Предисловие

Противостояние снаряда и брони продолжается с того момента, как человек изобрел доспехи, и идет с переменным успехом до сих пор. Роль защитных доспехов с середины XIX века стала играть броня - сначала корабельная, а позже - бронепоездов. Появление "сухопутного броненосца" – танка, качнула чашу весов в пользу брони. Но оно же привело к появлению нового вида оружия - противотанкового.

Потребность пехоты в простом в обслуживании, эффективном и мобильном средстве противотанковой обороны (ПТО) удовлетворялось первое время за счет противотанковых ружей (ПТР). ПТР представляли собой все те же винтовки, но либо крупного калибра (12-14 мм), либо обычного калибра (7-8 мм) со значительно усиленным пороховым зарядом патрона. Легкие танки с противопульной броней, выпускавшиеся в 1930-х и начале 1940-х годов были вполне "по зубам" этому оружию.

С появлением на поле боя танков с противоснарядной броней, достигавшей толщины 100 мм и более ("Королевский тигр" имел лобовую броню 200 мм) пехота словно вернулась в 1916 год. Уже к 1942 году проявился кризис классических противотанковых средств пехоты ближнего боя (артиллерия калибра 37 – 45 мм, ПТР и ручные противотанковые гранаты фугасного действия). Попытки конструкторов усилить бронепробиваемость ПТР простым увеличением калибра до 20 мм привело к тому, что они лишили расчеты противотанковых ружей главного своего преимущества перед артиллерией - маневренности. Остро встал вопрос создания для пехоты достаточно мощного, но в то же время простого и недорогого оружия. Оно должно было иметь такие преимущества перед артиллерией, как - малая масса, а соответственно высокая маневренность на поле боя; возможность быстрой и надежной маскировки; значительно сниженные производственно-экономические затраты по сравнению с изготовлением не только артиллерийских орудий, но и ПТР. Не менее важной была задача повышения бронепробиваемости, т.е. создания действительно эффективных противотанковых боеприпасов.

Создание оружия, отвечающего эти требованиям, стало возможно, когда конструкторы-оружейники объединили в своих образцах нового противотанкового оружия реактивный двигатель и кумулятивный боеприпас.

Действия различных зарядов ВВ по мягкой стали.

Этапы взрыва кумулятивного заряда.

Действие кумулятивных боеприпасов основано на использовании явления кумуляции. Термин кумуляция происходит от латинского cumulatio - "скопление" или cumulo - "накапливаю" и дословно означает увеличение или усиление какого-либо эффекта за счет сложения или накопления нескольких однородных с ним эффектов. Применительно к кумулятивным боеприпасам явление кумуляции заключается в сосредоточении энергии взрыва в заданном направлении, что приводит к значительному локальному увеличению разрушительного действия. Поражение целей осуществляется кумулятивной струей, которая формируется при обжатии кумулятивной облицовки взрывом заряда ВВ.

Если при подрыве монолитного заряда ВВ имеющего осевую симметрию на поверхности стального блока остается лишь неглубокая коническая вмятина, то заряд с конической выемкой, содержащий меньшее количество ВВ выбивает на поверхности блока кратер, глубина которого в 5 раз больше. Когда в том же заряде выемка облицована металлом (её толщина в зависимости от диаметра заряда варьируется от долей миллиметра до миллиметра), а заряд взрывается на некотором расстоянии от преграды (равном 1 - 3 диаметра заряда) получается значительно более глубокое отверстие, правда, меньшего объема. Повышение эффективности действия снаряда с выемкой основано на пространственной концентрации продуктов взрыва, которые в сходящемся потоке образуют высокоплотную газовую струю, движущуюся с высокой скоростью и большой плотностью. В кумулятивных зарядах с облицованной выемкой струя формируется из материала облицовки, которая ускоряется продуктами взрыва к оси снаряда. После подрыва заряда возникает детонационная волна, которая, перемещаясь вдоль оси заряда, разрушает коническую оболочку, начиная от её вершины, и сообщает материалу облицовки большую скорость. Давление продуктов взрыва, достигающее 105 кгс/см2, значительно превосходит предел прочности металла. Из-за этого движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкой плёнки (здесь следует особо подчеркнуть, что течение металла не связано с его плавлением, а вызвано чрезвычайно высокой механической нагрузкой). Движущийся металл образует сходящийся под определённым углом к оси конуса поток, который переходит в тонкую (порядка толщины оболочки) металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси с очень большой скоростью - ок. 10 км/сек. Струя формируется при соударении из внутренней части облицовки, а наружная образует так называемый "пест". Струя облицованного заряда имеет большую плотность, которая не уменьшается в течение длительного времени. Действие струи при пробивании стальной брони подобно тому, как мощная струя воды проникает в мягкую глину.

