Serwis używa cookies. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Zapoznaj się z polityką prywatności.
zamknij   

szukaj

2014-11-27 00:32:09

Pokonać pancerz! Część I - penetratory formowane wybuchowo (EFP), stan obecny oraz tendencje rozwojowe

     Na nowoczesnym – post zimnowojennym polu walki – wyróżnia cztery zasadnicze środki rażenia współczesnych pojazdów opancerzonych. Są nimi: penetratory formowane wybuchowo, fugasy i miny, ładunki kumulacyjne oraz armatnie pociski podkalibrowe z odrzucanym sabotem stabilizowane brzechwowo. Poniższy artykuł poświęcony jest najmłodszemu z wymienionych środków, czyli penetratorom formowanym wybuchowo – Explosively Formed Penetrator (EFP).

 Definicja EFP

  Najprościej rzecz ujmując, penetratory formowane wybuchowo są odmianą ładunków kumulacyjnych działających na zasadzie wybuchowego formowania pocisku przy pomocy tzw. kumulacji odwrotnej, zwanej też efektem Misznaya-Schardina. Zjawisko to ma miejsce wtedy gdy kąt rozwarcia wkładki kumulacyjnej wynosi powyżej 140 stopni - wówczas energia fali detonacyjnej kształtuje wkładkę w jednolity wydłużony pocisk o prędkości od 2000 do 3000 m/s i masie równej ponad 90% początkowej masy wkładki. Idea ładunków EFP została opisana po raz pierwszy w Stanach Zjednoczonych, przez fizyka R. W. Wooda, jednakże wdrożenie zasady ich działania miało miejsce w Niemczech na przełomie lat czterdziestych i pięćdziesiątych. Pierwszym rodzajem uzbrojenia stosującym kumulację odwrotną była niemiecka mina przeciwburtowa z 1962 roku. 

  Ładunek EFP składa się z czterech zasadniczych komponentów. Pierwszym jest wkładka mająca postać wklęsłego dysku o kącie rozwarcia powyżej 120-140 stopni. W ładunkach starszej generacji była ona wykonywana z miedzi lub żelaza, w nowszych z tantalu lub tantalu z domieszką wolframu i ma zwykle średnicę pomiędzy 80 a 200 mm. Wkładka jest jedynym elementem wymagającym precyzji wykonania i zastosowania zaawansowanej metalurgii, przy czym o ile produkcja prostych wkładek miedzianych jest mało skomplikowanym procesem, o tyle zdolności do uzyskania zoptymalizowanych ładunków umożliwiających penetrację grubych osłon pancernych posiada  jedynie kilka ośrodków na świecie. Drugim zasadniczym komponentem EFP jest kadłub ładunku mający postać krótkiej rury stalowej otwartej na obu końcach. W przypadku ładunków optymalizowanych jest ona zwykle pokrywana teflonem, co ułatwia elaborację oraz zabezpiecza przed korozją. Improwizowane ładunki maja kadłuby wykonane z pociętych kawałków rur stalowych, starych luf armatnich lub nawet grubszych garnków. Trzecią składową jest kruszący materiał wybuchowy oparty  zwykle na heksogenie o prędkości detonacji około 7500-8500 m/s. Oprócz tego ładunek EFP posiada zapalnik z zapłonnikiem elektrycznym.

Proces formowania EFP

  Zdolność do pokonywania homogenicznego pancerza stalowego przez penetratory formowane wybuchowo zależy w dużej mierze od metalurgicznego zaawansowania konstrukcji wkładki oraz precyzji wykonania całego ładunku. EFP z lat osiemdziesiątych penetrowały osłonę równą 0,4-0,5 średnicy wykładki, konstrukcje z połowy lat dziewięćdziesiątych już 0,85 – 1 średnicy zaś tantalowe wkładki w ładunkach z końca ubiegłej dekady osiągnęły przebijalność około 1,2-1,3 średnicy. Najnowsze, prototypowe wydłużone zbitki powstałe na bazie wkładek tantalowych z domieszką wolframu osiągają penetrację równą 1,6 średnicy. Warto dodać, że przebijalność prowizorycznej produkcji ładunków zwykle wynosi od 0,3 do 0,4 średnicy wkładki.

  Wzrost przebijlaności penetratorów EFP

 Na zastosowanie ładunków EFP jako środków rażenia we współczesnej broni przeciwpancernej zasadniczy wpływ mają różnice pomiędzy głowicami formującymi strumień kumulacyjny a tymi wytwarzającymi „zbitek”. Warunkuje to odmienną taktykę użycia oraz rodzaj nośnika ładunku. Do najważniejszych różnic należą:

