CC BY
812
Волчихин В.И., Кичкидов А.А., Бражников А.Н.
АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ВЗРЫВАТЕЛЕЙ ПО ДАННЫМ ЗАРУБЕЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ
В статье приводится краткий обзор состояния вопроса разработки новых зарубежных взрывателей к осколочно-фугасным снарядам полевой артиллерии. Показывается, что с 90-х годов за рубежом интенсивно ведутся работы по созданию новых электронных взрывателей, позволяющих совмещать в одной конструкции контактное, неконтактное и дистанционное действие, а также корректировать траекторию полета снарядов. Приведены типы зарубежных боеприпасов с разработанными взрывателями.
Основу боевого комплекта артиллерийского орудия составляют осколочно-фугасные боеприпасы, которые комплектуются контактными, неконтактными и дистанционными взрывателями. До недавнего времени такие взрыватели содержали большое количество механических узлов со свойственными им недостатками . В настоящее время во всех типах взрывателей электронные блоки постепенно вытесняют механические узлы, давая возможность объединить все виды действия в одном устройстве.
С начала 90-х годов за рубежом началась разработка и освоение перспективных электронных взрывателей ствольной артиллерии, это США, Израиль, Великобритания, ЮАР, Германия, Норвегия, Финляндия, Франция.
Среди электронных взрывательных устройств, созданных в мире в последнее время, наиболее широко представлены взрыватели, имеющие функцию дистанционного действия, поскольку обеспечиваемый ими воздушный подрыв снаряда существенно повышает его эффективность в борьбе с живой силой противника, находящейся в укрытии. При этом у таких взрывателей, как правило, сохраняется и функция контактного действия при встрече с преградой, т.е. они являются взрывателями комбинированного действия.
Малокалиберные выстрелы с взрывателями дистанционного или комбинированного действия разрабатываются и производятся ведущими европейскими странами и США. Так, широко рекламируется 35-мм выстрел с готовыми поражающими элементами швейцарской фирмы Oerlikon-Contraves, снабженный дистанционным взрывателем с цифровым отсчетом времени. В Германии специалистами фирмы Rheinmetall-Diehle разработан осколочно-фугасный выстрел такого же калибра с дистанционно управляемым взрывателем.
Шведской фирмой BOFORS разработан 4 0-мм осколочно-фугасный выстрел с готовыми поражающими элементами, снабженный взрывателем комбинированного действия, который обеспечивает не только контактное и дистанционное срабатывание снаряда, но и действует в режиме неконтактного обнаружения цели.
Наиболее передовым уровнем развития взрывателей артиллерии обладают США.
В США, наряду с 3 0-мм выстрелами для автоматических пушек, в рамках программы OCSW по модернизации средств ближнего боя разрабатывается 25-мм граната для автоматического гранатомета с дистанционно управляемым взрывателем.
В настоящее время сухопутные войска и корпус морской пехоты США применяют осколочно-фугасные снаряды, оснащенные неконтактным взрывателем М7 32А2 фирмы АТК (рисунок 1). С помощью поворотного кольца устанавливается время полета до цели в диапазоне 5-150 с. Примерно за три секунды до установленного времени включается неконтактный режим. Для неконтактного подрыва снаряда используется встроенная доплеровская РЛС непрерывного излучения. В случае отказа блока неконтактного режима взрыватель сработает как ударный.
Рисунок 1. Неконтактный взрыватель М7 32А2
Недавно появилась тенденция разработки многорежимных взрывателей. Хотя они неизбежно являются более сложными и дорогими устройствами, чем одно- и двухрежимные, они упрощают тыловое обеспечение и позволяют доставлять снаряды окончательно снаряженными.
