Кумулятивные боеприпасы: история разработки и применения в ходе Великой Отечественной войны

Подготовка и начало Второй мировой войны потребовали новых подходов к изготовлению вооружения. Возникла необходимость в разработке оружия с большей поражающей силой. Фашистская Германия, развивавшая агрессию в Европе с 1933 года была заинтересована в развитии новых видов вооружений, обеспечивающих превосходство сил над противником. В этой связи было обращено особое внимание на кумулятивный эффект и возможности его применения.

Целью избранной темы исследования является изучении алгоритмов возникновения новых видов вооружений, в частности с кумулятивным эффектом, а также изучение результатов применения боеприпасов с данным эффектом в ходе Великой Отечественной войны.

Понятие эффекта кумуляции

Термин «кумуляция» пришел к нам от латинского и обозначает cumulato - «скопление» или cumulo - «накапливание» и дословно означает увеличение или усиление какого-либо эффекта за счет накопления или сложения нескольких однородных с ним эффектов [1, с. 5].

«Кумулятивный эффект» - это концентрация энергии взрыва в определенном направлении, такое определение можно считать самым правильным и простым. При детонации заряда взрывчатого вещества без кумулятивной выемки мы сможем наблюдать неглубокую вмятину в материале преграды. Причем, чем дальше от цели разместить снаряд, тем хуже будет эффект. Наличие кумулятивной выемки в снаряде приводит к концентрации плотности энергии, что проявляется в увеличении глубины вмятины в материале преграды. Однако, увеличении расстояния до цели все еще приводит к уменьшению эффективности. Если же использовать снаряд с кумулятивной выемкой и металлической облицовкой, то эффективность снаряда сильно увеличивается, причем глубина проникания кумулятивной струи увеличивается с увеличением расстояния до преграды. Различия в степени воздействия кумулятивного заряда без металлической облицовки и с ней связаны с физическими особенностями реализуемых режимов пространственной концентрации плотности энергии. В первом случае получающаяся реактивная струя состоит из продуктов взрыва повышенной плотности энергии (ее скорость около 11,2 км/с). Однако, такая газокумулятивная струя имеет относительно низкую эффективность действия по преграде, за счет рассеивания са- мой струи в стороны. Во втором случае, металлическая облицовка не позволяет кумулятивной струе рассеивается и придает ей однозначное направление. Следствии этого достигается значительно большая плотность энергии в струе. В добавок ко всему, расплавленный металл попадает в кумулятивную струю, что производит дополнительный эффект.

Различают сосредоточенные (осесимметричные) и удлиненные (плоские) кумулятивные заряды [2, c. 302].

История изучения эффекта кумуляции

Кумулятивный эффект был открыт задолго до появления первых прототипов кумулятивных снарядов.

Впервые эффект, который позже назовут кумулятивным, был замечен Ф. Баадером в 1792 году. Он впервые сфокусировал энергию горения порохового заряда путем создания в нем конической или грибообразной формы. Такие заряды он описал в Минном журнале и применял на практике во взрывных работах в Норвегии.

Гораздо позже, в 1864 году, русский военный инженер-генерал Михаил Матвеевич Боресков использовал кумулятивный эффект во время саперных работ для разрушения твердых пород. В 1865 году Дмитрий Иванович Андриевский для полноты взрывания взрывчатого вещества применил специальный запал, это был элементарный электрический фонарик с коническим отражателем, в углубление которого дополнительно засыпали порох и железные опилки. Это, казалось бы, простое в строение устройство, являлось не только первым электродетонатором, но и первая попытка практического использования кумулятивного эффекта [1, c. 10].

Однако, в странах западной Европы приоритет создания снаряда с выемками во взрывчатом веществе отдают фон Фостеру. Он в 1941 году в Германии опубликовал две статьи под названием «Эксперименты с прессованным порохом», изложив в них результаты своих исследований в области пробивного и бризантного действия цилиндрических зарядов с глухим или сквозным центральным отверстием.