  • zdolność przebicia wyrażona iloczynem średnicy wkładki kumulacyjnej – podczas gdy dla najnowszych ładunków kumulacyjnych (HEAT) jest to obecnie od 8 do 10 średnic wkładki, to dla EFP standardowo około 1 średnicy,
  • szerokość kanału popenetracyjnego – w przypadku EFP jest to od 0,5 do 1 średnicy wkładki zaś w przypadku HEAT  do 0,1 średnicy,
  • prędkość lotu czynnika rażącego i jego masa – strumień kumulacyjny ma prędkość od 6500 do 12000 m/s i stanowi około 20% masy wkładki, zaś „zbitek” uformowany wybuchowo ma prędkość zaledwie do około 2500 km/s i stanowi ponad 90% masy wkładki z której został uformowany,
  • optymalna odległość do celu (ogniskowa ładunku) – dla ładunków EFP jest to do 500 średnic wkładki, zaś dla HEAT – zwykle od trzech do sześciu średnic, 
  • różna podatność na przeciwdziałanie - strumień kumulacyjny ma niewielką masę i jest dość podatny na zaburzenia ciągłości (spacjację), np. przez przemieszczające się w poprzek drogi strumienia „pęczniejące” elementy pancerza NxRA (Non-Explosive Reactive Armor) lub też metalowe płytki elementów ERA (Explosive Reactive Armor) wyrzucone  siłą eksplozji. Zbitek EFP ma dużą masę i średnice i jest relatywnie trudny do powstrzymania przez inne niż pasywne osłony,
  • efekt popenetracyjny - członek załogi wozu którego osłonę perforowała głowica kumulacyjna ma statystycznie duże szanse przeżycia takiego zdarzenia bez poważnych ran – o ile nie znajdzie się na trasie „resztkowego” strumienia kumulacyjnego i o ile nie dojdzie do zapłonu amunicji i paliwa w trafionym wozie. W przypadku EFP efekt popenetracyjny jest szczególnie morderczy dla załóg – statystyka z brytyjskich szpitali polowych w Iraku z 2006 roku wskazuje, że praktycznie za wszystkie przypadki zgonów podczas ataków na pojazdy odpowiadały właśnie EFP. Ponad połowa członków załóg, porażonych przez penetratory formowane wybuchowo, wymagała natychmiastowej interwencji chirurgicznej w celu ratowania życia, 87% z nich  miało poważne obrażenia kończyn, 53% złamania, zaś wszyscy porażeni posiadali otwarte rany.

 

Pojazd MRAP porażony EFP

  Pierwsza z wymienionych powyżej cech penetratorów formowanych wybuchowo powodowała, że nie były one stosowane w „etatowej” broni przeciwpancernej (przeciwpancerne pociski kierowane i granatniki) z okresu zimnej wojny. Typowe głowice kumulacyjne są lżejsze, mają mniejszą średnicę i większą przebijalność – zwykle powyżej 700 mm RHA dla kalibru wkładki około 100 mm. Dla porównania, EFP tego samego kalibru przebiłby w najlepszym razie zaledwie do 90 mm RHA. Jednakże wraz z rozwojem technologii produkcji pancerzy czołgowych okazało się, że „klasyczna” broń przeciwpancerna bazująca na głowicach kumulacyjnych ma niewielkie szanse pokonać nowoczesne reaktywne osłony wielowarstwowe w rodzaju brytyjskiego Burlington czy też wschodnie „ciężkie” pancerze pasywne, obłożone coraz lepszymi panelami pancerza reaktywnego.

  Koniecznym stała się próba uderzenia tam gdzie pancerz był najsłabszy – w strop i burty  pojazdów. Tutaj głowice kumulacyjne byłyby oczywistym wyborem, gdyby nie trzy zasadnicze problemy, które ujawniły się w czasie prac nad nowymi systemami przeciwpancernymi na przełomie lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych. Po pierwsze okazało się, że łatwiej zbudować przeciwpancerny pocisk kierowany z układem naprowadzania,  który pozwala przelecieć nad celem a nie precyzyjnie zanurkować i trafić. Dlatego też pierwsze ppk typu „top attack”, takie jak BILL2 i TOW-2B przelatywały nad celem (overfly), a nie „nurkowały” (diving) w jego kierunku. Ta ostatnia możliwość pojawiła się dopiero w połowie lat dziewięćdziesiątych. Ponieważ penetratory formowane wybuchowo nie wymagają utrzymania optymalnej odległości głowicy od pancerza w momencie eksplozji, ich zastosowanie było dużo prostsze technicznie. Drugim problemem był fakt stosowania coraz lepszych osłon stropów pojazdów przeciw subamunicji artyleryjskiej, i małe ładunki kumulacyjne o średnicy 40-60 mm nie gwarantowały już przebicia stropów chronionych przez kostki pancerza reaktywnego. Z tego powodu w amunicji artyleryjskiej – zarówno rakietowej jak i klasycznej – nastąpiła ewolucja w kierunku zastosowania subamunicji samcelującej, tj. kilku (2-6) ładunków opartych na zasadzie EFP, niewrażliwych na typowe pancerze reaktywne. Po trzecie, w latach osiemdziesiątych pojawiły się w ZSRR pierwsze aktywne systemy ochrony (ASO) czołgów – Drozd i Arena. Ich użycie redukowało praktycznie do zera skuteczność ówczesnych ppk i granatników. Krótkoterminowym rozwiązaniem okazało się zastosowanie „nurkującego” profilu ataku pocisków przeciwpancernych, który pozwalał trafić w martwą strefę  ASO ponad wieżą pojazdu.  Docelowe prace obejmowały jednak szereg rozwiązań takich jak między innymi pasywizacja naprowadzania rakiet, redukcja widma radarowego i termalnego nosiciela oraz inicjacja głowicy ppk lub granatu przeciwpancernego poza zasięgiem aktywnej ochrony pojazdu. Ten ostatni warunek mogła spełnić wyłącznie broń której czynnikiem rażącym jest penetrator formowany wybuchowo, ponieważ nie wymaga on utrzymania stałej ogniskowej ładunku i jest skuteczny z dystansu ponad 60 m. Ta cecha EFP powoduje, że stosowane są one jako czynnik rażący w zarówno minach przeciwburtowych, jak i subamunicji artyleryjskiej i lotniczej. 