Если струя затем попадает в преграду, то под влиянием торможения она разворачивается, а материал преграды получает ускорение в радиальном направлении. Таким образом, образуется кратер, диаметр которого существенно превышает диаметр струи. Глубина проникновения струи (равная примерно ее длине) пропорциональна образующей конической оболочки, и зависит от формы заряда и кумулятивной выемки, размера заряда, состава ВВ, геометрии и свойств облицовки, расстояния до преграды и материала, из которого изготовлена облицовка.

Поражение экипажа танка и его механизмов (возможны воспламенение топлива и боекомплекта) осуществляется непосредственно кумулятивной струей, осколками, образующимися из тыльной поверхности брони, а также ударной волной и проникающими вслед за струей газами от взрыва ВВ.

Начало работ по исследованию кумулятивного эффекта относятся к середине XIX века. Определить чей либо приоритет в его открытии теперь уже практически невозможно. В Западной Европе приоритет в исследованиях зарядов с выемками (1883 год) обычно связывают с именем Макса Фон Фоерстера (Max Von Foerster).

На первенство в открытии кумулятивного эффекта претендует и США. В 1888 году профессор Чарльз Мунро (Challes E. Munroe), экспериментируя с взрывчатыми веществами, обратил внимание на удивительное явление. Заряд пироксилина, который представлял собой диск с вырезанной на нем надписью—"USN 1884", обозначавшей место и время его изготовления, Мунро подорвал рядом с тяжелой плитой брони. Как он и ожидал, ущерб, нанесенный бронированной плите, был незначительным, но надписи оказались "вырезанными" на металле. Это странное явление могло быть объяснено только тем, что взрывчатый заряд не прилегал плотно к металлу в местах, где были вырезаны буквы и цифры. Мунро заключил, что наличие выемок на поверхности взрывчатого вещества и было причиной этого явления. Чтобы проверить свою догадку, он взял связку динамитных шашек и крепко связал их вместе, а несколько центральных шашек втянул внутрь на 2 см. Полученный заряд легко пробил отверстие в толстой стенке банковского сейфа. В 1888 году профессор Мунро написал о своем открытии несколько статей, и с тех пор это явление получило название "эффект Мунро". Его работу в США продолжил швейцарский изобретатель Генри Мохоупт (Hеnry Mohaupt), ставший известным как автор идеи конической кумулятивной облицовки.

По-видимому, первые заряды с кумулятивными облицовками были независимо исследованы Францем Тхоманеком (Franz Rudolf Thomanek) в Германии и Генри Мохоуптом в США. Работы по созданию кумулятивных боеприпасов в Германии были начаты 28 ноября 1935 года, когда тогда еще молодой ученый Франц Тхоманек был вызван в Берлин на аудиенцию к Гитлеру. К концу 1930-х годов немецким конструкторам одним из первых удалось реализовать идею противотанковых кумулятивных снарядов.

