Кумулятивный эффект

Фармакокинетика

Кумуляция в фармакологии — это реализация основных биохимических свойств конкретных видов лекарственных препаратов. Фармакокинетика аккумулирования активных веществ медикаментов происходит на разных стадиях их распределения в человеческом организме.

Достижение эффекта максимальной кумуляции возможно только при условии полноценной реализации всех фармакокинетических свойств препарата.

Всасывание

Всасывание составляющих компонентов лекарственного средства — это начальная стадия их кумуляции, которая начинается после попадания химических веществ в кровеносное русло больного. По мере растворения препарата запускается процесс его распространения по всем отделам организма.

Медикаменты с кумулятивным эффектом отличаются медленным и контролируемым поступлением активных компонентов к тканям больного органа, но при этом сохраняют высокую биологическую доступность. В случае приема сублингвальных форм препаратов процесс всасывания их активных веществ происходит в ротовой полости.

Медикаменты с кумулятивными свойствами, которые принимаются внутрь, всасываются в тонком отделе кишечника. В данном случае возможно параллельное накопление составляющих компонентов препарата в тканях ЖКТ. Независимо от наличия аккумулятивного эффекта фармакокинетика препаратов данной категории может отличаться скоростью, а также степенью всасывания в общий кровоток.

На свойство кумуляции медикамента оказывает непосредственное влияние функциональное состояние печени и почек. Например, еще на стадии всасывания определенная часть составляющих веществ препарата может биотрансформироваться до уровня метаболитов. В данном случае это приводит к снижению аккумулятивного эффекта.

Распределение по тканям внутренних органов

Активные компоненты лекарств с кумулятивными свойствами распределяются между кровью, клетками тканей внутренних органов, а также межклеточной жидкостью. Накопление составляющих веществ медикамента происходит за счет его повышенной проникаемости в ткани-мишени.

Регулярное поступление химических компонентов в клетки одного и того же органа приводит к их перенасыщению, что повышает риск развития передозировки и побочных реакций. Контроль за общим состоянием больного, проведение лабораторных исследований, позволяет своевременно обнаружить отрицательную кумуляцию медикамента.

Метаболизм

Период полураспада активных веществ является еще одним этапом реализации фармакокинетических свойств медикамента с кумулятивными свойствами. Большинство препаратов с аккумулирующим эффектом характеризуются очень медленным метаболизмом.

Их биохимическая трансформация происходит слишком медленно. В связи с этим они сохраняют свою активную фармакологическую формулу в тканях внутренних органов и обеспечивают пролонгированный лечебный эффект. В дальнейшем данные компоненты подвергаются процессам окисления, гидролиза и воздействию ферментов печени.

Продукты метаболизма выводятся из организма больного вместе с мочой и каловыми массами. На данном этапе происходит спад реализации кумулятивных свойств медикамента.

При возникновении функциональных нарушений в работе органа проявление эффекта от определенного вида препарата может сохраняться на протяжении более длительного периода времени. Даже при условии полного завершения процесса метаболизма.

Кумулятивные боеприпасы и их поражающие факторы

Основная статья: Кумулятивные боеприпасы

H 50 (Hohlladung 50 kg) — один из первых серийных кумулятивных зарядов. Применялся для разрушения оборонительных укреплений во время Второй мировой войны.

Несмотря на относительно слабое заброневое действие, кумулятивная граната при попадании в башню, как правило, убивает одного или более членов экипажа бронемашины, может вывести из строя вооружение, подорвать боекомплект. Попадание в моторное отделение делало машину неподвижной мишенью, а если на пути кумулятивной струи встречались топливопроводы, происходило воспламенение топлива.