Trafienia EFP - Irak, 2008 rok

  Przemiany geopolityczne po 1989 roku i upadek dwubiegunowego ładu światowego przyniosły zmianę w zakresie działań zbrojnych – nasiliły się konflikty asymetryczne, w których jednym z głównych sposobów walki  były zasadzki przy pomocy improwizowanych urządzeń wybuchowych (IED) – fugasów. „Dzięki” tym konfliktom nastąpił „renesans” penetratorów formowanych wybuchowo – ale nie w formie zaawansowanych modeli, ale prostych, domowej produkcji urządzeń wybuchowych. Do zniszczenia czołgu, czy też pojazdu minoodpornego MRAP potrzeba fugasa o masie ponad 80 kg odpalanego zwykle przewodowo. Przetransportowanie oraz zainstalowanie ładunku o takiej masie i znacznych gabarytach jest bardzo czaso- i pracochłonne. Z kolei atak granatnikami przeciwpancernymi oraz ppk jest mało skuteczny wobec czołgów osłoniętych dodatkowymi pancerzami oraz zwykle mało letalny dla załóg porażonych pojazdów patrolowych. Strumień kumulacyjny zwykle nie zatrzymuje trafionego pojazdu w miejscu zasadzki (w tzw. „strefie śmierci”), zaś statystycznie 3/4 załogi wychodzi z takiego ataku z niewielkimi obrażeniami. Do tego problematyczna jest dostępność relatywnie kosztownych dedykowanych środków przeciwpancernych.

  Powyższych wad nie mają penetratory formowane wybuchowo. Jedynie miedziana (lub stalowa) wkładka wymaga precyzji wykonania, poza tym jest tania i może być wręcz masowo transportowana i przechowywana. Pozostałe komponenty EFP – kruszący materiał wybuchowy, detonator, oraz obudowa w formie krótkiego kawałka metalowej rury – zwykle są dostępne w rejonie konfliktu. EFP nie wymagają utrzymania optymalnej ogniskowej ładunku, zatem mogą być instalowane w pewnej odległości od dróg, zaś charakter czynnika rażącego powoduje, że tylko niektóre najnowsze zmodernizowane w ostatnich latach czołgi oraz bojowe wozy piechoty mogą przetrwać boczne trafienie „zbitkiem”. Zarówno pojazdy patrolowe, jak i seryjnie opancerzone transportery, czołgi i BWP są wrażliwe na trafienia burt przez optymalizowane EFP dużego kalibru produkowane fabrycznie. Oczywiście wytwarzane w warunkach polowych ładunki mają dużo mniejsze zdolności penetracyjne niemniej są one nadal śmiertelnie niebezpieczne dla lekkich  pojazdów. Dodatkowo wspomniany efekt popenetracyjny powoduje bardzo wysoką śmiertelność członków załóg porażonych pojazdów.  

  Wkładki EFP - Irak

  Użycie EFP jako środka rażenia przyjęło się w czterech rodzajach uzbrojenia: subamunicji artyleryjskiej i lotniczej, minach przeciwburtowych i przeciwśmigłowcowych, niektórych ppk oraz improwizowanych ładunkach wybuchowych.       

 Subamunicja artyleryjska i lotnicza EFP

  Z uwagi na brak pewnej ściśle określonej „ogniskowej” (tj. odległości od pancerza) w chwili eksplozji, penetratory formowane wybuchowo znajdują szerokie zastosowanie w subamunicji artyleryjskiej i lotniczej.

  Przede wszystkim używane są w precyzyjnych „samocelujących”  pociskach artyleryjskich, takich jak systemy BONUS, SMARt oraz SADARM. Wystrzeliwane z luf kalibru 155 mm i długości 52 kalibrów osiągają zasięg odpowiednio: 35, 27 oraz 37 km. Każdy z wymienionych pocisków przenosi dwa samocelujące podpociski które dzięki szeregu zaawansowanych sensorów są w stanie trafić w poruszający się cel z deklarowanym prawdopodobieństwem odpowiednio: >80%, 60% i  około 43%. Należy mieć przy tym na uwadze, że bliższa realiom jest wartość około 45% odnotowana w warunkach bojowych (Irak, 2003) przy czym część celów została porażona wielokrotnie, zatem skuteczność liczona w ilości unieruchomionych/zniszczonych pojazdów (a nie ilości celnych trafień) jest jeszcze niższa – niektóre źródła sugerują nawet połowę wyjściowo podawanej wartości.

  Wszystkie wymienione powyżej pociski zawierają wkładki EFP kalibru około 140 mm przy czym dzięki ich bardzo wysokiemu zaawansowaniu metalurgicznemu oraz technologicznemu przebijają    one z dystansu 80 m odpowiednio 130, 120 oraz 120 mm stali pancernej. Jest to wartość wystarczająca do pokonania pokrywy przedziału silnikowego oraz stropów  wież ponad 98% pojazdów bojowych. Jedynie najnowsze opracowania wdrożone w Korei Południowej (czołg K2), Szwecji (Strv. 122) oraz Izraelu (Merkawa Mk 4) dają możliwość osłony stropów czołgowych przed obecnie istniejącymi EFP o zdolności penetracji do około 140 mm stali. 

W przypadku subamunicji używanej w wieloprowadnicowych wyrzutniach rakietowych interesującymi rozwiązaniami dysponują Rosjanie. Dla artyleryjskich zestawów rakietowych 2A52 Smiercz opracowano w 1997 roku rakietę 9M55K1 kalibru 300 mm z głowicą 9N152. Przenosi ona pięć samocelujących ładunków Motiw-3M z elementem rażącym złożonym z wkładki EFP i naprowadzaniu opartym o dwuzakresowy czujnik termiczny. Ładunek EFP o kalibrze około 200 mm jest w stanie pokonać ponad 120 mm pancerza z dystansu 100 m. Dla wyrzutni 9K51 Grad i 9K59 Prima opracowano z kolei rakietę kalibru 122 mm z dwoma ładunkami MSBE których wkładka EFP kalibru 115 mm przebija nieco ponad 70 mm stali z dystansu około 80 m.

