Najprostsze pociski odłamkowe są zdolne jedynie do naturalnej fragmentacji, czyli przypadkowego rozproszenia odłamków pod działaniem kruszącego materiału wybuchowego. Takie pociski będą obecne w arsenałach walczących stron przez bardzo długi czas, ale wymagania czasu i gusta kupujących wymagają nowych, bardziej skutecznych sposobów na eliminację wroga na polu bitwy.
Zdecydowaną i dość pewną konkurencją dla nich jest amunicja odłamkowa z pociskami o danym miażdżeniu, ale w tym materiale pominiemy szczegóły, bo to temat na osobny artykuł.
Pierwsze z innowacyjnej linii „smart” to amunicja odłamkowa z gotowymi pociskami, zapewniająca stabilną charakterystykę pola odłamkowego. Często zwykłe kule są wykorzystywane jako gotowe elementy śmiercionośne – jest to na przykład zaimplementowane w granatach ręcznych i bombach lotniczych, które nie są konstrukcyjnie przystosowane do ciężkich przeciążeń szokowych. W niemieckim M-DN21, o łącznej masie granatu 221 gramów, w środku znajduje się 2200 kulek o wadze 0,45 grama każda. Już w połowie ubiegłego wieku naukowcy udowodnili, że najefektywniejszy wpływ na części żywe i materialne ma odłamek o wadze 0,5 g o specyficznej energii kinetycznej około 100 J/cm2. Trudno sobie wyobrazić, jakie trudności napotkają lekarze w leczeniu wielu ran odłamkowych z takiej amunicji. Warto zauważyć, że klasyczny pocisk po zdetonowaniu daje około 77% odłamków w zakresie mas 0,1-1,0 g, z których przytłaczająca większość nie osiąga 0,5 g. Kolejnym argumentem przemawiającym za gotową amunicją był statystyki medyczne z okresu II wojny światowej, wskazujące fragmenty o masie 0,5 g lub mniej jako najbardziej „śmiertelny” ułamek uderzających elementów – 66,6% wszystkich ran stanowiły właśnie takie fragmenty. Fragmenty o masie powyżej 10 g, ze względu na swoją rzadkość, spowodowały obrażenia tylko w 6,7% przypadków. Druga wersja amunicji odłamkowej z gotowymi elementami śmiercionośnymi polega na wyposażeniu ich w podtrzymujący metalowy pocisk, który chroni przed przeciążeniami wstrząsowymi w lufie działa. Drugą stroną tego rozwiązania są fragmenty konstrukcji nośnej o zauważalnie gorszych parametrach od gotowych pocisków. Jest to eksperymentalny pocisk haubic XM0125 kal. 105 mm, zawierający 7800 kul wolframowych i 2 kg materiałów wybuchowych. Do klasy amunicji odłamkowej z pociskiem nośnym należy również niemiecki 76-mm pocisk DM261A2 do morskiej armaty automatycznej, zawierający 2200 kulek o średnicy 4 mm i 580 g materiału wybuchowego. Kulki jako elementy niszczące również nie są bezgrzeszne – ich spoiwo (najczęściej klej epoksydowy) podczas detonacji wybuchowej jest szybko „wydmuchiwane” przez gorące produkty wybuchu, co w naturalny sposób zmniejsza energię kinetyczną gotowych odłamków.
Aby zapobiec przebijaniu się gazów, inżynierowie zaproponowali zainstalowanie cienkiej skorupy (wkładki) pomiędzy materiałem wybuchowym a kulkami lub po prostu nadanie elementom kształtu sześciokątnych pryzmatów, minimalizując szczeliny między śmiercionośnymi kawałkami metalu.
Konstrukcja głowicy prętowej: 1 - pierścieniowe urządzenie wybuchowe; 2 - punkty spawania parami sąsiednich prętów; 3 - pręty ułożone w dwóch warstwach; 4 - ładunek wybuchowy. Źródło - Broń i systemy uzbrojenia. Autorzy: V. A. Odincow, Św. Ładow, DP Lewina.
Odrębnym zjawiskiem są gotowe elementy uderzeniowe systemu obrony przeciwrakietowej, którymi są stalowe pręty o przekroju okrągłym lub kwadratowym, nałożone na ładunek wybuchowy i odizolowane od jego niszczącego działania amortyzatorem. Inżynierowie przewidzieli dwie opcje - pręty spawane na przemian górnym i dolnym końcem, które po rozerwaniu tworzą ciągły pierścień, czyli ogromny pojedynczy element uderzeniowy, oraz osobno układane pręty, które tworzą kołowy przepływ poszczególnych elementów. Celem jest osłona samolotu, którego pręty tną jak nóż do masła, niszcząc elementy konstrukcyjne - tak działa np. 9M333 SAM samobieżnego systemu obrony przeciwlotniczej Strela-10. W kompleksie 2S6 „Tunguska” pocisk 9M311 ma kombinowaną głowicę o masie 9 kg, złożoną z prętów o długości 600 mm i sześciennych elementów odłamkowych o masie od 2 do 3 g. Pręt „tnie” wrogi samolot, a stalowe kostki powodują układ paliwowy do zapłonu.
