במהלך מלחמת העולם הראשונה, החלו הלוחמים להשתמש בהגנה אישית על שריון לחיילים רגלים בצורת קסדות פלדה ומגוונות, שבמרחק מסוים לא יכלו לחדור כדורי נשק קל במהירות נמוכה. נכון לעכשיו, SIBZ עם לוחות מורכבים של בורון קרביד בעובי של 9 מ"מ אינו יכול לחדור באמצעות כדורים חודרי שריון עם ליבת פלדה של קליברים 5, 45x39 מ"מ, 5, 56x45 מ"מ, 7, 62x39 מ"מ, 7, 62x51 מ"מ ו -7, 62x54 מ"מ במרחק של פחות מ -100 מטרים …
כדי להתגבר על מכשול זה, כדורי נשק חודשי שריון משתמשים יותר ויותר בליבה העשויה מסגסוגת מורכבת של טונגסטן קרביד עם קובלט מסוג VK8 בגודל גרגר של פחות מ -1 מיקרון, שעוצמתו הסופית בכיפוף היא 2 GPa, בדחיסה של 4 GPa בקשיות HRA 85 יחידות. מבטיחה עוד יותר היא סגסוגת מתכת מסוג טונגסטן VNZh97 באנלוגיה עם ליבות פגזי הארטילריה חודרי השריון. עם זאת, ללוחות SIBZ יש גם עתודה להגברת ההתנגדות הן על ידי הגדלת אחוז הבורון קרביד במרוכב והן על ידי עובי הלוחות (תוך התחשבות בנטייה לעבור לשימוש בשלדים חיצוניים פסיביים כחלק מציוד חי ר).
בנוסף, כדור הקליפה האוג'אלי הקלאסי הוא נושא מאוד לא יעיל של ליבה חודרת שריון, שכן הוא דורש שימוש במעיל עופרת כדי לעבור ברובה הקנה מבלי להרוס אותם במגע עם סגסוגת הקשה של הליבה. כתוצאה מכך, מסת הליבה עצמה מצטמצמת למינימום. לדוגמה, כדור של מחסנית 7N24M בקליבר 5, 45X39 מ מ עם מעיל בימטאלי, מעיל עופרת וליבה חודרת שריון העשויה מסגסוגת VK8 שוקלת 4.1 גרם, מתוכם משקל הליבה הוא 1.8 גרם בלבד. בנוסף, בעת התנגשות עם צלחת ה- SIBZ, חלק מהאנרגיה הקינטית של הכדור מושקע על ריסוק המעטפת הדו-מתכתית, פירוב שלה בליבה חודרת שריון וקריעת מעיל העופרת.
שיטה יעילה יותר להגדלת חדירת השריון של כדורי נשק קל היא להגדיל את מהירותם ההתחלתית ולהקטין את שטח החתך. המדד הראשון מגביר את האנרגיה הקינטית של הכדור, השני מגביר את העומס הספציפי בכתם המגע של הכדור עם המכשול. מהירות הכדור מוגבלת בלחץ המקסימלי של גזי האבקה בקנה, המגיע כיום ל- 4500 אטמוספרות ונקבע על ידי חוזק פלדת החבית. מגבלה זו מתגברת על ידי הפחתת המסה וקוטר הכדור תוך שמירה על אותו קוטר המשעמם - כלומר על ידי מעבר לכדורים תת-קליבר. כדי להנחות כדור תת-קליבר בקידוח, משתמשים בחגורות מובילות מפותחות על פני הליבה או במשטח פולימר, שצפיפות החומר שלהן נמוכה פי 9-11 מצפיפות הפליז או העופרת.
הפתרון הקונסטרוקטיבי הראשון בתחום זה הוא הכדור של הרולד גרליך הגרמני, שפותח בשליש הראשון של המאה ה -20 ומצויד בשתי חגורות חרוטיות מובילות. הכדור בטיסה התייצב על ידי סיבוב, לקנה הרובה היה קוטר משתנה, שהתחדד לקראת הסוף, מה שאפשר להשיג יעילות אפילו גדולה יותר בשימוש באנרגיה של גזי האבקה. כתוצאה מכך, כדור במשקל 6.5 גרם הואץ במהירות של 1600 מ / ש וחורר לוח פלדה בעובי 12 מ"מ במרחק של 60 מ"מ.עם זאת, חבית מקוטעת בקוטר משתנה הייתה יקרה מדי לייצור, ודיוק הירי בכדורים עם חגורות מובילות, מקומט בעת הירי, הותיר הרבה לרצוי.