BLU-108 przenosząca cztery podpociski Skeet (z prawej) 

  W amunicji lotniczej jedynym krajem gdzie na masową skalę wdrożono subamunicję opartą o penetratory formowane wybuchowo jest USA, gdzie opracowano i zakupiono w znaczącej liczbie ładunki BLU-108. Każdy z nich przenosi z kolei cztery samonaprowadzające się podpociski o nazwie Skeet o średnicy wkładki  około 125 mm. Przebijalność rdzenia formowanego z wkładki  wynosi w tym wypadku 0,85 średnicy, zatem nieco poniżej 100 mm RHA z dystansu 50 m. Mniejsza niż typowa przebijalność spowodowana jest budową wkładki. Oprócz zasadniczego zbitka w wyniku eksplozji tworzone jest dodatkowe 16 mniejszych zbitków które potęgują uszkodzenia celu. Ponieważ Skeet naprowadza się na źródło największej emisji ciepła zasadniczym celem jest nie tyle perforacja stropu  a zniszczenie układu napędowego pojazdu. Zasobniki CBU-97/105 przenoszą dziesięć BLU-108, zatem 40 ładunków Skeet, pokrywających obszar o  powierzchni do 12 000 m2.

 Miny przeciburtowe i przeciwśmigłowcowe

  Ze względu na swoje zalety  ładunki EFP są powszechnie stosowane w minach przeciwburtowych oraz przeciwśmigłowcowych. Skuteczność działania nawet z dystansu 80 m powoduje, że ładunki mogą być ustawiane w większej odległości od dróg przejazdu, zaś natychmiastowe formowanie  rdzenia daje możliwość bezpośredniego trafienia nawet szybko poruszającego się celu. Dodatkowym atutem jest bardzo mała wrażliwość EFP na większość stosowanych pancerzy reaktywnych oraz niewrażliwość na praktycznie wszystkie istniejące obecnie aktywne systemy ochrony. Jedynym znanym wyjątkiem jest niemiecki AMAP-ADS. Miny przeciwburtowe można podzielić na konstrukcje z tylko jednym kierunkiem rażenia, oraz zaawansowane „inteligentne” pozwalające na rażenie we wszystkich kierunkach. Pierwsze z wymienionych  są  produkowane we Francji (MICAH F1), Austria (ATM-7), Szwecja (FFV018), Rosja (TM83), RPA (IHM) oraz Polska (MPB-ZN). Wymienione konstrukcje cechuje podobna budowa, wymiary i cześć parametrów: zasięg rażenia około 80 m oraz przebijalność pomiędzy 80 a 120 mm stali. Zasadnicze różnice występują w rodzaju detektorów oraz sposobie odpalania. Rozwiązania francuskie, szwedzkie, austriackie, oraz z RPA mają zapalniki mechaniczne (odciągi) oraz przewodowe sterowane przez  operatora. Z kolei MIACAH F1, polska MPB-ZN i rosyjska TM83 mają zaawansowane zapalniki niekontaktowe – zwykle są to połączone zapalniki akustyczne i w paśmie podczerwieni oraz czasami dodatkowo sejsmiczne (TM83).

  Przykładem min przeciwburtowych rażących we wszystkich kierunkach mogą być polskie Kierowane Miny Przeciwpancerne (KMP) wchodzące w skład sterowanych pól minowych takich jak Jarzębina-K. W przypadku KMP wkładka o średnicy 200 mm pozwala na pokonywanie przeszło 120 mm pancerza z odległości 80 m, co oznacza penetrację na poziomie 0,6 kalibru. Jest to wartość wystarczająca do pokonania burt kadłuba większości czołgów, choć będąca na granicy efektywności wobec nowych pojazdów. W przypadku seryjnych maszyn T-72B i T-90 burta kadłuba ma grubość 80 mm stali pancernej (z fartuchem balistycznym o grubości 50 mm który chroni przód pojazdu), zatem ładunek o penetracji 120 mm powinien być wystarczający do osiągnięcia przebicia.

Przekrój pocisku SRAW Predator

  Istnieją jednak pojazdy osłonięte ciężkimi fartuchami balistycznymi, nieraz z podwójnymi warstwami pancerza reaktywnego, które są odporne na tego typu zagrożenie. Przykładami takich rozwiązań są zestaw TUSK dla czołgu M1 złożony z pancerza ARAT-2 (ERA M19 oraz nałożone nań ERA M32), albo moduły boczne czołgu Opłot-M, posiadające dwie warstwy pancerza Nóż. Niemiecka firma IBD również opracowała moduły boczne dla pojazdu Spz Puma oraz modernizacji Leoparda-2 zabezpieczające przed obecnie stosowanymi minami przciwburtowymi.

 Obecnie znanych jest kilka typów min przeciwśmigłowcowych wykorzystujących wybuchowo formowane penetratory. Opracowane zostały one w: Bułgarii (AHM200-1), Rosji (TEMP-30), Polsce (IZMIR-11) oraz USA (Texton Defense). O ile rozwiązanie bułgarskie jest dość proste, o tyle pozostałe konstrukcje są już wysoce zaawansowanymi systemami wykorzystującymi sensory akustyczne i podczerwieni oraz mogącymi dzięki wbudowanym mechanizmom elewacji i azymutu ustawiać efektory w kierunku wykrytego celu. Czynnikiem rażącym w minie z USA jest tzw wybuchowo formowana wkładka Multi Explosed Formed Penetrator (MEFP) czyli rój 30-45 zbitków powstający podczas eksplozji efektora. Polski IZMIR-11 posiada dwa małe ładunki EFP o przebijalności 60 mm stali, ale o zasięgu efektywnym 150 m. Rosyjska TEMP-30 posiada jeden ładunek EFP, za to może być stawiany zarówno narzutowo, jak  i ręcznie.

