ЗВО - 02'1987
БОЕВЫЕ ЧАСТИ РАКЕТ ДЛЯ ПОРАЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ
Полковник А. БЕЛОВ, кандидат технических наук
В своем постоянном стремлении обеспечить военное и военно-техническое превосходство над Советским Союзом империалистические круги США и НАТО уделяют неослабное внимание развитию различных видов вооружений, проводя комплексные исследования по обоснованию рациональных характеристик как оружия в целом, так и отдельных его подсистем.
Функционально важным элементом любого средства вооружения, обеспечивающим достижение конечной цели его применения - поражения заданного объекта, является боевое снаряжение, включающее боевую часть (БЧ) и систему подрыва.
По мнению иностранных военных специалистов, выбор рациональных параметров боевого снаряжения, гарантирующих высокую эффективность, например управляемой ракеты (УР), представляет собой многомерную задачу, при решении которой необходимо учитывать характер поражаемой цели, условия встречи УР с целью, ожидаемую точность применения, массу БЧ и конструкцию выделенного для нее отсека, а также современные достижения технологии производства боевых частей. Считается, что если выбор боевого снаряжения производится на этапе интегрирования средства поражения, то приходится решать задачу рационального распределения функций поражения цели между системой наведения и боевым снаряжением. Снижение требований к системе наведения приведет к меньшей точности и может потребовать применения более мощной БЧ, а иногда и изменения характера поражающего воздействия.
Применительно к задаче поражения воздушных целей зарубежные эксперты указывают на две существенные особенности:
- Класс воздушных целей охватывает весьма широкий перечень объектов, существенно различающихся по своим габаритам, живучести, скоростным и маневренным характеристикам. Он включает, в частности, военно-транспортные самолеты и вертолеты, маневренные скоростные истребители, бомбардировщики, малоразмерные беспилотные летательные аппараты, крылатые ракеты и другие средства.
- Воздушные цели в пространстве находятся, как правило, в постоянном движении (исключение составляют вертолеты в режиме висения).
Полагают, что указанные особенности усложняют задачу не только поражения воздушных целей, но и определения рационального типа средств их поражения, в роли которых выступают малокалиберное артиллерийское вооружение авиационных и зенитных комплексов и управляемые ракеты классов "воздух - воздух" и "земля - воздух".
Способы поражения. В качестве возможных рассматриваются два основных способа поражения воздушной цели: путем прямого попадания или дистанционно, при небольшом промахе. Первый характерен для артиллерийских снарядов, которые обычно не оснащаются системами неконтактного подрыва, поскольку считается, что при этом будут иметь место значительные потери в эффективности, которые не компенсируются небольшим дополнительным эффектом, достигаемым в отдельных случаях. Высокая скорострельность современного автоматического оружия обеспечивает высокую вероятность прямого попадания в цель, но при сравнительно небольших дальностях стрельбы.
Управляемые ракеты, особенно при пусках с больших дальностей и по маневрирующим целям, имеют низкие вероятности прямого попадания. Обычно УР пролетают мимо цели Не: небольших расстояниях, и для них основным способом поражения является дистанционное поражение при подрыве БЧ в нужный момент, определяемый системой подрыва
Источник энергии. Энергия, необходимая для поражения цепи, содержится в заряде взрывчатого вещества (ВВ) и высвобождается при его детонации, вызывающей в заряде ударную волну, которая распространяется со скоростью 8-9 км/с. Судя по сообщениям западной печати, при создании ВВ решаются следующие задачи:
- Получение максимально возможной энергоотдачи. Это достигается применением энергоемких ВВ типов гексоген и октоген (в ближайшее время их замена не предвидится).
- Снижение чувствительности к аэродинамическому нагреву. В частности, уже созданы ВВ, способные выдерживать температуру 200-300' С (для сравнения: тринитротолуол может выдержать 80° С, гексоген - 140°С, октоген -от 160 до 170°С). В них в качестве основного связующего компонента вместо тринитротолуола используются термопластические материалы.
- Повышение устойчивости к огню и прострелу. Полагают возможным создание смесевых зарядов, которые не детонируют в огне и при попадании снарядов, пуль и осколков.
Фугасное действие. Каждый килограмм ВВ производит около 1000 л газа, создающего местное давление до 100 т/см2. Этот газ, нагретый до температуры 3000-5000° К, быстро расширяется и, сжимая окружающий воздух, вызывает ударную волну. Характер ее воздействия на воздушную цель довольно сложный, однако для ориентировочного определения радиуса D (м) фугасного поражения цели зарядом ВВ массой W (кг) считается возможным использовать следующую зависимость:
где коэффициент K1 - 0,3 - 0,5 в зависимости от типа цели. Для малых зарядов это расстояние измеряется не от центра цели, а от ближайшей точки.