הפתרון העיצובי השני בתחום הכדורים תת-קליבר הוא הפיתוחים של חברת AAI האמריקאית, בראשות ראשה ארווין בר, שפיתחה בשנת 1952 מחסנית רובה בעלת 12 מד, המצוידת ב -32 אלמנטים בולטים בצורת חץ שהונחו במיכל. -סוג מזרן דחיפה. בדיקות הראו שלכדורים בצורת חץ יש השפעה מזיקה גדולה, אך יש להם דיוק ירי נמוך בגלל חוסר האפשרות לספק כיוון נתון של טיסת הכדורים לאחר עזיבת הקבוצה מהחבית.
עבודת היזמה נמשכה במסגרת תוכנית המחקר SALVO של הצבא האמריקאי. AAI פיתחה מחסנית אחת כדורי XM110 קליבר 5, 6x53 מ"מ עם שרוול התארכות גדול, מצוידת בכדור תת-קליבר בצורת חץ בקוטר 1, 8 מ"מ וזנב קליבר. כמכשיר מוביל, נעשה שימוש במחבת משיכה העשויה מסגסוגת מגנזיום, שנחתכה לחלקים על ידי חיבור לוע לאחר שהכדור יצא מהחבית. הירי בוצע מזרועות קטנות עם חבית חלקה, ייצוב הכדור בטיסה סופק על ידי יחידת הזנב. שיפועים אווירודינמיים על מטוסי ההתחממות קובעים מהירות סיבוב קטנה של הכדור על מנת למדוד את ההשפעה על ישרות הטיסה של ליקויי ייצור בייצורו.
במהלך הניסויים פותחה גרסה משופרת של מחסנית 5, 77x57V XM645, אשר השתמשה במחבת משיכה מורכבת מארבעה פלחים העשויה מפיברגלס עם ציפוי טפלון, המוחזקת על הכדור בחבית עקב כוחות חיכוך ומתפרקת למקטעים מתחת ל השפעת לחץ האוויר לאחר שהכדור נפלט מהחבית. אורך המחסנית 63 מ"מ, אורך הכדור בצורת חץ 57 מ"מ, משקל הכדור 0.74 גרם, המזרן 0.6 גרם, מהירות הלוע של הכדור 1400 מ ' / ש
עם זאת, במאמץ לספק את ההארכה הגדולה ביותר של הכדור, AAI נאלצה ללכת על הארכת מארז המחסנית, מה שהשפיע לרעה על האמינות של מנגנון הטעינה עקב חיכוך גבוה בתא, והוביל גם לגידול בגודל ומשקל מקלט הזרועות הקטנות.
לכן, בתוכנית הבאה של הצבא האמריקאי, הנקראת SPIW, המנהיג היה מחסנית 5, 6x44 XM144, שפותחה על ידי ארסנל פרנקפורט בגורם הצורה של מחסנית הדחף הנמוך 5, 56x45 מ"מ. לגרסה משופרת של מחסנית XM216 SFR הייתה שרוול סטנדרטי, אורך המחסנית 49.7 מ"מ, אורך הכדור בצורת חץ 45 מ"מ, משקל הכדור 0.65 גרם, משקל המזרן 0.15 גרם, מהירות הלוע של הכדור הייתה 1400 מ ' / ש
ירי ניסיוני שנערך במסגרת תוכניות SALVO ו- SPIW באמצעות כדורים בצורת חץ דק-אולטרה-נמוכה, חשף את החסרונות הקטלניים של כדורים כאלה-הגברת סחיפה רוחבית בהשפעת הרוח וחריגה משמעותית מהמסלול שצוין כאשר יורים בגשם.