 Pociski przeciwpancerne 

  Stosowanie penetratorów formowanych wybuchowo w przeciwpancernych pociskach kierowanych przyjęło się tylko w USA. Powstały tam dwa rodzaje broni „top-attack” rażące cel EFP. Pierwszym jest BGM-71F TOW-2B wprowadzony w 1992 roku, wyposażony w precyzyjny zapalnik laserowy i magnetyczny oraz głowicę złożona z dwóch ładunków EFP kalibru 140 mm o wkładce tantalowej. Taka konfiguracja umożliwiała pokonywanie pancerzy reaktywnych z lat dziewięćdziesiątych, zaś przebijalność rzędu blisko 140mm RHA zapewniała skuteczne porażenie celu. Układ głowicy z TOW-2B nie został powielony z żadnym innym ppk, choć sama koncepcja Overfly Top Attack (OTA) została zastosowana w innych  ppk oraz niektórych granatnikach przeciwpancernych. Drugą konstrukcją wykorzystującą EFP jest granatnik FGM-172 SRAW (Short-Range Assault Weapon) z 2003 roku, który ma zastąpić model AT4. W tym przypadku zastosowano pojedynczą wkładkę EFP o kalibrze aż 200 mm. Prawdopodobnie zastosowano w niej możliwość formowania dwóch lub nawet trzech ułożonych linearnie rdzeni z jednej wkładki, co powinno zapewnić zdolność pokonywania ERA oraz przebijalność około 140 mm.

Eksperymentalny pocisk STAFF kalibru 120 mm

  Inną koncepcją zastosowania ładunków EFP w broni przeciwpancernej był eksperymentalny niekierowany pocisk armatni 120 mm Smart Target Activated Fire and Forget (STAFF), który pod  oznaczeniem XM943 ukończono w 1990 roku. Ideą rozwiązania było nadanie możliwości rażenia celów silnie opancerzonych z dystansu do 4000 m, a zatem powyżej typowego użytecznego dystansu  ówczesnych pocisków podkalibrowych APFSDS-T równego około 2000 m. Pocisk o balistyce optymalizowanej dla dystansu 4000 m zawierał głowicę konstrukcyjnie bardzo zbliżoną zastosowanej później w TOW-2B. Różnicą było zastosowanie jednego ładunku EFP o średnicy 115 mm. Prawdopodobieństwo zniszczenia celu „czołg T-80” (bez podania typu) oceniano na 40%. Mimo teoretycznie obiecującej koncepcji dopracowanie oraz wprowadzenie STAFF do służby powstrzymały dwie konstatacje. Pierwszą był typowy maksymalny zasięg strzału bezpośredniego w warunkach europejskim, w których przewidywano starcie NATO-Układ Warszawski. Dla RFN wynosi on do 1300 m przy średniej wartości 600-800 m (np. dla przełęczy Fulda, na obszarze której przewidywano środek ciężkości walk). Na tym dystansie penetratory APFSDS-T są wystarczająco skuteczne. Drugą kwestią był fakt użycia ładunku kalibru tylko 115 mm o perforacji około 100 mm RHA. Z racji grubości stropów wież czołgów T-72B oraz T-80UD wynoszącej 70mm w części czołowej oraz 55 mm w części między włazami oraz pokryciu wież elementami ERA o sumarycznej grubości elementów stalowych 16 mm (pancerz Kontakt-5) pocisk STAFF dysponował relatywnie niewielkim zapasem przebijaności. W przypadku zastosowania pancerza reaktywnego skutecznego, chociażby w ograniczonym stopniu, przeciw EFP (tak jak polski system ERAWA-2) lub też dodatkowej biernej osłonie stropu pojazdu ładunek o przebijlaności około 100mm mógł się okazać niewystarczającym. Ostatecznie zakończenie zimnej wojny skutkowało anulowaniem programu.

Improwizowane ładunki wybuchowe

  Pierwszym dobrze udokumentowanym użyciem EFP w improwizowanym ładunku wybuchowym był zamach na prezesa Deutshe Bank Alfreda Herrhausena w listopadzie 1989 roku. Atak przeprowadzony przez Frakcję Czerwonej Armii (RAF), wspieraną przez wschodnioniemiecką Stasi został wykonany za pomocą ładunku EFP umieszczonego w teczce przymocowanej do bagażnika stojącego przy poboczu drogi roweru. Z racji stałego składu i trasy kolumny eskortującej cel ataku użycie prostego czujnika fotokomórki wystarczyło do rażenia opancerzonego Mercedesa i zabicia Herrhausena. Kolejne udokumentowane użycia penetratorów formowanych wybuchowo jako czynnika rażącego w IED miały miejsce dopiero podczas operacji przecipartyzanckich w Iraku i Afganistanie. Wynikało to z ograniczonej liczby producentów wkładek miedzianych – mimo teoretycznej prostoty wykonania ładunku EFP wytworzenie odpowiedniej jakości wkładki jest skomplikowanym procesem. Dopiero transfer lub też samodzielne opracowanie technologii w krajach takich jak na przykład Iran i Pakistan zaowocował szerszą dostępnością relatywnie prostych i tanich (do 50 USD) wkładek miedzianych w różnego rodzaju organizacjach terrorystycznych, narodowo wyzwoleńczych oraz ruchu oporu. Szczególnie bolesne dla wojsk koalicji były doświadczenia z Iraku gdzie od 2006 roku, w tym wypadku Iran masowo dostarczał szyickim bojówkom nowoczesną broń i amunicję. Wbrew początkowym przypuszczeniom najgroźniejszym rodzajem uzbrojenia nie okazały się nowoczesne granatniki przeciwpancerne, a masowo przemycane „dyski” EFP. O ile między 2003 a 2007 rokiem od ładunków EFP zginęło 170 żołnierzy z USA, o tyle samym lipcu 2007 roku ładunki EFP zabiły – w 99 zamachach – 23 żołnierzy zaś ciężko raniły kolejnych 89.

