SKUTECZNOŚĆ BRONI PRZECIWPANCERNEJ PIECHOTY

Broń i amunicja przeciwpancerna piechoty
Prawdopodobnie istnieje więcej rodzajów broni i amunicji służącej do zwalczania pojazdów opancerzonych niż do zwalczania jakichkolwiek innych celów na lądzie, na morzu lub w powietrzu. Ale tylko nieliczne środki przeciwpancerne nadają się do wykorzystania jako broń pojedyńczego żołnierza. Do podstawowych rodzajów broni przeciwpancernej pojedynczego żołnierza należą proste pociski rakietowe wystrzeliwane z ramienia lub kierowane pociski rakietowe z głowicami kumulacyjnymi. Ładunki kumulacyjne w tych pociskach są również nazywane wydrążonymi. Do ich określenia stosuje się różne nazwy: hallow charge, shaped charge (w języku angielskim), hohl ladung (w języku niemieckim), cumulative charge, the Neumann effect (w Wielkiej Brytanii), Monroe effect (w Stanach Zjednoczonych). W krajach anglosaskich pociski kumulacyjne oznaczone są skrótem HEAT, od słów: High Explosive Anti-Tank (przeciwpancerne z materiałem kruszącym).
Skrót HEAT okazał się niefortunny, gdyż wielu piszących na ten temat sądzi, że mechanizm przebijania pancerza polega na działaniu termicznym (ang. "heat" oznacza gorąco). Tymczasem właściwy przebieg zjawiska przebijania pancerza polega na utworzeniu strumienia gorących gazów z cienkościennej wkładki kumulacyjnej umieszczonej we wgłębieniu ładunku kruszącego. Strumień ten ma możliwość drążenia otworu w pancerzu. Mniej więcej dziewięciu na dziesięciu autorów nieprawidłowo opisuje zjawisko przebicia pancerza pociskiem kumulacyjnym. Wynika to prawdopodobnie stąd, że korzystali oni z nieodpowiednich materiałów żródłowych, które nieco upiększyli i podali jako własne.
Współczesne poglądy na działanie strumienia kumulacyjnego na pancerz są inne i jeżeli chce się zrozumieć w jaki sposób pancerz może wytrzymać uderzenie pocisku kumulacyjnego, celowe będzie poznanie przynajmniej w skrócie zasady działania strumienia kumulacyjnego.
Odkrycie ładunków wydrążonych i mechanizmów ich działania
Zasada działania ładunku wydrążonego (kumulacyjnego) została po raz pierwszy odkryta przez Maxa Foerstera w Niemczech w 1883 roku, a następnie w 1888 roku przez Charlesa Monroe w Stanach Zjednoczonych. W 1911 roku niemiecki badacz Neumann opatentował zasadę działania ładunku kumulacyjnego i stąd częste powoływania się na jego nazwisko w literaturze różnych krajów. Jednak dopiero pod koniec lat trzydziestych zeszłego już stulecia dokonane odkrycia w Niemczech i Szwajcarii pozwoliły wykorzystać zjawisko kumulacji do opracowania broni przeciwpancernej piechoty. Broń ta była stosowana nie tylko podczas drugiej wojny swiatowej, ale także we wszystkich konfliktach zbrojnych po drugiej wojnie swiatowej, gdy tylko brała w nich udział broń pancerna.
Odkrycia z końca lat 30-tych odegrały bardzo ważną rolę i pozwoliły skonstruować broń kumulacyjną. Wyjaśniały one przede wszystkim wpływ cienkościennej, metalowej wkładki kumulacyjnej. Większość wkładek kumulacyjnych ma kształt cienkościennego stożka miedzianego, chociaż brak miedzi w czasie drugiej wojny światowej doprowadził do stosowania stalowych wkładek kumulacyjnych. W przyszłości wkładki kumulacyjne mogą być wykonywane z innych materiałów i posiadać inne niż dotychczas kształty, co może w sposób zasadniczy wiązać się z ich efektywnością działania u celu. Tym niemniej przedstawiony tu mechanizm działania ładunków kumulacyjnych w zasadzie nie ulega zmianie.
