W artykule „Zapomniany sowiecki nabój 6x49 mm przeciwko nabojowi 6,8 mm NGSW” rozważaliśmy jeden z możliwych sposobów odpowiedzi na amerykański program NGSW w przypadku jego pomyślnej realizacji. Możliwe drogi ewolucji broni strzeleckiej w Federacji Rosyjskiej w przypadku oczywistej porażki programu NGSW omówiliśmy wcześniej w artykule „Ewolucja karabinu maszynowego w ZSRR i Rosji w kontekście amerykańskiego programu NGSW”.
Jednym z priorytetowych zadań dla obiecującej broni strzeleckiej, które jest wskazywane jako powód powstania programu NGSW, jest pojawienie się w siłach zbrojnych Rosji i Chin istniejących i obiecujących osobistych kamizelek kuloodpornych (NIB).
Pomimo pozornej prostoty, broń strzelecka jest niezwykle skuteczna w zabijaniu żołnierzy wroga, co pokazują statystyki medyczne największych konfliktów zbrojnych XX wieku, podczas gdy koszt ponownego wyposażenia sił zbrojnych w nawet skomplikowaną i kosztowną broń strzelecką to tylko niewielki ułamek kosztów finansowych innych rodzajów broni…
Jak wspomnieliśmy wcześniej, istnieją dwa główne sposoby na zwiększenie penetracji pancerza amunicji: zwiększenie jej energii kinetycznej oraz optymalizacja kształtu i materiału amunicji / rdzenia amunicji (oczywiście nie mówimy o amunicji wybuchowej, kumulacyjnej lub zatrutej). Pocisk lub rdzeń do niego jest wykonany ze stopów ceramicznych o dużej twardości i wystarczająco dużej gęstości (w celu zwiększenia masy), można je uczynić twardszymi i mocniejszymi, ale gęstszymi - prawie. Zwiększenie masy pocisku poprzez zwiększenie jego wymiarów jest również praktycznie niemożliwe w akceptowalnych wymiarach ręcznej broni strzeleckiej. Pozostaje wzrost prędkości pocisku np. do naddźwiękowej, ale nawet w tym przypadku twórcy napotykają ogromne trudności w postaci braku niezbędnych materiałów miotających, niezwykle szybkiego zużycia lufy i dużego odrzutu działającego na strzelec.
Istnieje jednak kilka sposobów na zwiększenie penetracji pancerza pocisku: użycie pocisków podkalibrowych i stożkowych luf.
Kule podkalibrowe
Aktywne badania nad możliwością wykorzystania pocisków podkalibrowych (opierzanych pocisków podkalibrowych, OPP) w broni strzeleckiej prowadzone są od połowy XX wieku. Wcześniej tworzenie przeciwpancernych pocisków podkalibrowych (BOPS) było uważane za bardziej popularny i obiecujący kierunek, co w rzeczywistości zostało potwierdzone przez ich stworzenie i skuteczne działanie do chwili obecnej.
Prace nad BOPS w ZSRR rozpoczęły się w 1946 r., A od 1960 r. NII-61 badał możliwość użycia BOPS w szybkostrzelnych armatach automatycznych pod kierownictwem A. G. Shipunowa. Równolegle w tym czasie trwały prace nad stworzeniem nowej amunicji automatycznej kalibru 5, 45 mm, w związku z czym zaproponowano A. G. Shipunovowi opracowanie naboju z OPP do broni strzeleckiej.
Projekt projektu został opracowany w możliwie najkrótszym czasie przez D. I. Shiryaeva. Jednak badania teoretyczne nie zostały eksperymentalnie potwierdzone. Rzeczywisty współczynnik balistyczny pocisków w kształcie strzał okazał się dwa razy gorszy od wyliczonego, wyprasowana paleta odpadła z pocisku, produkcja nabojów z OPP wymagała czasochłonnego toczenia, frezowania, obróbki metali i późniejszego ręcznego montażu.
W 1962 r. Przeprowadzono testy śmiertelnego działania pocisków w kształcie strzał, które, jak się okazało, były gorsze nie tylko od wymagań wojskowych dotyczących obiecującej amunicji, ale także od istniejących standardowych nabojów.
W 1964 r. I. P. Kasyanov i V. A. wznowili prace nad kulami w kształcie strzał. Od 1965 młody projektant Vladislav Dvoryaninov został mianowany wykonawcą obiecującego wkładu.