Виктор Мураховский отмечает, что широко распространен миф о том, что кумулятивные заряды поражают избыточным давлением и температурой, но это не соответствует действительности. Поражение защищённой цели достигается действием короткой кумулятивной струи небольшого диаметра, создающей давление в несколько тонн на квадратный сантиметр (что превышает предел текучести металлов) и пробивающей небольшое отверстие около 8 мм в броне. Весь наблюдаемый визуально взрыв кумулятивного заряда происходит до брони и избыточное давление и температура не могут проникнуть через небольшое отверстие и не являются основными поражающими факторами. Устанавливаемые внутри танков датчики давления и температуры не фиксируют существенного фугасного или термического воздействия после пробивания брони кумулятивной струей. Основной поражающий фактор кумулятивного заряда — это отрываемые осколки и капли брони. При попадании на боекомплект танка осколков и капель от пробитой брони возможно его воспламенение и детонация с разрушением бронемашины. Если кумулятивная струя и  капли   брони не поражают людей и пожаро-/взрывоопасное оборудование танка, то в целом прямое попадание даже мощного кумулятивного заряда может не вывести из строя танк.

Тяжёлые ПТУР (типа 9М120 «Атака», «Хеллфайр») при попадании в бронированные машины лёгкого класса с противопульной защитой своим синергетическим действием могут уничтожить не только экипаж, но и частично или полностью разрушить машины. С другой стороны, воздействие большинства носимых ПТС на ББМ (при отсутствии детонации боеприпасов ББМ) не столь критично — здесь наблюдается обычный эффект заброневого действия кумулятивной струи, а поражения экипажа избыточным давлением не происходит.

См. также Кумулятивно-осколочный снаряд

Болванка треснула по танку

Совершенствование броневой защиты, а также применение ее наклонного расположения снизило эффективность сплошного бронебойного снаряда. Попадая на скошенную плоскость, он чаще всего рикошетил, хотя в силу своих особенностей иногда оказывался способен на так называемую нормализацию. Она состояла в том, что после первого касания наконечника вектор движения несколько менялся (до пяти градусов), а угол удара о броню становился более тупым. Это приводило к более эффективному распределению нагрузки на участок поражаемой защиты, и даже если броня не пробивалась насквозь, с внутренней ее стороны образовывалась своеобразная воронка, а кусочки металла летели внутрь машины с высокой скоростью, калеча и убивая экипаж. К тому же не следует сбрасывать со счетов и компрессионное воздействие, иными словами, сильное и быстрое изменение давления (по своей сущности, мощный удар воздушной волны).

Динамичная защита

Такой экран по-другому называется реактивной броней. Впервые защита этой разновидности в Советском Союзе были испытана в 40-е годы инженером С. Смоленским. Первые опытные образцы были разработаны в СССР в 60-е годы. Производить же и использовать такие средства защиты у нас в стране начали только в 80-х годах прошлого века. Объясняется такая задержка в развитии реактивной брони тем, что первоначально она была признана бесперспективной.

Очень долгое время защиту этого типа не использовали и американцы. Первыми активно применять реактивную броню начали израильтяне. Инженеры этой страны заметили, что при взрыве запасов боеприпасов внутри танка кумулятивная струя не пробивает машины насквозь. То есть контрвзрыв способен в какой-то мере ее сдерживать.

Активно использовать динамичную защиту от кумулятивных снарядов Израиль начал в 70-х годах прошлого века. Назывались такие приспособления «Блейзер», изготавливалась в виде съемных контейнеров и размещалась снаружи брони танка. В качестве разрывного заряда в них использовались ВВ Semtex на основе гексогена.

Позднее динамическая защита танков от кумулятивных снарядов постепенно совершенствовалась. На настоящий момент в России, к примеру, используются системы «Малахит», представляющие собой комплексы с электронным управлением подрыва. Такой экран способен не только эффективно противодействовать кумулятивным снарядам, но и разрушать самые современные натовские подкалиберные DM53 и DM63, разработанные специально для уничтожения российских динамических защит предыдущего поколения.

Чем пробить броню

Чтобы пробить обычную листовую броню, нужно концентрированно воздействовать на ее участок, сообщая ему кинетическую энергию. Проще всего делать это с помощью снаряда, представляющего собой сплошную болванку, снабженную заостренным концом, сминаемым при ударе о препятствие. Условием разрушения преграды может стать достаточно сильный импульс, вызывающий местные перенапряжения, превышающие по величине межмолекулярные связи металла. Так и поступали вначале: стреляли болванками, понимая, что взрыв, произведенный даже на самой поверхности брони, вряд ли сможет поразить живую силу и механизмы в силу рассеянности ударной волны. Осколки в данном случае тоже практически бесполезны.