Powstanie strumienia kumulacyjnego
W momencie pobudzenia ładunku kruszącego, rozpoczyna się szybkie rozchodzenie się fali detonacyjnej, której czoło ma kształt kuli a jej środek znajduje się w punkcie zainicjowania detonacji. Fala rozchodzi się zazwyczaj z prędkością 7-8 tys. m/s (jest to trochę więcej niż prędkość sztucznych satelitów Ziemi). Gdy tylko fala dotrze do wkładki kumulacyjnej, to spowoduje zapadanie się jej i wytworzenie hiperprędkiego, ciągłego, wydłużonego strumienia metalu. W strumieniu może znajdować się od 8 do 12% masy wkładki kumulacyjnej, a pozostała część wkładki będzie się poruszała względnie wolno. Znaczna masa tej częsci będzie miała prędkość około 1m/s i w Stanach Zjednoczonych nazywa się ona "bryłką metalu".
Strumień w zasadzie nie ma postaci pary czy płynnego metalu, jak to często utrzymują niektórzy autorzy publikacji, ale jest to postać wysoce plastyczna i ciągliwa. Stan ten jest charakterystyczny dla metali poddanych intensywnej obróbce, kiedy to wskutek gwałtownych przemieszczeń w strukturach molekuł wytwarzane są znaczne ilości ciepła. Na początku powstający strumień metalu jest ciągły - powstaje on podobnie jak drut ciągniony na ciągarce. Ponieważ jednak przy wierzchołku stożka wkładki kumulacyjnej jest więcej materiału wybuchowego niż przy jej podstawie, to z natury rzeczy wystąpi zróżnicowanie prędkości strumienia aż do wystąpienia ewentualnych przerw i podziałów strumienia na kawałki, podobne kształtem do małych prętów podążających jeden za drugim.
Każdy kawałek strumienia ma większą prędkość na czole niż w końcu i wynosi ona zwykle od 8 do 9 m/s. Prędkość poszczególnych cząstek strumienia maleje od częsci przedniej do tylnej. W częsci tylnej prędkość pojedynczego kawałka strumienia wynosić może 2 km/s. Energia kinetyczna strumienia zależy od masy i prędkości poszczególnych jego kawałków i często najwyższą wartość osiągają kawałki zajmujące srodkowy odcinek biorącego udział w przebijaniu strumienia kumulacyjnego.
W początkowej fazie istnienia strumienia kumulacyjnego jest on ciągły. Może wówczas przebijać dosłownie każdy materiał, bez względu na jego twardość. Największy wpływ na przebijalność strumienia ma gęstość matetriału na przeszkody. Ze względu na występujące przerwy w strumieniu, będzie on inaczej wnikał w przeszkodę niż wówczas, gdyby nie był poprzerywany, przy czym twardość pancerza ma również istotny wpływ na wielkosć przebicia. Zadaniem konstruktora amunicji kumulacyjnej jest odpowiednie dobranie takich elementów, jak kształt wydrążenia w materiale kruszącym i wkładki kumulacyjnej oraz układ pobudzający, aby jak najbardziej opóźnić proces przerywania się strumienia. Tym sposobem uzyskuje się przebicie pancerza.Większe przebicie zapewnia też strumień prosty i kiedy jego poszczególne kawałki podążają jeden za drugim. Prostoliniowość strumienia kumulacyjnego uzyskuje się wówczas, gdy głowica kumulacyjna zostanie wykonana bardzo dokładnie. Nie jest to sprawa łatwa, szczególnie w masowej produkcji amunicji. Jednak w razie wystąpienia miejscowych zakłóceń przebiegu detonacji nie uzyska się spodziewanego przebicia, mimo bardzo dokładnego wykonania samej głowicy. Zakłócenie takie może być spowodowane np. odbiciem się fali uderzeniowej od pancerza czołgu. Może to mieć miejsce wówczas, gdy bok głowicy znajdzie się zbyt blisko pancerza. Wystąpi wtedy niepożądane ugięcie się strumienia albo też ztraci on jednorodność.
