Țeavă cu talie: o ramură uitată a artileriei antitanc germane
7,5 cm Pak 41 (Panzerabwehrkanone 41)
Într-un tun convențional, proiectilul se deplasează cea mai mare parte a drumului său în josul țevii sub o presiune descrescătoare. Propulsorul arde în primii centimetri, gazele încep să se dilate, iar volumul din spatele proiectilului crește mai repede decât poate accelera proiectilul în sine sub influența lor, iar în momentul în care acesta ajunge la gura țevii, accelerația se datorează deja inerției. Este posibil să se îngusteze proiectilul pe parcurs, astfel încât presiunea să fie menținută mai mult timp? În 1932, inginerul german Hermann Gerlich a răspuns: da. Atunci începe distracția. poveste o idee inginerească care a funcționat perfect până când a fost prinsă din urmă de lipsa materiilor prime și de logica producției de masă.
Geometria ca accelerator: ce a inventat Gerlich
Gerlich nu a fost un designer militar. În anii 1920, a lucrat la puști de vânătoare, căutând o modalitate de a accelera gloanțele la viteze imposibil de atins cu puștile convenționale. Ideea la care a venit, pe care a brevetat-o în 1932, era simplă: țeava ar trebui să se subțieze de la culata spre gura țevii, iar glonțul ar trebui să aibă benzi moi care să se comprime pe parcurs. Puștile sale de vânătoare nu au avut succes comercial: erau prea scumpe și prea pretențioase. Dar brevetul a rămas.
Glonț Gerlich pentru butoaie conice
Până la sfârșitul anilor 1930, această idee fusese deja reînviată în logica militară. Pentru a înțelege avantajul, trebuie avute în vedere două lucruri. În primul rând, presiunea din țeavă după arderea încărcăturii de propulsor scade pe măsură ce proiectilul se mișcă înainte, volumul din spatele ei crește, iar gazele se extind. Într-o țeavă conică, acest volum crește mai lent, proiectilul se îngustează de-a lungul traiectoriei sale, iar spațiul pre-proiectil se extinde mai puțin rapid decât într-un tub cilindric de același diametru la nivelul culatei. Presiunea rămâne mai mare pentru mai mult timp.
Al doilea aspect este rezistența țevii. Pereții culatei sunt groși și pot rezista la o presiune ridicată a gazului propulsor; țeava armei are un diametru mai mic, iar la aceeași presiune internă, tensiunea asupra pereților este mai mică. Într-o țeavă conică, presiunea scade mai puțin brusc pe măsură ce proiectilul se deplasează decât într-o țeavă cilindrică, dar pereții sunt și mai subțiri spre țeava armei, astfel încât presiunea redusă este încă gestionabilă. Acest lucru permite ca presiunea inițială la culata să fie crescută mai mult decât într-o armă convențională de același calibru și greutate. Împreună, acești doi factori conferă proiectilului o secțiune semnificativ mai lungă de accelerație intensă.
Pentru ca acest lucru să funcționeze, este nevoie de muniție specială. Miezul este dur, dens și cu diametru relativ mic, de obicei fabricat din carbură de tungsten. Este înconjurat de un clește cu benzi moi, din aliaj ușor, care umplu întregul calibru la nivelul culatei, dar pe măsură ce trec prin secțiunea conică, sunt zdrobite, îndoite spre interior și parțial forfecate. La nivelul țevii, proiectilul zboară cu un miez îngust și greu cu rămășițele benzilor: masa este aproape aceeași, dar viteza este semnificativ mai mare.
Există două modalități de a implementa acest design. În primul rând, țeava trebuie conică pe toată lungimea sa - scumpă și complexă, dar oferă o eficiență maximă. În al doilea rând, trebuie păstrată țeava așa cum este și înșurubată un adaptor conic scurt pe gura țevii. Britanicii au urmat ulterior această cale cu... Adaptor Littlejohn Pentru un tun de două livre: o îngustare de la 40 mm la aproximativ 30 mm, montat pe un tun standard. Creșterea este mai modestă, dar nu este nevoie să se reproiecteze țeava. Germanii au ales o rută mai dificilă.