В 198 8 году американские специалисты приступили к разработке программы развития взрывателей сухопутной артиллерии. В середине 90-х годов в США началась реализация программы. К 2010 году планируется создать и принять на вооружение четыре базовых взрывателя:
- дистанционный М762 для КАС (полетное время до 200 сек, шаг 0,1 сек) (рисунок 2);
Рисунок 2. Дистанционный взрыватель М7 62
- дистанционный М7 67 для ОФС (полетное время до несколько десятков секунд, шаг, вероятно, 0,012 сек);
- многорежимный М773 (неконтактное, дистанционное, контактное с замедлением и контактное мгновенное действие) для ОФС и его дальнейшая модификация М7 82 с тормозными щитками (рисунок 3).
а
-sal
v. ■ ■ К
tear, «0*
Рисунок 3. Многорежимный взрыватель М7 82
М7 82 объединяет четыре режима: неконтактный, дистанционный, контактный с замедлением и кон-
тактный мгновенный. В режиме контактный с замедлением взрыватель отрабатывает задержку инициирования от 5 до 10 мс, а в режиме дистанционный задавать время срабатывания с шагом 0,1 с в диапазоне 0,5-199,9 с;
- контактный взрыватель Мк3 99Моd1 с запреградным действием к ОФС.
В основе концепции развития американских взрывателей ствольной артиллерии лежат принципы узловой и межвидовой унификации.
Взрыватели выполняются на основе единых и унифицированных узлов - индуктивная линия управления, унифицированные электронные компоненты, источник питания, авторегулируемый запреградный замедлитель, ПДУ и др.
Взрыватель Omicron M18 0 израильской фирмы Reshef является более новой разработкой. Он принят на вооружение в 19 9 9 г. Взрыватель имеет два режима - контактный и неконтактный. Электронный таймер включает неконтактный блок на основе РЛС непрерывного излучения с частотной модуляцией за 1,8 с до установленного времени.
Многорежимный взрыватель DM7 4 фирмы Junghаns (рисунок 4), предназначенный для 105-203 мм ОФС, имеет также четыре вида действия.
Рисунок 4. Многорежимный взрыватель DM7 4
Все перечисленные выше взрыватели программируются с помощью индуктивного установщика, как переносного, так и установленного в состав артиллерийской системы.
Многофункциональные (многорежимные) взрыватели разрабатываются и для средних калибров. Примером такого взрывателя является контактно-неконтактный дистанционный взрыватель, разработанный в ЮАР. Аналогичные разработки имеются и в других странах.
Возрастающая потребность обеспечения высокой точности стрельбы на большую дальность привела к появлению программ разработки взрывателей, объединяющих в одном устройстве выполнение классических функций с той или иной формой коррекции траектории полета снаряда. Это является неизбежным шагом вверх по лестнице, ведущей к усложнению устройства и повышению стоимости взрывателя, но наградой за этот шаг является повышение эффективности поражения цели, уменьшение расхода боеприпасов и сокращение сопутствующих разрушений.
Траектория артиллерийских снарядов с «интеллектуальными» взрывателями может корректироваться либо только по дальности, либо и по дальности и по направлению. Наибольшее распространение имеет коррекция только по дальности, так как при стрельбе на большие дистанции именно промах по дальности является преобладающей компонентой общего промаха. Этот промах по дальности можно скорректировать, изменяя лобовое аэродинамическое сопротивление снаряда. Коррекция траектории по дальности и направлению привела бы к необходимости оснащения взрывателя стабилизированными по крену (горизонтальными) рулями, и большинство групп разработчиков высокоточных боеприпасов, исходя из практических соображений, предпочли разрабатывать специальные снаряды, чем подобные взрыватели.
Фирма GIAT Industries работает совместно с TDA Armements и Thales Avionics над проектом SAMPRASS (Systeme d'Amelioration de la Precision de I'Artillerie Sol-Sol - система повышенной точности стрельбы полевой артиллерией) и совместно с DGA - над проектом SPACIDO (Systeme a Precision Amelioree par Cinemometre Doppler - система повышенной точности стрельбы с применением до-плеровского измерителя скорости). Оба проекта предполагают установку на 155-мм снаряды «интеллектуальных» взрывателей, оснащенных раскрывающимися аэродинамическими тормозами.
