Кумулятивный эффект
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Кумулятивный эффект, эффект Монро (англ. Munroe effect) — усиление действия взрыва путем его концентрации в заданном направлении. Кумулятивный эффект достигается применением заряда с кумулятивной выемкой, обращенной в сторону поражаемого объекта. Кумулятивная выемка, обычно конической формы, покрыта металлической оболочкой, её толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей миллиметра до нескольких миллиметров.
Механизм действия кумулятивного заряда состоит в следующем. После взрыва капсюля-детонатора, находящегося на противоположной по отношению к выемке стороне заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда. Волна разрушает коническую оболочку, начиная от её вершины, и сообщает материалу оболочки большую скорость. Давление продуктов взрыва, достигающее ~1010 н/мм2 (105 кгс/мм2), значительно превосходит предел прочности металла. Поэтому движение металлической оболочки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкой плёнки. Течение металла не связано с его плавлением, а вызвано высокой механической нагрузкой. Движущийся металл образует сходящийся под определённым углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины оболочки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью (~10 км/ceк). Действие этой струи и обусловливает высокую пробивную способность взрыва кумулятивного заряда. Высокоскоростная струя пробивает стальную броню. Глубина проникновения пропорциональна образующей конической оболочки. Давление, возникающее при столкновении струи с броневой плитой, значительно превышает напряжение разрушения стали и прочность мишени не играет существенной роли.
При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются различными и струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания из-за удлинения струи. При значительных расстояниях между зарядом и мишенью струя разрывается на части, и эффект пробивания снижается. Использование заряда с кумулятивной выемкой, но без металлической облицовки снижает кумулятивный эффект, так как вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва.
[править] История
В середине 1942 г. известный разработчик взрывателей Ларионов И. А., предложил конструкцию легкой противотанковой авиабомбы кумулятивного действия. Командование ВВС проявило заинтересованность в реализации предложения. ЦКБ-22 быстро провело проектировочные работы и испытания новой бомбы начались в конце 1942 г.
Действие противотанковой бомбы было следующим: при ударе о броню танка срабатывал взрыватель, который через тетриловую детонаторную шашку подрывал основной заряд взрывчатого вещества. Основной заряд имел воронкообразную выемку — кумулятивная выемка — на нижней стороне по вертикали. В момент подрыва благодаря наличию воронки образовывалась кумулятивная струя диаметром 1-3 мм и скоростью 12-15 км/с. В месте соударения струи с броней возникало давление до 105 МПа (1000 атм). Для усиления воздействия в кумулятивную воронку вкладывался металлический тонкий конус. Расплавляясь в момент взрыва, металл служил тараном, увеличивающим воздействие на броню. Кумулятивная струя прожигала броню (поэтому первые кумулятивные снаряды у нас назывались бронепрожигающими), поражая экипаж, вызывая взрыв боекомплекта, зажигая топливо. Осколками корпуса авиабомбы поражалась живая сила и легкоуязвимая техника. Максимальное бронепробивающее действие достигается при условии, что в момент взрыва заряд бомбы находится на определенном расстоянии от брони, которое называется фокусным. Взрыв кумулятивного заряда на фокусном расстоянии обеспечивался соответствующими размерами носовой части бомбы.
Испытания кумулятивных авиабомб проводились с декабря 1942 г. по 21 апреля 1943 г. Полевые испытания показали, что надежно обеспечивалось пробитие брони толщиной до 60 мм при угле встречи 30°. Минимальная высота, обеспечивавшая выравнивание бомбы до встречи с броней танка и безоказность ее действия, равнялась 70 м. Окончательный вариант представлял собой ПТАБ-2,5-1,5, то есть противотанковую авиационную бомбу кумулятивного действия массой 1,5 кг в габаритах 2,5-кг авиационной бомбы. ГКО в срочном порядке решил принять на вооружение ПТАБ-2,5-1,5 и организовать ее массовое производство. Наркому боеприпасов Ванникову Б. Л. было поручено изготовить к 15 мая 1943 г. 800 тыс. авиабомб ПТАБ-2,5-1,5 с донным взрывателем АДА. Заказ выполняли более 150 предприятий различных наркоматов и ведомств.