Do niszczenia celów w górnych warstwach atmosfery lub poza nią opracowywana jest amunicja odłamkowa, która po detonacji tworzy wąskie, okrągłe pola odłamków z małą prędkością. Dla zbliżającego się obiektu tworzona jest swoista „sieć”, w której gęstość fragmentów jest wystarczająco duża, aby gwarantować porażkę. Cel zazwyczaj ma status strategiczny i ma naddźwiękową prędkość, więc pociski nie potrzebują dużego przyspieszenia, aby przekazać energię kinetyczną. Apoteoza inżynierii staje się obiecującymi polami fragmentacji klastrów, którymi są stalowe siatki (pola) lub składane kraty rozstawiane przez pocisk antyrakietowy na drodze zbliżającego się balistycznego. Na przykład firma Lockheed-Martin opracowała orbitalny przechwytywacz ze sztywnym (połączonym) polem w ramach programu HOE (ang. Homing Overlay Experiment). Długość teleskopowego pióra myśliwca wynosi 2050 mm, każde pióro ma pięć ciężkich gotowych elementów uderzających. Proponuje się również zintegrowanie dodatkowego ładunku wybuchowego z pociskiem takiej przeszkody, który jest wyzwalany podczas interakcji z celem.
Pociski przechwytujące do pocisków balistycznych z polem „zasłoniętym”: a - pole ekranu o stałej gęstości; b - pole sztywne (związane).
Źródło: Broń i systemy uzbrojenia. Autorzy - V. A. Odincow, Św. Ładow, DP Lewina.
Okrągła propagacja odłamków ma jedną istotną wadę - przy niewielkich kątach podejścia do celu część niszczących elementów trafia w ziemię nie powodując znacznych szkód. Dlatego kolejnym krokiem inteligentniejszej amunicji odłamkowej jest obrót do osi pionowej tuż przed detonacją. Domowy 122-mm pocisk MLRS "Prima" szedł kiedyś do pionowego spadochronu, ale wymagało to wystarczającego czasu i wysokości rozmieszczenia. Pociski o dużej prędkości do natychmiastowego odwrócenia są wyposażone w silniki odrzutowe lub odrzucane ładunki proszkowe mas balastowych. Obiecujący projekt pierzastego pocisku odłamkowego do działa czołgowego D-81 przewiduje zdalny bezpiecznik do prochowego ładunku miotającego. Wraz z czujnikiem położenia kątowego pocisku „mózgi” pocisku wydają polecenie prochu w pewnym momencie wybuchu i wyrzucenia z prędkością 200 m/s dwóch ładunków o łącznej masie 1,2 kg, co daje impuls 240 N·s. W rezultacie pocisk obraca się o 90 stopni na przestrzeni 15 metrów i wybucha. Okrągłe pole fragmentacji jest równomiernie „rozkładane” nad wrogiem…
Schemat obrotu spadochronowego elementów bojowych klastra: 1 - wyrzucenie z naboju; 2- strzelanie pokrowca i wyjście spadochronu; 3 - etap obrotu; 4 - podważanie. Źródło - Broń i systemy uzbrojenia. Autorzy: V. A. Odincow, Św. Ładow, DP Lewina.
Pociski z wiązką odłamkową to stosunkowo nowy trend w systemach czołgów artyleryjskich, wprowadzony w Rosji w systemie Ainet dla T-90S. Dalmierz, komputer balistyczny i automatyczny instalator bezpiecznika tymczasowego (trajektorii) 3VM18 zapewniają indukcyjne wprowadzenie parametrów detonacji bezpośrednio przed wprowadzeniem pocisku do lufy. Gotowe pociski – zwykle miniaturowe butle – znajdują się w nosie pocisku, oddzielone od amortyzatorów wybuchowych i zapewniają ukierunkowany strumień odłamków lub „wiązkę”.
Źródło: otvaga2004.mybb.ru.