Przenikanie strumienia kumulacyjnego przez przeszkodę
Duża gęstość strumienia kumulacyjnego, która wynosi około miliona kilogramów na centymetr kwadratowy jego przekroju poprzecznego, powoduje wystąpienie tak olbrzymiego ciśnienia w miejscu zetknięcia się z przeszkodą, że strumień dosłownie wciska się w materiał, w tym także w pancerz wykonany z najbardziej twardej stali. Sam proces przebijania pancerza polega na tworzeniu szeregu głębokich, stopniowo zwężających się wydrążeń. W momencie zderzenia się strumienia z pancerzem wytworzone w miejscu styczności ciśnienie rozpycha materiał pancerza we wszystkich kierunkach. W procesie tym strumień kumulacyjny w części czołowej w sposób ciągły traci swoją energię oraz własciwości i przekształcą się w ciecz a częściowo prawdopodobnie w parę o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Przenikanie strumienia przez pancerz polega więc na ciągłym wchodzeniu do czoła strumienia coraz to nowych porcji materii strumienia i gwałtownym przemieszczaniu się "powierzchni roboczej" w samym pancerzu. Wnikanie strumienia jest podobne do wgłębiania się palca w kostkę miękkiego masła lub do wchodzenia w ziemię wody podczas drążenia nim otworu.
Zmieniająca się wraz z długością strumienia jego masa i prędkość w poszczególnych odcinkach, o czym była mowa, prowadzi do stopniowego obniżania się jego energii, co znajduje swój wyraz w stopniowo zwężającym się otworze wykonanym w pancerzu. Średnica tego otworu jest zawsze większa od średnicy tej części strumienia, która go wykonała i momo że otwór jest dość duży, to tylko niewielka część materiału przebijanego pancerza ulega rozproszeniu w trakcie przebijania go przez strumień kumulacyjny. Natomiast w bezpośrednim sąsiedztwie wydrążonego otworu gęstość będzie większa niż była na początku, a cały pancerz, na który działał strumień kumulacyjny będzie miał trochę większą masę. Proces drążenia trwa dotąd aż poszczególne kawałki strumienia wytracą się. W procesie przebijania bezużyteczne są te kawałki strumienia, które nie posiadają dostatecznej energii do niszczenia pancerza, które trafiają w ściany boczne wydrążonego otworu lub nie działają w rezultacie obrotu, ugięcia strumienia albo też nieosiowego działania.
Zakłócanie strumienia kumulacyjnego
W wozach bojowych stosuje się specjalne pancerze, których zadaniem jest zakłócenie działania poszczególnych części strumienia, spowodowanie utraty energii i osiowości potrzebnej do drążenia pancerza. Pancerz, który wywraca poszczególne kawałki strumienia działające jak oddzielne małe pociski rdzeniowe, rozprasza, przemieszcza na inna tory, skierowuje na ściany drążonego otworu lub w inny sposób pozbawia je zdolności przebijania, jest pancerzem przydatnym do budowy wozów opancerzonych. Pancerz taki nie może jednak ważyć więcej niż pancerz wykonany z homogenizowanych płyt pancernych, którego nie byłby w stanie przebić rozpatrywany pocisk przeciwpancerny. Pożądane jest także, by nie zajmował on więcej miejsca i nie był droższy od pancerza wykonanego z płyt homogenizowanych.
Jeżeli pancerz jest zbudowany tak, że między jego płytami istnieje odpowiednio duża wolna przestrzeń, to działanie strumienia kumulacyjnego może być zakłócone. Odległość między płytami powinna być taka, aby poszczególne kawałki strumienia miały czas i miejsce na rozpoczęcie wywracania się i rozpraszania. Podczas drugiej wojny światowej Niemcy w niektórych typach swoich czołgów stosowali płyty ekranizujące w celu odsunięcia miejsca detonacji pocisku od własciwego pancerza. Sposób ten dawał dobre rezultaty i był powszechnie stosowany. Jest także stosowany i obecnie, np. w amerykańskim czołgu M1. Ekonomiczne i skuteczne ekranowanie mają również zapewnić błotniki, skrzynki z wyposażeniem, fartuchy boczne, zamocowane na zewnątrz części zapasowe, narzędzia, niektóre rodzaje amunicji, a nawet pojemniki na paliwo.