  Improwizowane ładunki wybuchowe wykorzystujące zbitki dzieliły się na dwa zasadnicze rodzaje. Pierwszym były produkowane na miejscu urządzenia wykorzystujące wkładki produkcji irańskiej oraz lokalnie przetapiany z pozyskanej amunicji materiał wybuchowy i jakąkolwiek obudowę – zwykle kawałki rur stalowych. Odpalano je elektrycznie przez operatora, rzadziej za pomocą odciągu. Cechą charakterystyczną tych rozwiązań było łączenie kilku–kilkunastu ładunków w ramach jednego kombinowanego urządzenia, tak aby multiplifikować efekt porażenia oraz rekompensować problemy z wyborem odpowiedniego momentu odpalania. Drugim rodzajem EFP były kompletne ładunki produkcji fabrycznej, o penetracji nieraz o 50% lepszej niż analogicznej wielkości prowizoryczne urządzenia. Dość często wyposażano je w czujniki termiczne, laserowe, lub fotokomórki, zaś ich zdolności penetracji przekraczające 120 mm RHA czyniły je niebezpiecznymi nawet dla burt czołgów niewyposażonych w dodatkowe osłony. Najbardziej wyrafinowane urządzenia zawierały 4-6 wkładek EFP, czujnik podczerwieni oraz maskowanie upodabniające całość do kamienia, kawałka krawężnika czy też płotu. Przeciwdziałanie zagrożeniu powodowanego przez ładunki formowane wybuchowo było ekstremalnie trudne z dwóch powodów – pierwszym była duża przebijalność zbitków. De facto nie istniały inne niż dedykowane czołgom osłony bierne zdolne zatrzymać ładunki o przebijalności ponad 120 mm. Z kolei efekt popenetracyjny EFP jest na tyle morderczy, że bierna osłona załóg sprawdzająca się w przypadku ładunków kumulacyjnych, a zatem wykładziny przeciwodłamkowe, kombinezony ogniotrwałe, indywidualne osłony balistyczne – nie skutkowała po porażeniu EFP. Drugim powodem była trudność z zakłóceniem lub oszukaniem systemów odpalania. Nawet prowizoryczne ładunki EFP mogą być odpalane z dystansu ponad 50-60 m, zaś ich mniejszą celność można kompensować większą ilością wkładek w jednym urządzeniu. Odpalanych przewodowo ładunków nie sposób zakłócić, ale w przypadku odpalania bezprzewodowego pewną ochronę zapewniały wielopasmowe zagłuszarki, np. Duke. Z kolei urządzenia wyzwalane czujnikami termalnymi i fotokomórką były „oszukiwane” przez systemy takie jak Rhino, w którym zastosowano rozgrzany panel na ramieniu wysuniętym 2-3 m przed pojazdem, mający aktywować wkładkę która w najgorszym razie mogła trafić w silnik, a nie kabinę załogi pojazdu. Skuteczność Rhino redukowało grupowanie kilku EFP ustawionych pod różnymi kątami w jednym urządzeniu. 

  Ładunki formowane wybuchowo były stosunkowo nieliczne w Afganistanie oraz rzadko stosowane w Strefie Gazy, choć znany jest jeden przypadek skutecznego porażenia burty Merkawy Mk.3 przez EFP dużego kalibru.

Inne zastosowania EFP

 Penetratory formowane wybuchowo, oprócz opisanych powyżej najczęstszych zastosowań używane też są w pewnych niszowych rodzajach uzbrojenia. W Stanach Zjednoczonych opracowano zminiaturyzowane ładunki dywersyjne o średnicy wkładki 40 mm inicjowane czasowo, bądź też za pomocą czujnika. Analogiczny rodzaj uzbrojenia opracowano jeszcze za czasów ZSRR i rozwinięto w Rosji. Z tego samego kraju pochodzi granat GSz-7WT do RPG-7, z wyglądu przypominający tandemowy granat kumulacyjny. W miejscu pierwszego ładunku posiada głowicę odłamkowo-burzacą, zaś ładunek zasadniczy stanowi EFP kalibru 105 mm wytwarzający zbitek o dużej średnicy. W momencie uderzenia w cel pierwszy eksploduje ładunek zasadniczy i wybija otwór w 40 cm ścianie ceglanej, 25 cm murze ze zbrojonego betonu lub 50 mm płycie stalowej – następnie przez otwór ten wnika dużo mniejsza głowica odłamkowo-burząca z opóźnionym zapalnikiem oraz opancerzonym przodem ładunku. Eksploduje ona za przeszkodą rażąc siłę żywą. Kolejnym niestandardowym zastosowaniem ładunków EFP jest opisany już w Dzienniku Zbrojnym zestaw aktywnej ochrony ASPRO-A Trophy.

 Tendencje rozwojowe  

  Można wyróżnić cztery obszary w których następuje rozwój penetratorów formowanych wybuchowo. Są nimi: dalszy wzrost przebijalności, polepszenie celność zbitków, formowanie kilku linearnie poruszających się rdzeni z jednej wkładki w celu pokonywania osłon reaktywnych oraz stosowanie głowic opartych o mechanizm EFP, ale z wybieralnym trybem rażenia.

