Panzer III oraz Panzer IV- długość lufy

Dziś wpis o uzbrojeniu głównym niemieckich czołgów Panzer III i Panzer IV z okresu drugiej wojny światowej. Wpis ten zahacza o balistykę wewnętrzną, a konkretnie o to, że długość lufy to nie wszystko.

Ale do rzeczy. Otóż czołg Panzer III zaczął swoją karierę bojową z uzbrojeniem głównym pod postacią armaty KwK 36 kalibru 37 mm. Później dorobił się armaty KwK 38 kalibru 50 mm, która to miała lufę o długości 42 kalibrów. Następnie czołg otrzymał uzbrojenie główne pod postacią armaty KwK 39 kalibru 50 mm, armata ta miała lufę o długości 60 kalibrów. Ostatnia wersja czołgu Panzer III miała armatę KwK 37 kalibru 75 mm.

Skupmy się teraz na różnicach pomiędzy armatą KwK 38 kalibru 50 mm (lufa o długości 42 kalibrów), a armatą KwK 39 kalibru 50 mm (lufa o długości 60 kalibrów). W tym przypadku armata z dłuższą lufą (KwK 39) nadawała pociskom większą prędkość wylotową, a tym samym pociski wystrzeliwane z armaty KwK 39, miały większą przebijalność. Czy jednak większa prędkość wylotowa pocisków, była związana jedynie z zastosowaniem dłuższej lufy? Otóż nie. Powiem więcej, najpewniej dłuższa lufa, była jedynie sprawą wtórną.

Otóż armata z krótszą lufą (KwK 38) strzelała nabojem armatnim 50x289R mm. Natomiast armata z dłuższą lufą (KwK 39) strzelała nabojem armatnim 50x419R mm. Czyli nabój armatni zastosowany w KwK 39, miał dłuższą łuskę, co oznacza większą ilość ładunku miotającego.

Do czego zmierzam? Otóż armata KwK 39 miała dłuższą lufę od KwK 38, najpewniej po to, aby optymalnie wykorzystać większą ilość ładunku miotającego. Przyjmijmy że mamy armatę z lufą o długości dobranej tak, aby w chwili wylotu pocisku z lufy, ładunek miotający był już całkowicie spalony. Przyjmijmy teraz że zastosowano nową armatę, takiego samego kalibru, z lufą o takiej samej długości, ale strzelającą potężniejszym nabojem armatnim (większa ilość ładunku miotającego). Przy takim rozwiązaniu może okazać się że w nowej armacie, w chwili wyloty pocisku z lufy, część prochu będzie pozostawać niespalona. Czyli część prochu poniekąd pójdzie na zmarnowanie, bowiem w klasycznej broni lufowej, ładunek miotający zostaje optymalnie wykorzystany do rozpędzenia pocisku wtedy, kiedy podczas spalania się ładunku miotającego, pocisk jest we wnętrzu lufy.

Oczywiście, dobrze zauważyć że w klasycznej broni lufowej, takiej jak karabin bądź armata, prędkość wylotowa pocisku, to nie jest jego prędkość maksymalna. Po tym jak pocisk już wyleci z lufy, przez wylot lufy wylatują z dużą prędkością gazy prochowe, które to oddziałują na pocisk, dodatkowo go rozpędzając. Ergo, pocisk osiąga swoją prędkość maksymalną w pewnej odległości od wylotu lufy. Trzeba jednak pamiętać że w klasycznej broni lufowej, różnica pomiędzy prędkością wylotową pocisku, a jego prędkością maksymalną, jest bardzo mała.

 

Pisałem o czołgu Panzer III, jednak w Panzer IV występowała zbliżona sytuacja. Panzer IV najpierw miał armatę KwK 37 kalibru 75 mm, z lufą o długości 24 kalibrów. Później czołg Panzer IV dorobił się armaty KwK 40 kalibru 75 mm, z lufą o długości 43 kalibrów. Armata KwK 40 nadawała pociskom znacznie większą prędkość wylotową, względem armaty KwK 37. Jednak w tym przypadku większa prędkość wylotowa również wynikała nie tylko z dłuższej lufy, lecz również z potężniejszego naboju armatniego. Armata KwK 37 strzelała nabojem 75x243R mm, natomiast armata KwK 40 strzelała amunicją 75x495R mm.

Panzer III oraz Panzer IV- długość lufy

Pociski artyleryjskie- współczynnik napełnienia

Dziś wpis o amunicji artyleryjskiej, a konkretnie o parametrze który zwie się współczynnikiem napełnienia, bądź też współczynnikiem wypełnienia. Co określa współczynnik napełnienia? Otóż współczynnik ten określa jak duży procent masy pocisku stanowi kruszący materiał wybuchowy znajdujący się w pocisku. Przykładowo, zgodnie z książką Podręcznik artylerii, tom I (autor: A. D. Blinow, Wydawnictwo MON, 1953 rok) od 10 do 15% masy pocisku odłamkowo-burzącego stanowi materiał wybuchowy. Czyli współczynnik napełnienia pocisków odłamkowo-burzących wynosi od 0,10 do 0,15. Dodam że zgodnie ze wspomnianym już Podręcznikiem artylerii, grubość ścianek pocisków odłamkowo-burzących wynosi od 1/8 do 1/7 kalibru. Zaznaczę również że pociski odłamkowo-burzące mają za zadanie zwalczać przeciwnika zarówno siłą wybuchu, jak i odłamkami.