Pancerze warstwowe lub nakładki zakłócają strumień kumulacyjny. Powoli powszechnie zaczyna się stosować dynamiczne środki ochrony pojazdów opancerzonych, czyli przede wszystkim tzw. pancerze reaktywne. Pancerz reaktywny składa się z wielu odseparowanych od siebie prostopadłościennych elementów wykonanych ze specjalnego materiału wybuchowego, które nie eksplodują po trafieniu pociskiem strzeleckim, czy z artylerii małokalibrowej. "Kostka" detonuje dopiero po trafieniu większym pociskiem, powodując rozproszenie skupionej energii kinetycznej, zakłócenie i wytrącenie szyku kawałków strumienia pocisku rdzeniowego lub strumienia kumulacyjnego, a tym samym ograniczenie ich skuteczności. Pancerz stalowy dodatkowo "obłożony" pancerzem reaktywnym jest około trzy razy odporniejszy na pociski kumulacyjne niż pancerz konwencjonalny o tym samym ciężarze. Po raz pierwszy elementy pancerza reaktywnego znane pod nazwą ERA albo Blazer zostały zastosowane podczas działań w Libanie w 1982 roku.
Obecnie stosuje się pancerze stalowo-ceramiczne tzw. Chobham, które są 2,8 raza odporniejsze na pociski kumulacyjne niż pancerze ze stali pancernej o takim samym ciężarze; pancerze kevlarowo-ceramiczne (np. w MCV-80 Warrior); pancerze wzmocnione płytami z pancerza laminowanego uranowo-stalowego (M1A1 Abrams).Nie omawiane w tym artykule pociski rdzeniowe z odrzucanymi płaszczami prowadzącymi stabilizowane brzechwowo działają w pewnym sensie podobnie do strumienia kumulacyjnego. Część pancerzy może być odporna na działanie pocisków kumulacyjnych, ale słabo odporna na trafienie wspomnianymi pociskami rdzeniowymi. Zasadnicza różnica ich działania wynika z innej, względnej powierzchni koncentracji posiadanej energii kinetycznej. Wydłużony rdzeń pocisku przeciwpancernego jest znacznie cięższy od strumienia kumulacyjnego, ma większą średnicę ale mniejszą prędkość. Z powodu dużej masy, rozporządza wielką energią kinetyczną. Jednak pociski te nie mogą być wystrzeliwane z ręcznej, lekkiej broni przeciwpancernej pojedynczego żołnierza i dlatego nie są tu omawiane. Większość lekkiej broni przeciwpancernej jest przystosowana do wystrzeliwania pocisków kumulacyjnych. Dlatego omawia się działanie tylko tej broni.
Działanie strumienia kumulacyjnego za pancerzem
W zależnosci od tego, jaką strumień kumulacyjny będzie miał energię po przejściu przez pancerz i jaką ilością energii będzie jeszcze rozporządzał, taką będzie miał on zdolność rażenia w przestrzeni wewnątrz pojazdu bojowego. Z części pancerza, która znajduje się przy wylocie otworu wykonanego przez strumień kumulacyjny powstaje grad rozlatujących się odłamków. Pancerz bowiem w czasie przebijania tworzy gwałtownie zwiększające swą wielkość bańki, które pękają i wytwarzają snop prędkich odłamków. Są one wyjątkowo niebezpieczne dla załogi i niszczą znajdujące się wewnątrz przedmioty. W razie prostopadłego przebicia pancerza grad odłamków towarzyszyć będzie działającemu jeszcze strumieniowi kumulacyjnemu. Prędkość odłamków za pancerzem wynosi zwykle od 1,5 do 2.5 km/s. Rozlatywać się one będą w stożku o kącie od 90 stopni do 110 stopni. Efekt działania za pancerzem jest podobny do wybuchu niewielkiego granatu na płycie pancernej.