Физическая культура

Если вы являетесь приверженцем здорового образа жизни и регулярно занимаетесь спортом, то, вероятнее всего, вы уже ощутили на себе кумулятивный эффект физических упражнений. Он помогает увеличить продолжительность жизни и продлить период своей активной деятельности. Существует мнение, что регулярные физические нагрузки в комплексе со здоровым образом жизни, правильным питанием и воздержанием от стрессов, сохраняют энергию молодости и помогают замедлить старение организма.

Как известно, человеческое тело, подверженное нагрузкам, обладает мышечной памятью. Именно поэтому нам всегда так просто вернуться к привычному физкультурному ритму после долгого перерыва. Однако возобновить кумулятивный эффект от упражнений не удастся. Он является следствием регулярных силовых нагрузок и нарабатывается с нуля. Кумулятивный эффект — это видимый результат от новых тренировок, появляющийся на фоне выполнения упражнений ранее

Для достижения необходимого воздействия важно заниматься регулярно и не допускать перегрузок. Слишком длительный отдых может стать инициатором отрицательных последствий, таких как перенапряжение и плохое самочувствие

Желатиновая броня

Соединим разрядник и капилляр отрезком эластичной трубки. Наливать внутрь воду следует с помощью шприца: в капилляре не должно быть пузырьков — они исказят картину «схлопывания». Убедившись, что мениск образовался на расстоянии около 1 см от разрядника, зарядим конденсатор и замкнем контур привязанным к изолирующей штанге проводником. В области пробоя разовьется большое давление, образуется ударная волна (УВ), которая «побежит» к мениску и «схлопнет» его.

Обнаружить кумулятивную струю можно по ее тычку в ладонь, протянутую на высоте в полметра-метр над установкой, или по расплывающимся каплям воды на потолке. Увидеть же тонкую и быструю кумулятивную струю невооруженным глазом очень сложно, поэтому мы вооружились специальной техникой, а именно камерой CASIO Exilim Pro EX-F1. Эта камера очень удобна для съемки быстропротекающих процессов — она позволяет снимать видео со скоростью до 1200 кадров в секунду. Первые пробные съемки показали, что заснять формирование самой струи почти невозможно — искра разряда «слепит» камеру.

Зато можно заснять «бронепробитие». Пробить фольгу не получится — скорость водяной струи маловата для ожижения алюминия. Поэтому в качестве брони мы решили использовать желатин. При диаметре капилляра в 8 мм нам удалось добиться «бронепробития» более 30 мм, то есть 4 калибра. Скорее всего, немного поэкспериментировав с фокусировкой струи, мы смогли бы добиться большего и даже, возможно, пробить двухслойную желатиновую броню. Так что в следующий раз, когда на редакцию нападет армия желатиновых танков, мы будем готовы дать достойный отпор.

Благодарим представительство компании CASIO за предоставленную для съемки эксперимента камеру CASIO Exilim Pro EX-F1

Статья опубликована в журнале «Популярная механика»
(№9, Сентябрь 2008).

Интересные факты

• Первоначально кумулятивные снаряды назывались бронепрожигающими, так как считалось (исходя из формы пробитой воронки), что они именно прожигают броню. В реальности же при подрыве заряда температура облицовки достигает всего лишь 200—600 °C, что значительно ниже температуры её плавления.
• Распространено мнение, что при попадании кумулятивной струи в танк или иную броневую цель находящиеся внутри погибают от баротравмы при резком повышении давления в замкнутом объеме после пробития брони, и это одна из причин, почему десант БМП предпочитает ездить снаружи, на верхнем листе, а не внутри машины, а также поэтому некоторые танкисты предпочитают езду с открытыми люками, для сброса давления. В реальности же всё наоборот: расширяющиеся газы сдетонировавшего кумулятивного заряда не могут проникнуть за пробитую броню в образовавшееся небольшое отверстие, а вот открытые люки приводят к «затеканию» ударной волны и поражению экипажа.