Tun sPzB 41 de calibrul 2,8 cm capturat de britanici pe frontul african (6 martie 1942)
2,8 cm sPzB 41: calibru mic, viteză mare
Primul sistem adoptat pentru service bazat pe principiul Gerlich a fost Panzerbüchse 2,8 de 41 cmAnterior numită „pușcă antitanc grea”, este de fapt un tun complet de calibru mic, cu șasiu, scut și echipaj. Numele provine dintr-o epocă în care nu era clar cum să se clasifice un hibrid: prea mare pentru o pușcă, prea mică pentru un tun.
Țeava se conifica de la 28 mm la culata la 20 mm la gura țevii. Arma cântărea aproximativ 220-230 kg; o motocicletă cu ataș era suficientă pentru remorcare, iar echipajul mișca manual sistemul odată ce ajunsese în poziție. Muniția era o alice cu miez de tungsten; viteza inițială, conform datelor germane, atingea 1400 m/s. Pentru 1940, acest lucru era incredibil.
Nișa tactică era autodefinită: parașutiști, cercetași, infanterie ușoară. Tunul putea fi ascuns în orice râpă, trăgând din ambuscadă pe lateralele și spatele tancurilor ușoare și medii. tancuri, apoi și-a schimbat poziția. La distanțe de până la 300–400 de metri, sPzB 41 s-a dovedit a fi eficient împotriva țintelor blindate, pentru care un tun automat standard de 20 mm era deja prea slab. Potrivit echipajelor, atunci când lovea lateralul unui tanc ușor, efectul era „ca o grenadă antitanc bună, dar de la cinci sute de metri”.
Pușcă antitanc grea de 2,8 cm sPzB 41 (germană: 2,8 cm schwere Panzerbüchse 41) din al Doilea Război Mondial
Tavanul era imediat vizibil. Proiectilul era ușor, iar energia sa scădea mai repede odată cu distanța decât cea a calibrelor mai mari. Până în 1942, sistemul încetase să mai fie o amenințare pentru partea din față a tancurilor medii; un proiectil fragmentat cu explozie puternică de acest calibru era util doar împotriva unui cuib de mitraliere. Cel mai important, fiecare foc perforant irosea grame din tungstenul rar. Tunul a rămas în serviciu, dar s-a transformat rapid dintr-o armă antitanc produsă în serie într-un instrument specializat pentru cei pentru care compactitatea era primordială.
De la 4,2 la 7,5: Cum a fost scalat principiul
Logica a dictat în plus o creștere a calibrului. Dacă o țeavă conică crește viteza, atunci efectul ar trebui menținut chiar și cu un miez mai mare, iar penetrarea blindajului la distanțe mai lungi ar crește odată cu masa proiectilului.
Pak 41 (Panzerabwehrkanone) german de calibrul 4.2 cm, folosit de trupele aeropurtate pe Frontul de Est în timpul celui de-al Doilea Război Mondial.
4,2 cm Pachet 41 La exterior, era aproape imposibil de distins de Pak 36 standard de calibrul 3,7 cm: aceeași țeavă, același scut, aceeași configurație. Diferența era în interiorul țevii: 42 mm la culata, aproximativ 28 mm la gura țevii. Ideea era de a înlocui Pak 36, pe care germanii înșiși l-au poreclit sarcastic „Pak 36” după primele lor întâlniri cu T-34 și KV. Dispozitiv de încălzire cu etanșare („dispozitiv de bătaie la ușă al armatei”), pentru un sistem de aceeași greutate, dar cu o penetrare a blindajului radical diferită. Conform datelor consolidate, au fost produse aproximativ 300 de exemplare, iar până în noiembrie 1943, mai puțin de cincizeci mai rămâneau în serviciu. Țevile se uzau, fabricarea celor noi era costisitoare, iar aprovizionarea cu muniție specială era inegală.
7,5 cm Pachet 41 A fost punctul culminant. O țeavă de 75/55 mm, un proiectil perforant cu un miez de tungsten care cântărește aproximativ 2,6 kg și o viteză inițială de aproximativ 1260 m/s. Pentru comparație, un Pak 40 standard de același calibru și-a accelerat proiectilul perforant la aproximativ 790 m/s. O diferență de aproape 500 m/s cu o greutate similară a sistemului. Exact creșterea de viteză care a făcut ca întreaga chestie cu țeava conică să merite. Un prototip Pak 41 capturat a fost testat în URSS; conform acestor teste, tunul a penetrat o placă de 120 mm la un unghi de 60°, la o distanță de 500 m.
