Уламкові боєприпаси. Основні визначення, класифікація, елементи, що вражають.

За принципом дії боєприпаси звичайних засобів ураження поділяються на:

• Уламкові боєприпаси – боєприпаси, при вибуху яких ціль уражається осколками корпусу або готовими елементами, що вражають, і частково продуктами вибуху і ударною хвилею. Застосовуються для ураження живої сили та неброньованої чи легкоброньованої техніки.
• Фугасні боєприпаси – боєприпаси, що вражають ціль продуктами вибуху розривного заряду. Застосовуються для ураження живої сили у укриттях, техніки, руйнування будівель.
• Уламково-фугасні боєприпаси – є уніфікацією осколкових та фугасних боєприпасів.
• Кумулятивні боєприпаси – боєприпаси, принцип дії яких заснований на пропалюванні перешкоди кумулятивним струменем. Застосовуються для ураження броньованих цілей.
• Запалювальні боєприпаси – боєприпаси, принцип дії яких ґрунтується на горінні запальних речовин. Застосовуються для ураження техніки, будівель та споруд.

Боєприпаси осколкової дії (fragmentation munitions) є одними з найбільш поширених типів боєприпасів, до цього типу відносять і всі види осколково-фугасних боєприпасів (high explosive fragmentation munitions), оскільки поділ боєприпасів на осколкові та осколково-фугасні є досить умовним.

Вражаюча дія осколкового боєприпасу головним чином складається з ураження високошвидкісним потоком великої кількості інертних елементів, що вражають (ВЕ), що метаються вибухом бризантної речовини (ВР).

При цьому вражаючі елементи можуть являти собою:

• Уламки природного подрібнення корпусу боєприпасу (natural fragmentation);
• Осколки заданого дроблення (controlled/ embossed fragmentation);
• Готові елементи, що вражають (preformed fragmentation)

Боєприпаси з оболонкою (корпусом) природного дроблення

Найбільш простий тип уламкового боєприпасу, корпус якого виготовляється відносно рівноміцним. Уламки такого боєприпасу утворюються досить хаотично і їх розміри і маса сильно відрізняються, що веде до зниження уламкової дії такого боєприпасу внаслідок нерівномірності уламкоутворення.

Процес утворення уламків природного дроблення
Детонація вибухової речовини (ВР) усередині корпусу (оболонки) призводить до збільшення радіусу його корпусу, відбувається дуже швидке його роздмухування, при цьому при збільшенні радіусу корпусу приблизно в 1,5 рази, на корпусі утворюються поздовжні магістральні тріщини. Вони поширюються вздовж корпусу та стають основними. Тріщини розгалужуються та з'єднуються одна з одною, утворюючи окремі уламки.
У зв'язку з тим, що «магістральні» тріщини поширюються вздовж корпусу, уламки, що породжуються ними, мають подовжену форму і є найбільш масивними. Ці уламки називаються основними. Між основними уламками з внутрішньої та зовнішньої сторін корпусу утворюються дрібні уламки.
Одночасно з поздовжнім тріщиноутворенням у зовнішній, серединній та внутрішній частинах корпусу боєприпасу відбуваються різні ефекти тріщиноутворення, взаємодія яких призводить до утворення широкого спектра осколків. При цьому весь процес осколкоутворення займає від кількох десятків до кількох сотень мікросекунд.

Матеріал корпусу осколкових боєприпасів

При виборі матеріалу оболонки (корпусу) боєприпасу з природним дробленням враховуються наступні параметри:

• Висока міцність
• Ефективність уламкоутворення
• Технологічність
• Низька собівартість

Основний матеріал при виготовленні корпусу (оболонки) – мало- та середньовуглецеві сталі. Маловуглецеві сталі застосовують з додаванням легуючих елементів. Середньовуглецеві сталі для боєприпасів практично не містять легуючих елементів.
Збільшення вмісту вуглецю в сталі призводить до поліпшення числових та масових характеристик уламків, а також їх форми. Основними сталями для виготовлення корпусів осколкових снарядів в СРСР, а пізніше росії є середньовуглецева сталь С60 і хромиста сталь 45Х1. Ці сталі не вимагають зміцнювальної термообробки на стадії виготовлення корпусу.

Боєприпаси з оболонкою (корпусом) заданого дроблення

Боєприпаси з корпусом заданого дроблення відрізняються значним поліпшенням характеристик, що вражають.
Нині застосовуються такі методи організації заданого дроблення:

• Механічне ослаблення корпусу (за рахунок підрізування із зовнішньої або внутрішньої сторони);
• Нерівномірний додаток навантаження з боку ВР (кумулятивні виїмки)
• Нанесення структурних сіток

Механічне ослаблення оболонки (підрізування, рифлення) – найпоширеніший метод. Форма паза, що послаблює корпус, може бути прямокутною, трикутною, тапецієподібною. Пази виконуються найчастіше у вигляді сітки з прямокутними, ромбічними, шестикутними осередками із зовнішньої або внутрішньої сторони різними технологічними методами (різанням, штампуванням, литтям). Оболонки заданого дроблення можуть бути одно- та багатошаровими. Форма та маса уламків визначається параметрами сітки підрізування та формою пазів.

Нерівномірний додаток навантаження з боку ВР здійснюється такими методами:

• За допомогою системи кумулятивних виїмок на заряді ВР
• За рахунок використання перфорованих прокладок з інертного матеріалу або листового ВР

Структурні сітки для заданого дроблення почали застосовуватись нещодавно. Під структурною сіткою розуміють нанесену на оболонку систему захищених зон (embrittlement zone), якими відбувається поділ оболонки на окремі уламки. Захищені зони утворюють такими методами:

• Локальною термічною обробкою сталі
• Хіміко-термічною обробкою
• Лазерною обробкою

Готові вражаючі елементи (ГВЕ) застосовують в уламкових боприпасах, до яких пред'являються підвищені вимоги до ймовірності ураження цілей.

Осколковий боєприпас FRAG для скидання з дрону з елементами, що вражають, у вигляді сталевих кульок

Переваги:

• Стабільна маса ВЕ
• Хороша аеродинамічна форма
• Можливість реалізації широкого діапазону мас ВЕ

За типом ГВЕ поділяються на такі конструкції

• з компактними ГВЕ
• зі стрижневими ВЕ
• покращеної аеродинамічної форми

Компактні ГВЕ

• Куля
• Куб
• Ролик (короткий циліндр)

Стрижневі ВЕ
Сталеві стрижні квадратного або круглого перерізу укладені на поверхні заряду ВР

ВЕ поліпшеної аеродинамічної форми

• подовжені ВЕ стрілоподібної форми
• Плоскі ВЕ

Такі ВЕ відрізняє те, що вони мають стабілізацію в польоті.

Найбільшого поширення як готових вражаючих елементів набули металеві кульки. Такі кульки (сталеві або вольфрамові) використовують у ручних гранатах та протипіхотних мінах, застосовуються вони в тому числі для оснащення уламкових боєприпасів, що використовуються для скидів з дронів та у FPV-дронах.