W procesie projektowania nowego wkładu wdrożono rozwiązania zwiększające efekt destrukcyjny: spłaszczenie w przedniej części OPP zapewniające moment przechylania, gdy uderza on w gęste tkanki oraz poprzeczny rowek, wzdłuż którego wyginany jest wysięgnik pod działaniem moment przewrócenia.
Najtrudniejszym zadaniem było zwiększenie celności strzelania pociskami podkalibrowymi z piórami do poziomu celności pocisków wystrzeliwanych z luf gwintowanych. Należało wyeliminować wpływ sektorów palet na OPP w momencie ich rozdzielenia po opuszczeniu bagażnika. W 1981 roku testy eksperymentalnych nabojów 10/4, 5 mm z OPP w OTK TsNIITOCHMASH wykazały dokładność 88-89 mm przy wymaganiach nie większych niż 90 mm.
Należy osobno podkreślić, że pracochłonność produkcji eksperymentalnego naboju z OPP była tylko 1,8 razy wyższa niż pracochłonność produkcji standardowego naboju do karabinu 7,62 mm, a zasoby gładkościennych luf karabinów maszynowych podczas strzelania tym nabojem przekroczyła 32 tysiące strzałów. Dla porównania: zasób lufy AK-74 kalibru 5, 45x39 mm to 10 000 pocisków, karabin maszynowy PKM kalibru 7, 62x54R 25 000 pocisków
Równolegle z rozwojem głównej wersji 10/4, 5 mm, naboju jednopociskowego 10/3, 5 mm o prędkości początkowej OPP 1360 m/s oraz naboju trzypociskowego 10/2, opracowano 5 mm, które można wykorzystać jako pojedynczy nabój do karabinu szturmowego i lekkiego karabinu maszynowego.
Pojedynczy nabój 10/3, 5 mm mógł być używany na długich dystansach, podczas gdy nabój z trzema pociskami zapewniłby większy efekt śmiercionośny i powstrzymujący na krótkich dystansach. Jak powiedzieliśmy w artykule „Nie możesz przestać zabijać. Gdzie umieścić przecinek?”, Jeśli uznamy efekt zatrzymania jako zależność prawdopodobieństwa śmierci od czasu od momentu trafienia pocisku w cel, to trafienie kilku amunicji jednocześnie z dużym prawdopodobieństwem zapewni wyższe prawdopodobieństwo zniszczenia ważnych narządów i odpowiednio wskaźnik zgonów.
Naboje z OPP nigdy nie zostały przyjęte do użytku. Formalnie pierwszeństwo przyznano bardziej klasycznemu nabojowi 6x49 mm do broni gwintowanej, o którym mówiliśmy w artykule „Zapomniany radziecki nabój 6x49 mm kontra nabój 6,8 mm NGSW”. W tym czasie właściwości naboju 6x49 mm w pełni spełniały wymagania wojska, a jego rozwój w produkcji byłby o rząd wielkości łatwiejszy niż naboje z OPP. Ponadto niektóre testy wskazywały na potencjalny brak nabojów z OPP - zbyt silne rozłożenie palet, które mogłyby trafić własnych żołnierzy znajdujących się przed strzelcem. Z drugiej strony sugerowano, że testy te zostały wykorzystane jako formalny powód przyznania pierwszeństwa nabojowi 6x49 mm, ponieważ wcześniejsze testy nie wykazały znaczących problemów z rozłożeniem palet.
Jednak upadek ZSRR nakreślił linię zarówno w temacie nabojów z OPP, jak i tematu naboju 6x49 mm.
Więcej informacji na temat historii tworzenia amunicji podkalibrowej do broni strzeleckiej można znaleźć w artykule „Pociski w kształcie strzał: ścieżka fałszywych nadziei czy historia straconych szans?” (część 1 i część 2).
Stożkowa beczka
W artykule „Kaliber 9 mm i zatrzymanie akcji. Dlaczego 7, 62x25 TT zastąpiono 9x18 mm PM?” wymienił „kulę Gerlicha” jako przykład stworzenia naboju małego kalibru o ekstremalnych parametrach niszczących.
Początkowo pomysł zastosowania lufy stożkowej należał do niemieckiego profesora Karla Puffa, który w latach 1903-1907 opracował karabin na pocisk z pasem do broni gwintowanej, z niewielkim stożkiem lufy. W latach 20. i 30. pomysł ten został dopracowany przez niemieckiego inżyniera Gerlicha, któremu udało się stworzyć broń o wybitnych właściwościach.
