ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННЫХ ПУШЕК В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВИАЦИОННЫХ ПУШЕК В НАЧАЛЕ XXI ВЕКА
Первые авиационные пушки появились в годы Первой мировой войны, а в 1940-1953 гг. они практически вытеснили из вооружения самолетов пулеметы как обычного, так и крупного калибра. В послевоенное время пулеметы остались лишь на вооружении вертолетов и специальных самолетов огневой поддержки, действующих против живой силы противника.
С конца 50-х до середины 70-х годов в СССР, США, Англии и других странах возобладала тенденция замены пушечного вооружения самолетов управляемыми и неуправляемыми ракетами.
С одной стороны, опыт локальных войн, с другой – создание скорострельных (револьверных и многоствольных) авиационных пушек привели к отказу от подобных тенденций. В настоящее время подавляющее большинство истребителей и истребителей-бомбардировщиков наряду с ракетным вооружением имеют автоматические пушки. С уверенностью можно сказать, что авиационные пушки будут оставаться важным элементом авиационного вооружения и первой четверти XXI века.
Каковы же перспективы развития авиационных пушек? Основное направление – это совершенствование их боеприпасов.
В 80-е годы в США фирмы «Хонейвелл» и «Аэроджет» освоили массовое производство 20- и 30-мм авиационных снарядов с пластмассовыми ведущими поясками (ПВП) вместо традиционных медных. Применение ПВП позволило повысить живучесть стволов 30-мм авиапушки GAU-8 в три раза по сравнению с их живучестью при применении медных ведущих поясков. Применение ПВП вместо медных и стальных не только привело к увеличению живучести стволов, но и к изменению характера износа канала ствола. При обычных стальных или медных ведущих поясках, как показали исследования, износ канала ствола начинается с первого выстрела и постепенно увеличивается. При стрельбе снарядами с ПВП износ канала ствола практически отсутствует до определенного настрела, а затем прогрессивно увеличивается. Это позволяет своевременно заменить стволы до того, как рассеивание снарядов возрастет до неприемлемых размеров.
Параллельно с американцами выпуск 27-мм снарядов с ПВП начала немецкая фирма «Маузер».
Первые попытки применения полимерных материалов для ведущих поясков были предприняты в СССР еще в 30-60-х годах. Так, ГСКБ- 398 совместно с НИИ-571, ЦНИИМашдеталь и НИИ-13
опробовали более 80 материалов (в основном полиацета- ли, полиолефины, полиамиды, полиэфиры) для ПВП 23-мм и 30-мм снарядов. Однако удовлетворительного решения найдено не было, что являлось отражением невысокого уровня развития пластмассовой промышленности.
Лишь в начале 90-х годов в ГНПП «Прибор» были созданы 30-мм снаряды к 30-мм авиационным пушкам 9-А-4071К и 9-А-623. Однако отсутствие финансирования сдерживает их массовое производство
Долгие годы в авиационных пушках использовались латунные гильзы. В ходе Второй мировой войны в авиационных пушках начали использовать и железные гильзы. Железные гильзы изготавливались параллельно с латунными в 50-80-х годах, но так и не вытеснили их. Дело в том, что железные гильзы дешевле, но хуже экстрагируются, чем латунные.
В интересах снижения веса боекомплекта авиационном пушки GAU-8A американские фирмы приступили к созданию патронов с алюминиевыми гильзами. С принятием на вооружение патронов с такими гильзами вес боекомплекта пушки самолета А-10 (1350 патронов) уменьшился на 272 кг.
Применение алюминиевых гильз стало возможным благодаря отработке низкомолекулярных высококалорийных «холодных» порохов. Технология изготовления этих порохов базируется на технологии изготовления порохов для ракетных двигателей Внедрение «холодных» порохов позволило снизить эрозию каналов стволов, увеличить начальную скорость снарядов и использовать алюминиевые гильзы, так как температура горения таких порохов ниже температуры воспламенения алюминия. Поскольку термохимический потенциал (импульс) пороха прямо пропорционален температуре горения пороха и обратно пропорционален молекулярному весу продуктов горения единственным способом увеличения импульса пороха при одновременном уменьшении температуры продуктов горения является уменьшение молекулярного веса продуктов горения Ранее применявшиеся пороха имеют молекулярный вес 25 и температуру горения 3000-3500 °К, а молекулярный вес нового пороха равен 17 и температура горения 2000-2400 °К (при одинаковых импульсах) При такой температуре исключается воспламенение алюминиевых гильз, иногда имевшее место при использовании прежних порохов и приводившее к катастрофическим последствиям.
