Физика как она есть

Материал из Бронетанковой Энциклопедии — armor.kiev.ua/wiki
Перейти к: навигация, поиск
Автор(ы): Анатолий Сорокин
Источник: БронеСайт, 2010
В БТЭ добавил: LostArtilleryMan


Неисчислимое количество копий было сломано по поводу бронепробиваемости и немало обидных слов было высказано в адрес того или иного артиллерийского орудия из-за его низкого, согласно некоторым мнениям, бронебойного действия. Однако, артиллерийская система состоит из двух равно важных компонентов — собственно артиллерийского орудия и боеприпасов к нему. Как только снаряд покинул ствол орудия, роль последнего в драме «Процесс пробития брони» сыграна полностью и её первый акт закончен. Во втором акте этой драмы действующими лицами будут являться снаряд и состояние атмосферы, а в заключительном третьем — снаряд и бронепреграда. Тем не менее, без орудия самый-самый лучший снаряд — бесполезные в боевом отношении килограммы чёрного и цветных металлов и взрывчатых веществ. Даже для использования его в качестве мины требуются разного рода ухищрения, а боеприпасы в инертном снаряжении негодны даже и для такого применения. Поэтому конструктивное совершенство артиллерийского орудия играет очень важную роль в достижении оконечного результата — нужной бронепробиваемости и зачастую ею же и оценивается. А бронепробиваемость зависит только от взаимного расположения, конструктивных и физико-химических свойств снаряда и бронепреграды, скорости соударения. Ни один из этих факторов к орудию не относится. Если конструкция снаряда неудачна или качество его изготовления невысоки, то сколь бы ни было совершенно орудие, оно не сможет поразить вражескую цель, дурная слава и ему, и его создателям обеспечена. Даже если потом недостатки будут устранены, первое впечатление может надолго (если не навсегда) лечь пятном на репутацию того или иного образца артиллерийского вооружения. А поскольку объективное сравнение возможности бронебойного действия орудий действительно нужно, то необходима некая мера, показатель их такого рода способностей независимо от свойств снарядов и бронепреграды. Его наличие сразу позволит сказать, исчерпаны ли возможности орудия и боеприпасов к нему или нет и что следует совершенствовать в первую очередь. Естественно, что улучшение боеприпасов путём замены их на новые версии для уже существующих орудий на практике является гораздо более предпочтительным, чем замена самих орудий. Однако по вполне понятным причинам теоретические изыскания на этот счёт в широком доступе отсутствуют.

Тем не менее, знания физики на уровне студента-первокурсника будет вполне достаточно, чтобы сделать такой анализ самому. Представим себе позицию для тестируемого артиллерийского орудия на весьма незначительном удалении от бронепреграды, в которую его снаряд попадает со своей дульной скоростью строго под прямым углом. На эту позицию устанавливается тестируемый образец и производит выстрел всеми видами своих калиберных бронебойных боеприпасов для оценки их пробивных качеств. Этот мысленный эксперимент можно даже сделать натурным, но он будет очень дорогостоящим и не даст ответа на вопрос о свойствах орудий — ибо боеприпасы у каждого из тестируемых образцов свои, да и бронепреграду надо будет менять после каждого выстрела, вряд ли её свойства при этом останутся строго неизменными. Но нам это и не нужно, поскольку простые физические соображения позволят привести всё к определённому общему знаменателю.

Итак, начнём — чем с точки зрения физики вызывается пробитие брони? Ответ прост — давлением P со стороны снаряда на участок бронепреграды перед ним. Это давление по определению есть не что иное, как отношение силы F к площади S, на которую она действует. В качестве нулевого приближения можно сказать, что S есть площадь поперечного сечения снаряда, т. е. с незначительной погрешностью 0.25×π×D², где D — калибр орудия и снаряда (на самом деле максимальные диаметры канала ствола и снаряда слегка отличны от величины калибра, но здесь эта разница роли не играет). Сила F распределяется по площади S в процессе пробития неравномерно, но опять же её вполне можно заменить неким средним, полученным путём интегрирования по площади, значением, которое тем ближе к истине, чем тупоголовее в артиллерийском смысле снаряд. С методологической точки зрения такая операция вообще не влияет ни на что. По третьему закону Ньютона снаряд воздействует на бронепреграду с силой, равной по модулю и противоположно направленной силе, с которой бронепреграда воздействует на снаряд. Последняя заставляет снаряд тормозиться и терять скорость. Записав это в виде формулы, получим:

P = F/S = 4×dp/dt×π-1×D-2

где p = m×V — импульс (количество движения) снаряда, равное произведению его массы и скорости по модулю в некоторый момент времени. Соответственно dp/dt — его первая производная по времени, скорость изменения (в нашем случае убывания). Как уж импульс будет изменяться — зависит от бронепреграды и от снаряда и никоим образом не зависит от орудия. Но его изначальный запас p0, разделённый на площадь поперечного сечения снаряда S (т. н. удельный дульный импульс; импульс, приходящийся на единицу площади поперечного сечения снаряда) напрямую определяет бронебойный потенциал уже именно орудия. Как он и будет ли вообще реализован — совершенно другое дело, а чем бо́льше эта величина у орудия, тем однозначно выше шанс у его снаряда пробить бронепреграду при прочих равных условиях. Что нам, собственно говоря, и нужно. Можно брать справочники и садиться считать, включив в рассмотрение те образцы вооружения, которые могли использовать против бронеобъектов калиберные бронебойные или бетонобойные снаряды.

Расчёт удельного импульса для различных систем
Орудие или пулемёт Калибр Масса снаряда Начальная скорость Дульный импульс Площадь поперечного сечения снаряда (пули) Удельный дульный импульс
D m V0 p0 S p0/S
мм кг м/с кг×м/с мм² кг×м/(с×мм²)
Флаг СССР Союз Советских Социалистических Республик
ДТ 7,62 0,0096 840 8 46 0,17
ДШК 12,7 0,048 850 41 127 0,32
КПВ 14,5 0,060 976 59 165 0,36
ПТРС, ПТРД 14,5 0,060 1020 61 165 0,37
ТНШ 20 0,096 815 78 314 0,25
72-К 25 0,29 910 264 491 0,54
1-К 37 0,66 820 541 1075 0,50
61-К 37 0,77 872 671 1075 0,62
53-К, 20-К 45 1,43 760 1087 1590 0,68
М-42 45 1,43 870 1244 1590 0,78
ЗиС-2 57 3,19 990 3158 2550 1,24
УСВ, ЗиС-3, Ф-34, ЗиС-5 76 6,3 662 4171 4534 0,92
Ф-22 76 6,3 690 4347 4534 0,96
52-К, Д-5, ЗиС-С-53 85 9,2 800 7360 5672 1,30
БС-3, Д-10 100 15,6 895 13962 7850 1,78
М-60 107 18,7 730 13651 8987 1,52
А-19, Д-25 122 25,0 790 19750 11684 1,69
М-10, Д-1 152 40 508 20320 18137 1,12
МЛ-20 152 48,8 600 29280 18137 1,61
Бр-2, БЛ-8, БЛ-10 1 152 48,8 850 41480 18137 2,28
Флаг Третьего рейха Великогерманский Рейх
MG 34 7,92 0,01426 755 11 49 0,22
PzB 39 7,92 0,01426 1020 15 49 0,3
MG 131 2 13 0,0385 750 29 132 0,22
2-cm-FlaK, 2-cm-KwK 20 0,134 900 121 314 0,39
Pak 35/36, 3.7-cm-KwK 37 0,685 760 521 1075 0,48
3.7-cm-FlaK 37 0,685 840 575 1075 0,53
5-cm-KwK L/42 50 2,06 685 1411 1963 0,72