В проекте SAMPRASS (рисунок 5) с помощью встроенного во взрыватель приемника системы GPS осуществляется определение координат боеприпаса, эти координаты передаются на наземную станцию, которая сравнивает параметры действительной траектории с параметрами эталонной траектории полета к цели и передает на боеприпас команду на раскрытие аэродинамического тормоза в нужный для коррекции действительной траектории момент времени.
з
Рисунок 5. Взрыватель проекта SAMPRASS
В проекте SPACIDO использованы те же механические узлы, а для расчета параметров действительной траектории полета снаряда применяется наземная станция с доплеровским измерителем скорости, которая рассчитывает момент раскрытия аэродинамического тормоза и передает соответствующую команду на боеприпас.
Отделением MLM фирмы Israel Aircraft Industries (IAI) разрабатывается «компактная система коррекции огня» Compact Fire Adjustment System (CFAS), использующая специальный пристрелочный снаряд, оснащенный приемником системы GPS и каналом связи для определения координат снаряда на траектории и передачи их на наземную станцию. Используя методы дифференциального GPS, наземная станция определяет траекторию полета пристрелочного снаряда, сравнивает ее с расчетной траекторией полета к цели и рассчитывает поправки вертикального и горизонтального углов прицеливания, которые необходимо ввести для стрельбы боевыми снарядами.
Группа Team Star в 1999 г. провела первые стрельбовые испытания по проекту Smart Trajectory Artillery Round (STAR) с использованием «интеллектуального» взрывателя с приемником системы GPS и однократно раскрывающимся аэродинамическим тормозом.
Перед выстрелом во взрыватель с помощью индуктивного установщика вводятся координаты огневой позиции, координаты цели и задается режим срабатывания (контактный или неконтактный). Снаряд выстреливается по цели с заведомым перелетом при некорректируемой траектории. Через три секунды после выстрела с помощью бортового приемника GPS определяются точные координаты снаряда и рассчитывается точный момент раскрытия аэродинамического тормоза для компенсации промаха по дальности.
На выставке Eurosatory 2QQ2 фирма Diehl Munitionssysteme представила данные о разрабатываемом совместно с фирмой Junghans взрывателе с коррекцией дальности полета на основе приемника GPS (рисунок б). Взрыватель, разрабатывающийся по контракту с МО Германии, имеет неконтактный, контактный и контактный с замедлением режимы срабатывания для применения с осколочно-фугасным снарядом и дистанционный режим срабатывания для применения с кассетными снарядами. Стрельбовые испытания, проведенные в июне 2QQ1 года, продемонстрировали полную функциональность конструкции, включая прием сигнала GPS вращающимся снарядом.
Рисунок 6. Взрыватель с коррекцией дальности полета на основе приемника GPS
Великобритания проводит самостоятельные исследования по созданию систем коррекции для 155-мм артиллерийских снарядов. Удачно, по заявлению разработчиков, прошли испытания системы коррекции траектории полета снаряда, включающей процессор обработки сигналов и систему торможения. Снаряд L15, оснащенный системой коррекции траектории полета, на дальности 3 0 км имел такое же рассеивание, как без коррекции на расстоянии 18 км.
США и Великобритания разрабатывают снаряд с процессором обработки сигналов, размещаемым на снаряде. Такая конструкция обладает рядом преимуществ. Но в то же время при расположении процессора на орудии или наземном пункте управления огнем снаряды могли бы быть дешевле.
Французские и шведские фирмы совместно проводят исследования по созданию снаряда с коррекцией траектории, но данные о параметрах реальной траектории его полета будут поступать не от GPS, а от баллистической станции. Все элементы системы наведения, кроме тормозного механизма, выполнены в наземном варианте.
