운동 발사체 및 미사일
현대 지상군의 기본은 장갑차로 대표되는 탱크로 무게가 이미 각각 70 톤 (Abrams M1A2 SEP v2, Challenger-2, Merkava-Mk.4) 및 40 톤 (Puma, Namer)을 초과하는 보병 전투 차량. 이와 관련하여 이러한 차량의 장갑 보호를 극복하는 것은 장갑 관통 및 누적 발사체, 운동 및 누적 탄두가있는 로켓 및 로켓 추진 수류탄, 충격을 가하는 타격 요소를 포함하는 대전차 탄약의 심각한 문제입니다. 핵심.
그 중에서도 운동 탄두가 장착된 철갑 부구경 포탄과 미사일이 가장 효과적입니다. 장갑 관통력이 높기 때문에 접근 속도가 빠르고 동적 보호 효과에 대한 민감도가 낮으며 유도 시스템의 상대적 독립성이 다른 대전차 탄약과 다릅니다. оружия 자연적/인위적 간섭과 저렴한 비용으로부터. 또한 이러한 유형의 대전차 탄약은 공격 요소의 고급 요격 라인으로 점점 더 인기를 얻고있는 장갑차의 능동적 보호 시스템을 극복하도록 보장 할 수 있습니다.
현재는 철갑 부 구경 포탄 만 서비스에 채택되었습니다. 그들은 주로 소 구경 (30-57mm), 중 구경 (76-125mm) 및 대구경 (140-152mm) 구경의 활강 총에서 발사됩니다. 발사체는 직경이 배럴 보어의 직경과 일치하는 XNUMX 개의 베어링 선행 장치로 구성되며 배럴에서 출발 한 후 분리 된 섹션으로 구성되며 활에는 갑옷 피어싱로드 인 타격 요소가 있습니다. 탄도 팁이 꼬리에 설치되어 있습니다-공기 역학적 안정 장치 및 추적자 충전.
갑옷 피어싱로드의 재료로 텅스텐 카바이드 (밀도 15,77g / cc) 기반 세라믹과 우라늄 (밀도 19,04g / cc) 또는 텅스텐 (밀도 19,1g / cc) 기반 금속 합금이 사용됩니다. 참조). 갑옷 관통 막대의 직경은 30mm(구형 모델)에서 20mm(현대 모델)까지 다양합니다. 막대 재료의 밀도가 높을수록 직경이 작을수록 막대의 앞쪽 끝과 접촉하는 지점에서 갑옷에 발사체가 가하는 특정 압력이 커집니다.
금속 막대는 세라믹 막대보다 굽힘 강도가 훨씬 크며, 이는 발사체가 파편 활성 보호 요소 또는 던져진 동적 보호판과 상호 작용할 때 매우 중요합니다. 동시에 우라늄 합금은 밀도가 약간 낮음에도 불구하고 텅스텐보다 유리합니다. 첫 번째의 갑옷 침투는 갑옷을 관통하는 과정에서 막대의 자기 연마로 인해 15-20% 더 높습니다. 현대 대포 발사가 제공하는 1600m / s의 충격 속도부터 시작합니다.
텅스텐 합금은 2000m/s부터 자기 날카롭게 연마되기 시작하므로 발사체를 가속하는 새로운 방법이 필요합니다. 더 낮은 속도에서는 막대의 앞쪽 끝이 평평해져 관통 채널이 증가하고 막대가 갑옷에 침투하는 깊이가 줄어듭니다.
표시된 이점과 함께 우라늄 합금에는 한 가지 단점이 있습니다. 핵 충돌의 경우 탱크에 침투하는 중성자 조사는 승무원에게 영향을 미치는 우라늄의 XNUMX차 방사선을 유도합니다. 따라서 갑옷 관통 포탄 무기고에는 두 가지 유형의 군사 작전을 위해 설계된 우라늄과 텅스텐 합금으로 만든 막대가있는 모델이 필요합니다.
우라늄과 텅스텐 합금은 또한 발화성을 가지고 있습니다. 즉, 갑옷을 뚫은 후 공기 중에서 가열된 금속 먼지 입자가 발화하여 추가적인 손상 요인으로 작용합니다. 지정된 속성은 절제 자체 선명화와 동일한 속도에서 시작하여 자체적으로 나타납니다. 또 다른 피해 요인은 중금속 분진으로 적 탱크 승무원에게 부정적인 생물학적 영향을 미칩니다.
