Cumulatieve jet: beschrijving, kenmerken, kenmerken, interessante feiten

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Het cumulatieve effect in militaire aangelegenheden is het versterken van het vernietigende effect van een explosie door het in een bepaalde richting te concentreren. Het fenomeen van dit soort bij een persoon die niet bekend is met het principe van zijn actie, veroorzaakt meestal verbazing. Door een klein gaatje in het pantser, wanneer geraakt door een HEAT-ronde, fa alt de tank vaak volledig.

Waar gebruikt

Eigenlijk werd het cumulatieve effect zelf waarschijnlijk door alle mensen zonder uitzondering waargenomen. Het komt bijvoorbeeld voor wanneer een druppel in het water v alt. In dit geval worden op het oppervlak van de laatste een trechter en een naar boven gerichte dunne straal gevormd.

Het cumulatieve effect kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor onderzoeksdoeleinden. Door het kunstmatig te creëren, zoeken wetenschappers naar manieren om hoge snelheden van materie te bereiken - tot 90 km/s. Dit effect wordt ook gebruikt in de industrie - voornamelijk in de mijnbouw. Maar hij vond natuurlijk de grootste toepassing in militaire aangelegenheden. Munitie die volgens dit principe werkt, wordt sinds het begin van de vorige eeuw door verschillende landen gebruikt.

Projectielontwerp

Hoe wordt dit soort munitie gemaakt en werkt het? Er is een cumulatieve lading in dergelijke schelpen, vanwege hun speciale structuur. Aan de voorkant van dit type munitie bevindt zich een kegelvormige trechter, waarvan de wanden zijn bedekt met een metalen voering, waarvan de dikte minder dan 1 mm of enkele millimeters kan zijn. Er is een ontsteker aan de andere kant van deze inkeping.

Na de laatste trigger treedt door de aanwezigheid van een trechter een destructief cumulatief effect op. De detonatiegolf begint langs de ladingsas in de trechter te bewegen. Als gevolg hiervan storten de muren van de laatste in. Bij een sterke impact in de bekleding van de trechter neemt de druk sterk toe, tot 1010 Pa. Dergelijke waarden overtreffen de vloeigrens van metalen ver. Daarom gedraagt het zich in dit geval als een vloeistof. Als gevolg hiervan begint de vorming van een cumulatieve straal, die erg hard blijft en een groot schadelijk vermogen heeft.

Theorie

Door het verschijnen van een straal metaal met een cumulatief effect, niet door het laatste te smelten, maar door zijn scherpe plastische vervorming. Net als vloeistof vormt het metaal van de munitievoering twee zones wanneer de trechter instort:

• eigenlijk een dunne metalen jet die zich met supersonische snelheid langs de ladingsas voortbeweegt;

• Pest-staart, de "staart" van de jet, die tot 90% van de metalen bekleding van de trechter uitmaakt.

De snelheid van de cumulatieve straal na de explosieontsteker hangt af van twee hoofdfactoren:

• explosieve ontploffingssnelheid;
• trechtergeometrie.

Wat munitie zou kunnen zijn

Hoe kleiner de projectielkegelhoek, hoe sneller de straal beweegt. Maar bij de vervaardiging van munitie worden in dit geval speciale eisen gesteld aan de voering van de trechter. Als het van slechte kwaliteit is, kan een straaljager die met hoge snelheid beweegt, vervolgens van tevoren instorten.

Moderne munitie van dit type kan worden gemaakt met trechters, waarvan de hoek 30-60 graden is. De snelheid van de cumulatieve stralen van dergelijke projectielen, die ontstaan na het instorten van de kegel, bereikt 10 km / s. Tegelijkertijd heeft het staartgedeelte, vanwege de grotere massa, een lagere snelheid - ongeveer 2 km / s.

Oorsprong van de term

Eigenlijk komt het woord 'cumulatie' zelf van het Latijnse cumulatio. Vertaald in het Russisch betekent deze term "accumulatie" of "accumulatie". Dat wil zeggen, in granaten met een trechter wordt de energie van de explosie in de goede richting geconcentreerd.

Een beetje geschiedenis

De cumulatieve straal is dus een lange dunne formatie met een "staart", vloeibaar en tegelijkertijd dicht en stijf, die zich met grote snelheid voortbeweegt. Dit effect werd vrij lang geleden ontdekt - in de 18e eeuw. De eerste veronderstelling dat de energie van de explosie op de juiste manier kan worden geconcentreerd, is gemaakt door de ingenieur Fratz von Baader. Deze wetenschapper voerde ook verschillende experimenten uit met betrekking tot het cumulatieve effect. Echterhij slaagde er toen niet in om noemenswaardige resultaten te behalen. Feit is dat Franz von Baader zwart poeder gebruikte bij zijn onderzoek, dat niet in staat was detonatiegolven van de vereiste sterkte te vormen.