Пожалуй, наиболее революционным взрывателем, разрабатываемым в настоящее время, является взрыватель для малоизвестного перспективного управляемого снаряда DART (Driven Ammunition Reduced Time of Flight - управляемый высокоскоростной снаряд), разрабатываемого для ВМФ Италии. Сообщается, что DART будет подкалиберным снарядом для орудий 7 6-мм корабельных пушек Compact и Super Rapid фирмы OTO-Breda. Будет применено наведение по лучу (предположительно лазерному), а снаряд будет оснащен комбинированным взрывателем. DART - очень смелая концепция, но пока неизвестно, будет ли она воплощена в жизнь.
Одной из проблем, при разработке новых взрывателей, является необходимость их снабжения надежным источником питания. Данный источник должен иметь срок хранения не менее 10 лет и после активации стабильно обеспечивать взрыватель электропитанием.
Одним из возможных решений этой проблемы является использование в качестве основного источника питания химические источники тока, имеющие длительный срок хранения. Этим требованиям отвечают литиевые элементы, которые также имеют высокую удельную мощность. Альтернативным решением является использование резервной батареи, для активации которой необходимо расплавить электролит, находящийся в батарее. На рисунке 7 представлена ампульная батарея к современному взрывателю.
Рисунок 7. Ампульная батарея для 7 6-мм взрывателя MFF фирмы Thales
Взрыватели нового поколения требуют применения механических узлов меньших размеров и обладающих большей надежностью. Изготовление таких узлов возможно с использование МЭМС (микро электромеханические системы) технологий. Использование МЭМС технологий и технологий микроэлектроники открывает широкие перспективы создания миниатюрных, объемом в несколько кубических миллиметров, акселерометров, гироскопов, а также других элементов взрывателя. По опубликованным данным, такие работы за рубежом проводятся достаточно интенсивно. Имеются сообщения о разработке в Технологическом институте штата Джорджия США интеллектуального взрывателя с использованием микромеханических технологий. По этим технологиям механические и электрические компонент взрывателя выполняются на общей кремниевой подложке с использованием фототравления и аналогичных процессов. В рекламных материалах по этим работам указывается на создание взрывателя размером меньше спичечной головки. Элементная база, используемая в зарубежных взрывателях, приведена на рисунке 8.
Рисунок 8. Элементная база зарубежных взрывателей
Интересны примеры радикальных технических решений по МЭМС в США. Акселерометры на базе МЭМС повышают точность перспективных снарядов высокой кинетической энергии, выдерживая ускорение свыше 7 0000 g. Один из образцов таких снарядов - противотанковый боеприпас калибра 120 мм М830А1 HEAT (High Energy AntiTank). Его датчики-акселерометры обеспечивают измерение ускорения как при нахождении снаряда в стволе оружия, так и на траектории полета к цели. Кроме того, датчики измеряют ускорение и вибрацию в двух ортогональных плоскостях.
Трехосевые акселерометры на базе МЭМС были испытаны при стрельбе из гаубицы М25 6 калибра 120 мм при ускорении 47 000 g. Компоненты приборного отсека нормально работали при таких условиях, передавая телеметрическую информацию на КП в течение 90 мс. Трехосевые акселерометры откалиброваны в пределах 25-50 g.
Из сказанного выше видно, что за рубежом активно проводятся НИОКР по созданию перспективных дальнобойных снарядов. При разработке боеприпасов для полевой артиллерии зарубежных стран акцент сместился на решение проблемы повышения точности стрельбы. Пристальное внимание уделяется не только разработке нового класса взрывателей, но и их элементной базе, возможности использования перспективных технологий при разработке и изготовлении взрывателей.
Литература
1. http //www.soldiering.ru/army/artillery/ammunition-155- mm.php.
2. http //www.membrana.ru/articles/technic/2 0 0 4.html.
3. http //www.arrows.newmail.ru/SMART155.htm.
4. http //www.talks/guns.ru.
5. http //www.smalltimes.com/document display.cfm?document 7 5 5 II d i 1
6. http //www.smalltimes.com/document display.cfm?document 1 H- d II СЛ СЛ
7. www.monufacturing.net.
8. «Зарубежное военное обозрение» №3 2002 г.
