1.2. Призначення, будова і класифікація артилерійських пострілів
Артилерійський постріл – це боєприпаси для стрільби з артилерійської гармати. Він уявляє із себе комплект елементів для одного пострілу, що забезпечує необхідну дію цього пострілу у цілі. Артилерійські постріли ще називають боєприпасами або снарядами.
До складу артилерійського пострілу, який у сучасної артилерії має вигляд унітарного патрона (рис. 1.1), входять наступні елементи:
снаряд із зривником;
гільза з пороховим зарядом;
засоби запалення (воспламенения) порохового заряду (капсульна втулка, запалювач).
Рис. 1.1. Артилерійський постріл (унітарний патрон)
1 – снаряд; 2 – мідний ведучий пасок; 3 – гільза; 4 – пороховий заряд;
5 – стрижень кільцевої заглушки (також виконує роль розміднювача);
6 – вічко гільзи; 7 – капсульна втулка.
Снаряд із зривником
Снаряд складається з корпуса, спорядження й вічка під зривник. Залежно від призначення снаряди мають конструктивні особливості в устрої корпусу, кількості і якості спорядження, у місці розміщення вічка під зривник.
Корпус снаряда являє собою тіло обертання довгастої форми довжиною від 4,5 до 5,5 його діаметра, виготовляється з вуглецевої сталі. За довжиною в ньому розрізняють головну, середню (циліндричну) і донну частини.
Головна частина робиться оживальної форми, загострена для забезпечення обтічності при польоті снаряда в щільних шарах атмосфери з надзвуковими швидкостями (2-3 М). Якщо корпусу головної частини снаряда, наприклад бронебійного, неможливо додати загострену оживальну форму, то снаряд забезпечується спеціальним балістичним наконечником, що нагвинчується на головну частину.
Середня частина снаряда має циліндричну форму, на якій залежно від калібру розміщаються 1-2 стовщення, що центрують снаряд, й мідний ведучий пасок (паски). Стовщення, що центрують снаряд, за діаметром найбільш точно підігнані під калібр каналу ствола й торкаються його, забезпечуючи правильний рух снаряда з малим тертям. Ведучий пасок розміщується на кінці циліндричної частини і уявляє собою одне або два кільця із червоної міді або мідно-нікелевого сплаву, що запресовані в розточки корпуса. Ведучі паски забезпечують фіксацію снаряда в каналі ствола при заряджанні, а при пострілі - обертання снаряда й обтюрацію порохових газів.
На рис. 1.2 наведені зовнішній вигляд та зрізи різних типів артилерійських снарядів.
Донна частина снаряда виготовлена у вигляді усіченого конуса з метою забезпечення плавності обтікання снаряда повітрям і зменшення завихрень.
Рис. 1.2. Снаряди артилерійські
а – фугасний; б – бронебійний (каліберний); в – бронебійний (підкаліберний); г – кумулятивний; д – запалювальний; е – реактивний.
1 – зривник; 2 – головна частина; 3 – вибухова речовина; 4 – центруюче стовщення; 5 – корпус; 6 – ведучий пасок; 7 – балістичний наконечник; 8 – трасер; 9 – піддон; 10 – сердечник; 11 – лійка; 12 – капсуль-детонатор; 13 – детонатор; 14 – дно; 15 – трубка; 16 – сегмент; 17 – прокладка; 18 – уповільнювач; 19 – діафрагма; 20 – вибивний заряд; 21 – додатковий детонатор; 22 – корпус бойової частини; 23 – запалювач; 24 – електрозапал; 25 – камера згоряння; 26 – пороховий
заряд; 27 – проводи; 28 – стабілізатор.
Вічко під зривник розміщується в головній або донній частині корпуса снаряда залежно від його призначення. Міцність корпуса снаряда розраховується залежно від максимальних навантажень, досягнутих ним при русі в каналі ствола й роботі біля цілі. Великі навантаження снаряд зазнає при ударі по цілі, тому бронебійні снаряди мають значну товщину стінок. Бронебійні снаряди здатні пробивати броньову перешкоду товщиною, рівною калібру снаряда (клб), а фугасні й осколково-фугасні – 0,5 клб.
Внутрішня порожнина корпуса снаряда, що називається каморою, служить для розміщення спорядження (розривного заряду) із бризантної ВР або іншого спорядження залежно від призначення снаряда.