Voor de eerste keer werd cumulatieve munitie gemaakt na de uitvinding van explosieven met hoge borstelharen. In die tijd werd het cumulatieve effect gelijktijdig en onafhankelijk ontdekt door meerdere mensen:

• Russische militair ingenieur M. Boriskov - in 1864;
• Kapitein D. Andrievsky - in 1865;
• Europese Max von Forster - in 1883;
• Amerikaanse chemicus C. Munro - in 1888

In de Sovjet-Unie in de jaren twintig werkte professor M. Sukharevsky aan het cumulatieve effect. In de praktijk stonden de militairen voor het eerst tijdens de Tweede Wereldoorlog tegenover hem. Het gebeurde helemaal aan het begin van de vijandelijkheden - in de zomer van 1941. Duitse cumulatieve granaten lieten kleine gesmolten gaten achter in het pantser van Sovjettanks. Daarom werden ze oorspronkelijk pantserverbranding genoemd.

De BP-0350A-granaten werden al in 1942 door het Sovjetleger geadopteerd. Ze zijn ontwikkeld door binnenlandse ingenieurs en wetenschappers op basis van buitgemaakte Duitse munitie.

Waarom het pantser doorbreekt: het werkingsprincipe van een cumulatieve jet

Tijdens de Tweede Wereldoorlog zijn de kenmerken van het "werk" van dergelijke granaten nog niet goed bestudeerd. Dat is de reden waarom de naam "pantserbranden" op hen werd toegepast. Later, al in 49, werd het effect van cumulatie in ons land opgepaktdichtbij. In 1949 creëert de Russische wetenschapper M. Lavrentiev de theorie van cumulatieve jets en ontvangt hiervoor de Stalin-prijs.

Uiteindelijk zijn de onderzoekers erin geslaagd om erachter te komen dat het hoge penetratievermogen van dit type schelpen bij hoge temperaturen absoluut op geen enkele manier verband houdt. Wanneer de ontsteker explodeert, wordt een cumulatieve straal gevormd, die bij contact met het pantser van de tank een enorme druk op het oppervlak van enkele tonnen per vierkante centimeter creëert. Dergelijke indicatoren overtreffen onder meer de vloeigrens van het metaal. Als resultaat wordt een gat van enkele centimeters in diameter gevormd in het pantser.

Jets met moderne munitie van dit type kunnen letterlijk door en door tanks en andere gepantserde voertuigen doorboren. De druk wanneer ze op het pantser inwerken is echt enorm. De temperatuur van de cumulatieve straal van het projectiel is meestal laag en gaat niet verder dan 400-600 ° C. Dat wil zeggen, het kan niet echt door een harnas branden of het smelten.

Het cumulatieve projectiel zelf komt niet in direct contact met het materiaal van de tankwanden. Het explodeert op enige afstand. Bewegende delen van de cumulatieve jet na het uitwerpen met verschillende snelheden. Daarom begint het tijdens de vlucht uit te rekken. Wanneer de afstand wordt bereikt met 10-12 trechterdiameters, breekt de straal. Dienovereenkomstig kan het het grootste vernietigende effect hebben op het pantser van de tank wanneer het zijn maximale lengte bereikt, maar het begint nog niet in te storten.

Versla de bemanning

De cumulatieve straal die het pantser heeft doorboord, dringt door inhet interieur van de tank met hoge snelheid en kan zelfs de bemanningsleden raken. Op het moment dat het door het pantser gaat, breken stukken metaal en de vloeibaar gemaakte druppels ervan af. Dergelijke fragmenten hebben natuurlijk ook een sterk beschadigend effect.

Een straaljager die de tank is binnengedrongen, evenals stukken metaal die met grote snelheid vliegen, kunnen ook in de gevechtsreserves van het voertuig komen. In dit geval zal deze oplichten en zal er een explosie plaatsvinden. Dit is hoe HEAT-rondes werken.

Voors en tegens

Wat zijn de voordelen van cumulatieve shells. Allereerst schrijven het leger aan hun pluspunten het feit toe dat, in tegenstelling tot sub-kalibers, hun vermogen om pantser binnen te dringen niet afhangt van hun snelheid. Dergelijke projectielen kunnen ook worden afgevuurd vanuit lichte kanonnen. Het is ook heel handig om dergelijke toeslagen te gebruiken in reactieve subsidies. Op deze manier bijvoorbeeld de RPG-7 hand-held anti-tank granaatwerper. De cumulatieve straal van dergelijke wapenpantsertanks met een hoog rendement. De Russische RPG-7 granaatwerper is nog steeds in gebruik.