«Холодные» пороха рассматриваются американцами как самое крупное достижение в пороховом производстве за последние 50 лет
Данные об использовании алюминиевых гильз в отечественных авиационных пушках в открытой печати отсутствуют.
С 1976 г. в США ведутся испытания так называемых «телескопических» патронов В них, в отличие от обычных, снаряд размещается внутри гильзы, стенки которой выполнены из метательного ВВ.
В иностранной прессе приводится описание конструктивных особенностей «телескопических» патронов двух типов. В первом метательное ВВ располагается в пространстве, ограниченном стенкой гильзы и пластиковой втулкой., которая служит направляющей для снаряда. После срабатывания капсюля инициируется заряд ВВ, и снаряд двигаясь в направляющей втулке, высвобождает четыре отверстия в ее донной части, через которые в заснарядное пространство поступают пороховые газы. В патроне второго типа в качестве направляющей для снаряда используется отформованное ВВ.
В ходе опытных стрельб с использованием «телескопических» патронов достигнута начальная скорость ка- либерных снарядов 1500 м/с.
С начала 70-х годов в США ведутся работы над авиационными револьверными пушками с «открытым» патронником Так, фирма «Хьюз» создала 30-мм пушку с «открытым» патронником. Обтюрация казенной части ствола пушки осуществляется с помощью скользящей муфты, поэтому патронная гильза, освобожденная от функции обтюрации, может быть изготовлена из пластического материала. В такой пушке могут использоваться безгильзовые боеприпасы. Необычна и форма патрона для этой пушки – трехгранная.
Скорострельность пушки 350 выстр./мин, магазин рассчитан на 60 снарядов. При проведении первого этапа огневых испытаний использовались 30-мм боеприпасы с гильзами из пластического материала, разработанными фирмой «Хьюз», и снарядами для пушки GAU-8A. Благодаря применению таких гильз боеприпасы беззамковой пушки на 25% легче существующих боеприпасов того же калибра, что позволяет увеличить боекомплект пушки.
Тем не менее технологические трудности до сих пор сдерживают массовое производство пушек с «открытым» патронником.
Уже в 60-х годах специалистов многих стран увлекла идея создания пушки с жидким метательным зарядом.
В 1975 г. Испытательный центр вооружений ВМС США объявил конкурс на разработку «жидкостной» пушки калибра 25 мм. Фирма «Грумман Аэроспейс» создала опытную 25-мм четырехствольную пушку (по схеме Гатлинга) с безгильзовым заряжанием жидким метательным веществом.
Схема устройства авиационной 25-мм четырехствольной пушки безгильзового заряжания с жидким метательным ВВ: 1 – дульный тормоз; 2 – баллон с жидким ВВ; 3 – баллон с окислителем; 4 – снарядный отсек; 5 – блок стволов, 6 – устройство подачи снарядов; 7 – привод
В пушке используется двухкомпонентное жидкое метательное ВВ, состоящее из окислителя в виде белой дымящей азотной кислоты и высокоплотного горючего экзо- тетрагидродициклопентадиена.
Пушка, имеющая общую длину 3,24 м, состоит из четырех модулей, каждый из которых включает ствол длиной 2,75 м, ствольную коробку, насосы для впрыскивания горючего и окислителя и затвор. При необходимости количество модулей может быть увеличено или уменьшено.
Стволы, как и в других пушках системы Гатлинга, соединяются в казенной части, посередине и у дульного среза. Снаряды хранятся в барабане (как и в 20-мм авиационной пушке М61 «Вулкан»), но ввиду отсутствия гильз он меньше и не имеет механизма удаления стреляных гильз. Пушка снабжена тремя небольшими баллонами (для горючего, окислителя и сжатого воздуха), системой трубопроводов, клапанов, насосов и других элементов.
Принцип действия безгильзовой пушки состоит в следующем: снаряды из барабана подаются в каждый из четырех стволов, которые последовательно откатываются и запираются, насосы впрыскивают определенные порции горючего и окислителя в камеры, образовавшиеся между снарядами и затворами, и производится электрическое воспламенение горючей смеси (судя по сообщениям зарубежной печати, лаборатория артиллерийского вооружения ВМС США разрабатывает лазерную систему воспламенения). После выстрела открывается клапан на среднем зажиме ствола, срабатывает рычаг отпирания затвора и подается следующий снаряд. При отказе ствола рычаг неподвижен и затвор не открывается до нового цикла воспламенения горючей смеси. Если и при повторной попытке выстрел не происходит, то специальный датчик исключает отказавший ствол из дальнейшей стрельбы, что приводит к некоторому снижению скорострельности пушки.