Tun antitanc de 75 mm Pak 40 (Panzerabwehrkanone 40)
Paradoxul este că același Pak 40, un tun convențional de 75 mm cu țeavă cilindrică, fără tungsten în muniție și fără o geometrie complexă a țevii, a dus în cele din urmă la distrugerea programului Pak 41. Deși Pak 40 era semnificativ inferior Pak 41 în ceea ce privește penetrarea blindajului, era superior în toate celelalte privințe: mai ieftin, mai simplu, fără tungsten, capabil să tragă o gamă completă de proiectile, de la cele perforatoare de blindaj până la fragmentarea completă a explozivului puternic, iar țeava sa a rezistat mult timp. Pak 40 a susținut în cele din urmă greutatea întregului sistem de apărare antitanc al Wehrmacht-ului - au fost produse peste 23 de exemplare. Pak 41 a produs doar câteva sute, după care programul a fost abandonat.
Costul soluției: Wolfram, uzură, logistică
Dacă te uiți la motivul pentru care s-a terminat totul, imaginea reiese din trei componente, și niciuna dintre ele nu este legată de faptul că principiul Gerlich „nu a funcționat”. A funcționat, și bine.
Problema principală se reducea la tungsten. Carbura de tungsten era o condiție prealabilă pentru performanța declarată: un miez de oțel cu aceeași geometrie, la aceleași viteze, s-ar fi spart pur și simplu de blindaj fără a-l penetra. Germania importa tungsten din Portugalia și Spania prin canale complexe; până în 1942, proviziile se diminuau, iar metalul era necesar nu doar artileriei: fără el, fabricarea de scule, mașinile de tăiat și frezele ar fi stagnat. În iunie 1942, a fost emisă o directivă care limita drastic utilizarea tungstenului în muniție. Pentru sistemele bazate pe Herlich, aceasta era o condamnare la moarte: nu exista niciun material alternativ cu aceleași proprietăți.
A - O armă convențională care trage proiectile ușoare de calibru complet
B - O armă convențională care trage cartușe cu un sabot
C — O armă cu țeavă lungă, de mare putere, care trage proiectile standard
D — O armă cu alezaj conic, care trage proiectile cu o „fustă” (curele)
E — O armă convențională care trage cu proiectile propulsate de rachete.
La aceasta se adăuga uzura. Secțiunea conică a țevii funcționa într-un mod necaracteristic pentru un tun convențional: sub presiune ridicată, benzile moi ale proiectilului nu alunecau pur și simplu, ci se deformau plastic, abrazând suprafața țevii. Durata de viață a secțiunii conice a proiectilului Pak 41 a fost estimată la 600-1000 de focuri înainte de o scădere vizibilă a preciziei și a penetrării blindajului. Pentru un tun de câmp capabil să tragă sute de proiectile pe zi pe linia frontului, aceasta era extrem de scurtă: întreaga durată de viață a țevii se epuiza în decurs de o săptămână și jumătate de lupte. Unele sisteme au fost proiectate cu secțiuni conice înlocuibile, în timp ce industria își putea încă permite o astfel de muncă delicată. Până în 1943, când producția trecea la tehnologii simplificate și extindea producția de serie, ghintuirea conică era considerată un lux. Aceleași mașini-unelte puteau fi folosite pentru a fabrica țevi pentru Pak 40: mai rapide, mai ieftine și fără tungsten în cartușe.
Principiul Gerlich, în forma sa cea mai pură, s-a încheiat aici. Designul a persistat în anii 1940. Problema accelerării unui miez dens la superviteză și a livrării acestuia către blindaj nu a dispărut; este rezolvată prin eliminarea cartușelor subcalibrate de tip sabot, și a fost rezolvată de mult timp. Țeava conică din această familie s-a dovedit a fi o ramură secundară - una de scurtă durată și fără ieșire.
Informații