Представленное выше описание триумфального шествия продолговатых снарядов к нарезным орудиям относится ко всем их типам, кроме дробной и крупной картечи.
Взрыватели фугасных снарядов устанавливались либо в носовой части, либо сзади. Первые использовались в полевой и противовоздушной артиллерии. Вторые были предшественниками бронебойных снарядов. Первый стреловидный снаряд, предназначенный для пробоя брони, был предложен майором Паллисером в 1863 году. Он был изготовлен из закаленного чугуна с овальной головкой 1,5 калибра радиусом и имел следующие характеристики:
1. Поверхностный слой высокой твердости.
2. Разрушительная мощь.
3. Хрупкость.
4. Повышенная плотность.
Снаряд изготовлялся путем вливания расплавленного металла в железную литейную форму, в результате получался твердый белый чугун. Позже для отливки стенок использовалась песчаная форма – для того чтобы охлажденной оставалась только головка. По форме эти снаряды очень напоминают современные бронебойные снаряды. Головка была цельной, стенки снаряда толстые. Относительно малые полости оставлялись для взрывного заряда. Они были очень эффективны против военных кораблей того времени, бронированных плитами из пудлингового железа, обладавшего высокими качествами свариваемости. В 1880–1890 годах стала появляться стальная броня[78], и было также признано, что сталь имеет значительные преимущества перед железом и при изготовлении корпуса снаряда, имеющего в этом случае более высокие боевые качества. Она позволяла увеличить силу взрыва и лучше выдерживала все возрастающую выталкивающую силу пороховых газов, в связи со все более широким применением заряжаемых с казны орудий. Были отлиты первые стальные снаряды с при менением ковки, которая еще более повысила прочность материала.
Порох использовался во всех фугасных снарядах до тех пор, пока в 1896 году не был изобретен лиддит (бризантное взрывчатое вещество). По химическому составу это была пикриновая кислота, или тринитрофенол. После этого фугасные снаряды заполнялись либо порохом, либо бризантным (мощным, фугасным) ВВ (далее БВВ. – Пер.). До 1913 года, в связи с опасениями взрыва БВВ при его размещении в задней части снаряда, все такие снаряды снаряжались только порохом, а снаряды, снаряжаемые БВВ, имели детонатор в передней части снаряда. Стальные бронебойные снаряды были приняты на вооружение британских ВС в 1900 году. Они отливались или выковывались с усиленной головкой и заостренным наконечником и отличались от обычных остроконечных снарядов значительно более толстым металлом в головной части. Вскоре после их введения стальные бронебойные снаряды были оснащены капсулами из мягкой, малоуглеродистой стали. Как было выяснено, такие капсулы сохраняли прочные стальные наконечники от первого удара о броню, увеличивая их пробойную силу, особенно на больших скоростях при ударе, которые увеличивались по мере совершенствования орудий. После 1913 года бронебойные снаряды начали наполнять вместо пороха такими БВВ, как лиддит, шеллит, тротил и амматол. Такие ранние бронебойные снаряды, в сочетании с высокими скоростями при ударе, оказались крайне эффективными против однородной бронезащиты того времени, но для борьбы со все возрастающей прочностью брони на кораблях и увеличением дульной скорости снаряда разрабатывались все новые конструкции с бронебойными наконечниками, к которым добавились баллистические наконечники из тонкой стали или сплавов алюминия.
Основной задачей этих обтекаемых наконечников, обычно радиусом 8 калибров, было улучшение баллистического коэффициента снаряда с целью сохранения высокой скорости удара на больших расстояниях. Совершенствования в металлургии, в ряду заполнителей снарядов и детонаторов значительно повысили эффективность современных типов бронебойных снарядов.
В целом можно сказать, что бронебойная сила современных снарядов возросла в два раза по сравнению с тем, что мы имели полвека назад.
Еще один способ борьбы с броней – это использование кумулятивного снаряда – заряд БВВ в полости – с использованием эффекта Мунро (Munro jet effect) – детонация БВВ в прочном цилиндре с вогнутой головкой. Сформировавшаяся при этом мощная реактивная струя обладает огромной разрушающей силой. Такие снаряды целесообразны для орудий с малой скоростью вылета снаряда, но в целом этот эффект не работает на разнесенной (экранированной) броне. Поэтому такие снаряды не пользуются большим спросом[79]. Как говорилось выше, бронебойные, в том числе кумумятивные, снаряды используются в основном против танков и поставляются для танков и противотанковых орудий для поражения бронированных машин, а также для вооружения пехоты – кумулятивные гранаты[80].