Для снарядів малокаліберної артилерії камора розділена на дві частини, в одній з яких розміщається ВР, а в іншій – піротехнічний склад (трасер). Такі снаряди називають трасуючими. Вони спрощують організацію стрільби, тому що дозволяють судити про проходження трас відносно цілі при стрільбі оптичними (резервними) способами. Запалення трасуючого складу відбувається при пострілі від впливу порохових газів, а в польоті він дає світло червоного, білого або іншого кольору. Час горіння трасера 10-12 с, видимість 3-3,5 км.
До сучасних видів снарядів належать активно-реактивні снаряди та снаряди із самонаведенням.
Активно-реактивні снаряди – єднають якості звичайного (активного) і реактивного снарядів (рис.1.3). Вистрелюється такий снаряд, як звичайний, а потім включається реактивний двигун і снаряд здобуває додаткову швидкість а, отже, збільшену дальність польоту.
Снаряди із самонаведенням на кінцевій ділянці траєкторії – це особливий вид артилерійських снарядів, які вистрелюються як звичайні, але завдяки наявності спеціального приладу для визначення величини промаху й зміни напрямку польоту мають більш високу точність артилерійської стрільби.
|
1 − зривник; 2 − заряд вибухової речовини; 3 − корпус; 4 − ведучий пасок; 5 − сопло; 6 − твердопаливний реактивний заряд; 7 − бойова частина.
|
Рис. 1.3. Активно-реактивний снаряд
Зривники і трубки
Зривниками й трубками називають механізми й пристрої, якими забезпечуються снаряди для їх вибуху або запалювання вибивного заряду снаряда.
Зривник служить для детонації розривного заряду снаряда, а трубка – для запалення вибивного заряду спеціального снаряда. Спеціальні снаряди замість розривного заряду мають вибивний пороховий заряд, для спрацювання якого застосовують дистанційні трубки. Така трубка на відміну від зривника в вогневому ланцюгу замість капсуля-детонатора має капсуль-займач; в іншому ж принцип дії зривника й трубки принципово однакові.
Як вже відзначалося, зривники ударної дії викликають вибух снаряда при зустрічі з перешкодою. Залежно від часу підриву ці зривники підрозділяються на зривники миттєвої, інерційної та уповільненої дії.
Зривники миттєвої дії викликають вибух снаряда через 0,001 с після зустрічі з перешкодою та забезпечують фугасну або осколково-фугасну дію снарядів.
Зривники інерційної дії викликають вибух через 0,005-0,01 с і забезпечують осколково-фугасну дію снарядів.
Зривники уповільненої дії викликають вибух через 0,05-0,1 с, забезпечуючи в основному фугасну або бронебійну дію снарядів.
В кожному зривнику слід розрізняти вогневий ланцюг і механічні пристрої.
Вогневим ланцюгом називають сукупність елементів зривника, що безпосередньо бере участь у створенні та передачі підривного імпульсу розривному заряду снаряда.
Механічні пристрої складаються з ударних і запобіжних механізмів і пристроїв. Ударний механізм служить для накалення капсуля-займача, від якого починає роботу вогневий ланцюг зривника й самоліквідатора.
Оскільки від зривника виконується підривання снаряда, то забезпечення безпеки зривників вкрай важливе. Безпека зривника – це його здатність не спрацьовувати передчасно, що забезпечується запобіжними механізмами і пристроями (запобіжниками). Запобіжники служать для забезпечення безпеки поводження із зривниками при зберіганні, та запобігання розриву снаряда в стволі й у безпосередній близькості (40-400 м) від артилерійської установки при стрільбі. Перехід зривника у стан готовності до дії називається взведенням зривника.
Зривники ударної дії для стрільби по повітряним цілям забезпечуються самоліквідаторами, які підривають снаряд через заданий проміжок часу після пострілу (через 15-20 с. у снарядів МЗА), якщо до цього він не зустрінеться з ціллю або іншою перешкодою.
Усі елементи вогневого ланцюга й механічні пристрої збираються в корпусі зривника, що має зовнішню різьбу для укручування його в донну або головну частину снаряда. Снаряд з укрученим зривником вважається остаточно спорядженим, без зривника – спорядженим, але не остаточно.
Дистанційні зривники призначені для підриву снарядів на визначеній дистанції від стріляючої гармати при стрільбі по повітряним, надводним і береговим цілям.
Радіозривники забезпечують підрив снарядів при визначеній відстані снаряда від цілі, що досягає 15-30 м. Вони, як і інші зривники, мають запобіжні пристрої, механізм дальнього взведення й самоліквідатор.