בברית המועצות פותחה המחסנית הראשונה 7, 62 / 3x54 מ"מ עם כדור בצורת חץ תת-קליבר בראשותו של דמיטרי שירייב בתחילת שנות השישים ב- NII-61 (TsNIITOCHMASH בעתיד). הכדור בצורת חץ שונה ממקביליו האמריקאים במסתו הגדולה יותר, התארכות נמוכה יותר (3x51 מ"מ), היעדר היצרות באזור הזנב ובעיקר, שיטת חיבור המזרן והכדור בעזרת מסרק. מוחל על פיר החץ. פתרון זה איפשר לספק את האחיזה הדרושה תוך מאמץ רב יותר מצד הצד של המזרן להניע כדור בעל ריבוי המסה מאשר עמיתיו האמריקאים.
המשטח בעל שני החלקים היה עשוי מסגסוגת אלומיניום, ולכן כאשר טס זה מזה לאחר שעזב את החבית, הוא היווה סכנה מסוימת ליורים השכנים.בנוסף, אלומיניום נדבק באופן אינטנסיבי אל פני השטח של קנה החבית, מה שדרש ניקוי יבש של החבית כל 100-200 יריות. אך התכונה השלילית ביותר של כדורים בצורת חץ התבררה כהשפעתם הקטלנית הנמוכה על כוח האדם-כדורים במהירות גבוהה משורצים מנוקבים בצורה מושלמת וכמו מחטים, עברו ברקמות רכות, מבלי לגרום לפטיש מים הלם ומבלי ליצור תעלת פצע. בקוטר גדול.
בהקשר לנסיבות אלה, בשנת 1965, בהנהגתו של ולדיסלב דבורינינוב, החל פיתוח של מחסנית חדשה בקוטר 10/4, 5x54 מ מ עם כדור בצורת חץ בעיצוב שונה עם משקל מוגדל ל -4.5 גרם. במהלך הפיתוח, נעשה שימוש בחומר פולימרי לייצור משטח שאינו מזהם את קנה החבית במהלך ירייה, צמצום הזנב של הפיר (כמו במקבילים אמריקאים) שימש להגדלת המקדם הבליסטי וחיתוך רוחבי של הפיר נוצר באזור המסרק ושטוח על נקודת הכדור במטרה בהתאם, היחלשות בונה של הכדור לשבירה לשני חלקים והתהפכות הכדור בתהליך חדירת הרקמות הרכות
פתרונות טכניים אלה אפשרו להגדיל את ההשפעה הקטלנית של כדורים בצורת חץ, אך יחד עם זאת הפחיתו את מידת חדירת ההגנה המשוריינת האישית לחיל הרגלים, שכן כדור שעובר במחסום מוצק חווה גם מתחים בכיפוף (גדל עם הגדלת זווית המפגש של כדור עם מכשול), מה שהוביל להרס פיר הכדור, נחלש פעמיים (עם מסרק וחתך) בחלק הקריטי ביותר, צמוד ישירות לנקודה. הרווח בפעולה קטלנית וההפסד בפעולה החודרת לא אפשרו אימוץ כדורים בצורת חץ תת-קליבר שתוכננו על ידי Dvoryaninov et al.
מחקר תהליך הזרימה סביב גופים שונים במנהרת רוח עם זרימת אוויר על-קולי גילה שלכדורים בצורת חץ מכל עיצוב יש צורה אווירודינמית לא אופטימלית-הם מייצרים חמש חזיתות גלי הלם בבת אחת:
- ראש קדמי;
- החזית בנקודת המעבר של הנקודה לפיר;
- קדמי בקצוות הזנב המובילים;
- קדמי על הקצוות הנמשכים של הזנב;
- החזית בנקודת התכווצות הזנב של הפיר.
לשם השוואה, כדור קליבר בצורת אוגאלאל במהירות על-קולי מייצר רק שלוש חזיתות גלי הלם:
- ראש קדמי;
- חזית בנקודת המעבר של הקצה לחלק הגלילי;
- חזית הזנב.