Смертельная воронка

Как работает кумулятивный эффект? Идея очень проста. В головной части боеприпаса имеется выемка в виде облицованной миллиметровым (или около того) слоем металла воронки с острым углом при вершине (раструбом к мишени). Детонация взрывчатого вещества начинается со стороны, ближайшей к вершине воронки. Детонационная волна «схлопывает» воронку к оси снаряда, а поскольку давление продуктов взрыва (почти полмиллиона атмосфер) превышает предел пластической деформации обкладки, последняя начинает вести себя как квазижидкость. Такой процесс не имеет ничего общего с плавлением, это именно «холодное» течение материала. Из схлопывающейся воронки выдавливается очень быстрая кумулятивная струя, а остальная часть (пест) летит от точки взрыва медленнее. Распределение энергии между струей и пестом зависит от угла при вершине воронки: при угле меньше 90 градусов энергия струи выше, при угле больше 90 градусов выше энергия песта. Разумеется, это очень упрощенное объяснение — механизм формирования струи зависит от применяемого взрывчатого вещества (ВВ), от формы и толщины обкладки.

Ударное ядро Одна из разновидностей кумулятивного эффекта. Для образования ударного ядра кумулятивная выемка имеет тупой угол при вершине (или сферическую форму). При воздействии детонационной волны за счет формы и переменной толщины стенок (к краю толще) происходит не «схлопывание» облицовки, а ее выворачивание «наизнанку». Полученный снаряд диаметром в четверть и длиной в один калибр (первоначальный диаметр выемки) разгоняется до 2,5 км/с. Бронепробитие ядра меньше, чем у кумулятивной струи, но зато сохраняется на протяжении почти тысячи диаметров выемки. В отличие от кумулятивной струи, которая «отнимает» у песта лишь 15% его массы, ударное ядро образуется из всей облицовки.

При схлопывании воронки тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) струя разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более. Эта струя не прожигает броню, а проникает в нее, подобно тому как струя воды под давлением размывает песок. Однако в процессе формирования струи разные ее части приобретают разную скорость (задние — меньшую), поэтому далеко кумулятивная струя полететь не может — она начинает растягиваться и распадаться, теряя способность к бронепробитию. Максимальный эффект действия струи достигается на некотором расстоянии от заряда (его называют фокусным). Конструктивно оптимальный режим бронепробития обеспечивается промежутком между выемкой в заряде и головкой снаряда.

История создания

Дата	Событие
1864 г.	Открытие кумулятивного эффекта, что позволило разработать принцип кумулятивного снаряда для производства боеприпасов
1910 г. – 1926 г.	Исследование кумулятивного эффекта, создание кумулятивных снарядов и их испытание
1935 г.	Создание первых удачных кумулятивных снарядов немецким ученым Францем Рудольфом
1940 г.	Начало работ американских ученых по созданию кумулятивных снарядов и гранат. Использование кумулятивных снарядов немецкой армией
1942 г.	Создание и принятие на вооружение СССР кумулятивных снарядов. Период, когда появились кумулятивные снаряды в артиллерии
1950 г.	Создание учеными США первого снаряда с высокой стабилизацией и начало работ по совершенствованию кумулятивного оружия
1960 г.	Разработка и испытание советских ученых сбалансированного кумулятивного снаряда
1990 г.	Советские ученые создали первые кумулятивные боеприпасы тандемного вида с пробитием брони до 800 мм

В 1864 году военный инженер М. Бересков (он стал первым, кто придумал кумулятивный снаряд) открыл кумулятивный эффект, после чего начал испытание и применение разработок в разрушении твердых объектов. Военные были поражены, как действует кумулятивный снаряд на бронированную технику. Именно с этого момента западные ученые начали исследование данного эффекта.

С 1910 по 1926 годы продолжались исследовательские работы и создание разнотипных кумулятивных снарядов и мин. Целью этих опытов было нахождение правильной формы и материла, которые в совместном использовании могли пробивать объекты, имевшие большую толщину бронирования.

В 1935 году молодой немецкий ученый начал работы по созданию кумулятивных артиллерийских снарядов, которые активно использовались в начальном этапе Второй Мировой войны. Увидев потенциал кумулятивных снарядов, советские ученые на примере немецких боеприпасов начали разработку и производство собственного оружия. В 1942 году кумулятивные советские снаряды начали использоваться на артиллерийском оружии калибра 76 и 122 мм.