W jednej z eksperymentalnych próbek systemu Hermann Gerlich średnica pocisku wynosiła 6,35 mm, masa pocisku 6,35 g, natomiast początkowa prędkość pocisku sięgała 1740-1760 m/s, energia wylotowa 9840 J. W odległości 50 m pocisk Gerlicha przebił stalową płytę pancerną o grubości 12 mm, otwór o średnicy 15 mm, aw grubszym pancerzu zrobił lejek o głębokości 15 mm i średnicy 25 mm. Zwykły pocisk 7,92 mm z karabinu Mauser pozostawiał na takim pancerzu jedynie niewielkie zagłębienie 2-3 mm.
Dokładność systemu Gerlich również znacznie przewyższała zwykłe karabiny wojskowe: w odległości 100 metrów w okrąg o średnicy 1,7 cm mieściło się 5 pocisków o masie 6,6 g, a przy strzelaniu z odległości 1000 metrów wpadło 5 pocisków o masie 11,7 g okrąg o średnicy 26,6 g. cm Ze względu na dużą prędkość pocisku praktycznie nie miał na niego wpływu wiatr, wilgotność, temperatura powietrza. Płaski tor lotu ułatwiał celowanie.
Broń systemu Hermann Gerlich nie stała się powszechna, przede wszystkim ze względu na niski zasób lufy, wynoszący około 400-500 pocisków. Innym możliwym powodem, najprawdopodobniej, jest złożoność i wysoki koszt produkcji zarówno samych pocisków, jak i broni.
Technologie obiecującego karabinu automatycznego (karabinu szturmowego)
Dlaczego potrzebujemy pierzastych pocisków podkalibrowych i zwężającej się lufy w obiecującej broni strzeleckiej?
Kilka decydujących czynników jest tutaj ważnych:
1. Pierzaste pociski podkalibrowe mogą być przyspieszane do znacznie większych prędkości niż pociski gwintowane, bez zwiększania zużycia lufy.
2. Broń systemu Gerlich może znacznie zwiększyć prędkość pocisku, w rzeczywistości do prędkości hipersonicznych, podczas gdy można założyć, że głównym powodem zużycia broni systemu Gerlich była wcześniej obecność gwintowania w to.
Na tej podstawie można założyć, że pierzasty pocisk podkalibrowy i zwężającą się lufę można połączyć w obiecującą broń strzelecką. Rolę pierścieni zaślepiających, programowalnych odkształcalnych w procesie strzelania, będzie pełnić paleta pocisku podkalibrowego z piórem o określonej konfiguracji. Jednocześnie można uzyskać przeżywalność lufy, która odpowiada lub przekracza wskaźniki istniejącej nowoczesnej broni strzeleckiej
Najprawdopodobniej najbardziej optymalnym formatem obiecującego naboju będzie amunicja teleskopowa, w której pocisk jest całkowicie zatopiony w ładunku proszkowym. W rzeczywistości są w nim dwa zarzuty. Najpierw wyzwalany jest ładunek miotający, wypychający pocisk/pocisk z tulei do lufy i wypełniający wolną przestrzeń produktami spalania ładunku miotającego, po czym zapalany jest główny ładunek o dużej gęstości.
Teleskopowy nabój z całkowicie wpuszczonym pociskiem da twórcom szerokie pole do eksperymentów, da możliwości tworzenia automatyki broni strzeleckiej, odmiennej od tych, które stosuje się do broni z klasyczną amunicją.
]
Aby zoptymalizować gęstość rozmieszczenia amunicji w magazynku broni, obiecujące naboje mogą być wykonane nie tylko okrągłe, ale także kwadratowe lub trójkątne w przekroju.
Obudowa tulei najprawdopodobniej będzie wykonana z polimeru, co zmniejszy masę naboju, utrzymując ją na poziomie nabojów niskoimpulsowych 5, 45x39 mm, a zatem zapobiegnie zmniejszeniu ładunku amunicji wojownicy.
Rozprzestrzenianie się i ulepszanie komputerów, a także specjalistycznego oprogramowania, może doprowadzić do pojawienia się amunicji podkalibrowej, znacznie różniącej się układem od tych, które opracowano w okresie sowieckim.
Zmieniając masę OPP w zakresie 2,5-4,5 grama i prędkość OPP w zakresie 1250-1750 m/s można uzyskać energię początkową w zakresie 3000-7000 J Dla nabojów trzypunktowych energia początkowa wyniesie odpowiednio 1500-2000 J na jeden uderzający element, przy masie jednego elementu 1,5 grama. Na podstawie powyższej tabeli, w porównaniu do energii i siły odrzutu różnych rodzajów amunicji, można spodziewać się odrzutu w zakresie od naboju 7,62x39 mm do naboju 7,62x54R. Jednocześnie można wyprodukować linię amunicji z różnego rodzaju sprzętem przeznaczonym do walki w różnych sytuacjach taktycznych.