De gepantserde actie van een cumulatieve jet kan zeer destructief zijn. Heel vaak doodt ze een of twee bemanningsleden en veroorzaakt ze een explosie van munitievoorraden.

Het grootste nadeel van dergelijke wapens is het ongemak van het gebruik ervan op de "artillerie"-manier. In de meeste gevallen tijdens de vlucht worden projectielen gestabiliseerd door rotatie. In cumulatieve munitie kan het de vernietiging van de jet veroorzaken. Daarom proberen militaire ingenieurs op alle mogelijke manieren om de rotatie van dergelijke te verminderenprojectielen tijdens de vlucht. Dit kan op verschillende manieren.

Bij dergelijke munitie kan bijvoorbeeld een speciale voeringstructuur worden gebruikt. Ook voor schelpen van dit type worden ze vaak aangevuld met een roterend lichaam. In elk geval is het handiger om dergelijke ladingen te gebruiken in munitie met lage snelheid of zelfs in stationaire munitie. Dit kunnen bijvoorbeeld raketgranaten, lichte kanongranaten, mijnen, ATGM's zijn.

Passieve verdediging

Natuurlijk, onmiddellijk nadat de gevormde ladingen in het arsenaal van de legers verschenen, begonnen er middelen te worden ontwikkeld om te voorkomen dat ze tanks en ander zwaar militair materieel zouden raken. Voor bescherming werden speciale externe schermen ontwikkeld, op enige afstand van het pantser geïnstalleerd. Dergelijke fondsen zijn gemaakt van stalen roosters en metalen gaas. Het effect van de cumulatieve straal op het pantser van de tank, indien aanwezig, wordt teniet gedaan.

Omdat het projectiel op een aanzienlijke afstand van het pantser explodeert wanneer het het scherm raakt, heeft de jet tijd om te breken voordat het het bereikt. Bovendien zijn sommige soorten van dergelijke schermen in staat om de contacten van de ontsteker van een cumulatieve munitie te vernietigen, waardoor deze helemaal niet explodeert.

Van welke bescherming kan worden gemaakt

Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden vrij massieve stalen schermen gebruikt in het Sovjetleger. Soms konden ze worden gemaakt van 10 mm staal en verlengd met 300-500 mm. De Duitsers gebruikten tijdens de oorlog overal lichtere stalen bescherming.roosters. Op dit moment zijn sommige duurzame schermen in staat om tanks te beschermen, zelfs tegen zeer explosieve fragmentatiegranaten. Door op enige afstand van het pantser een ontploffing te veroorzaken, verminderen ze de impact op de machine van de schokgolf.

Soms worden meerlaagse beschermschermen ook gebruikt voor tanks. Er kan bijvoorbeeld een staalplaat van 8 mm achter de auto worden uitgevoerd met 150 mm, waarna de ruimte tussen deze en het pantser wordt gevuld met licht materiaal - geëxpandeerde klei, glaswol, enz. Verder wordt een stalen gaas ook uitgevoerd over een dergelijk scherm met 300 mm. Dergelijke apparaten kunnen de auto beschermen tegen bijna alle soorten munitie met BVV.

Reactieve verdediging

Zo'n scherm wordt ook wel reactief pantser genoemd. Voor het eerst werd de bescherming van dit ras in de Sovjet-Unie in de jaren 40 getest door ingenieur S. Smolensky. De eerste prototypes werden in de jaren 60 in de USSR ontwikkeld. De productie en het gebruik van dergelijke beschermingsmiddelen in ons land begon pas in de jaren 80 van de vorige eeuw. Deze vertraging in de ontwikkeling van reactieve bepantsering wordt verklaard door het feit dat het aanvankelijk als weinig belovend werd erkend.

Dit type bescherming werd ook heel lang niet gebruikt door de Amerikanen. De Israëli's waren de eersten die actief reactieve bepantsering gebruikten. De ingenieurs van dit land merkten op dat tijdens de explosie van munitievoorraden in de tank, de cumulatieve straal de voertuigen niet door en door prikt. Dat wil zeggen, de tegenexplosie is in staat om het tot op zekere hoogte in te dammen.

Israël begon in de jaren 70 actief dynamische bescherming te gebruiken tegen cumulatieve projectielenlaatste eeuw. Dergelijke apparaten werden "Blazer" genoemd, gemaakt in de vorm van verwijderbare containers en buiten het pantser van de tank geplaatst. Ze gebruikten RDX-gebaseerde Semtex-explosieven als een barstende lading.