Głowica granatu GSz-7WT do RPG-7

  Prace nad zwiększeniem penetracji zbitków przebiegają dwutorowo. Z jednej strony ma miejsce dość poważna zmiana w technologi wytwarzania oraz samego materiału, z których wykonane są dyski (wkładki), a z drugiej trwają ciągłe prace nad optymalizacja ładunków poprzez dobór coraz doskonalszych zapalników, materiału wybuchowego i kształtu wkładek. W przypadku zmian materiałowych w nowoczesnych optymalizowanych ładunkach EFP mamy do czynienia z odejściem od wkładek żelaznych i miedzianych na rzecz wykonanych z tantalu lub z tantalu z domieszką wolframu. Technologia produkcji również ulega dalszemu udoskonaleniu ponieważ poprzez zaawansowaną obróbkę termiczną oraz sam proces wytwarzana dysków osiąga się coraz lepsze parametry ładunków. Efektem bezpośrednim jest zwiększanie relacji średnicy do długości powstałego zbitka. O ile w klasycznych ładunkach formowanych z wkładek miedzianych jest to wartość 3-4, o tyle w przypadku nowoczesnych eksperymentalnych wkładek jest to już około 8. Powoduje to powstawanie coraz bardziej wydłużonych penetratorów, co owocuje wzrostem przebijlaności. Dla ładunków z lat osiemdziesiątych przebijlaność wynosiła 0,4 do 0,5 średnicy wkładki, EFP z lat dziewięćdziesiątych posiadały już zdolności pokonywania pancerza równe 0,85 do 1 średnicy zaś rozwiązania opracowane w USA po w ostatniej dekadzie pokonywały pancerz równy 1,3 średnicy ładunku. Wiele wskazuje na to, że nie jest to koniec możliwości zwiększania penetracji EFP ponieważ prototypowe urządzenia uzyskują obecnie przebijalność około 1,6 średnicy wkładki. Niesie to bardzo duże implikacje dla projektantów wozów opancerzonych  ponieważ coraz mniej realne staje się skuteczne osłonięcie stropów wież czołgów, jak ciężkich BWP za pomocą pasywnego lub reaktywnego pancerza. Wymusza to albo szukanie innych układów konstrukcyjnych, takich jak np. wieże bezzałogowe, albo stosowanie aktywnej ochrony, która obecnie (jeżeli nie liczyć niemieckiego systemu AMAP-ADS), nie jest skuteczna wobec EFP.  Pewną nadzieją są tutaj zaawansowane materiały takie jak nanoceramika lub też coraz doskonalsze pancerze SLERA (Self-Limiting Reactive Armor).

Wydłużony rdzeń EFP

  Kolejną tendencją rozwojową penetratorów formowanych wybuchowo jest zwiększanie ich celności oraz zasięgu rażenia tak aby możliwe było trafienie celu odległego o około 200 m i więcej. Tradycyjne EFP o stosunku średnicy do długości równym 4, rozrzut w granicach okręgu o średnicy jednego metra mają tylko do około 60 m. Na dystansie 80 m jest to już okręg o średnicy dwóch metrów, co jest wartością graniczną, dla której można trafić pojazd z góry. Prace nad zwiększeniem celności zbitków koncentrują się na wymuszenie ich rotacji na torze lotu z prędkością około 500-750 rad/s za pomocą zakrzywionych lotek formowanych wybuchowo podczas tworzenia rdzenia. Umożliwia to uzyskanie celności rzędu półtora metra na dystansie do 200 m. Wadą tego typu rozwiązań jest niemożliwość uzyskania kilku penetratorów  z jednej wkładki.

EFP z formowanymi stabilizatorami

  Od około dekady producenci osłon są w stanie wytwarzać kasety pancerza reaktywnego zdolne znacząco redukować penetrację zbitków EFP. W przypadku starszych typów osłon było to możliwe tylko dla pewnych kątów – dobrym przykładem jest tutaj rodzima ERAWA-2 zdolna redukować penetrację EFP o przeszło 96% ale tylko dla optymalnych kątów uderzenia zbitka w kasetę ERA równych 30 stopni. O ponad dekadę młodsze ERA umieszczone na stropie koreańskiego czołgu K2 potrafi redukować penetracje EFP o połowę przy prostopadłym kącie trafienia. Jeszcze bardziej skuteczny jest amerykański zestaw TUSK z pancerzem reaktywnym ARAT-2 złożonym z kaset M19 oraz nałożonych nań dodatkowych kaset M32. Osłona tego typu jest w stanie praktycznie całkowicie zabezpieczyć boki pojazdu przed minami przeciwburtowymi oraz do pewnego stopnia osłonić strop wieży.

Formowanie trzech penetratorów z jednej wkładki

  Rozwiązaniem tego problemu okazało się być formowanie dwóch-trzech rdzeni z jednej wkładki EFP, ale poruszających się „linearnie” jeden za drugim. W ten sposób pierwszy zbitek trafia w kasetę ERA i niszczy ją, zaś kolejne są w stanie efektywnie penetrować pancerz zasadniczy. Mimo, że powstałe w ten sposób zbitki mają penetrację równą zaledwie 0,6-0,8 średnicy ładunku to zysk z neutralizacji osłon może okazać się większy niż utrata przebijalności w stosunku do optymalizowanych długich penetratorów EFP.

 

Dwufunkcyjna głowica formowana wybuchowo

  Ostatnim z kierunków rozwoju jest stworzenie głowic opartych o wybuchowe formowanie penetratora, ale z wybieralnym trybem rażenia celu, tzn. „multimode” albo „selectable”. Dzięki długotrwałym badaniom oraz zaawansowanej technologii wykonania możliwe jest opracowanie głowic EFP które posiadać będą różne tryby pracy – wybierane w zależności od celu. Znane opracowania pokazują możliwość stosowania głowic o dwóch trybach - tworzącym jeden rdzeń lub 19 mniejszych zbitków. Inne prototypy, poprzez sterownie eksplozją wkładki umożliwiają w warunkach labolatoryjnych tworzenie jednego długiego penetratora, kilku mniejszych również o dużej penetracji, roju małych zbitków oraz działania jak zwykła głowica odłamkowa. W teorii ma to pozwolić jednemu ładunkowi EFP na zwalczanie czołgów, transporterów opancerzonych, helikopterów i bezzałogowców oraz formacji piechoty. Takie rozwiązanie jest dalece bardziej uniwersalne niż obecnie stosowane ładunki o tak zwanym połączonym działaniu „combined effects”, formujące jeden zbitek o penetracji równej 0,85 średnicy wkładki oraz do 16 małych zbitków dodatkowo rażących nieopancerzone cele. Przykładem takiego ładunku jest subamunicja Skeet z BLU-108. Zresztą tego typu głowice też przeszły na przestrzeni zeszłej dekady znaczące zmiany i obecnie możliwe jest formowanie z takiej samej jak w ładunku Skeet wkładki dwóch linearnie poruszających się penetratorów EFP o penetracji równej prawie średnicy wkładki oraz 16 dodatkowych zbitków. Umożliwia to pokonywanie stropów chronionych ERA oraz skuteczniejsze rażenie lżejszych pojazdów.