Устройство кумулятивного снаряда Второй Мировой войны

В середине 1950 года ученые США запатентовали новый тип кумулятивного снаряда, который обладал высокой стабилизацией во время полета и имел уникальную металлическую облицовку. В этом же году новый тип снарядов был принят на вооружение США.

В 1960 году создали уникальный кумулятивный снаряд имеющий новую структуру и материалы, которые во много раз превосходили кумулятивные снаряды Второй мировой войны. С этого момента были начаты упорные работы по улучшению уже имевшихся разработок.

В 1990 году был создан кумулятивный тандемный снаряд калибра 130 мм и имевший пробитие 800 мм.

Схема устройства кумулятивного снаряда

Кумулятивный снаряд состоит из частей:

• взрыватель;
• головка;
• кумулятивная воронка;
• кольцо;
• разрывной заряд;
• капсюль детонатор;
• фиксатор;
• трассер;
• стабилизатор;
• корпус;
• лопасть.

Различные типы и виды фугасных снарядов

Снаряды, мины, авиабомбы, гранаты являются огневыми средствами поражения и могут иметь различную степень фугасного действия, основную или вспомогательную. Это определяет назначение боеприпаса, для каких целей предназначается тот или иной снаряд. Для того, чтобы добиться большого разрушающего и поражающего эффекта используются снаряды, в которых фугасное действие является основным. Для разрушения долговременных сооружений и полевых укрытий используются фугасные снаряды и авиабомбы. Для борьбы с тяжелой бронированной техникой используются фугасы направленного действия, бронебойно-фугасные снаряды. Этот тип боеприпасов отличает огромная кинетическая энергия, которой обладает выпущенный из ствола снаряд. Пробивная способность бронебойных снарядов достигается за счет высокой скорости полета снаряда и сердечника изготовленного из прочнейшего металлического сплава. Попав в броневую плиту, снаряд разрушает поверхностный слой, после чего происходит детонация фугасного заряда, разрушающего броневую плиту.

Противотанковая пушка

В тех боеприпасах, где основная цель их применения сводится к достижению определенного результата, фугасное действие является вспомогательным. Здесь основной акцент делается на другие поражающие факторы. Осколочно — фугасные снаряды, как и ручные гранаты, используются для уничтожения живой силы. Фугасное действие в данном случае служит вспомогательным фактором, благодаря которому корпус снаряда разрушается на мелкие осколки. При подрыве осколки снаряда или специально включенные в состав боеприпаса фрагменты, получают огромную кинетическую энергию, становясь главным поражающим фактором.

Типы артиллерийских снарядов

На сегодняшний день фугасные снаряды практически вытеснены боеприпасами осколочно-фугасного действия. Современные типы снарядов, которыми обладают артиллерийские системы, позволяют решать полный спектр задач на поле боя. Для разрушения крупных защитных сооружений и долговременных укреплений используются боеприпасы объемного взрыва. Что касается бронебойно-фугасных боеприпасов, то они продолжают оставаться на оснащении танковых подразделений в качестве основного средства уничтожения бронетехники противника. Появление кумулятивных боеприпасов существенно повысило тактические возможности противотанковых средств обороны. Фугас еще долго будет оставаться едва ли не основным средством вооруженной борьбы на поле боя.

Автор статьи:

Метальников Александр

Военный историк. Люблю писать на военные темы, описывать исторические события, известные сражения.

Тем самым кумулятивный эффект имеет различные проявления.

Вариант первый:  при полноценном содержании и построении тренировки он характеризует­ся всевозрастающим уровнем трениро­ванности (для атлетов высокого уровня возможны и волнообразные колебания роста тренированности, вплоть до снижения уровня подготовленности, относительно исходного, на определенных этапах подготовки).

Вариант второй: частые(постоянные) пробелы в программировании  тренировки могут привести к противоположному кумулятивному эффекту — «перетренирован­ности».

Отсюда одна из главных задач теории и методики спортивной тренировки — оптимизация планирования и управления кумулятив­ным эффектом.