Pak 38, 5-cm-KwK L/60 50 2,06 823 1695 1963 0,86
7,5-cm-KwK L/24 75 6,8 385 2618 4416 0,59
7,5-cm-Pak 97/38 75 6,8 570 3876 4416 0,88
7,5-cm-KwK L/43 75 6,8 740 5032 4416 1,14
Pak 40, 7,5-cm-KwK L/48 75 6,8 792 5386 4416 1,22
7,5-cm-KwK L/70 75 6,8 925 6290 4416 1,42
7,62-cm-Pak 36 76 7,6 740 5624 4534 1,24
Flak 36, 8,8-cm-KwK L/56 88 9,4 795 7473 6079 1,23
Flak 41, Pak 43, 8,8-cm-KwK L/71 88 9,4 980 9212 6079 1,52
10.5-cm-le.FH 18 105 14,25 470 6698 8655 0,77
10-cm-s.K 18 105 14,25 835 11899 8655 1,37
10.5-cm-Flak 105 14,25 881 12554 8655 1,45
12.8-cm-Flak 128 28,3 860 24338 12861 1,89
Pak 44 128 28,3 930 26319 12861 2,05
15-cm-s.FH 18 150 43,5 520 22620 17663 1,28
Флаг Великобритании Соединённое Королевство Великобритании и Северной Ирландии
RO QF 2 pounder 40 1,08 792 855 1256 0,68
Bofors 40 mm 40 1,08 881 951 1256 0,76
RO QF 6 pounder L/50 57 2,86 892 2551 2550 1,00
RO QF 17 pounder 76 7,68 884 6789 4534 1,50
RO QF 25 pounder 87,6 9,0 520 4680 6024 0,78
Флаг Королевства Италия Королевство Италия
da 20/65 mod. 35 20 0,134 840 113 314 0,36
da 47/32 mod. 35 47 1,44 630 907 1734 0,52
da 75/18 mod. 34 75 6,4 425 2720 4416 0,62
da 75/32 mod. 37 75 6,3 624 3931 4416 0,89
da 75/46 mod. 34 75 6,5 750 4875 4416 1,10
da 90/53 mod. 41 90 10,6 830 8798 6359 1,38
Флаг США Соединённые Штаты Америки
37 mm Gun M3 37 0.87 884 769 1075 0,72
57 mm Gun M1 57 2.85 853 2431 2550 0,95
75 mm Gun M3 75 6.3 619 3900 4416 0,88
3 inch Gun M5, 3 inch Gun M7, 76 mm Gun M1 76 6.8 792 5386 4534 1,19
90 mm Gun M2 90 10.6 823 8724 6359 1,37
155 mm Gun M1918 155 45.4 735 33369 18860 1,77
155 mm Gun M2 «Long Tom» 155 45.4 837 38000 18860 2,01
Флаг Японии Великая Японская Империя
Автоматическая пушка Тип 97 20 0,162 793 128 314 0,41
Противотанковая пушка Тип 94 37 0,69 701 484 1075 0,45
Танковая пушка Тип 94 37 0,67 570 382 1075 0,36
Танковая пушка Тип 97 37 0,67 675 452 1075 0,42
Танковая пушка Тип 1 37 0,67 800 536 1075 0,50
Противотанковая пушка, Танковая пушка Тип 1 47 1,4 824 1154 1734 0,67
Танковая пушка Тип 97 57 2,58 420 1084 2550 0,42
Танковая пушка Тип 3 75 6,6 668 4409 4416 1,00
Зенитная пушка Тип 4, Танковая пушка Тип 5 75 6,62 850 5627 4416 1,27
1 — в единичном экземпляре устанавливались на опытные САУ СУ-14-Бр-2, ИСУ-152-1 и ИСУ-152-2
2 — авиационное оружие Люфтваффе, но, согласно некоторым сведениям, 13-мм пулемёт устанавливался на опытный танк Panzerkampfwagen I Ausf.C

