4 Бронебойное действие боеприпасов

Под бронебойным действием боеприпасов понимается пробивание боеприпасом преград из брони или проникание в эти преграды.

Процесс проникания в броню является весьма сложным и механизм этого процесса в достаточной мере не изучен. Поэтому эффективность действия бронебойных боеприпасов оценивается главным образом на основе полуэмпирических формул, которые учитывают те или иные особенности конструкции снарядов, свойства брони и условия встречи снаряда с броней.

Физическая картина процесса бронепробивания определяется в первую очередь прочностными свойствами брони и формой головной части снаряда.

По своим свойствам стальная броня подразделяется на гомогенную, имеющую постоянную твердость и вязкость по всей толщине, и гетерогенную, в которой чрезвычайно твердый лицевой слой сочетается с тыльными слоями брони, имеющими пониженную твердость и повышенную вязкость.

Гомогенная броня подразделяется на броню высокой (dв= 2.6…3,1), средней (dв = 3,3…3,6) и низкой вязкости (dв = 3,7…4,1).

При встрече с гомогенной броней снаряд, имеющий прочную головную часть без притупления, внедряясь на некоторую глубину, создает в лицевых слоях брони напряжения и деформации, подобные тем, которые имеют место при вдавливании пуансона. Под воздействием этих напряжений происходит пластическая деформация металла брони в направлении максимального сопротивления. Вытесненный металл образует на лицевой стороне наплывы. (рисунок 4.1А). У брони средней и высокой твердости в этот момент происходит разрушение лицевых слоев с образованием кратера, т.е. сколы с лицевой стороны (рисунок.4.1Б,В).

А Б В Г

Рисунок 4.1

По мере дальнейшего движения снаряда в броне малой твердости образуется выпучина, которая разрывается под действием растягивающих напряжений. При проникании в броню средней твердости снаряд при дальнейшем движении выбивает пробку. В этом случае основным видом деформации является деформация сдвига. При пробитии брони высокой твердости на тыльной стороне образуются отколы (рисунок 4.1 Г).

Для гомогенной брони лучшей бронепробиваемостью обладают остроголовые снаряды с высокой прочностью головной части.

Если при действии по броне высокой твердости прочность лицевой части оказывается недостаточной, то целесообразно притупить ее и принять меры к предотвращению разрушения корпуса снаряда.

Если на головной части снаряда сделать кольцевые проточки, то напряжения будут концентрироваться в сечениях этих проточек, что определит разрушение в этих сечениях и сохранит целостность корпуса снаряда. Проточки играют роль пластического демпфера. Эти проточки называются насечками Гартца (рисунок 4.2).

насечки Гартца

Рисунок 4.2

При действии по гетерогенной броне головная часть остроголового снаряда разрушается. Если при этом не произошло полного разрушения снаряда, то дальше он будет действовать как снаряд с притупленной головной частью. При этом в лицевом слое брони образуется кольцевая трещина, диаметр которой примерно равен диаметру притупления. Весь последующий процесс пробивания будет аналогичен пробиванию гомогенной брони, ибо по пластическим свойствам подушка гетерогенной брони не отличается от гомогенной брони низкой и средненй твердости.

Эффективными для поражения герерогенной брони являются снаряды с притупленной головной частью. Также эффективными при действии по такой броне являются также остроголовые снаряды , снабженные специальными наконечниками (рисунок 4.3), или изготовленные из материалов типа карбида вольфрама, прочность которых превосходит прочность лицевых слоев брони.

Бронебойные наконечники были изобретены адмиралом Макаровым. Они изготавливаются из легкодеформируемых сплавов. Разрушаясь, они предохраняют от разрушения снаряд.

Рисунок 4.3

Для оценки эффективности бронебойного действия пользуются формулами, полученными в результате интегрирования уравнения движения снаряда в броне.

(4.1)

- сила сопротивления брони.

Если положить = const, т.е считать силу сопротивления брони постоянной на всем пути проникания и зависящей только от площади поперечного сечения снаряда и от относительной толщины брони (отношения толщины к калибру снаряда),

(4.2)

– коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств брони.

Уравнение движения запишем в виде

(4.3)

Интегрируя при начальных условиях y = 0, V= Vc получим

(4.4)

Решив уравнение относительно и имея ввиду получим, полагая , начальную скорость встречи, необходимую для пробития брони

(4.5)

Обозначим /2

(4.6)

Опытным путем было установлено, что для снарядов обычной конструкции наилучшее совпадение расчетных и экспериментальных данных имеет место при данных имеет место при n = 0,5, если при этом уменьшить показатель при b с 0,75 до 0,7.

Тогда получим формулу определения скорости, необходимой для пробивания брони толщиной b.

Отсюда , (4.7)

где  - угол встречи снаряда с броней.