Анализируя связи между тренировочными заня­тиями и их эффектом, принципиально ВАЖНО иметь в виду, что любой тренировочный эффект НЕ является механическим след­ствием воздействия тренировки (результат от такого воздействия возможен лишь у новичка, и это плохой результат, т.к. оптимизированный тренировочный процесс дал бы этому новичку значительно больший прирост)

Организм человека как саморегу­лирующаяся и саморазвивающаяся система не просто отражает тренировочные воздействия, а активно реагирует на них и преобразует их эффект по закономерностям своего функционирования, адаптации и развития.

Рациональная тренировка должна строиться относительно внутренних закономерностей ответных реакций организма, за­кономерностей взаимодействия утомления и восстановления, пе­рехода острых тренировочных эффектов в срочные, а срочных в кумулятивные и т. д.- все эти закономерности составляют естественную основу  построения спортивной тренировки.

Рассматривая тренировочный процесс в целом, надо пе­рейти к более крупным и сложным его структурам, здесь важно, что содержание и формы построения тренировочных занятий в ходе тренировочного процесса закономерно ИЗМЕНЯЮТСЯ и наряду с этим СОХРАНЯЮТ на протяжении определенного времени повторяющиеся черты. Ряд тренировочных занятий, составляющих относительно законченный повторяющийся фрагмент тренировоч­ного процесса, образует»микроцикл» тренировки (малый цикл)

Совокуп­ность нескольких микроциклов преимущественно одного типа со­ставляет «мезоцикл» тренировки (средний цикл). Система средних циклов разного типа, чередуемых по закономерностям построения долговременного тренировочного процесса, образует основу структуры годичных, полугодичных или близких к ним по длительности циклов «макроциклов» тренировки.

Интересные факты

Конечно же, в России на настоящий момент ведется работа по совершенствованию в том числе и самого кумулятивного вооружения. Современные отечественные гранаты этой разновидности, к примеру, способны пробить слой металла толщиной более метра.

Используется оружие этой разновидности разными странами мира уже достаточно давно. Однако о нем до сих пор ходят разного рода легенды и мифы. Так, к примеру, иногда в Сети можно встретить информацию от том, что кумулятивные струи при попадании во внутреннее пространство танка способны вызвать настолько резкий скачек давления, что это приводит к гибели экипажа. О таком эффекте кумулятивных волн в интернете зачастую рассказывают страшные истории в том числе и сами военные. Существует даже мнение о том, что российские танкисты во время боевых действий специально ездят с открытыми люками для того, чтобы сбросить давление в случае попадания кумулятивного снаряда.

Однако, согласно законам физики, подобного эффекта металлическая струя вызывать не может. Снаряды этого типа просто концентрируют энергию взрыва в определенном направлении. На вопрос о том, кумулятивная струя прожигает или пробивает броню, есть, таким образом, очень простой ответ. При встрече с материалом стенок танка она тормозиться и действительно оказывает на него сильное давление. В результате металл начинает растекаться по сторонам и вымываться каплями на большой скорости внутрь танка.

Разжижается материал в этом случае именно из-за давления. Температура кумулятивной струи невысока. При этом и никакой значимой ударной волны сама она, конечно же, не создает. Тело человека струя способна пробивать насквозь. Также серьезной поражающей силой обладают и капли жидкого металла, оторвавшиеся от самой брони. В отверстие же, проделанное струей в броне, не способна проникнуть даже ударная волна от взрыва самого боеприпаса. Соответственно, и никакого избыточного давления внутри танка не возникает.

Согласно законам физики, ответ на вопрос о том, кумулятивная струя пробивает или прожигает броню, таким образом, очевиден. При контакте с металлом она просто разжижает его и проходит внутрь машины. Избыточного же давления же за броней она не создает. Поэтому открывать люк машины при применении противником таких боеприпасов, конечно же, не стоит. Ко всему прочему, это, наоборот, увеличивает риск контузии или гибели членов экипажа. В открытый люк может проникнуть и взрывная волна от самого снаряда.

Деталировка стандартного кумулятивного снаряда

Кумулятивный снаряд состоит из:

• Взрывателя и головки;
• выемки и кольца;
• заряда и детонатора;
• фиксатора и трассера;
• стабилизатора, корпуса, лопасти.