Oprócz pocisków odłamkowo-burzących, istnieją również pociski burzące. Tego typu pociski mają za zadanie zwalczać przeciwnika głównie siłą wybuchu. Pociski burzące charakteryzują się większym współczynnikiem napełnienia od pocisków odłamkowo-burzących, czyli w przypadku pocisku burzącego ponad 15% jego masy stanowi materiał wybuchowy. Zgodnie z Podręcznikiem artylerii, materiał wybuchowy stanowi do 20% masy pocisku burzącego, a grubość ścianek pocisków tego typu wynosi od 1/15 do 1/10 kalibru.

Występują także pociski odłamkowe, mające za zadanie zwalczać przeciwnika głównie odłamkami wygenerowanymi podczas wybuchu. Pociski odłamkowe mają mniejszy współczynnik napełnienia od pocisków odłamkowo-burzących. Czyli w przypadku pocisków odłamkowych mniej niż 10% masy pocisku stanowi materiał wybuchowy.

 

Kruszący materiał wybuchowy stosowano nie tylko w pociskach przeznaczonych do zwalczania celów nieopancerzonych (pociski odłamkowo-burzące, burzące i odłamkowe). Również używane w okresie drugiej wojny światowej klasyczne pełnokalibrowe pociski przeciwpancerne potrafiły zawierać ładunek kruszącego materiału wybuchowego. Tego typu pociski miały za zadanie najpierw przebić pancerz wrogiego czołgu bądź innego wozu bojowego, a następnie wybuchnąć w jego wnętrzu. W anglojęzycznej terminologii, klasyczne pełnokalibrowe pociski przeciwpancerne wyposażone w ładunek kruszącego materiału wybuchowego, określane są mianem APHE (Armor-Piercing High-Explosive). Zgodnie z Podręcznikiem artylerii, w przypadku tego typu amunicji, od 2 do 3% masy pocisku stanowił materiał wybuchowy. W książce tej można znaleźć również wzmiankę zgodnie z którą w przypadku amunicji APHE grubość ścianek pocisku wynosiła od 1/4 do 1/3 kalibru.

Pociski artyleryjskie- współczynnik napełnienia

Artyleria rakietowa- szybkostrzelność

Ostatnio zastanawiałem się nad zaletami i wadami artylerii rakietowej (Katiusze, Grady, tym podobny sprzęt) względem artylerii lufowej (armaty i haubice). Jedną z pożądanych cech działa bądź wyrzutni rakietowej jest wysoka szybkostrzelność. Jak więc wygląda szybkostrzelność artyleryjskiej wyrzutni rakietowej na tle armaty bądź haubicy? Otóż okazuje się że nie jest to takie proste zagadnienie.

Jeśli idzie o szybkostrzelność krótkotrwałą, artyleryjskie wieloprowadnicowe wyrzutnie rakietowe, wypadają lepiej od armat i haubic. To znaczy, artyleryjska wieloprowadnicowa wyrzutnia rakietowa w przeciągu 5-10 sekund jest w stanie wystrzelić kilkakrotnie więcej pocisków względem armaty bądź haubicy.

Inaczej sprawa wygląda w przypadku szybkostrzelności długotrwałej. Przyjmuje się że jeśli prowadzić ogień godzinami, to armata bądź haubica wypadnie lepiej pod względem szybkostrzelności od artyleryjskiej wieloprowadnicowej wyrzutni rakietowej.

Czy jednak wysoka krótkotrwała szybkostrzelność artylerii rakietowej jest istotną zaletą? Okazuje się że tak. Otóż ostrzał artyleryjski zadaje przeciwnikowi największe straty w czasie zaskoczenia ogniem. Ujmując to innymi słowami, ostrzał artyleryjski zadaje przeciwnikowi największe straty na samym początku, bowiem im dłużej ostrzał artyleryjski trwa, tym większy procent żołnierzy wroga zdoła się ukryć, rozproszyć, bądź wyjść poza ostrzeliwany obszar. Zgodnie z książką Artyleria i rakiety (Wydawnictwo MON, 1972 rok) obserwacje poczynione podczas drugiej wojny światowej wskazują że zaskoczenie ogniem nie trwa dłużej niż 5-10 sekund. Po tym czasie żołnierze stosują środki samoobrony (przykładowo, kryją się w okopach, lejach po pociskach, bądź w nierównościach terenu). Tym samym można przyjąć że ostrzał artyleryjski zadaje przeciwnikowi największe straty podczas pierwszych 5-10 sekund. A jak już wspomniałem, artyleryjska wyrzutnia rakietowa w przeciągu 5-10 sekund jest w stanie wystrzelić zdecydowanie więcej pocisków względem armaty bądź haubicy. Tak więc podczas prowadzenia ognia przy pomocy artyleryjskiej wieloprowadnicowej wyrzutni rakietowej, można w większym stopniu wykorzystać efekt zaskoczenia ogniem, względem tego jak można wykorzystać ów efekt podczas prowadzenia ognia z armaty bądź haubicy.