주요 장치는 알루미늄 합금 또는 탄소 섬유로 만들어졌으며 탄도 팁과 공기 역학적 안정 장치는 강철로 만들어졌습니다. 리드 장치는 보어 내에서 발사체를 가속시키는 역할을 한 후 폐기되므로 알루미늄 합금 대신 복합 재료를 사용하여 무게를 최소화해야 합니다. 공기 역학 안정기는 분말 장약의 연소 중에 발생하는 분말 가스의 열 영향을 받아 사격 정확도에 영향을 미칠 수 있으므로 내열강으로 만들어집니다.
운동 발사체와 미사일의 장갑 관통력은 발사체 비행 축에 수직으로 또는 특정 각도로 설치된 균질 강판의 두께로 정의됩니다. 후자의 경우, 판의 등가 두께의 감소된 관통은 갑옷 관통 막대의 입구 및 출구에서 큰 비하중으로 인해 법선을 따라 설치된 판의 관통보다 앞선다. 기울어진 갑옷.
경사 장갑에 진입하면 발사체는 관통 채널 위에 특징적인 롤러를 형성합니다. 붕괴되는 공기 역학적 안정 장치의 블레이드는 발사체의 소속을 결정할 수있는 광선 수 (러시아어-XNUMX 광선)에 따라 갑옷에 특징적인 "별"을 남깁니다. 갑옷을 뚫는 과정에서 막대가 집중적으로 연마되어 길이가 크게 줄어 듭니다. 갑옷을 떠날 때 탄력적으로 구부러져 이동 방향을 변경합니다.
장갑 관통 포탄의 두 번째 세대를 대표하는 특징은 러시아 125-mm 분리 장전 라운드 3BM19로, 여기에는 주 추진제 충전이 포함된 4Zh63 카트리지 케이스와 추가 추진제 충전 및 실제 3BM44M이 포함된 3BM42M 카트리지 케이스가 포함됩니다. "Lekalo" 하위 구경 발사체. 2A46M1 건 및 최신 수정에 사용하도록 설계되었습니다. 샷의 치수로 인해 T-90 탱크 로더의 수정 버전에만 배치할 수 있습니다.
발사체의 세라믹 코어는 텅스텐 카바이드로 만들어져 강철 보호 케이스에 들어 있습니다. 주요 장치는 탄소 섬유로 만들어졌습니다. 슬리브의 재질(주 추진 장약의 강철 팔레트 제외)에는 트리니트로톨루엔이 함침된 판지가 사용되었습니다. 발사체가있는 카트리지 케이스의 길이는 740mm, 발사체의 길이는 730mm, 장갑 관통 막대의 길이는 570mm, 직경은 22mm입니다. 샷의 무게는 20,3kg, 발사체가있는 카트리지 케이스는 10,7kg, 갑옷 관통 막대는 4,75kg입니다. 발사체의 초기 속도는 1750m / s이며 법선을 따라 2000m 거리의 장갑 관통력은 650mm 균질 강철입니다.
최신 세대의 러시아 갑옷 관통 포병 탄약은 텅스텐으로 만든 갑옷 관통 막대가있는 각각 125VBM3 "Lead-22"의 두 가지 유형의 하위 구경 발사체가 장착 된 3mm 개별 로딩 라운드 23VBM3 및 59VBM1으로 표시됩니다. 우라늄 합금으로 만든 갑옷 관통 막대가있는 합금 및 3VBM60. 주요 추진제는 4Zh96 "Ozon-T" 카트리지 케이스에 장전됩니다.
새 발사체의 치수는 Lekalo 발사체의 치수와 일치합니다. 막대 재료의 밀도가 높아 무게가 5kg으로 증가합니다. 총열에 무거운 포탄을 분산시키기 위해 더 많은 양의 주 추진 장약이 사용되어 Lead-1 및 Lead-2 포탄을 포함한 탄의 사용을 확장된 장약 챔버가 있는 새로운 2A82 주포로만 제한합니다. 법선을 따라 2000m 거리에서 갑옷 관통력은 각각 700mm와 800mm의 균질 강철로 추정할 수 있습니다.
불행하게도 Lekalo, Lead-1 및 Lead-2 발사체는 선행 장치의 지지 표면 둘레를 따라 위치한 센터링 나사 형태의 중대한 설계 결함이 있습니다(전면 지지 표면의 그림에서 볼 수 있는 돌출부와 소매의 표면). 센터링 나사는 보어에서 발사체를 안정적으로 안내하는 역할을 하지만 동시에 헤드는 보어 표면에 파괴적인 영향을 미칩니다. 최신 세대의 외국 디자인에서는 나사 대신 정밀 폐색 링이 사용되어 갑옷 관통 부 구경 발사체로 발사 할 때 배럴 마모를 XNUMX 배 줄입니다.