Понятие кумулятивного эффекта

Эффект изобретённый Бересковым, означает мгновенное усиление происходящих процессов, за счёт слаженности совместных усилий.

В одной из частей заряда изготавливают небольшое углубление, которое покрывается слоем металла общей толщиной в 1-3 мм. Это углубление всегда повернуто к цели.

Взрыв, происходящий на краю воронки, заставляет взрывную волну проходить по боковым стенкам, тем самым сплющивая их к оси снаряда. Во время взрыва создаётся большое давление, которое трансмутирует облицовку воронки в квазижидкость , затем перемещает её вдоль оси боеприпаса. Эти действия образуют струю, которая развивает скорость до (10км/с).

ВАЖНО! Облицовка не расплавляется, а деформируется в жидкость под воздействием высокого давления на неё. Если кумулятивная струя попала в цель, то прочность брони не имеет значения

Важна лишь плотность и толщина металла. Пробивная способность струи металла зависит от:

Если кумулятивная струя попала в цель, то прочность брони не имеет значения. Важна лишь плотность и толщина металла. Пробивная способность струи металла зависит от:

• длины;
• плотности облицовки;
• материала брони цели.

ВАЖНО! Максимально эффективное действие (фокусное), возникает при взрыве снаряда на небольшом расстоянии от бронированной цели.

Броня и кумулятивный заряд взаимодействуют между собой, т.е.  созданное от взрыва составных частей снаряда давление настолько высокое, что самая крепкая броня, поведёт себя словно жидкость. Стандартный боеприпас пробивает броню толщиной от 5 до 8 его калибров.

Обратите внимание! Если облицовка воронки выполнена из обеднённого урана, бронебойность снаряда повышается до 10 калибров.

Плюсы и минусы

У кумулятивных боеприпасов, есть положительные и отрицательные стороны. Абсолютные плюсы таких снарядов:

• Пробивание почти любого слоя брони;
• Струя пробивает броню независимо от изначальной скорости полёта снаряда;
• Мощное действие после попадание в цель.

Но и у кумулятивных боеприпасов есть свои минусы:

1. Трудности в массовом производстве, из-за сложности конструкции;
2. Большие сложности в применении боеприпасов РСЗО;
3. Уязвимости в пробитии динамической брони.

Боевая часть с кумулятивным эффектом, используется при производстве боеприпасов для РПГ, противотанковых пушек и мин. При попадании в цель снаряда, начиненного «жидким металлом», в большой вероятности произведёт взрыв боекомплекта. При этом экипаж погибнет.

Интересный факт! Современные ПТРК способны пробить броневой лист толщиной 10 см.

Экономика

Кумулятивный эффект в данной сфере называют также финансовым. Он достигается путем накопления и сосредоточения материальных средств и, как в остальных определениях, имеет «взрывной» характер.

Рассмотрим пример с точки зрения наращивания народного хозяйства страны. Правительство обязано принимать определенные решения по улучшению благосостояния нации. Ведь чем люди богаче, тем более капиталоемким становится производство. Затем растет спрос, предложение и потребление продуктов отечественного производителя. Все эти факторы повышают экономическую активность страны, создавая кумулятивный эффект в экономике. Завершающим «выбросом» станет то, что, когда данная держава выйдет на мировой рынок, она сможет, основываясь на краткосрочных решениях, обеспечить продолжительное функционирование данного процесса.

Механизм действия кумулятивного заряда

Кумулятивная струя

После взрыва капсюля-детонатора заряда, возникает детонационная волна, которая перемещается вдоль оси заряда.

Волна, распространяясь к облицовке поверхности конуса, схлопывает её в радиальном направлении, при этом в результате соударения частей облицовки давление в ней резко возрастает. Давление продуктов взрыва, достигающее порядка 1010Па (105 кгс/см²), значительно превосходит предел текучести металла, поэтому движение металлической облицовки под действием продуктов взрыва подобно течению жидкости, которое, однако, обусловлено не плавлением, а пластической деформацией.