В США приоритет исследований данных зарядов отдают профессору Чарльзу Монро, служащего-химика на военной морской торпедной базе в Ньюрорте. В 1888 году он проводил опыты с взрывчаткой и сейфами. Чарльз заметил, что в месте где располагалась надпись компании производителя сейфов, углубления от взрыва динамитной шашки были глубже. Из этого он сделал вывод и в следующей связке динамита из центра вытащил две шашки примерно на два сантиметра. Последствия взрыва стали намного заметнее. Наиболее эффективный из опытов Монро был проведен в 1894 году и заключался в получении сквозного отверстия в крышке сейфа. Добился он этих результатов поместив в центр оловянную емкость вокруг которой разместил динамитные шашки. Этот опыт Монро долгое время считался первым случаем применения кумулятивного заряда с металлической облицовкой, но это не так.

Недавно стало известно, что еще в 1891 году малоизвестный французский капитан Лепиди пытался разработать кумулятивный заряд для военного применения. Однако, эти эксперименты пришлось остановить из-за отсутствия надежного взрывателя.

Перед началом Первой мировой войны доктором Нейманом было предложено несколько вариантов конструкций снарядов с оптимальной выемкой конической формы. Таким образом, до начала Первой мировой войны ни одна страна не владела высокоэффективными кумулятивными снарядами, а сразу после наступил долгий период «затишья» [1, c. 16].

В 1923-1926 гг. в области исследования кумулятивного эффекта добился успехов советский ученый, профессор Мирон Яковлевич Сухаревский. Он работал над изучением кумулятивных снарядов без металлической облицовки и сумел найти зависимость бронебойного действия снарядов от формы выемки, дистанции до преграды и других различных факторов. Также он впервые рассмотрел возможность создания «удлиненного» кумулятивного снаряда для создания в преградах удлинённых пробоин. Применение данных ре- зультатов в этот период казалось настолько невозможным, что данные исследования были опубликованы в открытой печати. Позже Г.И. Покровский, продолживший дело предшественника в изучении кумулятивных снарядов, сообщит интересные сведения: «Среди документов, взятых нашими войсками в качестве трофея при штурме Берлина, мне попалась немецкая книга с пометкой «Совершенно секретно» и приложенным к ней письмом Геринга. В письме был указан особый режим использования и хранения этой книги, изданной еще в 1938 году. При более детальном прочтении, стало ясно, что книга представляла собой перевод сведенных воедино статей советского профессора М.Я. Сухаревского, опубликованных в журналах «Техника и вооружение Красной Армии» за 1925-1926 годы. В статьях содержались обоснованные действия кумулятивных зарядов» [1, с. 17].

Новый виток развития кумулятивных зарядов приходится на конец 1939. В этом году с разницей в один месяц, два изобре-тателя-швейцар Генри Могаупт, и немец Рудольф Томанек патентуют свои изобретения. Их новизна была в использовании металлической облицовки в конструкции кумулятивного снаряда. Томанеком был представлен снаряд для артиллерийского орудия, а Могаупт представил гаранту для противотанкового ружья. В первых экспериментах кумуляции они использовали стекло, но позже пришли к выводу, что медь и сталь дают более хорошие результаты. Эксперименты показали, что важны такие параметры как толщина кумулятивной облицовки и точность ее изготовления. Позже Рудольф Томанек создаст компанию по изготовлению военных кумулятивных зарядов для нужд рейха. Генри Могаупт работал на США, где и представил свою гранату с кумулятивной боевой частью. Вскоре эта установка получила название Базука, оно произошло из-за сходства с оружием героя комикса [3].

Впервые кумулятивный боеприпас был применен в военном плане в ночь с 10 на 11 мая 1940 года. Немецкий воздушный десант атаковал форт Eban Emael, районе бельгийского города Льеж. Толщина ору- дийных башен форта достигала порядка 400 мм, что не помешало их разрушить используя кумулятивные снаряды полусферической формы. В образовавшиеся отверстия немцы сбрасывали обычные ручные гранаты. Еще через год в мае 1941 ручные противотанковые гранаты были использованы немцами в десантной операции на острове Крит. К началу Второй мировой войны на вооружении у немецкой армии, благодаря Р. Томанеку и его предприятию, было около 50000 кумулятивных снарядов с облицовками из цинка, так как медь была в дефиците. За все время войны его компания изготовила порядка 5 миллионов кумулятивный снарядов, кумулятивных гранат, мин и т.п.