В России военный инженер-генерал М. М. Боресков в 1864 году открыл кумулятивный эффект и использовал его практически в саперном деле при разрушении твердых пород. В 1923-1926 годах советский ученый, профессор М. Я. Сухаревский провел систематические исследования кумулятивного эффекта. Он работал с кумулятивными зарядами, имеющими выемку без металлической облицовки, и сумел найти зависимость бронебойного действия таких зарядов от формы выемки и других факторов.

Кумулятивные снаряды выгодно отличались от бронебойных тем, что их бронепробиваемость не зависела от расстояния до цели, начальной скорости, износа ствола и других факторов, однако в процессе работ над ними конструкторы столкнулись с серьезной проблемой. Одним из самых существенных недостатком кумулятивных боеприпасов было то, что центробежная сила отрицательно влияла на формирование кумулятивной струи. Из-за быстрого вращения снаряда в полете, струя плохо фокусировалась и рассеивалась. Чем быстрее снаряд вращался, тем хуже кумулятивный эффект. Поэтому для сохранения оптимального действия кумулятивного боеприпаса необходима невысокая начальная скорость боеприпаса.

Этому требования полностью отвечало реактивное и динамо-реактивное оружие. Их принцип действия основан на безоткатности оружия (или снижении отдачи до приемлемого для стрелка уровня), которое достигается благодаря тому, что импульс тела снаряда после выстрела равняется импульсу газов образовавшихся при сгорании порохового заряда, вылетевших назад через отверстие в казенной части ствола (пусковой трубе) или, как в динамо-реактивном орудии, через отверстие в затворе. Различие между динамо-реактивными и реактивными противотанковыми гранатометами заключается в том, что у последних метательный заряд находится в самом боеприпасе и при его сгорании пороховые газы истекают из сопла двигателя не только в канале ствола, но и в полете, увеличивая тем самым дальность полета реактивного снаряда.

Описание безоткатных орудий выходит за рамки данной статьи, поэтому далее речь пойдет только об одном из видов безоткатной системы, в которой используется принцип "открытой трубы". При использование схемы "открытая труба" низкое давление газов в канале ствола - 10-20 кг/см2 ("ненагруженный ствол"), позволяет значительно уменьшить толщину стенок ствола, соответственно, сделав его производство технологичным и очень дешевым, а также уменьшить начальную скорость снаряда до 30-115 м/с.

Боеприпасами для реактивного противотанкового гранатомета служат реактивные гранаты, состоявшие из твердотопливного ракетного двигателя (РДТТ) снаряженного пороховым зарядом (или, по-другому - зарядом твердого топлива) и головной части с кумулятивным зарядом. РДТТ представляет собой трубу, один конец которой закрыт днищем, а другой - сопловым блоком. Внутри корпуса, в камере сгорания, расположен пороховой заряд, опирающийся на колосниковую решетку (диафрагму) со стороны соплового блока и компенсатор со стороны головного днища. Они обеспечивают фиксацию заряда вдоль продольной оси, а кроме того, предохраняют его от разрушения при ударных нагрузках, вибрации и температурных расширениях. Диафрагма служит также опорной площадкой для заряда в процессе горения. От воздействия внешней среды пороховой заряд защищен герметичной мембраной закрепленной в сопловом блоке.

Зажигание порохового заряда осуществляется при помощи воспламенителя - приспособление, состоящее из тонкостенного корпуса, снаряженного зарядом пороха и одного-двух электровоспламенителей. Запуск электровоспламенителей осуществляется с помощью электрического тока, подаваемого по проводам с оружия (в качестве источника току служат сухие батареи или индукционный генератор) через контактное устройство. При нажатии на спуск ток через контактное устройство передается в цепь электрозапалов воспламенителя, поджигающих заряд черного пороха, от которого в свою очередь загорается пороховой заряд РДТТ. Давление в камере РДТТ повышается и герметизирующая мембрана выбивается. Дальнейшее горение пороховой шашки происходит с истечением газов через сопло. Проходя по профилированному каналу сопла, газ увеличивает свою скорость. Профиль сопла выполняется так, что поток газов втекает в него с дозвуковой скоростью, а истекает со сверхзвуковой. Это позволяет существенно увеличить тягу, не повышая давления в камере двигателя.