האופטימלי ביותר מבחינת האווירודינמיקה של מעוף על -קולי הוא צורתו החרוטית של הכדור ללא שבר של המשטח המייצר וללא הזנב, היוצר רק שתי חזיתות של גל ההלם: ראש וזנב. במקרה זה, זווית הפתיחה של ראש החזית של הכדור החרוטי קטנה פי כמה מזווית הפתיחה של חזית הראש של הכדור שנסחף בשל זווית הפתיחה הקטנה יותר של קצה הראשון בהשוואה לזווית הפתיחה של קונוס שני. בנוסף, הכדור בצורת החץ, שנורה מחבית חלקה ונדיר במהלך הטיסה (על מנת לפצות על ליקויי ייצור) עקב שיפוע הזנב, נבדל גם על ידי בלימה מוגברת בשל בחירת חלק מהקינטיקה אנרגיה לפירוק הכדור.
בקשר עם החסרונות המצוינים של כדורים בצורת חץ, מוצעת מחסנית חדשנית תחת הכותרת "חנית" / SPEAR, מצוידת בכדור חרוטי תת-קליבר עם תבנית דחיפה שאינה דורשת מסרק על גוף הכדור.. המחסנית מיוצרת בגורם צורה טלסקופי על מנת למזער את נפח האריזה, הנקבע רק על ידי אורך וקוטר השרוול הגדול ביותר שלה. המחסנית מיועדת כתחמושת לזרועות קטנות המצוידות בחבית עם משעמם בורג סגלגל, משועמם כמו לנקסטר לצורך סיבוב הכדור בתהליך מעבר חור החבית.כדור במעוף שומר על יציבות הן בשל הרגע הג'ירוסקופי והן בשל התזוזה קדימה של מרכז הכובד ביחס למרכז הלחץ האווירודינמי על ידי היווצרות חלל פנימי בזנב הכדור.
הכדור החרוטי שנורה מחבית לנקסטר הוא בעל מקדם בליסטי משופר בהשוואה לקליעים בצורת חץ וגם בצורת חץ מהסיבות הבאות:
- המספר הקטן ביותר של חזיתות גלי הלם שנוצרו במהלך טיסה קולית;
- אין אובדן אנרגיה קינטית לסיבוב כדורים בגלל זרימת האוויר הנכנסת.
לכדור חרוטי עם חלל פנימי בחלק הזנב יש גם יכולת חדירה מוגברת - בתהליך המעבר דרך מחסום מוצק, קטע הזנב מקומט פנימה וקוטר בסיס החרוט יורד לקוטר הכדור בתוך הכדור קטע בתחילת החלל. העומס הרוחבי של הכדור כמעט כפול. במקרה זה, חדות המשטח החרוטי השמור של הכדור נשארת גדולה מזו של כדור אוגי או בצורת חץ באורך שווה. היעדר מסרק וחתכים רוחביים על פני הכדור החרוטי מגבירים עוד יותר את חדירתו בהשוואה לכדור בצורת חץ שתוכנן על ידי Dvoryaninov et al.
יחד עם זאת, לכדור חרוטי עם חלל פנימי בחלק הזנב יש השפעה קטלנית גבוהה, שכן:
- הוא נמצא על סף יציבות בשל החריפה העדינה של חוט הבורג של נקב ה לנקסטר;
- לאחר פריצת מחסום משוריין, יציבותו יורדת עקב ריסוק קטע הזנב ותזוזה של מרכז הלחץ מעבר למרכז הכובד.
אובדן האנרגיה הקינטית לפריצת מחסום משוריין בכדור חרוטי עם חלל פנימי הוא ברמה של כדורים בצורת חץ ואג'יבל: באחד, האנרגיה מושקעת על ריסוק הגוף באזור החלל., השנייה, על חיתוך יחידת הזנב, השלישית, על ריסוק וקריעת הקליפה והחולצה מהליבה.
גוף הכדור החרוטי תואם מבחינה תפקודית את ליבת הכדור הנדון, אין מעיל עופרת, במקום מעטפת עשויה פליז כבד ויקר, משתמשים במזרן עשוי פלסטיק קל וזול. מצד שני, כדור חרוטי משתמש בצורה הרציונלית ביותר במאפייני החוזק של החומר המבני שלו בהשוואה לכדור בצורת חץ, שנחלש באופן מלאכותי במקום המסרק ובחתך החוצה. לכן ניתן למזער משמעותית את המסה של כדור חרוטי בהשוואה לכדור כדור וחץ בעל חדירה שווה. זה מאפשר לבצע בחירה מוצדקת כלכלית בחומר הבנייה של הכדור החרוטי לטובת סגסוגת המתכת הטונגסטן, בעלת הצפיפות הגבוהה ביותר.