Strumień kumulacyjny i odłamki działające za pancerzem mogą razić załogę i oddziaływać na różne materiały, w szczególności materiały wybuchowe zawarte w amunicji i paliwo. Skutki tego rażenia mogą okazać się katastrofalne dla pojazdu.
Zapalenie się paliwa i wybuch amunicji są zasadniczymi czynnikami powodującymi zniszczenie pojazdu.
Współczesna amunicja kumulacyjna
Po raz pierwszy ładunek kumulacyjny jako środek walki zastosowali niemieccy spadochroniarze w czasie zdobywania belgijskiego fortu Eben-Emael 10 maja 1940 roku, niszcząc kopuły pancerne fortu 50-cio kilogramowymi ładunkami kumulacyjnymi. Pod koniec 1942 r. zostały po raz pierwszy użyte brytyjskie granatniki bliskiego zasięgu PIAT z pociskami kumulacyjnymi i amerykańskie granatniki Bazooka z rakietowymi pociskami kumulacyjnymi.

Bazooka była pierwszą bronią przewidzianą do strzelania z ramienia. Dysponował nią również Związek Sowiecki. Wkrótce po tym Niemcy wprowadzili do uzbrojenia, podobne do Bazook, Pazerschrecki. Miały one rakietowe pociski kumulacyjne.Wprowadzone póżniej do uzbrojenia Panzerfausty miały pociski z głowicami znacznie większymi od tych, jakie stosowano do Bazook. Do roku 1942 pancerze czołgów były stosunkowo cienkie a kalibry dział niewielkie. Na początku drugiej wojny światowej były to zwykle działa 37 mm. Jednakże wraz z pojawieniem się ręcznych granatników przeciwpancernych z pociskami kumulacyjnymi zrozumiano potrzebę poprawienia opancerzenia czołgów. Pojawiły się też rozwiązania zwiększające odporność pancerza czołgu na pociski kumulacyjne. Były to ekrany, zapasowe elementy gąsiennic, skrzynki z amunicją strzelecką oraz specjalne osłony z materiałów o niskiej gęstości zdolnych do obniżania energii strumienia kumulacyjnego, do których należał mastyks granitowy.
Prowadzono też prace zmierzające do zwiększenia przebijalności pocisków kumulacyjnych. Te znów stawały się powodem zwiększenia wytrzymałości pancerza. Współczesne pociski przebijają trzykrotnie grubszy pancerz stalowy niż te, które znajdowały się w uzbrojeniu pod koniec drugiej wojny światowej. Dziś osiąga się przebicie wynoszące 10 średnic wkładki kumulacyjnej.
Wspólczesna lekka broń przeciwpancerna
Zgodnie z kryteriami przyjętymi w amerykańskich siłach lądowych, do lekkiej broni przeciwpancernej (LAW) zaliczane są te środki, które ważą mniej niż 9 kg, a ich długość w stanie przewidzianym do przenoszenia nie przekracza 1000 mm. Do średniej broni przeciwpancernej (MAW) należą takie środki, które ważą nie więcej niż 15,9 kg i mają długość w stanie przewidzianym do przenoszenia nie wiekszą niż 1600 mm. Wszystkie inne, które wychodzą poza podane tu granice są zaliczane do ciężkiej broni przeciwpancernej (HAW). Specjaliści nie są zgodni co do tego, czy lekka broń przeciwpancerna znajdzie zastosowanie w walce z czołgami od przodu czy też nie. W tej sprawie istnieją dwa zasadnicze poglądy: jeden utrzymuje, że nie można uzbroić żołnierza w broń pozwalającą zwalczać czołgi od przodu i aby jednoczesnie była to broń lekka, możliwa do przenoszenia i strzelania przez jednego żołnierza, drugi zas określa, że w przyszłosci czołgi będą zwalczane właśnie prze drużyny uzbrojone w lekką broń przeciwpancerną zdolną pokonać przedni pancerz ciężkiego czołgu.