Стабилизация реактивной гранаты в полете осуществляется при помощи укрепленного на хвостовой части двигателя оперения имеющего стреловидную или цилиндрическую форму.

Развитию реактивного оружия в 30 - 40-е годы способствовала замена дымного пороха в ракетном топливе на бездымные пороха - пироксилино-тротиловый, нитроглицериновый (баллистит) и др. Ракеты начала XX века по своим тактико-техническим характеристикам мало чем отличались от ракет XIX века. Связано это с использованием в качестве источника энергии низкокалорийного и неоднородного по структуре черного (дымного) пороха. Применение в качестве ракетного топлива бездымных порохов позволило решить проблемы связанные с производством, хранением и безопасностью используемого топлива.

Производство ракет на черном порохе было ручным, даже не смотря на использование специальных прессов. Чрезвычайно хрупкая из-за прессования пороховая смесь заряда ракетного двигателя была очень чувствительна к внешнему воздействию и перепадам температур. В заряде могли возникнуть микроскопические, незаметные для глаза трещины. При запуске ракеты, когда пламя доходило до трещины, поверхность горения резко увеличивалась, что приводило к столь же резкому усилению газообразования. Обычно корпус ракеты не выдерживает внезапного повышения давления, которое еще больше увеличивается, если сопло оказывается забитым несгоревшими кусками пороха.

Существовали и другие проблемы. Металлическая стенка корпуса, если горение заряда продолжалось более 1-2 секунд, передавала достаточное количество тепла для того, чтобы воспламенить порох в точке, до которой пламя еще не дошло.

В ракете на черном порохе нельзя было добиться равномерной тяги двигателя. Тяга вначале очень быстро возрастает до определенной величины, а по мере выгорания топлива происходило ее снижение и, соответственно, падала скорость ракеты.

Произведенные из бездымных порохов шашки ракетного заряда были лишены этих недостатков. При горении толстосводной цилиндрической канальной шашки, ее внешняя поверхность уменьшается, а внутренняя - увеличивается, разгорается. Соотношение размеров шашки подбирается так, что оба процесса уравновешивали количество выделяющихся газов в течение всего процесса горения. Горевшие с торца монолитные шашки, также обеспечивали ровное горение с незначительным отклонением в количестве образующихся газов. Чтобы получить требуемую скорость горения, некоторые участки шашки "бронировались" - покрывались негорючим составом.

В процессе работ над топливными зарядами (шашками) выяснилось, что артиллерийские пороха не пригодны для использования в ракетах. При воспламенили такой порох почти мгновенно сгорал, выделяя огромное количество газов, что приводило к разрушению камеры сгорания. Шашки с толстым сводом, изготавливаемые из артиллерийского пороха, коробились и растрескивались после прессования и сушки. Последняя операция производилась с целью удаления применявшегося спирто-эфирного растворителя-пластификатора. Ученым пришлось решать трудную задача по созданию топливных зарядов на основе бездымного пороха с использованием нелетучего растворителя. Только после этого удалось наладить серийное производство пороховых шашек выдерживающих значительные колебания температуры и грубое обращение при перевозке.

В Германии работы над реактивным оружием начались еще до Первой Мировой войны, но до самого ее конца немецкая армия не получила нового оружия. И это не смотря на то, что в годы войны немецкие военные конструкторы располагали возможностями для разработки эффективного реактивного вооружения и его массового производства. Им были известны рецептуры порохов баллиститного типа, пригодных для создания ракетных зарядов, а в Германии имелись достаточные мощности в промышленности для их производства. Однако эти возможности не были использованы в тот период.