이전 세대의 외국 장갑 관통 부 구경 발사체는 표준 63mm NATO 활강포의 단일 샷의 일부인 독일 DM120으로 대표됩니다. 갑옷 관통 막대는 텅스텐 합금으로 만들어집니다. 샷의 무게는 21,4kg, 발사체의 무게는 8,35kg, 철갑 막대의 무게는 5kg입니다. 샷 길이는 982mm, 발사체 길이는 745mm, 코어 길이는 570mm, 직경은 22mm입니다. 배럴 길이 55 구경의 대포에서 발사 할 때 초기 속도는 1730m / s이고 비행 경로의 속도 강하는 55m마다 1000m / s 수준으로 선언됩니다. 정상 2000m 거리에서의 장갑 관통력은 700mm 균질 강철로 추정됩니다.
최신 세대의 외국 장갑 관통 하위 구경 발사체에는 표준 829-mm NATO 활강포의 단일 샷의 일부인 American M3A120가 포함됩니다. D63 발사체와 달리 M829A3 발사체의 장갑 관통 막대는 우라늄 합금으로 만들어졌습니다. 샷의 무게는 22,3kg, 발사체의 무게는 10kg, 갑옷 관통 막대의 무게는 6kg입니다. 발사 길이는 982mm, 발사체 길이는 924mm, 코어 길이는 800mm입니다. 총신 길이가 55 구경인 대포에서 발사할 때 초기 속도는 1640m/s이고 속도 감소는 59,5m마다 1000m/s 수준에서 선언됩니다. 2000미터 거리에서의 장갑 관통력은 균질강 850mm로 추정됩니다.
장갑 관통 우라늄 합금 코어가 장착 된 최신 세대의 러시아 및 미국 하위 구경 발사체를 비교할 때 타격 요소의 신장 정도 때문에 장갑 관통 수준의 차이가 더 많이 나타납니다-26- Lead-2 발사체의 리드는 접고 로드 발사체 М37А829의 경우 3배입니다. 후자의 경우 막대와 갑옷 사이의 접촉점에 XNUMX/XNUMX 더 큰 특정 하중이 제공됩니다. 일반적으로 포탄의 속도, 무게 및 타격 요소의 연신율에 대한 포탄의 장갑 관통 값의 의존성은 다음 다이어그램에 나와 있습니다.
타격 요소의 신장 정도를 높이고 결과적으로 러시아 포탄의 장갑 관통을 방해하는 장애물은 1964 년 소련 T-64 탱크에서 처음 구현되었으며 이후의 모든 국내 탱크 모델에서 반복되는 자동 장전 장치입니다. 직경이 740미터인 선체의 내부 너비를 초과할 수 없는 컨베이어에서 쉘의 수평 배열을 제공합니다. 러시아 포탄의 케이스 직경을 고려하여 길이는 182mm로 제한되어 미국 포탄 길이보다 XNUMXmm 적습니다.
탱크 건물에 대한 잠재적 적의 대포 무기와 패리티를 달성하기 위해 미래의 우선 순위는 포탄 길이가 924mm 이상인 자동 로더에 수직으로 위치한 단일 샷으로 전환하는 것입니다.
총의 구경을 늘리지 않고 기존의 갑옷 관통 발사체의 효과를 높이는 다른 방법은 무기 강철의 강도로 인해 분말 충전 연소 중에 개발된 배럴 챔버의 압력 제한으로 인해 실제로 소진되었습니다. 더 큰 구경으로 전환하면 샷의 크기가 탱크 선체의 너비와 비슷해 지므로 크기가 커지고 보호 수준이 낮은 포탄이 포탑의 후방 틈새에 배치됩니다. 비교를 위해 사진은 140mm 구경과 1485mm 길이의 샷 모델 옆에 120mm 구경과 982mm 길이의 샷을 보여줍니다.
이와 관련하여 미국에서는 MRM (Mid Range Munition) 프로그램의 일환으로 운동 탄두가 장착 된 능동 로켓 MRM-KE와 누적 탄두가 장착 된 MRM-CE가 개발되었습니다. 그들은 화약의 추진제와 함께 표준 120-mm 대포 샷의 카트리지 케이스에 적재됩니다. 발사체의 구경 본체에는 레이더 추적 헤드(GOS), 타격 요소(장갑 관통 막대 또는 성형 전하), 임펄스 궤적 수정 엔진, 가속 로켓 엔진 및 꼬리 장치가 포함되어 있습니다. 한 발사체의 무게는 18kg이고 갑옷 관통 막대의 무게는 3,7kg입니다. 총구 수준의 초기 속도는 1100m/s이며 가속 엔진이 완료된 후 1650m/s로 증가합니다.