Основные расчетные тактико-технические характеристики пушки: темп стрельбы 4000 выстр./мин, начальная скорость снаряда 1200 м/с, вес снаряда 258,8 г, чистый вес пушки 367 кг, снаряженной 617 кг. Боекомплект 600 снарядов.
По мнению специалистов фирмы «Грумман Аэроспейс», безгильзовая 25-мм пушка имеет преимущества перед стандартной авиационной 20-мм пушкой М61 «Вулкан». В ней может быть реализована более высокая энергия ВВ, что увеличивает скорострельность и вероятность попаданий, а более низкая температура сгорания ВВ увеличивает срок службы стволов. Двухкомпонентное метательное ВВ – горючее и окислитель – может использоваться в таком соотношении, которое обеспечит почти полное его сгорание с выделением минимального количества побочных газообразных продуктов. В перспективе для этой пушки можно использовать горючее и окислители, которые безопасны в обращении и при транспортировке.
К недостаткам пушки относятся трудности хранения и обращения с жидким метательным ВВ на борту самолета, а также отказы при стрельбе, приводящие к снижению скорострельности. Кроме того, проблемой является сильная дульная волна, возникающая при выстреле ввиду большой остаточной энергии. Однако специалисты фирмы считают, что при правильном расположении пушки на самолете, соответствующей конструкции дульного тормоза и использовании акустических прокладок и демпфирующих материалов эту пушку можно устанавливать на любые истребители.
Пока пушки с жидким метательным ВВ не приняты на вооружение ни в одной стране мира, но это вполне возможно в ближайшие 3-5 лет.
Наконец, стоит сказать несколько слов и о бронебойных снарядах. Авиационные пушки считаются основным средством борьбы как с танками, так и с КР. Причем как для пробития танка, так и для быстрого разрушения КР (с подрывом ее боеголовки) требуется бронебойный снаряд с высокой проникающей способностью. Для наземной артиллерии такая задача имеет отработанное решение – подкалиберный снаряд с отделяющимся поддоном и твердым сердечником (из вольфрама или обедненного урана). Для реактивных истребителей подкалиберные снаряды с обычными отделяющимися поддонами неприемлемы, поскольку отделяющиеся поддоны неизбежно попадут в воздухозаборники и иные части самолета. Поэтому специалисты НАТО работают над авиационными подкалиберными снарядами с поддонами, которые после вылета из канала ствола полностью разрушаются и превращаются в мельчайшую пыль.
Другой путь для поражения брони – это создание авиационных кумулятивных снарядов. Однако расчеты показывают, что минимальным калибром для кумулятивного снаряда будет калибр 40 мм, а еще лучше 45-57 мм. Кумулятивные снаряды калибра 45-57 мм были созданы и испытаны в различных странах, в том числе и в СССР.
Однако создание авиационных пушек калибра 40- 57 мм вызывает массу инженерных проблем. В первую очередь, разумеется, это уменьшение весогабаритных характеристик подобной системы. Пушки таких калибров дают возможность использовать не только кумулятивные или кумулятивно-осколочные снаряды, но и другие типы снарядов, применение которых невозможно или неэффективно в снарядах калибра 20-30 мм. Это, во-пер- вых, осколочные снаряды с неконтактным взрывателем, которые могут поразить цель при промахе до 5-7 м. Да и обычный 40-57-мм снаряд с готовыми поражающими элементами при действии по живой силе во много раз эффективнее, чем аналогичный 20-30-мм снаряд.
Перспективных направлений развития авиационных пушек очень много, и автор упоминает лишь о наиболее реальных из них. Из менее реальных скажем лишь о различных проектах пушек, в которых снаряд разгоняется электромагнитным полем. Проекты таких пушек и даже их опытные образцы создаются в различных странах с 1917 г. В частности, в Советской России в КОСАРТОПе проекты таких пушек рассматривались с 1919 г. Тем не менее до сих пор ни одна страна в мире не приняла на вооружение электромагнитных пушек. Думаю, что такая ситуация сохранится и в первой четверти нового века. Другой вопрос, использование электромагнитных пушек на космических аппаратах. Это дело перспективное и реальное уже сегодня. Уже два десятилетия на орбиту выводят ядерные реакторы, вырабатывающие достаточную мощность для функционирования электромагнитных пушек.
В числе преимуществ космических электромагнитных пушек – полное отсутствие отдачи, высокая скорострельность и огромное разрушительное действие даже малого снаряда, к примеру калибра всего 14,7 мм.
Принципиальные недостатки авиационных и полевых электромагнитных пушек – огромные стоимость и вес источника питания – несущественны для штучных и дорогостоящих космических станций.