Na przykład, jeśli bitwa toczy się na otwartym terenie, z dominującą porażką celów z dużej odległości, wówczas stosuje się naboje jednopociskowe o energii około 6000-7000 J, które są bardziej skuteczne przy strzelaniu pojedynczym ogniem. Jeśli toczy się bitwa na obszarach miejskich, gdzie wymagane jest przebicie się przez dużą liczbę przeszkód (dwustronne, stosunkowo cienkie ściany budynków, zarośla roślinności), stosuje się naboje jednopociskowe o energii 3000-4500 J, które są bardziej skuteczne podczas strzelania seriami. Jeśli penetracja przeszkód nie jest wymagana, ale konieczne jest zapewnienie maksymalnej gęstości ognia z bliskiej odległości, stosuje się amunicję trzypunktową.
Pozwoli to na uzyskanie przewagi nad broniami opracowanymi w ramach programu NGSW w całym zakresie zakresów użycia broni, w różnych sytuacjach taktycznych.
Prędkości obrotowe do 1360 m/s uzyskano na etapie opracowywania tego tematu przez Władysława Dworianinowa, w czasach sowieckich. Oznacza to, że połączenie nowych materiałów miotających i stożkowej lufy może umożliwić osiągnięcie prędkości OOP rzędu 2000 m/s. Przy takiej początkowej prędkości OPP, pomiędzy strzałami a trafieniem w tarczę w odległości 500 metrów upłynie około 0,3 sekundy, co znacznie uprości strzelanie i zmniejszy wpływ czynników zewnętrznych na OPP
Wytwarzanie rdzenia OPP ze stopu na bazie węglika wolframu w połączeniu z dużą prędkością i małą średnicą OPP zapewni penetrację wszystkich istniejących i przyszłych NIB.
Aby zmniejszyć tarcie i zmniejszyć zużycie lufy, tacę OPP można wykonać z nowoczesnych materiałów polimerowych, na przykład stosowanych do produkcji pasa prowadzącego w nowych rosyjskich pociskach do 30-mm armat automatycznych.
Pomimo braku rowków i zastosowania palet OPP wykonanych z materiałów polimerowych, duża prędkość pocisku i ciśnienie w lufie, w połączeniu ze stożkiem lufy, mogą wymagać zastosowania środków zwiększających wytrzymałość lufa obiecującego karabinu automatycznego. I tutaj gładka lufa jest istotną zaletą, która upraszcza operacje technologiczne związane z jej produkcją. Na przykład, można zastosować kombinację beczki stalowej lub nawet tytanowej (zwanej dalej stopami tytanu) z wkładką ze stopu węglika wolframu.
Półfabrykat beczki może być wstępnie formowany za pomocą druku 3D, a następnie obróbki na maszynach o wysokiej precyzji.
Naukowcy z Nadrensko-Westfalskiego Uniwersytetu Technicznego w Akwizgranie i Instytutu Technologii Laserowych im. Fraunhofera (Niemcy) rozpoczęli badania nad laserowym drukiem 3D proszkowym przy użyciu twardych stopów węglika wolframu i węglika kobaltu. W tym celu wykorzystywana jest zmodernizowana wersja laserowej drukarki 3D, uzupełniona o emitery w widmie bliskiej podczerwieni o mocy do 12 kW, instalowane nad obszarem roboczym i podgrzewające spiekane warstwy. Emitery podnoszą temperaturę górnej warstwy materiału eksploatacyjnego powyżej 800°C, po czym do akcji wkraczają lasery spiekalnicze.
Jednym z zamierzonych przypadków użycia takiego sprzętu jest integracja kanałów chłodzących bezpośrednio z produkowanymi narzędziami i częściami. Produkcja takich struktur metodą spiekania konwencjonalnego jest albo bardzo kosztowna, albo wręcz technicznie niemożliwa. Produkcja takich produktów w technologii druku 3D metodą selektywnego spiekania laserowego pozwala na wyposażenie ich w wewnętrzne wnęki o skomplikowanych kształtach.
Zastosowanie druku 3D z węglika wolframu i stali/tytanu pozwoli na tworzenie wewnętrznych wnęk na całej długości lufy, co z kolei zapewni jej efektywne chłodzenie np. poprzez nadmuch powietrza na całej długości, czy nawet analog rurek cieplnych stosowanych w nowoczesnej elektronice.