Прежде чем перейти к обсуждению результатов, стоит заметить, что хотя приведённые расчёты и абстрагированы от свойств снаряда и бронепреграды, бронебойный потенциал собственно орудия они раскрывают только частично. Дело в том, что масса m и начальная скорость V0 взяты из таблиц стрельбы штатными боеприпасами, а само орудие может оказаться способным на гораздо большее. В качестве примера можно взять 76-мм дивизионную пушку обр. 1936 г. (Ф-22), которая была способна стрелять с использованием гораздо более мощного метательного заряда, чем штатный. Это было замечено и использовано захватившими определённое количество таких орудий немцами. В результате Вермахт ещё до выхода на поле боя «своей» Pak 40 получил приблизительно равное ей по мощности противотанковое орудие 7,62-cm-Pak 36. Для полного раскрытия бронебойного потенциала орудия желательно знать крешерное давление, калибр и длину ствола орудия. Но расчёт здесь будет более сложен, да и табличные данные крешерного давления найти вовсе не так легко, в отличие от прочих параметров. Тем не менее, рассчитанный в таблице удельный дульный импульс имеет практический смысл - это оценка бронебойных возможностей связки орудия и его штатного артиллерийского выстрела из метательного заряда, который обеспечивает заданную начальную скорость, и калиберного бронебойного (или бетонобойного) снаряда заданной массы. Кроме значения массы никаких условий на конструкцию и устройство этих типов снарядов не накладывается.

А теперь можно обратить более пристальное внимание на сами цифры. И, как видно из таблицы, советские орудия и артиллерийские выстрелы к ним вполне на мировом уровне, а в ряде случаев и превосходят их. В частности, по своему удельному дульному импульсу 85-мм зенитные и танковые пушки даже незначительно превосходят 88-мм немецкие аналоги с длиной ствола 56 калибров. Близкие по классу 88-мм немецкие противотанковые пушки с длиной ствола в 71 калибр уже значительно уступают по этому параметру советским "соткам". А если можно было бы собрать всё сказанное по поводу их сравнительной бронепробиваемости и запечатлеть это на бумаге, то даже Оноре де Бальзак вряд ли бы превзошёл этот труд, как по объёму, так и по бушующему в нём накалу страстей. А причиной всему разница конструкции и качества изготовления немецких и советских бронебойных снарядов. Собственная артиллерийская конструкторская школа составляет законную гордость СССР, то же можно сказать и о химиках, разрабатывавшими пороха для метательных зарядов. Что же касается снарядов — старались изо всех сил, но в иных странах были достигнуты и лучшие (а кое-где и много лучшие) результаты. Впрочем, это вовсе не открытие Америки, достаточно вспомнить, как мучились оружейники с 45-мм калибром после шокирующих результатов обстрела немецкой «трёшки» в 1939—40 гг., какие метаморфозы претерпевал по ходу Великой Отечественной войны 76-мм бронебойный боеприпас, как уже после неё работали над новым 100-мм бронебойным снарядом взамен спешно запущенного в серийное производство БР-412, дальше раскрывая возможности танковых, самоходных и противотанковых "соток".

Также стоит отметить несколько резко выделяющихся на общем фоне орудий — в первую очередь творение сумрачного тевтонского гения Pak 44. Превзойти его по удельному дульному импульсу из серийных орудий Второй Мировой войны не смог ни один образец артиллерийского вооружения всех иных воевавших стран. Единичные и недоведённые 152-мм длинноствольные советские самоходные пушки БЛ-8 и БЛ-10, предназначавшиеся для борьбы со сверхтяжёлой бронетехникой противника, так и не вышли за стадию опытных образцов, а потому ни в коей мере не могут служить «симметричным ответом» серийно выпускавшимся немецким 128-мм орудиям. Близко к Pak 44 подошёл только американский 155-мм «Длинный Том», да и то, будучи классом выше по калибру и не предназначаясь для противотанковых целей. Близкая к «Длинному Тому» по калибру и начальной скорости 152-мм советская пушка Бр-2 и вовсе классифицировалась как орудие большой мощности. А немцы ухитрились разместить ствольную группу 128-мм противотанковой пушки на трофейном лафете от дуплекса А-19/МЛ-20 или французской 155-мм пушки обр. 1918 г., что ещё раз подчёркивает превосходство Pak 44 по массе (10 т) над гораздо более тяжёлым «Длинным Томом» (13,8 т) и тем более Бр-2 (18,2 т). Но и советские конструкторы показали, что не лыком шиты — 57-мм противотанковая пушка обр. 1943 г. (ЗиС-2) вчистую превосходит всех своих соперников в своём классе и по удельному дульному импульсу сравнялась с куда более тяжёлой Pak 40, немного не дотянув до показателей 85-мм или 88-мм L/56 пушек. Интересно, что рассчитанная в 1943 году бронепробиваемость калиберным бронебойным снарядом для Pak 40 по советской методике оказалась даже ниже аналогичного показателя ЗиС-2, что в свете чисто баллистических данных уже не выглядит столь невероятным. Но тут уже, как говорится в известном фильме: «хотите верьте, хотите — нет». Из английских образцов стоит отметить Royal Ordnance Quick Firing 17 pounder Gun — при меньшем калибре оружейники Его Величества создали орудие, способное бросить вызов «великой и ужасной» 88-мм пушке Pak 43, даже без подкалиберного снаряда с отделяющимся поддоном.