Formy pośrednie między EFP a HEAT

  Obecnie wydaje się być prawdopodobnym, że przyszłość należeć będzie do „form pośrednich” pomiędzy głowicami tworzącymi strumień kumulacyjny a penetrator EFP. Polegają one na tworzeniu z miedzianej wkładki „powoli” rozciągającego się strumienia kumulacyjnego (slow streching jet) o dużej średnicy, masie i przebijalności. Możliwość taka pojawiła się wraz z opanowaniem asymetrycznego inicjowania ładunków kumulacyjnych. W typowych ładunkach kumulacyjnych jest to  niepożądane zjawisko skutkujące nieliniowym przebiegiem strumienia oraz drastycznym spadkiem przebijlaności. Na skutek opanowania technologii produkcji bardzo czystych materiałowo wkładek miedzianych oraz optymalizacji ich kształtu opracowano ładunki o wkładce dwukrotnie grubszej niż w standardowych ładunkach kumulacyjnych, za to formujące o wiele szybszy penetrator miedziany będący formą pośrednią między EFP a strumieniem kumulacyjnym. Ma on długość równą 150% średnicy ładunku, przebijlaność większą niż EFP i zachowuje się podobnie (mało wrażliwie) wobec pancerzy reaktywnych. Dodatkowo wytwarza w celu kanał popenetracyjny o średnicy właściwej EFP, w przypadku używania tego typu głowic jako prekursorów jest to istotna zaleta. Dobrym przykładem użycia tego typu ładunku jest nowy uniwersalny pocisk Joint-Air-to-Ground Missile (JAGM) wyposażony w prekursor CSSJ działający na zasadzie „slow stretching jet”. Pozwala on nie tylko na zwalczanie celów osłoniętych pancerzem reaktywnym, ale również (we współpracy z głowicą zasadniczą podwójnego działania) na zwalczanie bunkrów oraz obiektów wewnątrz budynków. Głowica zasadnicza o wybieralnym trybie rażenia może pracować jak zwykła głowica kumulacyjna lub dzięki opancerzonemu przodowi ładunku (z otworem na „wypuszczenie” strumienia kumulacyjnego) jako głowica penetracyjna wnikająca do wnętrza obiektu poprzez otwór wykonany przez CSSJ. Dodatkowo mimo niedużej średnicy – około 100 mm – prekursor udowodnił w czasie testów możliwość pokonywania dwóch typów ERA oraz płyty stalowej odpowiadającej grubości pancerza czołgu T-55 (210-230 mm). Powyższe zdolności penetracyjne CSSJ zachowuje do dystansu równych pięćdziesięciu średnicom ładunku (5 m), aczkolwiek ze względu na ładunek zasadniczy mający postać typowej głowicy kumulacyjnej, prekursor używany jest na minimalnym dopuszczalnym dystansie równym jednej średnicy wkładki.

   Pociski Brimstone i JAGM z prekurosorami "slow streching jet" oraz głowicami kumulacyjno-penetrującymi. Wszystkie fot. i rys. zbiory Autora.

Innym przykładem tego typu rozwiązania, tym razem w broni lotniczej typu stand-off jest głowica MEPHISTO pocisku manewrującego TAURUS. Umieszczono w niej prekursor o średnicy 355 mm  oparty na zasadzie działania pośredniej między EFP, a HEAT tworzący strumień zdolny wybić otwór średnicy 20 cm w ponad dwumetrowej grubości żelbecie, przez który wnika specjalnie zaprojektowany przeciwbetonowy ładunek penetrujący. Łącznie głowica MEPHISTO jest w stanie  pokonać prawie sześciometrowej grubości żelazobeton.

 Przyszłość penetratorów formowanych wybuchowo

  Na przestrzeni ostatnich dwóch dekad ładunki EFP ugruntowały swoją pozycję w dwóch rodzajach uzbrojenia: minach przeciwburtowych/przeciwśmigłowcowych oraz subamunicji artyeryjskiej i lotniczej. Wiele wskazuje iż dalsze udoskonalanie ładunków formowanych wybuchowo pozwoli na powszechne stosowanie ich w również innych środkach rażenia. Z drugiej strony klasyczne ładunki kumulacyjne nie wyczerpały jeszcze swoich możliwości rozwoju, zaś forma pośrednia między strumieniem kumulacyjnym a zbitkiem EFP („slow stretching jet”) może okazać się przysłowiowym „złotym środkiem” łączącym zalety obu metod rażenia. 

Jarosław Wolski




Rejestracja

Funkcja chwilowo niedostępna

×

Logowanie

×

Kontakt

×
Duńskie ścigacze rakietowe typu Willemoes

Duńskie ścigacze rakietowe typu Willemoes

Rozwój Duńskiej MW w okresie powojennym poza możliwościami ekonomicznymi determinowała sytuacja geostrategiczna tego państwa. Dania będąc jednym z ...

więcej polecanych artykułów