Гільза з пороховим зарядом
Гільза представляє собою цільнотягнений конусний стакан з латуні або сталі, який зверху має конічний скат і дульце для кріплення снаряда, а знизу – дно із фланцем. Фланець гільзи обмежує досилання патрона при заряджанні його в канал ствола, і за його ж допомогою забезпечується екстракція (викидання) гільзи з каналу ствола після пострілу. При пострілі порохові гази щільно притискують гільзу до стінок каналу ствола й затвора, чим забезпечується запобігання прориву газів (обтюрація) убік, зворотний руху снаряда.
Пороховий заряд – це визначена за масою кількість пороху, що призначена для виконання одного пострілу, в результаті якого снаряд одержує задану початкову швидкість поступального (V0) і обертального (ω) руху.
У зібраному вигляді заряд складається з бездимного пороху, запалювача (димного пороху), обтюриручого пристрою і хімічних речовин, що знижують шкідливий вплив процесу пострілу на канал ствола і помітність пострілу (флегматизатор, протиоміднювач, полум’ягасник).
Засоби запалення порохового заряду
Засоби запалення порохового заряду – це пристрої, призначений для передачі форсу полум’я пороховому заряду під час пострілу. У якості засобів займання в артилерійських установках застосовуються ударні та електричні капсульні втулки і запалювачі.
Капсульна втулка уявляє собою тонкий металевий або пластмасовий ковпачок з ініціюючою вибуховою речовиною або запалювальною сумішшю. Ударні капсульні втулки запалюються від удару бійка стріляючого (ударного) механізму затвора. Електричні капсульні втулки запалюються від впливу електричного струму.
Запалювач має призначення запалення порохового заряду. В якості запалювача, як правило застосовується димний порох.
Так як, у сучасних артилерійських пострілах снаряд, гільза з пороховим зарядом і засоби запалення порохового заряду конструктивно поєднані в одне ціле, та мають вигляд унітарного патрону, то артилерійські постріли далі будемо називати артилерійськими снарядами.
Кожна артилерійська установка повинна мати визначену кількість артилерійських снарядів. Запас артилерійських снарядів, що зберігається на кораблі, розрахований для вирішення певних бойових завдань, називається боєкомплектом.
Порядок підриву артилерійського снаряда
На рис. 1.4 показна схема донного зрізу гільзи снаряда, як фрагмент І рис. 1.1, за допомогою якого можливо пояснити як виконується підрив артилерійського снаряда.
Рис. 1.4. Донний зріз гільзи снаряда (фрагмент І рис. 1.1)
3 – гільза; 4 – пороховий заряд; 5 – стрижень кільцевої заглушки;
6 – вічко гільзи; 7 – капсульна втулка.
Артилерійський заряд функціонує наступним чином. При подачі механічного, електричного або будь-якого іншого імпульсу на капсульну втулку 7, відбувається ініціювання вибухової речовини або запалювальної суміші, та вона займається. Під дією тиску вибуху, що розвивається від ініціюючої вибухової речовини в обмеженому об’єму вічка 6 гільзи 3, відбувається відрив стержня заглушки 5 від кільцевої фланцевої спідниці й просування його по запальному отвору гільзи 3 з наступним виходом в об’єм метального заряду 4.
Акумулюючи енергію продуктів вибухового перетворення, свинцевий стержень заглушки 5 прострілює шар пороху по центральній вісі гільзи до 50 – 80% висоти метального заряду 4.
Рух стержня заглушки 5 відбувається в струмені високотемпературних газів і конденсованих часток, в умовах тертя об зерна пороху 4. При русі в пороху стержень заглушки 5, виготовлений з легкоплавкого, м’якого металу, оплавляється, руйнується й диспергується. При русі свинцевого стержня в об’ємі заряду 4 формується центральний канал, заповнюваний високотемпературним парогазовим середовищем і конденсованими продуктами, які запалюють метальний заряд 4 в об’ємі гільзи від центру до периферії.
В середині гільзи миттєво виникає великій тиск, який виштовхує снаряд з гільзи, і з великім прискоренням переміщує його у каналі ствола до дульного зрізу, який він перетинає з розрахунковою початковою швидкістю.
Вражаюча дія артилерійських снарядів
Артилерійські снаряди, призначені для ураження цілей, мають вражаючу дію, що складається з:
ударної (пробивної) дії;
фугасної (розривної) дії;
осколкової дії;
запальної дії.
Ударна дія характеризується здатністю снаряда проникати всередину перешкоди, руйнуючи її силою удару. Вона залежить від кінетичної енергії снаряда та кута його зустрічі з перешкодою.
