Pancéřové střely

KE penetrátory pro moderní tanky mají běžně průměr 2-3 cm a jejich délka se může blížit 80 cm; s vývojem konstrukčně účinnějších návrhů penetrátorů-sabot se jejich délka zpravidla zvětšuje, aby bylo možné překonat ještě větší hloubku pancíře. Koncepce překonání pancíře pomocí dlouhého tyčového penetrátoru je praktickou aplikací jevu hydrodynamické penetrace (viz hydrodynamika).

Penetrace kapalinouEdit

Přestože praktické materiály penetrátoru a cíle nejsou před nárazem kapalinami, při dostatečně vysoké nárazové rychlosti se i krystalické materiály začnou chovat vysoce plasticky jako kapaliny, takže se uplatní mnohé aspekty hydrodynamické penetrace .

Dlouhé tyčové střely pronikají tekutinou v pravém slova smyslu, jednoduše na základě hustoty pancíře cíle a hustoty a délky penetrátoru. Průbojník bude nadále vytlačovat cíl do hloubky rovnající se součinu délky průbojníku a druhé odmocniny hustoty průbojníku a cíle. Okamžitě si lze všimnout, že delší a hustší penetrátory pronikají do větší hloubky, což je základem pro vývoj protipancéřových střel s dlouhou tyčí.

Důležitými parametry účinného penetrátoru s dlouhou tyčí jsou proto velmi vysoká hustota vzhledem k cíli, vysoká tvrdost, aby pronikl tvrdým povrchem cíle, velmi vysoká houževnatost (tažnost), aby se tyč při nárazu neroztříštila, a velmi vysoká pevnost, aby přežila zrychlení při výstřelu ze zbraně, jakož i variabilitu nárazu na cíl, jako je zásah pod šikmým úhlem a přežití protiopatření, jako je pancíř reagující na výbušniny.

Wolfram a uranEdit

Vývoj těžkých forem reaktivního pancíře (jako je sovětský, později ruský Kontakt-5), které jsou určeny ke střihání a odrážení dlouhých tyčových penetrátorů, podnítil vývoj složitějších konstrukcí penetrátorů s kinetickou energií, zejména v nejnovějším americkémvyráběných protitankových střel. Přestože se geometrie penetrátoru může přizpůsobit reaktivním protipancéřovým opatřením, materiály pro hluboko pronikající střely s kinetickou energií zůstávají těžká wolframová slitina (WA) a slitina ochuzeného uranu (DU). Oba materiály jsou velmi husté, tvrdé, houževnaté, tvárné a velmi pevné; všechny tyto výjimečné vlastnosti jsou vhodné pro průnik hlubokým pancířem. Nicméně každý materiál vykazuje své vlastní jedinečné penetrační vlastnosti, které mohou, ale nemusí být nejlepší volbou pro tu kterou protipancéřovou aplikaci.

Například slitina ochuzeného uranu je pyroforická; zahřáté úlomky penetrátoru se po nárazu při kontaktu se vzduchem vznítí a zapálí palivo a/nebo munici v cílovém vozidle, což významně přispívá ke smrtelnosti za pancířem. Kromě toho penetrátory DU vykazují významnou adiabatickou tvorbu smykových pásů. Běžná mylná představa spočívá v tom, že při nárazu lomy podél těchto pásů způsobují, že se hrot penetrátoru neustále zbavuje materiálu, čímž se zachovává kuželovitý tvar hrotu, zatímco jiné materiály, např. wolfram bez pláště, mají tendenci se deformovat do méně účinného zaobleného profilu, což je efekt nazývaný „houbovitý“. Vytvoření adiabatických smykových pásů ve skutečnosti znamená, že strany „hřibu“ mají tendenci se dříve odlomit, což vede k menší hlavě při nárazu, i když bude stále výrazně „hřibovitá“.

Zkoušky ukázaly, že otvor vyvrtaný střelou z ochuzeného uranu má užší průměr než u podobné wolframové střely; a přestože oba materiály mají téměř stejnou hustotu, tvrdost, houževnatost a pevnost, v důsledku těchto rozdílů v procesu deformace má ochuzený uran tendenci prorazit ekvivalentní délku wolframové slitiny proti ocelovým cílům. Nicméně použití ochuzeného uranu se i přes některé lepší výkonnostní charakteristiky neobejde bez politických a humanitárních kontroverzí, ale pro některé země zůstává kvůli nákladům a strategické dostupnosti v porovnání s wolframem oblíbeným materiálem.

Konstrukce sabotEdit

Při zvažování nasazení vojenských sil v zahraničí nebo exportních prodejních trhů se situace komplikuje tím, že sabot určený speciálně k odpálení penetrátoru DU nelze jednoduše použít k odpálení náhradního penetrátoru WA, a to ani s naprosto stejnou výrobní geometrií. Oba materiály se při vysokém tlaku a velkém zrychlení při odpalu chovají značně odlišně, takže pro zachování strukturální integrity v otvoru je nutná zcela odlišná geometrie materiálu sabot (v některých místech silnější nebo tenčí, pokud je to vůbec možné).

Typické rychlosti střel APFSDS se liší podle výrobců a délky/typu ústí hlavně. Jako typický příklad lze uvést americkou střelu General Dynamics KEW-A1 s úsťovou rychlostí 1 740 m/s (5 700 ft/s). V porovnání s 914 m/s (3 000 ft/s) u typického puškového (malorážkového) náboje. Náboje APFSDS se obecně pohybují v rozmezí 1 400 až 1 800 m/s. Nad určitou minimální dopadovou rychlostí, která je nutná k výraznému překonání pevnostních parametrů materiálu cíle, je délka penetrátoru důležitější než dopadová rychlost; příkladem je skutečnost, že základní model M829 letí téměř o 200 m/s rychleji než novější model M829A3, ale má jen asi poloviční délku, což je pro překonání nejmodernějších pancéřových soustav zcela nedostatečné.

Často je větší inženýrskou výzvou navrhnout účinnou sabotáž pro úspěšné odpálení extrémně dlouhých penetrátorů, jejichž délka se nyní blíží 800 mm. Sabot, nutný k vyplnění vývrtu děla při střelbě dlouhým, štíhlým letovým projektilem, představuje parazitní hmotnost, která se odečítá od potenciální úsťové rychlosti celého projektilu. Udržení strukturální integrity tak dlouhého letového projektilu ve vývrtu při zrychleních v řádu desítek tisíc g není triviální záležitostí a přineslo konstrukci sabotáží počátkem 80. let 20. století použití snadno dostupných levných hliníků s vysokou pevností pro letectví a kosmonautiku, jako jsou 6061 a 6066-T6, přes vysokopevnostní a dražší hliník 7075-T6, maraging ocel a experimentální ultravysokopevnostní hliník 7090-T6 až k současným nejmodernějším a neuvěřitelně drahým plastům vyztuženým grafitovými vlákny, aby se dále snížila parazitní hmotnost sabotáže, která může tvořit téměř polovinu startovní hmotnosti celé střely.

Výmetné plátky sabot se pohybují tak vysokou úsťovou rychlostí, že při oddělení mohou pokračovat mnoho set metrů rychlostí, která může být smrtelná pro vojáky a poškozující lehká vozidla. Z tohoto důvodu musí mít tankoví střelci i v boji na paměti nebezpečí pro blízké vojáky.

Sabotážní letka byla obdobou APFSDS v puškové munici. Pro americkou armádu byla vyvíjena puška pro střelbu flešetami, Special Purpose Individual Weapon, ale od projektu bylo upuštěno.