Создание и применение кумулятивных снарядов в СССР в 1941-1943 гг.

В СССР кумулятивные боеприпасы стали поступать сразу после начала Великой Отечественной войны. Первым кумулятивным боеприпасом, принятым на вооружение Красной армии в 1941 году, стала противотанковая ружейная граната ВПГС-41(Винтовочная противотанковая граната Сердюка) созданная в КБ Наркомата угольной промышленности. Она относилась к классу редких и уникальных винтовочных гранат под названием «шомпольные». Характерной чертой данного вида вооружения было наличие «хвоста» (шомпола), вставляемого в канал ствола винтовки и служащего в роли стабилизатора. Данный боеприпас был сферической формы с облицовкой тонким слоем металла, позволяющим получить бронепробивае-мость в 30-40 мм. Расстояние применения данного орудия достигало 60 метров по одиночной цели или 140 по скоплению целей. Из-за конструкторских недостатков производство шомпольной гранат были прекращен весной 1942 года. Из недостатков выделяли плохую точность стрельбы и еще более плохую эффективную дальность стрельбы. Так же были часты случаи преждевременного срабатывания, что приводило к большому количеству несчастных случаев [1].

В октябре 1941 года в НИИ-6 инженерами                 М.Я. Васильевым,

З.В. Владимировой и Н.С. Жидких был разработан первый кумулятивный снаряд с конической стальной облицовкой калибром 76 мм. В условиях испытаний снаряд стабильно пробивал 100 мм бронепластину при прямом попадании и 30 мм бронепла-стину при попадании под углом в 30 градусов. В 1942 году данный кумулятивный боеприпас поступает на вооружение и поставляется на фронт в комплекте к 76 мм полковой пушке образца 1927 года. С мая 1942 года изготавливается серийно в течение всей войны. За годы войны было произведено порядка 1,1 миллиона 76 мм кумулятивных боеприпасов, в этом же году группой ученых и конструкторов в составе И.П. Дзюбы, Н.П. Казейкина, И.П. Кучеренко, В.Я. Матюшкина и А.А. Гринберга были разработаны кумулятивные противотанковые снаряды к 122 мм и 152 мм гаубицам. Они были оснащены взрывателем мгновенного действия. Были приняты на вооружение в 1943 году и в течение Великой Отечественной войны выпущены в порядке 100-120 тысяч копий. Данный тип боеприпасов внес огромный вклад в победу на Курской дуге, так как при попадании по нормали пробивал до 150 мм бронеза-щиты, что позволило наносить серьезный урон новейшим немецким танкам «Тигр» и «Пантера». Именно с Курской дуги началось активное и постоянное применение кумулятивных боеприпасов Советской Армией. В первой половине 1942 года генерал-майор И.П. Галицкий разрабатывает противотанковую летающую мину ЛМГ. Мина имеет кумулятивный заряд, пробивает бронепластину в 100 мм, имеет дальность полета до 25 метров [3].

В мае 1943 года на вооружение поступает новый кумулятивный снаряд БП-460А, который позволил 122 мм гаубице М-30 образца 1939 года (СУ-122) эффективно наносить повреждения немецким танкам на расстоянии. В отличие от бронебойных снарядов, которые повсеместно применялись до кумулятивных, БП-460А не нуждался в высокой скорости полета. Скорее даже наоборот, эксперименты показали, что излишняя скорость для кумулятивного боеприпаса и его вращение снижают эффективность.

Во время войны пытались решить еще одну проблему: атаковать наземные цели противника можно не только с земли, но и с воздуха. Но специально подготовленный для этого самолет ИЛ-2 мог взять только пару осколочных или фугасных боеприпасов, при условии, что ими надо было попадать строго в цель. Эту проблему блестяще решил изобретатель И.А. Ларионов. Решение крылось в нестандартном подходе. Вместо нескольких больших бомб, конструктор предложил взять много маленьких, изготовленных из тонкой жести. Сам Сталин принимал участие в подготовке и реализации этого проекта и лично запретил какие-либо испытания и боевые применения до личного приказа.