Druk 3D może być również wykorzystany do wykonania głównych części broni, zarówno plastikowych, jak i metalowych. Elementy odbiornika mogą być wykonane z ukrytymi wnękami, aby schłodzić broń i zmniejszyć jej wagę. Elementy polimerowe mogą być wykonane w postaci struktury plastra miodu, ponownie w celu zmniejszenia masy broni i/lub w celu dalszego tłumienia impulsu odrzutu.
Zwiększenie momentu odrzutu w porównaniu z bronią strzelecką wykorzystującą naboje niskoimpulsowe o kalibrze 5,45x39 mm lub 5,56x45 mm będzie wymagało kompleksowego wdrożenia systemów kompensacji odrzutu do akceptowalnego poziomu.
Przede wszystkim może to być tłumik - kompensator hamulca wylotowego (DTC) typu zamkniętego, podobny do tych, które mają być stosowane w broni rozwijanej w ramach programu NGSW.
Schematy automatyzacji mogą być również realizowane z akumulacją (przemieszczeniem) impulsu odrzutu, zapewniając dokładne strzelanie w krótkich seriach z dużą szybkością lub innymi zaawansowanymi systemami tłumienia/absorpcji odrzutu.
Interesujące do rozważenia jest schemat zaproponowany przez Aleksieja Tarasenko z wibracyjną absorpcją odrzutu.
Nie mniej trudnym problemem niż rozwój samej broni i naboju do niej jest organizacja produkcji na dużą skalę obiecującej amunicji. Produkcja obiecujących wkładów może opierać się zarówno na klasycznych zaawansowanych automatycznych liniach wirnikowych, jak i na nowych rozwiązaniach technologicznych, z wykorzystaniem drukarek 3D zdolnych do drukowania z metalu i polimerów, szybkich robotów delta, precyzyjnego skanowania optycznego systemy, które pozwalają „w locie” analizować otrzymaną amunicję i sortować ją według klasy celności.
Można założyć, że produkcja na dużą skalę obiecujących nabojów teleskopowych nie jest zadaniem nie do rozwiązania, przynajmniej ze względu na fakt, że Rosja od dawna debugowała produkcję 30 mm BOPS do karabinów automatycznych, które również są dalekie od produkcji pojedynczych kopie. Jednocześnie francusko-brytyjskie konsorcjum CTA International już seryjnie produkuje amunicję teleskopową do 40-mm armaty automatycznej 40 CTAS, w tym w wersji z BOPS, a w Stanach Zjednoczonych Textron przygotowuje się do produkcji nabojów teleskopowych dla małych broni w ramach programu NGSW.
Nie martwcie się też niedoborem wolframu do tych celów – jego rezerwy są dość duże w Rosji, a więcej niż duże w sąsiednich Chinach, z którymi nadal utrzymujemy dość wyrównane stosunki partnerskie.
Jeśli chodzi o wysoki koszt obiecującej broni i amunicji, jest to całkiem normalne w przypadku nowej technologii. Ostatecznie wszystko opiera się na kryterium opłacalności, które pokazuje, jak obiecujący kompleks broń-naboje przewyższa istniejące modele. Na początkowym etapie jednostki specjalne są wyposażone w obiecującą broń, następnie najbardziej wojownicze jednostki, równolegle opracowywane są projekty i procesy technologiczne wytwarzania broni i wkładów w celu obniżenia ich kosztów.
Bez tego prawie niemożliwe jest stworzenie przełomowego kompleksu broni z nabojami. Przypomnijmy sobie, jak zareagowali na powstanie pierwszych karabinów maszynowych: mówią, że nie da się wypuścić tylu nabojów, aby zapewnić im armię uzbrojoną w karabiny maszynowe i do czego to doprowadziło w przyszłości.
Historia podąża spiralą. Wiele projektów i technologii, które wcześniej odrzucono jako niewykonalne, można ponownie zbadać, biorąc pod uwagę pojawianie się nowych materiałów i procesów technologicznych. Niewykluczone, że ponowne przemyślenie możliwości wykorzystania pocisków podkalibrowych z piórami w obiecującej broni strzeleckiej w połączeniu ze stożkową lufą systemu Gerlich na nowym poziomie technologicznym umożliwi stworzenie broni strzeleckiej znacznie przewyższającej istniejące próbki wykonane według tradycyjne schematy i procesy technologiczne.