길이 1500mm, 무게 45kg인 CKEM(Compact Kinetic Energy Missile) 대전차 운동 미사일 개발의 일환으로 훨씬 더 인상적인 성능을 달성했습니다. 로켓은 분말 충전을 사용하여 운송 및 발사 컨테이너에서 발사된 후 가속 고체 연료 엔진에 의해 2000초 만에 거의 6,5m/s(마하 0,5)의 속도로 가속됩니다. 로켓의 후속 탄도 비행은 테일 유닛을 사용하여 공중에서 안정화되는 레이더 시커 및 공기 역학적 방향타의 제어하에 수행됩니다. 최소 유효 사거리는 400미터입니다. 손상 요소의 운동 에너지 - 제트 가속이 끝날 때 장갑 관통 막대는 10mJ에 도달합니다.
MRM-KE 발사체와 CKEM 미사일을 시험하는 동안, 설계의 주요 단점이 드러났습니다. 키네틱 미사일은 큰 단면의 본체와 증가된 공기역학적 저항으로 조립되어 수행되며, 이로 인해 궤적에서 속도가 크게 떨어지고 유효 발사 범위가 감소합니다. 또한 레이더 시커, 임펄스 보정 엔진 및 공기 역학적 방향타는 무게 완성도가 낮아 관통력에 부정적인 영향을 미치는 장갑 관통 막대의 무게를 줄입니다.
이 상황에서 벗어나는 방법은 선행 장치와 배럴에서 출발 한 후 하위 구경 발사체의 일부인 갑옷 피어싱로드. 비행의 가속 섹션 끝에서 트리거되는 추방 분말 충전의 도움으로 분리를 수행할 수 있습니다. 축소된 크기의 시커는 막대의 탄도 팁에 직접 위치해야 하며 비행 벡터 제어는 새로운 원칙에 따라 구현되어야 합니다.
유사한 기술적 문제가 소구경 유도 포탄을 만들기 위한 BLAM(Barrel Launched Adaptive Munition) 프로젝트의 일환으로 해결되었으며, 이는 미 공군의 명령에 따라 Auburn University의 Adaptive Aerostructures Laboratory AAL(Adaptive Aerostructures Laboratory)에서 수행되었습니다. 이 프로젝트의 목표는 표적 탐지기, 제어된 공기역학적 표면 및 드라이브를 하나의 볼륨으로 결합하는 소형 유도 시스템을 만드는 것이었습니다.
개발자는 발사체의 머리를 작은 각도로 편향시켜 비행 방향을 변경하기로 결정했습니다. 초음속에서는 XNUMX도의 편향만으로도 제어 조치를 구현할 수 있는 힘을 생성하기에 충분합니다. 간단한 기술 솔루션이 제안되었습니다. 발사체의 탄도 팁은 볼 베어링 역할을하는 구형 표면에 놓여 있으며 여러 압전 세라믹 막대가 팁을 구동하는 데 사용되며 종축에 대해 비스듬히 원으로 배열됩니다. 인가된 전압에 따라 길이를 변경함으로써 로드는 발사체의 끝을 원하는 각도와 원하는 빈도로 편향시킵니다.
계산에 따라 제어 시스템의 강도 요구 사항이 결정되었습니다.
- 최대 20g의 가속 가속;
- 최대 5,000g의 궤적 가속;
- 최대 5000m / s의 발사체 속도;
- 팁 편향 각도 최대 0,12도;
- 드라이브의 작동 주파수는 최대 200Hz입니다.
- 구동력 0,028W.
적외선 방사 센서, 레이저 가속도계, 컴퓨터 프로세서 및 높은 가속도에 대한 리튬 이온 전원 공급 장치(예: 유도 미사일용 전자 장치 - 미국 엑스칼리버 및 러시아 크라스노폴)의 소형화에 대한 최근의 발전으로 인해 2020 초기 비행 속도가 초당 XNUMXkm 이상인 운동 발사체 및 미사일을 만들고 채택하여 대전차 탄약의 효율성을 크게 높이고 우라늄 사용을 포기할 수 있습니다. 그들의 놀라운 요소.
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