5 июля 1943 года в самый разгар Курской дуги были применены кумулятивные бомбы: вместо 4 стандартных каждый самолет ИЛ-2 переносил по 312 штук кумулятивных! ПТАБы (противотанковые авиационные бомбы) пробивали 70 мм брони, к слову, «Тигр» имел защищенность крыши 28 мм, а «Пантера» 16 мм. Особенность авиабомб заключалась в то, что детонатор срабатывала не при контакте с броней, а на специальном фокусном расстоянии, что позволяло эффективнее их использовать [1, с. 37].

Первыми ПТАБ применили летчики 2-й гвардейской и 299-й штурмовой авиадивизий 16-ой ВА 5 июля 1943 г. На участке ст. Малоархангельск-Ясная Поляна танки и мотопехота противника провели в течение дня 10 атак, подвергаясь бомбовым ударам с применением ПТАБ.

По другим данным, впервые новые кумулятивные бомбы ПТАБ-2,5-1,5 применили летчики 61-го шап 291-й шад ранним утром 5 июля. В районе Бутово штурмовикам Ил-2 ст. лейтенанта Добкевича удалось внезапно для противника обрушиться на вражескую колонну. Снижаясь после выхода из атаки, экипажи отчетливо видели множество горящих танков и автомашин [1, с. 38].

«На Курской дуге штурмовики также показали свою уникальность: летчикам 16ой воздушной армии удалось остановить атаку 200 немецких танков, уничтожив из них 70. Подобные примеры показывают разносторонность боевых задач Ил-2, которые он мог успешно и эффективно выполнять» [4, c. 69].

Массовое применение ПТАБ имело эффект тактической неожиданности и оказало сильное моральное воздействие на экипажи бронетехники противника (помимо самой техники). В первые дни сражения немцы не применяли рассредоточенные походные и предбоевые порядки, т.е. на маршрутах движения в составе колонн, в местах сосредоточения и на исходных позициях, за что и были наказаны – полоса разлета ПТАБ перекрывала 2-3 танка, удаленных друг от друга на расстояние 7075 м и эффективность была поразительной (до 6-8 танков с 1-го захода). Вследствие чего потери достигали ощутимых размеров.

К маю 1943 года было изготовлено свыше 800 тас. авиабомб, всего за время войны около 12,37 млн штук [1, c. 38].

В 1943 году, почти одновременно на вооружение СССР и германского вермахта поступают ручные противотанковые гранаты: РПГ-2 (эффективность 70 мм) и PWM-1(L) (эффективность 130-150 мм). В 1942 году в КБ-30 конструктор Н.П. Беляков начал разработку кумулятивной гранаты направленного дейст-вия.16 апреля 1943 года, она прошла полигонные испытания, а 28 апреля – войсковые. Была принята на вооружение под индексом РПГ-43, к лету 1943 года стала поступать в войсковые части в больших количествах.

Сейчас кумулятивные боеприпасы остаются одними из мощнейших орудий, правда стоит упомянуть, что и способов противодействия появилось довольно много, в частности, динамическая броня, при попадании в которую кумулятивный боеприпас срабатывал, но она не являлась основой танка. Это позволяло танку и экипажу в нем продолжать выполнение задачи. В противовес динамической броне появляются тандемные кумулятивные снаряды, действие которых основано на срабатывание одного слабого на динамической броне и воздействие второго уже на саму бронированную часть танка. Надо отметить, что немецкие ученые первыми предложили тандемные кумулятивный боеприпас, правда, они не успели воплотить эту идею в жизнь.

Заключение. Кумулятивные боеприпасы сыграли огромную роль в победе СССР над противником в Великую Отечественную войну. Тысячи советских ученых трудилось над производством и усовершенствованием данного вида боеприпасов.

Применение кумулятивных бомб, в частности, в Курской битве, позволило нанести неожиданный и решительный урон врагу и перейти в наступление, что способствовало завершению коренного перелома в ходе Великой Отечественной войны и началу массового изгнания немецко-фашистских захватчиков с территории СССР.