Об эффективности дизельного топлива против кумулятивных боеприпасов
Не секрет, что дизельное топливо – штука в известной степени многогранная и, если так можно выразиться, даже многофункциональная. С одной стороны, это всего лишь горючее, предназначенное для обеспечения работы двигателя боевой машины. С другой – ещё и тот элемент, который даёт защиту от некоторых поражающих факторов на поле боя.
Например, из-за высокого содержания водорода данное топливо ощутимо ослабляет поток проникающих в танк (или любой другой объект БТТ) нейтронов при близком ядерном взрыве. Но, что самое главное, оно способно снижать бронепробиваемость кумулятивных струй противотанковых боеприпасов, о чем наверняка слышал каждый, кто хоть немного интересовался тематикой бронетанковой техники.
Да, факт этот неоспорим, однако возникает резонный вопрос: если дизтопливо обладает таким свойством, то можно ли применять ёмкости с ним в качестве противокумулятивных экранов или компонента комбинированной брони? Об этом мы и поговорим сегодня.
Немного о вводных
Для начала нужно подметить один немаловажный момент, который, возможно, разочарует некоторых читателей. Он заключается в том, что в сегодняшнем материале мы не будем рассматривать внутренние топливные баки танков и другой боевой техники, хотя некоторые эквиваленты, обозначенные в тексте, к ним применимы.
Причина проста: в классическом исполнении они не могут считаться надёжным и самостоятельным средством защиты, и сами по себе считаются объектами повышенной опасности, требующими полной изоляции от обитаемых отделений боевой машины. Поэтому высчитывать какие-то миллиметры стойкости слоя топлива, которое при пробитии брони может обдать экипаж и внутреннее оборудование техники высокотемпературным пламенем, попросту бессмысленно.
Лобовая часть корпуса индийского танка Arjun, в котором топливный бак является одним из компонентов защиты
Другое дело, если ёмкости с дизельным топливом, имеющие достаточно толстые стенки, дабы минимизировать фугасное воздействие взрыва боеприпаса, используются в качестве внешних экранов снаружи основной брони, либо вовсе внедрены в неё в качестве одного из защитных элементов.
В таких условиях их противокумулятивные свойства куда более интересны, поскольку не сводятся к нулю в связи с невозможностью сжечь своего носителя дотла. Так что именно о таком исполнении баков с горючим в дальнейшем и пойдёт речь.
Поведение кумулятивной струи в топливе
Каким же образом дизельное топливо снижает бронепробиваемость кумулятивных боеприпасов?
Зачастую ответы на этот вопрос бывают самые фантастические. И торможение кумулятивной струи, как недеформируемой «спицы», в толще жидкости, а также её охлаждение и неспособность «прожечь» броню – далеко не самые безумные из всего списка.
На деле же топливные баки, во-первых, выполняют функцию своеобразной разнесённой брони, инициируя подрыв снаряда на удалении от брони и заставляя кумулятивную струю двигаться в средах с переменной плотностью (слой топлива + основная броня), что само по себе негативно влияет на бронепробиваемость, мешая установлению процесса нормального проникания струи в преграду.
Во-вторых, если бак имеет небольшой объём и прочную конструкцию, то некоторый эффект (зачастую незначительный или вовсе нулевой) может оказать сформированная в топливе ударная волна, отражающаяся от стенок ёмкости и пересекающая траекторию кумулятивной струи.
Ну а в-третьих, топливо – это та штуковина, которая обладает струегасящей способностью. И на этом стоит остановиться подробнее.
Как известно, кумулятивная струя, образованная в результате схлопывания металлической облицовки в ходе подрыва заряда, движется с огромной скоростью. Так, скорость её головных элементов может достигать 7–9 км/с, средних – 4–6 км/с, и хвостовых (песта) – 1,5–3 км/с.
Всё это приводит к тому, что в зоне контакта струи и брони (например, стальной) давление вырастает до таких величин, что начинает многократно превосходить прочностные характеристики их материалов. Из-за этого кумулятивная струя и броня взаимодействуют друг с другом по законам гидродинамики, то есть как жидкости.
В результате части кумулятивной струи, взаимодействующие с бронёй, тормозятся и в буквальном смысле «растекаются» в стороны из зоны высокого давления, образуя пелену. Похожий процесс можно наблюдать, если пустить струю воды под большим напором в толщу песка: внедряясь в него, вода, потерявшая свою кинетическую энергию, будет выметаться из канала образованной в песке «пробоины».
Но струя воды из шланга – элемент, если можно выразиться, бесконечный. А вот кумулятивная струя имеет весьма ограниченную длину (пока не разорвётся на совсем уж слабые с точки зрения бронепробития фрагменты). Поэтому, чем глубже она внедряется в броню, тем больше теряет в своей длине – то есть срабатывается.