Работы возобновились после войны, когда согласно Версальскому договору устанавливался жесткий лимит для артиллерии. Запрета на создание ракет в договоре не было, и рейхсвер решил воспользоваться этим упущением. С 1929 года в Германии начались исследования по созданию различных образцов реактивного оружия. Однако к концу 1930-х они были закрыты. Руководство Третьего рейха рассчитывало на успех "блицкрига" и выступало за то, что война должна быть выиграна с тем оружием, с которым она начиналась. Оказались свернуты научно-исследовательские работы над перспективными образцами вооружения, если на их доводку требовалось больше года. Только тяжелое положение на фронте, сложившееся к 1942 году, позволило продолжить работы над реактивным оружием. Итогом деятельности Эриха фон Хольта, Генриха Лангвайлера и других немецких конструкторов-оружейников стало принятие на вооружение Вермахта ручных реактивных противотанковых гранатометов многоразового использования "Панцершрек" и "Офенрор", динамо-реактивного гранатомета одноразового использования "Панцерфауст", а также активно-реактивного станкового противотанкового гранатомета "Пупхен". По мнению ряда специалистов, "Панцерфауст" стал "лучшим ручным пехотным противотанковым оружием времен войны".

В США проектированием боевых ракет для армии начались также во время Первой Мировой войны и занимался этим профессор Робер Годдард. Получив в 1917 году деньги от военного ведомства, Годдард сконструировал небольшую пусковую установку для запуска из легких трубчатых направляющих 3-х килограммовых ракет на дальность ок. 1600 метров. Пуск ракеты можно было производить из окопа.

Годдард вставляет 3-х дюймовую ракету в легкую трубчатую пусковую установку.

6 и 7 ноября 1918 года на полигоне в Абердине (шт. Мэриленд) для службы связи армии США (US Army Signal Corps) были испытаны одно-, двух- и трехдюймовые ракеты, запускавшиеся из легких трубчатых установок (прослеживаются черты будущей "Базуки"). Присутствующие при испытаниях представители армии согласились, что эти системы оружия продемонстрировали широкие возможности. Несмотря на то, что можно было начать производство боевых ракет, армия не приняла их на вооружение. 11 ноября, спустя всего несколько дней после успешных испытаний, закончилась война, и армейское руководство утратило интерес к новинке.

В межвоенный период работы по созданию реактивного оружия в США практически не велись. В октябре 1938 г. представитель Управления артиллерии армии США посетил Калифорнийский технологический институт и сообщил группе, работавшей над ракетами, что согласно проведенным в армии экспериментам с ракетами, возможности использования ракет в военных целях, по его мнению, невелики. Только с приближением новой войны среди американских военных возродился интерес к реактивному оружию и ракетам на твердом топливе. В 1939 году артиллерийско-техническое управление приняло решение начать работы над сверхсекретным проектом создания пехотного противотанкового оружия, основанного на реактивном принципе. Вопрос о применении бездымного пороха для ракетного порохового заряда был впервые поднят в 1940 году. Однако ко времени вступления США в войну американская армия не имела реактивного оружия, и только к 1942 года войска получили первые образцы реактивных противотанковых ружей.

Во время Первой Мировой войны в России ракетную установку по схеме "открытая труба" создал Дмитрий Павлович Рябушинский. В войну, построенный к концу 1904 г. на его деньги в Кучино (подмосковном имении Рябушинских) Аэродинамический институт выполнял поручения Артиллерийского комитета. Среди них - создание "окопной пушки", которую можно легко переносить и устанавливать в траншее. Пушка Рябушинского имела калибр 70 мм, ствол-труба массой 7 кг устанавливалась на треноге. Дальность стрельбы 3-килограммовым снарядом составляла 320 метров, что вполне устраивало военных, так как расстояние между окопами порой не превышало 200 метров. После Октябрьской революции Рябушинский был вынужден эмигрировать.

"Окопная пушка" Рябушинского.