Осколочное действие. Если заряд ВВ заключен в твердую (обычно металлическую) оболочку, то газы, полученные в результате детонации, разрывают ее, что вызывает разлет осколков с высокими скоростями, зависящими от отношения массы заряда к полной массе боевой части (это отношение называется коэффициентом наполнения БЧ). После разрыва оболочки осколки еще некоторое время воспринимают ускоряющее воздействие расширяющих газов - продуктов взрыва. С помощью осколков поражающая энергия распространяется на расстояния, превышающие радиус фугасного действия БЧ, но только в направлении полета осколков (поле фугасного поражения является сплошным).
Важной характеристикой поражающего действия осколков служит скорость их разлете. При простом цилиндрическом заряде ВВ все осколки приобретают примерно равную скорость разлета, которая может быть, определена по формуле:
Без принятия специальных мер по организации дробления оболочки получающиеся осколки существенно отличаются друг от друга по массе и размерам, причем большая доля энергии взрыва приходится на быстротормозящиеся в воздухе мелкие осколки, не приводящие к заметному поражающему эффекту из-за малой энергии, доставляемой к цели. Для организации дробления применяются различные приемы, связанные с механической обработкой корпуса БЧ, формированием специальных выемок на поверхности боевого заряда, использованием готовых осколков или поражающих элементов, и другие (рис. 1).
При использовании конических или сферических выемок возникает так называемый эффект кумуляции, с помощью которого удается получать некоторое количество тяжелых осколков, имеющих скорости разлета до 4-5 км/с БЧ такого типа иногда называют мультикумулятивными, а формируемые осколки - ударными ядрами.
Специфической разновидностью осколочной боевой части является стержневая БЧ с готовыми поражающими элементами в виде стержней, расположенных вдоль ее оси и, последовательно соединенных таким образом, что при разлете они формируют сплошное зигзагообразное стержневое кольцо.
Механизм осколочного поражения. Эффект воздействия осколка на цель обычно оценивается с помощью статистических моделей, в которых подробно описываются конфигурация цели и расположение ее основных уязвимых отсеков, параметры БЧ (размер и количество осколков, скорости и углы их разлета и т. п.) , условия встречи ракеты с целью (скорости, углы подхода, положение точки подрыва БЧ).
В процессе моделирования обычно выявляются следующие характеристики, анализ которых позволяет рассчитать степень поражения цели: глубина проникания (считается основным показателем); глубина проникания совместно с конфигурацией пробоины (определяет эффективность воздействия на целый ряд элементов цели - кабели, цепи управления, гидравлические системы и т. п.); количество движения осколка (определяет деформацию элементов цели); кинетическая энергия, обусловливающая размеры повреждений больших целей; эффект разрушения конструкции как соотношение энергии осколка и величины цели; скорость поглощения энергии осколка целью.
Повысить вероятность поражения воздушной цели можно, по мнению западных специалистов, за счет увеличения энергии осколков, что обеспечивается применением крупных БЧ с более тяжелыми и скоростными осколками. Другим путем повышения эффективности осколочной БЧ считается обеспечение большого числа попаданий осколков в цель. При этом проявляется эффект накопления ущерба, в результате чего общий итог воздействия на цель оказывается выше простой суммы отдельных эффектов.
Если несколько осколков попадает в цель на небольшой площади и с малым временным интервалом, может возникнуть дополнительный эффект усиления поражения, порождаемый следующими причинами: наложением серии ударных волн, вызываемых в конструктивных элементах цели каждым попавшим осколком; взрывными реакциями соединения с кислородом части материала цели и осколка, испарившейся при проникании осколка (это явление особенно заметно, когда оно возникает во внутренних полостях цели и когда серия осколков вызывает квазистатическое избыточное давление); гидроударом, возникающим при попадании осколков в топливный бак или другую емкость с жидкостью.
Варианты нацеливаемых боевых частей; 1- механически деформируемая (раскрывающийся квадрант); 2 -взрывная деформация заряда; 3 - управляемая ударная волнау
По оценке иностранных военных специалистов, основными направлениями модернизации аэродромной сети стран АСЕАН являются оснащение аэродромов современными средствами радионавигации и аэродромно-технического обеспечения, строительство укрытий для самолетов, увеличение количества одиночных и групповых стоянок, создание запасов ГСМ и боеприпасов на аэродромах базирования боевой авиации.