Во время Первой мировой войны фугасные снаряды с БВВ зарядом были включены в поставки полевой артиллерии. Сегодня такие снаряды могут рассматриваться как стандартные для самых разнообразных целей в современной войне. В период между двумя войнами было много сделано для улучшения их баллистических свойств и повышения их смертоносности. Что касается баллистики, все возрастающие требования по увеличению дальности полета заставляли уделять все больше внимания к внешним контурам снаряда, поэтому современные снаряды имеют более длинную вытянутую головную часть и более обтекаемую общую форму, чем их предшественники. Кроме того, современные снаряды имеют меньший зазор между снарядом и стенками ствола, что обеспечивает большую точность стрельбы. Что касается смертоносности, то недавние эксперименты доказали, что высокая степень фрагментации при разрыве снарядов даже превысила ожидаемые эффекты поражения живой силы противника. Такая повышенная фрагментация достигнута совершенствованием конструкций, использованием стали более высоких марок и, в определенной степени, более мощными ВВ и более совершенными системами детонации.
При конструкции снарядов необходимо учитывать:
1. Требуемый эффект на конечной цели.
2. Прочность орудия на воздействие выталкивающих сил. Основная проблема в этом вопросе – сила инерции, которая приводит к «раздуванию» стенок снаряда, что должно быть исключено в ходе расчета прочности материалов.
3. Хорошие баллистические характеристики снаряда.
4. Экономическую обоснованность производства.
Первое условие зависит от назначения снаряда. В фугасных снарядах с БВВ требуется всесторонняя разработка систем детонации для обеспечения наилучших эффектов «бронепробиваемости» различных целей. На войне повышение смертоносности – желаемый эффект. Поэтому детонаторы, обеспечивающие своевременный взрыв, составляют важный элемент конструкции БВВ снаряда. Второй пункт этих требований должен быть выполнен правильным выбором марки стали. Третье требование определяет вес и длину снаряда. Здесь ранее уже упоминались эти аспекты. Баллистические свойства снаряда определяются так называемым «баллистическим коэффициентом», числом, показывающим эффективность преодоления снарядом сопротивления воздуха. Этот коэффициент зависит от диаметра, веса, формы и стабильности полета, зависящей от длины снаряда. Диаметр снаряда определяется калибром орудия, а его оптимальный вес – отношением к диаметру, которое также лежит в довольно узких пределах. Коэффициент формы в целом зависит от внешних контуров, определяющих обтекаемость летящего снаряда воздухом. При скоростях ниже скорости звука давление, создаваемое летящим снарядом, распространяется кольцами быстрее полета снаряда, в то время как при полете со сверхзвуковой скоростью нос снаряда постоянно протыкает сферические волны, образуемые его полетом. В результате образуется конический фронт высокого давления с углом при вершине, зависящим от скорости полета. С увеличением скорости этот угол становится более острым и может взаимодействовать с корпусом снаряда, значительно повышая сопротивление движению. Таким образом, форма головной части снаряда имеет первостепенное значение, и чем выше скорость полета, тем такая форма должна быть более остроконечной. Внешне головная часть (включая детонатор) должна быть гладкой и обтекаемой. Стандарты на отношение длины к среднему диаметру носовой части изменялись от 2 до 8 и более, но длинная носовая часть снаряда сильно снижает точность выстрела, повышая поперечный момент инерции и, соответственно, снижая коэффициент стабильности полета. Баллистические наконечники позволяют повысить дальность полета без потери точности стрельбы. Поэтому они широко применяются для снарядов с детонаторами в задней части снаряда. Для снарядов с детонаторами в головной части они представляют определенные трудности. Устойчивость полета зависит от скорости вращения снаряда, отсутствия рыскания, поперечного момента инерции, положения центра тяжести и правильного размещения снаряда по центру ствола. Конструкторам приходится искать оптимальные компромиссы. Что касается длины, то у стандартного снаряда она должна составлять от 3,5 до 4,5 калибра. Четвертое и последнее условие относится к сфере производства.