Впервые в Росси шашки из бездымного пороха в 1916 году изготовил профессор Михайловской артиллерийской академии полковник И. П. Граве. Он смог наладить производство цилиндрических канальных шашек, отформованных из пироксилиновой пороховой массы. В том же году Граве подал заявку и получил, но только в 1924, патент на боевые и осветительные ракеты с бездымным порохом. Граве после революции не эмигрировал, а стал консультантом КОСАРТОПа - Комиссии особых артиллерийских опытов. В КОСАРТОПе в 1919-1926 годах развернулась, в том числе, и работа по созданию реактивной артиллерии. В нее Граве вовлек своих учеников О. Г. Филиппова, С. А. Серикова и М. Е. Серебрякова, занимавшихся порохами.

Для разработки ракетных снарядов в марте 1921 года в Ленинграде Н.И. Тихомировым и С. А. Артемьевым создается лаборатория, получившая в 1928 году название Газодинамической - ГДЛ. Н.И.Тихомировым, О.Г.Филипповым и С.А.Сериковым был создан мощный, стабильно горящий бездымный пироксилино-тротиловый порох, шашки из которого послужили началом для создания твердотопливных ракет. Первые образцы толстосводных шашек были изготовлены в 1924 году в пороховом отделе Артиллерийской академии, находившейся Ленинграде в здании Государственного института прикладной химии. В марте 1928 года были произведены запуски первой в СССР (а по мнения С. А. Артемьева и в мире) ракеты на бездымном порохе.

В СССР исследования направленные на создание безоткатного (динамо-реактивного) оружия возобновились с 1923 года.

С весны 1923 начинают свою деятельность по созданию динамо-реактивных пушек Л.В. Курчевский и С.А. Изенбек. В 1931 г. было испытано 65-мм "реактивное ружье" Б.С. Петропавловского. Работы над безоткатными системами вели также В.М. Трофимов, Е.А. Беркалов, М.Н. Кондаков, С.Е. Рашков, Гроховский. Уже во время Великой Отечественной войны - в 1942 г., реактивное ПТ-оружие в варианте на легком станке разработал М.Л. Миль.

В конце тридцатых годов работы по безоткатному оружию в Советском Союзе, как и в Германии, были свернуты, но по иной причине. Главным недостатком нового оружия была малая начальная скорость снаряда, позволявшая бороться только с легкой бронетехникой. Этот недостаток можно было решить с помощью кумулятивных зарядов, но разочарование от малой эффективности и недостаточной надежности динамо-реактивного оружия предрешило его судьбу в СССР.

Применение немецкой армией в ходе войны реактивных гранатометов заставило вернуться к предвоенным разработкам. Сталин, говоря об ошибочности сворачивания разработок ДРП, заметил по этому поводу: "Вместе с грязной водой выплеснули и ребенка".

Однако к 1943 году в войска стали поступать в достаточном количестве противотанковые орудия. Одновременно быстро сокращалась численность немецких танков и их активность. Разработки пехотного противотанкового оружия ближнего боя сочли нецелесообразными с экономической точки зрения. Этот довод вызывает сомнения - немецкая промышленность находилась не в лучшем положении, но наладила выпуск реактивных гранатометов. Первый советский РПГ был запущен в массовое производство уже после войны. А жаль. Опыт боевых действий доказал, что советские солдаты успешно применяли трофейные "Фаустпатроны" во время уличных боев в немецких городах для подавления огневых точек. Немало неприятностей добавили бронетехнике Вермахта отдельные истребительные подразделения 1-го Украинского и 2-го Белорусского фронтов, оснащенные трофейным противотанковым оружием.

Работы над РПГ в СССР возобновились только в 1944 году и велись над разработкой многоразового ручного гранатомета с надкалиберной гранатой. Однако начало серийного производства РПГ требовало решения ряда конструктивных и технологических проблем и немалых вложений, что было особенно трудно в военное время. В 1944-45 годах были проведены полигонные испытания гранатомета, получившего после этого официальное наименование "Ручной противотанковый гранатомет РПГ-1".