בשל הנפח הפנימי המצומצם של המחסנית הטלסקופית, מוצע להשתמש במטען דוחף בצורת בודק אבקה לחוץ בתוספת גרגירי HMX גבישים (שגודלם קטן מהקוטר הקריטי של פיצוץ חומר נפץ) על מנת להבטיח את קצב הבעירה העיצובית של המטען באורך החבית הנבחר של זרועות קטנות. על מנת להפחית את המשקל הכולל של המחסנית כחומר מבני בשרוול שלה, מוצע להשתמש בסגסוגת מורכבת של אלומיניום וסיבים מפוזרים של תחמוצת אלומיניום, המוגנים בציפוי פליז מגולוון וציפוי פולימר נגד חיכוך במילוי גרפיט, מתואר במאמר "מחסניות מבטיחות לכלי נשק רובים" ("סקירה צבאית" מתאריך 9 בדצמבר 2017).
הטבלה הבאה מספקת הערכה השוואתית של סוגים שונים של מחסניות וכדורי נשק קל:
כפי שאתה יכול לראות מהטבלה, מחסנית "חנית" / SPEAR היא המובילה מבחינת נפח אריזה מינימלי, אורך ומשקל, כמו גם בעומס רוחבי של כדור.תנופת הרתיעה הכוללת של גזי הכדורים, המחבת והאבקת שלה גבוהה בכ -1/3 מהתנופה הכוללת של הרתיעה של הכדור וגז האבקה של המחסנית 5, 45x39 מ"מ, בעוד שאנרגיית הלוע של הראשונה עולה על 1/7 לעומת השני.
בנוסף, כאשר יורים כדור במזרן פולימרי מחבית עם קידוח בורג סגלגל, אין כמעט שחיקה תרמופלסטית של נשא החבית בשל היעדר חריצים. בהקשר זה, עלייה של פי 1.5 ממהירות ההתחלה של כדור לא תשפיע על משאב הנשק. יתר על כן, זריקה ללא שחיקה יוצרת עתודה להגדלת קצב האש בהתפרצויות קבועות לרמה של 2000-3000 סיבובים לדקה, שהומלצה על ידי ועדת GRAU של משרד ההגנה של הפדרציה הרוסית בעקבות תוצאות האבקאן. תחרות על מנת להגביר את הדיוק של ירי אוטומטי מעמדות לא נוחות.
בנוסף לתחמושת נשק קל, מחסנית "חנית" / SPEAR יכולה לשמש כתחמושת לציד נשק עם חביות לנקסטר מסוג IZH-27 באמצעות שרוולי פלסטיק סטנדרטיים הממולאים בכדורים חרוטים מסותתים עשויים פלדה או פליז במשטח מפולח עשוי של תרמופלסטיק מעוצב. תוך שמירה על רתיעה של הנשק ברמת הירי של זריקה רגילה של 12 מד, כדור תת-קליבר במשקל 9 גרם יואץ בחבית של 70 ס"מ למהירות של 900 מ ' / ש', התואם את המאפיינים של רובה תלת קו של Mosin.
מאפיינים גיאומטריים של סוגים שונים של כדורים חרוטים (אורך, זווית פתיחת חרוט, מידת העיגול / הביקוניות של קצה הראש, נוכחות של אזור מגע בקצה לריסוק מחסום משוריין או חלל נרחב לקטלניות של ירי על חיה גדולה, עומק ועובי קירות חלל הזנב), תוך התחשבות במהירויות הטיסה שצוין והמטרות שיש לפגוע ניתן לקבוע אותן על בסיס הדמיה של מעבר כדורים באוויר, ג'ל או מדיה מוצקה באמצעות מוצר התוכנה המקומי. FlowVision.