W prasie amerykańskiej na ten temat wyrażane są różne opinie. Niektórzy nie wierzą w możliwość istnienia ppk zdolnych pokonać przedni pancerz nowoczesnego czołgu. Określa się ich czasem jako osoby niepoważne. Ci niepoważni utrzymują, że pocisk taki będzie w stanie zniszczyć czołg jedynie z tyłu lub z boku. Jednak wydaje się, że ich przeciwnicy prawdopodobnie popierają stanowisko eksperta, który wyciągnął niewłaściwe wnioski z prowadzonych badań nad przebijalnością ładunków kumulacyjnych. W każdym bądź razie tylko przeciętnie jeden na dziesięciu ekspertów uważa, że istnieje możliwość zniszczenia czołgu od przodu za pomocą broni ppanc pojedynczego żołnierza. Na ogół i ci, którzy pracują nad podwyższeniem przebijalności broni przeciwpancernej, i ci, którzy pracują nad zwiększeniem odporności pancerza uważają, że pociski kumulacyjne będą w stanie niszczyć czołgi jedynie z tyłu i z boku.
Udoskonalanie przedniego pancerza czołgowego
Pancerz przedni czołgu już tradycyjnie jest tak budowany, by zabezpieczał przed pociskami dział czołgowych przeciwnika. Dziś pancerz ten ma być odporny na pociski rdzeniowe tych dział. Nowoczesne pancerze zabezpieczające przed mniej groźną bronią, jaką są ręczne granatniki przeciwpancerne, będą też stosowane w innych miejscach, nie tylko z przodu czołg, tzn. tam, gdzie czołg jest w mniejszym stopniu narażony na ogień przeciwnika. Dąży się do tego, aby przednie pancerze były coraz odporniejsze na przebicie. Wynika to z rosnącej przebijalności pocisków przeciwpancernych z wydłużonymi rdzeniami wykonanymi z materiałów o dużej gęstości, a przy tym rdzenie te są wystrzeliwane w odrzucanych płaszczach prowadzących, co wpływa na zmniejszenie oporu powietrza pocisku.
Rezultatem tego może być nie liczenie w przyszłości na granatniki przeciwpancerne, stanowiące uzbrojenie pojedynczego żołnierza, jako na broń, która mogłaby służyć do zwalczania czołgów z przodu. Tradycyjnie pancerz przedni jako najsilniejszy, wykonany jako warstwowy, może znacznie przewyższyć możliwości przebicia lekkich granatników przeciwpancernych i skutecznego rażenia za pancerzem. Nieprzydatność broni pojedynczego żołnierza do walki z czołgami z przodu spowoduje przeniesienie tych zadań na inną broń, bardziej skuteczną.
Podczas drugiej wojny światowej przebijalność Bazooki była dobra, a jednak Amerykanie ponieśli duże straty w żołnierzach, którym przyszło strzelać z przodu do nacierających niemieckich Tygrysów w czasie działań na Sycylii w 1943 roku. Stwierdzono, że wielu rozjechanych przez czołgi żołnierzy miało przy sobie wystrzelone wyrzutnie Bazooki, których pociski nie były w stanie zniszczyć pancerza tych czołgów.Rywalizacja pancerza z bronią przeciwpancerną, trwająca od czasu pojawienia się na polu walki pojazdu opancerzonego, ma wszelkie dane ku temu, aby rozwijać się w dalszym ciągu. Jeżeli nawet uzyska się znaczny postęp w możliwości przebicia pocisków kumulacyjnych i efektywności działania ich za pancerzem, to możliwość zbudowania czołgów, które od strony przedniej skutecznie ochronią załogę przed pociskami kumulacyjnymi spowoduje, że większość znajdujących się w uzbrojeniu granatników przeciwpancernych okaże się nieskuteczna. Nie będą one zdolne zniszczyć pancerza i działać skutecznie za pancerzem, by doprowadzić do szybkiego unieruchomienia czołgu.
Trafiony, ale nieobezwładniony czołg może się okazać jeszcze niebezpieczny.
Powrót na stronę główną:
www.greendevils.pl