Но не одним пробивным действием снаряда может быть поражён вражеский бронеобъект. Вспомним известный случай, когда 122-мм бронебойный снаряд, выпущенный из танковой пушки Д-25, пролетев более 2,5 км, попал в верхнюю лобовую деталь «Пантеры» и срикошетировал от неё. Тем не менее, немецкий танк с чистой совестью можно было заносить в список безвозвратных потерь — верхняя бронеплита корпуса раскололась, агрегаты трансмиссии вышли из строя. В качестве ещё одной иллюстрации представим две идентичных «бронепреграды» в виде нескольких отрезков дощечек, лежащих стопкой друг на друге. Пуля, выстреленная в первую стопку из мелкокалиберной спортивной винтовки, перфорирует все дощечки с образованием пробивного отверстия в каждой из них. А теперь ко второй стопке, закреплённой своими концами таким образом, чтобы под ней было свободное пространство, пусть подойдёт мастер восточных единоборств. Выверенным движением руки он своей ладонью проломит эту стопку. В обоих случаях пуля и ладонь мастера окажутся в «заброневом пространстве», хотя характер их взаимодействия с преградой совершенно различен. Применительно к снаряду такое действие называется проламывающим и шансы на успешный результат тем выше, чем больше отношение калибра атакующего бронепреграду снаряда к толщине этой бронепреграды.

Физические процессы, протекающие при проламывании брони, отличаются от тех, что имеют место при её пробитии. В последнем случае они локализованы в области попадания (отверстия при успешном перфорировании или кратера при непробитии). Когда броня проламывается и трескается, механические напряжения в ней распределяются очень сложным образом, причём характер этого распределения зависит от множества факторов — переменного во времени и пространстве воздействия снаряда, геометрии удара, формы бронепреграды, её физической и химической неоднородности. Возбуждённые ударом упругие волны (как поперечные, так и продольные) распространяются в теле бронепреграды, отражаются от её краёв и интерферируют между собой. Как следствие этой интерференции в одних местах нагрузка ослабляется, в других — растёт, если она превысит предел прочности материала бронепреграды на излом, он треснет. Во всём этом важен тот факт, что процесс проламывания не локален, он затрагивает всю бронепреграду в целом. Поэтому проламывающее действие удельным импульсом снаряда уже не оценить, хотя бы из полной неопределённости, на какую же площадь распространяется воздействие и вследствие полного отсутствия внешнего давления со стороны снаряда на далёкие от точки попадания области бронепреграды. Но знание природы вещей поможет нам найти физическую величину, которую можно использовать как меру проламывающей возможности орудий при использовании штатных бронебойных или бетонобойных выстрелов.