С топливом ситуация схожая. Поскольку оно является сжимающейся жидкостью, как, впрочем, и вода, в зоне контакта его толщи и кумулятивной струи также образуются зоны высокого давления, которые заставляют последнюю срабатываться. Хотя, разумеется, не с такой скоростью, как в стальной броне.
Тем не менее в случае установки топливных ёмкостей на броне или внутри неё (как компонента комбинированной защиты), эффект от этого вполне ощутим: срабатываясь, кумулятивная струя частично лишается высокоскоростных лидирующих элементов, что вкупе с уменьшением её длины означает, что пробить она сможет меньший, чем изначально, массив брони.
Слева направо: деформация железного стержня кумулятивной струи при проникании в воду
Испытания
Для того, чтобы проверить, насколько эффективно дизельное топливо в качестве противокумулятивной защиты, в начале 1980-х годов в Советском Союзе был проведён соответствующий эксперимент. Но, конечно, далеко не с простыми канистрами – от них пользы не так уж и много.
Для этого был построен специальный макет. Конструктивно он состоял из двух стальных плит, соединённых упорами и установленных под углом 68 градусов от вертикали. А уже между ними располагались полиэтиленовые ёмкости с дизельным топливом, что позволяло как предохранить их от излишнего фугасного воздействия кумулятивных снарядов, так и сымитировать комбинированную трёхслойную броню.
При этом толщина лицевой стальной плиты с учётом угла наклона составляла 107 миллиметров, слоя топлива – 267 мм. Толщина тыльной стальной плиты подбиралась таким образом, чтобы кумулятивная струя не могла её пробить – так можно было оценить остаточную пробиваемость после преодоления топлива.
К слову, в ходе обстрелов пожаров так и не случилось. Ёмкости с топливом разрывало в клочья, само оно разбрызгивалось в радиусе шести метров, а над мишенью образовывалось сизое облако после подрыва снаряда (топливо частично испарялось и превращалось в аэрозоль), но горения не наблюдали.
Что же по самим результатам, то было проведено девять опытов. В каждом из них сначала оценивалась бронепробиваемость кумулятивной струи без топлива, а затем – с топливом.
Как можно заметить из представленной выше таблицы, от опыта к опыту показатели радикально менялись. Однако, если взглянуть на усреднённые значения, то всё становится на свои места: без топлива кумулятивная струя имела среднюю бронепробиваемость на уровне 222 миллиметров.
С присутствием дизельного топлива средняя остаточная бронепробиваемость снижалась до 134 мм. То есть в среднем слой топлива толщиной 267 миллиметров уменьшал пробиваемость кумулятивной струи на 88 мм.
На основании этих данных даже был вычислен габаритный коэффициент по кумулятивным боеприпасам, который даёт понять, насколько хуже или лучше тот или иной элемент защиты, чем эталонная броневая сталь средней твёрдости. У стали он, соответственно, равен единице, а у дизельного топлива в подобных преградах – 2,7.
Если что, то данный коэффициент выступает делителем. Поэтому, чтобы узнать, сколько стального эквивалента выдаёт слой топлива, скажем, толщиной 500 миллиметров, нужно поделить эти самые 500 мм на 2,7, что даст 185 миллиметров. Приблизительно, конечно.
Много это или мало?
Учитывая, что топливо даёт значительный выигрыш по массе по сравнению с аналогичной по эквиваленту стальной броней, вроде бы может показаться, что много. Но в качестве компонента комбинированной брони лобовой части корпуса танка использовать его нерационально.
По противокумулятивной стойкости дизельное топливо значительно отстаёт даже от старинного стеклотекстолита, применявшегося на советских танках – у него габаритный коэффициент равен 1,3. Да и керамика, например, известный всем корунд, кратно превосходит его с коэффициентом 0,8. Поэтому никакого чуда в увеличении стойкости к кумулятивным снарядам дизельное топливо не даст.
А вот для дополнительной защиты бортов танков или другой техники от маломощных боеприпасов баки с топливом теоретически могут пригодиться. Если, конечно, они имеют достаточно толстые стенки, дабы не разорваться в клочья при контакте со снарядом.
Источники:
В. А. Григорян, А. Н. Белобородько, Н. С. Дорохов и др. «Частные вопросы конечной баллистики».
С. Г. Андреев, А. В. Бабкин, Ф. А. Баум и др. «Физика взрыва» (изд. 2002 г.).
Г. Гаджибалаев, Э. О. Луберг, Э. К. Фененко и др. «Дизельное топливо как наполнитель комбинированной брони».
Информация