Artyleria rakietowa- szybkostrzelność

Rakietowa ciekawostka

Dzisiejszy wpis dotyczyć będzie pewnej ciekawostki związanej z wpływem wiatru bocznego na tor lotu pocisku rakietowego. Wpis zacznę jednak od tego jak wiatr boczny wpływa na tor lotu pocisków bez własnego napędu (typowe pociski wystrzeliwane choćby z armat i karabinów). Otóż w przypadku pocisków bez własnego napędu, zarówno w przypadku pocisków stabilizowanych obrotowo (mających punkt parcia przed środkiem ciężkości), jak i w przypadku pocisków stabilizowanych brzechwowo (mających punkt parcia za środkiem ciężkości), wiatr boczny powoduje zbaczanie pocisku w tą stronę w którą wieje wiatr. Przykładowo, jeśli strzelamy z karabinu i mamy wiatr boczny wiejący z lewej strony w kierunku prawej, to pocisk będzie zbaczał w prawo. Poniższy rysunek przedstawia właśnie taką sytuację:

pocisk_kb_wiatr_m

Inaczej sprawa ma się jednak w przypadku pocisków rakietowych, a przynajmniej w przypadku pocisków rakietowych stabilizowanych brzechwowo. W pociskach stabilizowanych brzechwowo, dzięki umieszczonym w tylnej części pocisku brzechwom, punkt parcia znajduje się za środkiem ciężkości. Jednocześnie, z powodu brzechw, pocisk stabilizowany brzechwowo ma większą powierzchnię boczną za środkiem ciężkości, względem tego jakie wymiary ma jego powierzchnia boczna przed środkiem ciężkości. Tym samym wiatr boczny silniej wpływa na tor lotu tylnej części pocisku stabilizowanego brzechwowo (część znajdująca się za środkiem ciężkości pocisku), względem tego jak mocno wpływa na tor lotu przedniej części pocisku stabilizowanego brzechwowo (część znajdująca się przed środkiem ciężkości pocisku). Reasumując, wiatr boczny powoduje że pocisk stabilizowany brzechwowo ustawia się nieco pod wiatr, a jeśli pocisk stabilizowany brzechwowo ma własny działający napęd (zazwyczaj silnik rakietowy), to wtedy pocisk taki będzie zbaczał w przeciwną stronę względem tej w którą wieje wiatr. Przykładowo, jeśli wiatr boczny wieje z lewej strony w kierunku prawej, to pocisk stabilizowany brzechwowo, zakładając że jego silnik pracuje, będzie zbaczał w lewo (niejako pod wiatr). Jednak jeśli silnik przestanie pracować (dajmy na to, skończy się paliwo) to wtedy pocisk stabilizowany brzechwowo zacznie zbaczać zgodnie z kierunkiem wiatru (przy wietrze bocznym wiejącym z lewej strony w kierunku prawej, pocisk będzie zbaczał w prawo). Poniżej rysunek i cytat z książki Uzbrojenie wozów bojowych. Autor książki to Zygmunt Pankowski, książka została wydana w 1987 roku.

rakieta_wiatr

Pociski artyleryjskie, zarówno stabilizowane obrotowo jak i z brzechwami, odchylają się w kierunku zgodnym z kierunkiem działania wiatru. Inaczej przedstawia się sytuacja w przypadku pocisków rakietowych lub pocisków artyleryjskich z dodatkowym napędem rakietowym, często stosowanych w armatach przeznaczonych dla czołgów lekkich, wozów rozpoznawczych i bojowych wozów piechoty.

Aby pocisk ubrzechwiony stabilizował się na torze lotu, powierzchnia boczna tylnej części pocisku (za środkiem ciężkości) musi być większa od powierzchni bocznej części przedniej. W związku z tym, w wyniku działania siły parcia wiatru bocznego, wytwarza się moment siły obracający pocisk „pod wiatr”. Pracujący silnik rakietowy powoduje zatem przemieszczenie się pocisku w tym samym kierunku. Natomiast w drugim okresie lotu, gdy silnik już nie pracuje, pocisk zbacza w kierunku zgodnym z kierunkiem wiatru. Na rys. 6.2 przedstawiono poziomy rzut toru lotu pocisku z napędem rakietowym w warunkach działania wiatru bocznego. Jak z tego wynika, celne strzelanie przy użyciu tego typu pocisków wymaga precyzyjnego określania odległości strzelana i prędkości wiatru (a ściślej jego składowanej poprzecznej).

Rakietowa ciekawostka