Later werd de dynamische bescherming van tanks tegen HEAT-granaten geleidelijk verbeterd. Op dit moment worden bijvoorbeeld in Rusland de malachietsystemen gebruikt, dit zijn complexen met elektronische besturing van detonatie. Zo'n scherm is niet alleen in staat om HEAT-granaten effectief tegen te gaan, maar ook om het modernste NAVO-subkaliber DM53 en DM63 te vernietigen, speciaal ontworpen om het Russische tijdperk van de vorige generatie te vernietigen.

Hoe de jet zich onder water gedraagt

In sommige gevallen kan het cumulatieve effect van munitie worden verminderd. Een cumulatieve straal onder water gedraagt zich bijvoorbeeld op een speciale manier. Onder dergelijke omstandigheden desintegreert het al op een afstand van 7 trechterdiameters. Het is een feit dat het bij hoge snelheden ongeveer net zo "hard" is voor een straaljager om door water te breken als voor metaal.

Sovjet-cumulatieve munitie voor gebruik onder water, bijvoorbeeld, was uitgerust met speciale sproeiers die helpen een straal te vormen en zijn uitgerust met gewichten.

Interessante feiten

Natuurlijk wordt er in Rusland momenteel gewerkt aan verbetering, inclusief de meest cumulatieve wapens. Moderne huisgranaten van deze soort zijn bijvoorbeeld in staat om door een metaallaag van meer dan een meter dik te dringen.

De wapens van deze variëteit worden gebruikt door verschillendelanden van de wereld voor een lange tijd. Er doen echter nog steeds verschillende legendes en mythen over hem de ronde. Zo kun je soms op het web informatie vinden dat cumulatieve jets, wanneer ze het binnenste van een tank binnendringen, zo'n sterke drukstoot kunnen veroorzaken dat dit tot de dood van de bemanning leidt. Op internet worden vaak vreselijke verhalen verteld over dit effect van cumulatieve golven, ook door de militairen zelf. Er is zelfs een mening dat Russische tankers tijdens de gevechten opzettelijk met open luiken rijden om de druk te ontlasten in het geval van een cumulatief projectiel.

Volgens de natuurwetten kan een metalen straal echter niet zo'n effect veroorzaken. Projectielen van dit type concentreren de energie van de explosie eenvoudig in een bepaalde richting. Er is daarom een heel eenvoudig antwoord op de vraag of een cumulatieve straal door een pantser brandt of deze doorboort. Bij een ontmoeting met het materiaal van de wanden van de tank, vertraagt het en oefent het echt veel druk uit. Als gevolg hiervan begint het metaal zich aan de zijkanten te verspreiden en wordt het in druppels met hoge snelheid in de tank weggespoeld.

Juist door de druk wordt het materiaal in dit geval vloeibaar. De temperatuur van de cumulatieve straal is laag. Tegelijkertijd veroorzaakt het natuurlijk zelf geen significante schokgolf. De jet kan door het menselijk lichaam heen prikken. Druppels vloeibaar metaal die van het pantser zelf zijn gekomen, hebben ook een serieuze vernietigende kracht. Zelfs de schokgolf van de explosie van de munitie zelf kan niet doordringen in het gat dat door de jet in het pantser is gemaakt. Dienovereenkomstig, neeer is geen overdruk in de tank.

Volgens de wetten van de fysica ligt het antwoord op de vraag of een cumulatieve straal door pantser heen gaat of doorbrandt dus voor de hand. Bij contact met metaal wordt het gewoon vloeibaar en gaat het in de machine. Het creëert geen overmatige druk achter het pantser. Daarom is het natuurlijk niet de moeite waard om het luik van de auto te openen wanneer de vijand dergelijke munitie gebruikt. Bovendien vergroot dit juist het risico op een hersenschudding of overlijden van bemanningsleden. De explosiegolf van het projectiel zelf kan ook in het open luik doordringen.

Experimenten met water en gelatinepantser

Je kunt het cumulatieve effect recreëren als je wilt, zelfs thuis. Hiervoor hebt u gedestilleerd water en een hoogspanningsvonkbrug nodig. Dit laatste kan bijvoorbeeld worden gemaakt van een kabel door een koperen ring coaxiaal met de belangrijkste residentiële ring aan zijn vlechtwerk te solderen. Vervolgens moet de middelste draad worden aangesloten op de condensator.

De rol van de trechter in dit experiment kan worden gespeeld door een meniscus gevormd in een dunne papieren buis. De afleider en het capillair moeten worden verbonden door een dunne elastische buis. Giet vervolgens water in de buis met behulp van een spuit. Na de vorming van een meniscus op een afstand van ongeveer 1 cm van de vonkbrug, moet u een condensator starten en het circuit sluiten met een geleider die op een isolerende staaf is bevestigd.

Bij zo'n thuisexperiment zal er veel druk ontstaan in het storingsgebied. De schokgolf zal naar de meniscus lopen en deze instorten.