Аналогично жидкости, металл облицовки формирует две зоны: большой по массе (порядка 70—90 %) медленно двигающийся «пест» и меньшую по массе (порядка 10—30 %) тонкую (порядка толщины облицовки) гиперзвуковую металлическую струю, перемещающуюся вдоль оси симметрии заряда, скорость которой зависит от скорости детонации взрывчатого вещества и геометрии воронки. При использовании воронок с малыми углами при вершине возможно получить крайне высокие скорости, но при этом возрастают требования к качеству изготовления облицовки, так как повышается вероятность преждевременного разрушения струи. В современных боеприпасах используются воронки со сложной геометрией (экспоненциальные, ступенчатые и др.) с углами в диапазоне от 30 до 60°; скорость кумулятивной струи при этом достигает 10 км/с.

Процесс запрессовки медной облицовочной юбки, она же в виде готового изделия и внутри снаряженного боеприпаса в разрезе

Поскольку при встрече кумулятивной струи с бронёй развивается очень высокое давление, на один-два порядка превосходящее предел прочности металлов, то струя взаимодействует с бронёй в соответствии с законами гидродинамики, то есть при соударении они ведут себя как идеальные жидкости. Прочность брони в её традиционном понимании в этом случае практически не играет роли, а на первое место выходят показатели плотности и толщины бронирования.

Теоретическая пробивная способность кумулятивных снарядов пропорциональна длине кумулятивной струи и квадратному корню отношения плотности облицовки конуса (воронки) к плотности брони. Практическая глубина проникновения кумулятивной струи в монолитную броню у существующих боеприпасов варьируется в диапазоне от 1,5 до 4 калибров.

При схлопывании конической оболочки скорости отдельных частей струи оказываются различными, и струя в полёте растягивается. Поэтому небольшое увеличение промежутка между зарядом и мишенью увеличивает глубину пробивания за счёт удлинения струи. Однако при значительных расстояниях между зарядом и мишенью непрерывность струи нарушается, что снижает бронебойный эффект. Наибольший эффект достигается на так называемом «фокусном расстоянии», на котором струя максимально растянута, но ещё не разорвана на отдельные фрагменты. Для выдерживания этой дистанции используют различные типы наконечников соответствующей длины.

При перемещении в твёрдой среде градиентно разорванная кумулятивная струя самоцентрируется, а диаметр трека по мере удаления от точки фокуса уменьшается. При движении разорванной на фрагменты кумулятивной струи в жидкостях и газах каждый фрагмент перемещается по собственной траектории, а диаметр трека по мере удаления от точки фокуса увеличивается. Этим объясняется резкое снижение пробивной способности высокоградиентных кумулятивных струй при использовании противокумулятивных экранов.

Использование заряда с кумулятивной выемкой без металлической облицовки снижает кумулятивный эффект, так как вместо металлической струи действует струя газообразных продуктов взрыва; однако при этом достигается значительно более сильное заброневое действие.

Ударное ядро

Основная статья: Ударное ядро

Ударное ядро — компактная металлическая форма, напоминающая пест, образующаяся в результате сжатия металлической облицовки кумулятивного заряда продуктами его детонации.

Для образования ударного ядра кумулятивная выемка имеет тупой угол при вершине или форму сферического сегмента переменной толщины (у краёв толще, чем в центре). Под влиянием ударной волны происходит не схлопывание конуса, а выворачивание его «наизнанку». Полученный снаряд диаметром в четверть и длиной в один калибр (первоначальный диаметр выемки) разгоняется до скорости 2,5 км/с. Бронебойное действие ядра ниже, чем у кумулятивной струи, но зато сохраняется на расстоянии до 1000 калибров. В отличие от кумулятивной струи, состоящей лишь из 15 % массы облицовки, ударное ядро образуется из 100 % её массы.

Где используется

Собственно сам кумулятивный эффект наблюдали, наверное, все без исключения люди. Возникает он, к примеру, при падении капли в воду. В этом случае на поверхности последней образуются воронка и тонкая струя, направленная вверх.

Использоваться кумулятивный эффект может, к примеру, в исследовательских целях. Создавая его искусственно, ученые ищут пути достижения высоких скоростей веществ — до 90 км/с. Также этот эффект используется в промышленности — в основном в горных разработках. Но наибольшее применение он, конечно же, нашел в военном деле. Боеприпасы, работающие на таком принципе, используются разными странами с начала прошлого века.