Что значит, что изначально целая бронепреграда треснула, а то и разлетелась на куски после попадания? Ответ достаточно прост — между её частями оказались разорванными электронные межатомные или межмолекулярные связи, до того удерживавшими эти части в составе единого целого. Как известно из физики и химии, для разрыва электронной межатомной связи нужна энергия. Понятно, откуда она поступает — единственным её источником является прилетевший снаряд. Величина квадратичного относительно его скорости интеграла движения, известного из школьного курса физики под названием кинетическая энергия, определяет возможные последствия (пролом брони, срыв элементов конструкции со своих креплений, в т. ч. башни с погона, поломка внутренних механизмов, травмирование экипажа и детонация боекомплекта от удара). Вовсе не факт, что это произойдёт, если кинетическая энергия снаряда превосходит некоторый порог (помимо этого необходимо, чтобы она эффективно передалась цели и локализовалась в отдалённых от точки попадания критических элементах конструкции, что зависит от целого сонма практически неучитываемых факторов). Но если кинетическая энергия снаряда ниже этого порога, то даже при самом удачном стечении обстоятельств желаемый результат в виде сорванной башни или проломанной брони так и останется только желаемым. Теперь можно вновь заняться подсчётами.

Расчёт дульной кинетической энергии для различных систем
Орудие или пулемёт Калибр Масса снаряда Начальная скорость Дульная кинетическая энергия
D m V0 E0 = ½×m×V0²
мм кг м/с кДж
Флаг СССР Союз Советских Социалистических Республик
ДТ 7,62 0,0096 840 3,4
ДШК 12,7 0,048 850 17,3
КПВ 14,5 0,060 976 28,6
ПТРС, ПТРД 14,5 0,060 1020 31,2
ТНШ 20 0,096 815 31,9
72-К 25 0,29 910 120
1-К 37 0,66 820 222
61-К 37 0,77 872 293
53-К, 20-К 45 1,43 760 413
М-42 45 1,43 870 541
ЗиС-2 57 3,19 990 1563
УСВ, ЗиС-3, Ф-34, ЗиС-5 76 6,3 662 1378
Ф-22 76 6,3 690 1500
52-К, Д-5, ЗиС-С-53 85 9,2 800 2944
БС-3, Д-10 100 15,6 895 6248
М-60 107 18,7 730 4983
А-19, Д-25 122 25,0 790 7801
М-10, Д-1 152 40 508 5161
МЛ-20 152 48,8 600 8784
Бр-2, БЛ-8, БЛ-10 152 48,8 850 17629
Флаг Третьего рейха Великогерманский Рейх
MG 34 7,92 0,01426 755 4,1
PzB 39 7,92 0,01426 1020 7,4
MG 131 13 0,0385 750 10,8
2-cm-FlaK, 2-cm-KwK 20 0,134 900 54,3
Pak 35/36, 3.7-cm-KwK 37 0,685 760 198
3.7-cm-FlaK 37 0,685 840 242
5-cm-KwK L/42 50 2,06 685 483
Pak 38, 5-cm-KwK L/60 50 2,06 823 698
7,5-cm-KwK L/24 75 6,8 385 504
7,5-cm-Pak 97/38 75 6,8 570 1105
7,5-cm-KwK L/43 75 6,8 740 1861
Pak 40, 7,5-cm-KwK L/48 75 6,8 792 2133
7,5-cm-KwK L/70 75 6,8 925 2909
7,62-cm-Pak 36 76 7,6 740 2081
Flak 36, 8,8-cm-KwK L/56 88 9,4 795 2022
Flak 41, Pak 43, 8,8-cm-KwK L/71 88 9,4 980 4514
10.5-cm-le.FH 18 105 14,25 470 1574
10-cm-s.K 18 105 14,25 835 4968
10.5-cm-Flak 105 14,25 881 5530
12.8-cm-Flak 128 28,3 860 10465
Pak 44 128 28,3 930 12238
15-cm-s.FH 18 150 43,5 520 5881
Флаг Великобритании Соединённое Королевство Великобритании и Северной Ирландии
RO QF 2 pounder 40 1,08 792 339
Bofors 40 mm 40 1,08 881 419
RO QF 6 pounder L/50 57 2,86 892 1138
RO QF 17 pounder 76 7,68 884 3001
RO QF 25 pounder 87,6 9,0 520 1217
Флаг Королевства Италия Королевство Италия
da 20/65 mod. 35 20 0,134 840 47,3
da 47/32 mod. 35 47 1,44 630 286
da 75/18 mod. 34 75 6,4 425 578
da 75/32 mod. 37 75 6,3 624 1227
da 75/46 mod. 34 75 6,5 750 1828
da 90/53 mod. 41 90 10,6 830 3651
Флаг США Соединённые Штаты Америки
37 mm Gun M3 37 0.87 884 340
57 mm Gun M1 57 2.85 853 1037
75 mm Gun M3 75 6.3 619 1207
3 inch Gun M5, 3 inch Gun M7, 76 mm Gun M1 76 6.8 792 2133
90 mm Gun M2 90 10.6 823 3590
155 mm Gun M1918 155 45.4 735 12263
155 mm Gun M2 «Long Tom» 155 45.4 837 15903
Флаг Японии Великая Японская Империя
Автоматическая пушка Тип 97 20 0,162 793 50,9
Противотанковая пушка Тип 94 37 0,69 701 170
Танковая пушка Тип 94 37 0,67 570 109
Танковая пушка Тип 97 37 0,67 675 153
Танковая пушка Тип 1 37 0,67 800 214
Противотанковая пушка, Танковая пушка Тип 1 47 1,4 824 475
Танковая пушка Тип 97 57 2,58 420 228
Танковая пушка Тип 3 75 6,6 668 1473
Зенитная пушка Тип 4, Танковая пушка Тип 5 75 6,62 850 2391