Фугасна (розривна) дія характеризується тиском, що виникає під час вибуху снаряда в перешкоді, який створюється при цьому ударною хвилею. Її потужність залежить від кількості вибухової речовини в снаряді та його тротилового еквівалента.
Осколкова дія характеризується кількістю забійних осколків, що утворюються під час розриву снаряда, та їх забійною силою в певному радіусі, який залежить від кількості й тротилового еквівалента вибухової речовини снаряда, а також від маси й форми осколків.
Запальна дія характеризується виникненням під час вибуху снаряда високих температур, при яких здійснюється перетворення вибухових речовин. Це призводить до спалаху полум’я у місці вибуху снаряда та його розповсюдження на об’єкти і особовий склад противника. Для зростання ефекту спалаху у состав ВР деяких снарядів додають спеціальні запалювальні речовини. Такі снаряди мають додаткову назву «запалювальних». Наприклад, у малокаліберній артилерії широко застосовуються осколково-фугасно-запалювальні снаряди (ОФЗС).
Ефект ураження цілі досягається одночасною дією всіх чотирьох вражаючих факторів.
Класифікація артилерійських снарядів.
Артилерійські снаряди, в основному, класифікуються за призначенням і типом зривника снаряда.
За типом зривника артилерійські снаряди підрозділяються на: ударні, дистанційні та неконтактні.
Ударні снаряди мають зривник ударної (контактної) дії, який спрацьовує при зіткненні з ціллю. Існують ударні механічні, п’єзоелектричні, конденсаторні, комбіновані та інші види зривників. Контактний зривник може бути миттєвої або сповільненої дії після зіткнення з ціллю.
Дистанційні снаряди мають зривник дистанційної дії. Зривник дистанційної дії спрацьовує на траєкторії після закінчення заданого часу польоту снаряда. Існують піротехнічні, механічні, електричні і комбіновані дистанційні зривники. Застосовуються у корабельній артилерії при стрільбі по повітряним і береговим цілям, при цьому значно збільшується осколкова дія снаряда.
Неконтактні снаряди мають зривник, що спрацьовує без зіткнення з ціллю на відстані, найвигіднішій для ураження цілі. Для приведення в дію неконтактного зривника використовуються різноманітні фізичні поля: радіоелектронні, електромагнітні та інші. Неконтактні снаряди застосовуються у корабельній артилерії, в основному, при стрільбі за повітряними цілями, іноді – за береговими та морськими.
За призначенням артилерійські снаряди підрозділяються на:
бойові снаряди (основного призначення) – це снаряди, що призначені для вирішення бойових завдань: руйнування цілей, ураження їх осколками або фугасною (ударною) дією;
снаряди спеціального призначення – це снаряди що повинні виконувати спеціальні завдання при веденні бойових дій (освітлення, запалення та інше), та не пов’язані з безпосереднім ураженням цілей осколками або фугасною (ударною) дією;
практичні снаряди – ці снаряди не мають вибухової речовини, замість них – компенсаційний баласт, у якості якого може бути пісок, та створені для безпеки виконання практичних артилерійських стрільб;
холості снаряди – ці снаряди не мають самого снаряда, замість нього в кінець гільзи вправлений пиж і також, як і практичні вони не мають вибухових речовин, ці снаряди створені для звукової імітації пострілу;
навчальні снаряди – ці снаряди мають вигляд та розміри справжнього снаряда, однак в них відсутня вибухова речовина, та призначені, в основному, для вивчення їх конструкції, навчання особового складу й переривання черги.
До основних бойових снарядів або снарядів основного призначення відносяться: фугасні, зенітні, осколкові та бронебійні.
Фугасні снаряди – призначені для руйнування не бетонованих берегових оборонних споруд, неброньованих кораблів, живої сили й техніки противника. Основна їх дія – фугасна, додаткова – ударна й осколкова.
Зенітні снаряди – призначені для ураження, в основному, повітряних цілей, крім того вони можуть застосовуватися для ураження особового складу верхніх бойових постів, антено-хвилеводних трас, трубопроводів, кабельних трас кораблів тощо.
Осколкові снаряди – призначені для ураження цілі силою удару осколків корпусу снаряда, що розірвався. Снаряди застосовуються, як правило, для ураження живої сили противника.
Бронебійні снаряди – призначені для стрільби по броньованим морським і береговим цілям, для пробивання броні товщиною не менше калібру артилерійського снаряда. Можуть бути виготовлені із бронебійним наконечником або без нього (гостроголові, тупоголові).