре 1942 года управление вооружений сухопутных сил Германии высказало предложение улучшить имеющиеся характеристики Фаустпатрона, который должен был свободно поражать цель на расстоянии от 30 до 40 метров. К ноябрю того же года основные недостатки были устранены. Фаустпатрон был снабжен более длинным пусковым стволом с большим диаметром, чтобы солдат мог положить его на плечо или зажать под мышкой. До этого стрельба велась с отведенных в сторону рук, что было весьма неудобно. Кроме этого, к самому снаряду были приделаны специальные металлические стабилизаторы, которые раскрывались во время полета. Снаряд диаметром 9,5 сантиметра получил ударный взрыватель, который срабатывал вне зависимости от угла поражения цели. Головка вылетала из трубы со скоростью 25–28 метров в секунду и могла на расстоянии в 30 метров пробить 140-миллиметровую броню.
Одновременно разрабатывался второй тип Фаустпатрона, который должен был быть снабжен более мощным снарядом, с диаметром 15 сантиметров. За основу был взят так называемый 3-килограммовый кумулятивный прикрепляемый заряд — Haft-H13. Дело в том, что в данном заряде, больше напоминавшем мину, был использован не только кумулятивный принцип, но и способ магнитного наведения. При прохождении танка над такой миной срабатывал ее магнитный взрыватель и кумулятивный заряд пробивал танк снизу. Разработанный для второй модели усовершенствованного Фаустпатрона кумулятивный заряд весил чуть более 5 килограммов. В качестве запального заряда использовалось 95 граммов дымного пороха. Данный вариант Фаустпатрона весил значительно больше, но при этом дальность и эффективность стрельбы все еще ограничивались теми же 30 метрами. Единственное отличие от более легкой модели заключалось в том, что «тяжелый» вариант мог с расстояния 30 метров пробить 200-миллиметровую броню танка, что было внушительным достижением.