Хорошо известны факты полного разрушения вражеской техники при попадании в неё тяжёлых снарядов. Прославились в этом качестве советские орудия МЛ-20 и А-19, но, как и в случае с пробивным действием, Pak 44 доминирует однозначно и по всё тем же причинам Бр-2 и «Длинный Том» ей не соперники. Также на общем фоне ещё раз выделяется творение В. Г. Грабина — 57-мм противотанковая пушка ЗиС-2, которая по сообщаемой дульной энергии снаряду резко превосходит 57-мм орудия союзников, 76-мм советские пушки с баллистикой ЗиС-3 и не сильно отстаёт от немецкой 75-мм пушки с длиной ствола 43 калибра.

Заметим, что все вышеперечисленные соображения касательно кинетической энергии применимы и к процессу пробития отверстия в броневой преграде — там точно также нужно разорвать межатомные или межмолекулярные связи внутри её материала. Поэтому если у боеприпаса нет достаточной кинетической энергии, то он заведомо не сможет перфорировать броневую преграду, даже если он обладает высоким импульсом. Для примера рассмотрим 25-мм зенитку 72-К и гипотетическое гладкоствольное орудие 25-мм «ломомёт». Первая выстреливает снаряд массой 0,29 кг со скоростью 910 м/с, а второе — лом диаметром 25 мм массой 10 кг со скоростью 26,4 м/с. Импульсы боеприпасов равны и составляют 264 кг×м/с, но при стрельбе в упор для снаряда пробить броневую плиту толщиной 5 мм — не проблема, а для лома она станет непреодолимой преградой. В чём же разница, ведь импульсы одинаковы? Но никакого парадокса тут нет — в предыдущих расчётах характер взаимодействия снаряда с бронёй совершенно игнорировался, о чём и было явно сказано. А чем больше скорость боеприпаса при ударе о броню, тем выше сила сопротивления его движению, которая равняется производной dp/dt. Соответственно при фиксированном значении площади приложения этой силы давление со стороны снаряда на материал бронепреграды будет много больше давления со стороны лома. Кроме того, для успешного перфорирования давление должно превышать предел прочности материала бронепреграды в течение всего времени взаимодействия. Когда боеприпас движется в твёрдой среде он совершает работу по её механическому дроблению, сдвигу, нагреву, возбуждению упругих волн за счёт своей кинетической энергии. Для 25-мм снаряда её значение составляет около 120 кДж, а для лома — только 3,5 кДж, соответственно этим значениям различается их деструктивный потенциал.

Автор выражает свою глубокую благодарность полковнику В. И. Мураховскому и участнику Википедии Germash19 за ценные замечания касательно предмета этой статьи.

Источник — «http://armor.kiev.ua/wiki/index.php?title=Физика_как_она_есть&oldid=8875»