Rosyjskie koncepcje czołgowych pocisków odłamkowo-belkowych z bezpiecznikami głowicowymi (a) i głowicowymi (b): 1 - zespół styku głowicy; 2 - czapka na głowę; 3 - kruszywo lekkie; 4 - blok GGE; 5 - membrana; 6 - korpus powłoki; 7 - ładunek wybuchowy; 8 - dolny tymczasowy bezpiecznik; 9 - okno optyczne do wejścia instalacji na trajektorię; 10 - stabilizator; 11 - sprawa; 12 - bezpiecznik styku trajektorii; 13 - odbiornik instalacji; 14 - blok fragmentacji; 15 - plastikowe szkło; 16 - tuba centralna; 17 - korpus stabilizatora; 18 - upuść pióra. Źródło: Broń i systemy uzbrojenia. Autorzy: V. A. Odincow, Św. Ładow, DP Lewina.
Ważne jest, aby prędkość własna pocisku była dodawana do prędkości lotu skierowanych odłamków, co zapewnia wysoką energię kinetyczną elementów destrukcyjnych. Podczas detonacji korpus nośny pocisku tworzy wtórne okrągłe pole fragmentów, co pozwala na bardziej efektywne wykorzystanie materiału pocisku. W przyszłości wszystkie krajowe pociski odłamkowo-burzące do dział czołgowych zostaną zastąpione pociskami odłamkowo-burzącymi, zwłaszcza że potencjalny wróg już je w pełni wykorzystuje. W Izraelu jest to M329 Apam z 2009 roku, który jest w stanie dokonać sześciu kolejnych eksplozji na trajektorii, co nie pozostawia żadnych szans dla niebezpiecznej dla czołgów siły na wąskich ulicach miasta. Niemiecki pocisk DM11 z trzytrybowym zapalnikiem z broni "studio" Rheinmetall ma kule wolframowe jako uderzające elementy.
Pocisk DM11 z naddźwiękową igłą na czele. Źródło: andrei-bt.livejournal.com.
Z klasycznych pocisków kumulacyjnych i odłamkowo-burzących nowy projekt zapożyczył naddźwiękową igłę nosową, która tworzy stożek Macha w locie i odpowiada za stabilizację pocisku na trajektorii. Szwedzi z FFV eksperymentują z kombinowanym pociskiem „P”, który należy do nowej klasy pocisków z wiązką fragmentacyjną. W korpusie amunicji znajdują się dwa bloki rakietowe z prochowymi ładunkami miotającymi. Zbliżając się do celu, automatyka sekwencyjnie wystrzeliwuje bloki z pocisku, które z kolei eksplodując, rzucają uderzające elementy. Taka wieloetapowa mechanika ataku nadaje stalowym 25-gramowym kulkom prędkość około 1600 m/s, co gwarantuje penetrację dachu czołgu o grubości do 40 mm.
Połączony pocisk „R” o działaniu osiowym: 1 - zdalny bezpiecznik; 2 - petarda proszkowa do zdejmowania nasadki głowy; 3 - korpus powłoki; 4 - rzucający blok; 5 - wyrzucanie ładunku proszkowego; 6 - detonator jednostki napędowej z retarderem; 7-warstwa GGE.
Źródło: Broń i systemy uzbrojenia. Autorzy: V. A. Odincow, Św. Ładow, DP Lewina.
Menisk lub wieloelementowa amunicja odłamkowa danego miażdżącego wyglądają dość egzotycznie. „Atrakcją” projektu jest powłoka muszli, poddana działaniu wysokiego ciśnienia z utworzeniem płytkich wgłębień w postaci menisk lub stożków o dużych kątach otwarcia. Masz fajny pomysł od inżynierów? Podczas detonacji materiałów wybuchowych powstają miniaturowe „jądra uderzeniowe”, rzucane z prędkością 1800-2200 m/s i przebijające bariery pancerza do średnicy jednej menisku. Zmniejszenie kąta otwarcia do 70-90 stopni zmienia zwarty „rdzeń uderzeniowy” w strumień kumulacyjny, a sama amunicja nazywana jest multikumulacyjną. Kategoria rzadkich obejmuje gotowe, uderzające elementy o ulepszonym aerodynamicznym kształcie, czyli przypominające upierzenie i asymetryczne płaskie. Latają daleko, mają duże obciążenie boczne i są bardzo skuteczne w ochronie siły roboczej. Jednak problem bezpiecznego rzucania z dużych obciążeń udarowych podczas detonacji materiałów wybuchowych pozostaje trudny – uderzające elementy ulegają zniszczeniu i deformacji. Dlatego elementy aerodynamiczne są rzucane ostrożnie, przy użyciu ładunku proszkowego i z prędkością nie większą niż 200 m / s.