Судя по сообщениям иностранной прессы, проведенные в объединении "Мессершмитт - Бельков - Блом" эксперименты показали, что при попадании осколка в бак с жидкостью его проникание незначительно и практически не зависит от скорости. Была проведена серия отстрелов 3,5-г осколка в контейнер с водой со скоростями 600-1800 м/с. Оказалось, что максимальное проникание достигалось при скоростях 800-1000 м/с. При меньших скоростях осколок сплющивался, а при больших (свыше 1000 м/с) принимал грибовидную форму и начинал эрродировать. Увеличение площади осколка и уменьшение его массы приводило к сокращению глубины проникания. Однако при высокоскоростных осколках контейнер получал более значительные повреждения вследствие более мощной ударной волны жидкости.
Временные интервалы между осколками, необходимые для проявления эффекта усиления разрушений, зависят от скорости распространения ударной волны в среде, воспринимающей воздействие осколков (для металла она достигает 10 мкс, жидкостей - 100 мкс, внутренних воздушных полостей - 1 мс).
Управление разлетом осколков. Обычно угол разлета осколков выбирается достаточно широким с тем, чтобы снизить требования к точности выдерживания условий подрыва БЧ. При этом много осколков не попадает в цель. Их количество определяется размером цели и удалением от нее точки подрыва БЧ.
Для получения эффекта усиления разрушений западные конструкторы боевых частей пытаются формировать узкое поле разлета осколков или даже обеспечить их параллельное движение. Полагают, что на определенных дальностях это дает некоторый выигрыш. Наиболее узкое поле разлета поражающих элементов имеют стержневые БЧ, однако применяются они ограниченно, в основном на ракетах класса "воздух - воздух" малой дальности стрельбы (типа "Сайдвиндер"), обеспечивающих высокую точность наведения. Основными причинами ограниченного применения стержневых БЧ считаются невысокая скорость расширения кольца (ее увеличение может привести к преждевременному разрушению кольца), небольшой радиус поражения и недостаточная для поражения некоторых прочных целей режущая способность стержней. Например, стержневая боевая часть ракеты AIM-9C "Сайдвиндер" имеет следующие параметры: скорость разлета 900 м/с, радиус поражения 5,1 м, количество стержней 144, размер одного стержня 4,75X4,75X266 мм.
Высокой плотности осколков и ослабления зависимости их эффективности от удаления цели удается достичь за счет использования БЧ направленного действия. Зарубежные исследователи идут по двум направлениям. Одно из них предусматривает создание БЧ так называемого направленного действия, которые имеют одно фиксированное направление поражения (обычно вдоль продольной оси или под прямым углом к ней). Применение таких БЧ требует усложнения конструкции ракеты, поскольку перед подрывом боевой части необходимо обеспечивать ее поворот для совмещения направления разлета осколков с целью. Отмечается также, что БЧ направленного действия оказываются неэффективными против маневрирующих самолетов и скоростных целей, поскольку современная технология не позволяет непосредственно перед подрывом БЧ осуществить достаточно быстрый ее поворот с требуемой точностью.
Другой путь предусматривает создание БЧ, у которых направление разлета осколков может быть сформировано в момент подрыва. Такие боевые части получили наименование нацеливаемых. Исследуются два метода формирования нужного направления разлета: механический и взрывной (рис. 2). При первом четыре квадранта, составляющие БЧ, раскрываются в момент подрыва в сторону цели и инициируются. Для срабатывания такой БЧ требуется несколько миллисекунд, что ограничивает ее применение.
При реализации взрывного метода рассматриваются два варианта: взрывная деформация основного заряда и создание в заряде ВВ ударной волны нужного направления. При этом предпочтение отдается второму, реализуемому с меньшими затратами и обладающему большей перспективой. Сообщается, в частности, что уже разработаны образцы детонаторов, позволяющие формировать направленную ударную волну. По мнению западных военных специалистов, применение такой нацеливаемой БЧ наряду с созданием плотного потока осколков, направленного в сторону цели, дает возможность повысить скорость осколков на 10-20 проц. и соответственно увеличить энергию, доставляемую к цели.
Результаты проводимых в странах НАТО исследований показывают, что основным направлением совершенствования боевого снаряжения управляемых ракет классов "воздух - воздух" и "земля --воздух) на ближайшее будущее станет создание нацеливаемых БЧ, в которых в момент подрыва формируется плотный поток скоростных осколков, направленный в сторону воздушной цели, который эффективно поражает ее Как считают западные эксперты, такие боевые части обладают хорошей перспективой и их использование обеспечит значительный прогресс в борьбе с воздушными целями.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
