(Tiếp)
Nguồn gốc và ứng dụng ban đầu của giáp lưới
Giáp lưới, còn được gọi với tên chuyên ngành là ‘giáp xác suất’, hay còn được gọi với tên thông dụng và dân dã là ‘giáp lồng’, ‘giáp rào chắn’, v.v. Khái niệm liên quan về giáp lưới có nguồn gốc từ rất sớm và thực sự có liên quan chặt chẽ đến mối đe dọa chiến trường khi các đầu đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm dần trở thành hiện thực. Chất nổ phá giáp không trực tiếp dựa vào nhiệt để phá vỡ vỏ giáp, mà chúng thường sử dụng hiệu ứng nổ lõm, hay hiệu ứng nổ hình nón, còn được gọi là hiệu ứng Munroe hoặc Neumann. Các tên gọi khác nhau của hiệu ứng này được dựa trên cách phát nổ hoặc tên của người phát minh ra cơ chế phá huỷ này. Ngay từ cuối Thế kỷ 19, người ta đã quan sát thấy rằng khi chất nổ phát nổ gần các tấm giáp, chỉ tạo ra những vết lõm nhỏ trên các tấm giáp. Nếu mở một khe hình nêm trên mặt phẳng của điểm phát nổ, sóng nổ sẽ tập trung vào tấm giáp, gây ra vết lõm lớn hơn. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng hiệu ứng này có thể được mở rộng hơn nữa khi chất nổ di chuyển lên trên tấm giáp một khoảng thích hợp (độ cao phát nổ). Nếu bề mặt khe hở hình nêm được lót bằng lớp lót kim loại có độ dẻo (hay gọi là vỏ tích điện), chất nổ sẽ làm hỏng tấm giáp, sức xuyên có thể được tăng lên đáng kể. Về nguyên tắc, việc phá giáp bằng chất nổ chính là sử dụng năng lượng luồng nổ để ép và phá vỡ tính tuyến tính của vỏ giáp.
Đạn xuyên giáp nổ lõm
Vì đạn xuyên giáp có dạng hình trụ, lớp vỏ khuôn kim loại bên trong đạn có dạng hình nón, thường được gọi là ‘vỏ khuôn hình nón’. Khi nổ, khoảng 20% vỏ khuôn kim loại của khuôn hình nón này tạo thành một tia kim loại, tốc độ tia kim loại này thay đổi từ trước ra sau theo một đường dốc. Tốc độ ban đầu của nó là khoảng 8.000 ~ 9.000 mét/giây, và tốc độ cuối của nó là khoảng 1.000 mét/giây. 80% vỏ khuôn kim loại còn lại tạo thành thân hình chày bay theo tia phản lực kim loại với tốc độ thấp khoảng 300 mét/giây. Lý do tại sao tia kim loại có thể xuyên được lớp giáp là do phần đầu của nó tập trung động năng mạnh nên áp suất tác dụng lên tấm giáp lên tới 200 tấn/inch vuông, khoảng 308 MPa. Dưới áp suất phản lực này, tấm giáp bị biến dạng xuyên tâm mạnh, nghĩa là kim loại của tấm giáp bị tia phản lực ép xung quanh, dẫn đến biến dạng vĩnh viễn. Khả năng xuyên của đạn xuyên giáp là đáng kinh ngạc. Một lượng nổ nhỏ, tính theo khối lượng của chất nổ được sử dụng, có thể xuyên qua các tấm thép rất dày. Độ sâu xuyên của đạn xuyên giáp tương ứng với cosin của góc tấn công, và tuân theo định lý cosin đơn giản. Hiệu quả của tia phản lực kim loại thực ra chỉ phụ thuộc vào độ dày của tấm giáp mà nó xuyên trực tiếp dọc theo hướng bắn. Nếu các điều kiện khác không đổi thì độ dày xuyên giáp tỷ lệ thuận với đường kính miệng nắp khuôn kim loại hình nón. Độ sâu xuyên của đầu đạn xuyên giáp có thiết kế hoàn thiện thường gấp 3 đến 4 lần đường kính miệng của khuôn kim loại hình nón. Ngoài ra, hiệu suất xuyên giáp của đạn xuyên giáp rất quan trọng, nhưng nó không phải là hiệu suất duy nhất cần được xem xét, đặc biệt đối với đạn xuyên giáp, bởi vì trong bất kỳ phương pháp tấn công nào, yêu cầu chính không chỉ là độ xuyên giáp mà còn cả năng lượng dư của vụ nổ.
Năng lượng dư còn lại sau khi xuyên giáp nhằm gây sát thương cho người và trang bị phía sau lớp giáp. Đạn phá giáp gây sát thương phía sau giáp theo ba cách: bản thân tia phản lực và các mảnh giáp; mảnh vụn hình thành sau khi tia phản lực xuyên qua tấm giáp được gọi chung là ‘mảnh vỡ’; và gây sát thương cho con người do áp suất, nhiệt độ, lửa, tác dụng sinh lý và tâm lý… Ngay từ giữa hai cuộc chiến tranh thế giới, người ta đã bắt đầu cân nhắc việc sử dụng công nghệ nổ lõm để sản xuất đạn chống tăng. Đến giai đoạn giữa và cuối của Chiến tranh thế giới thứ II, điều này đã trở thành hiện thực phổ biến hơn trên chiến trường. Mối đe dọa đối với xe tăng và xe bọc thép được thể hiện từ hai khía cạnh:
Thứ nhất, hiệu quả sát thương của đạn xuyên giáp nổ lõm, hiệu ứng sát thương của đạn xuyên giáp chủ yếu là do các mảnh vỡ xâm nhập vào bên trong vỏ giáp.
Đồng thời, sau khi luồng phản lực kim loại đi vào khoang lái, do áp suất chất nổ tạo ra đối với con người quá cao, làm hỏng màng nhĩ của các thành viên tổ lái, tác động đến sinh lý và tâm lý kíp chiến đấu.
Tương tự như vậy, nhiệt độ cao có thể làm bỏng các vùng da hở và tia phản lực cường độ cao khi đi vào cabin của kíp lái cũng có thể khiến kíp lái bị mù tạm thời khi nhìn thấy trực tiếp. Việc lựa chọn vật liệu tối ưu cho vỏ khuôn hình nón cũng khiến các hiệu ứng sát thương tăng lên.
Mặt khác, do sức mạnh của đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm không liên quan gì đến động năng phóng của bản thân đạn, điều này có nghĩa là có thể tạo ra một số vũ khí chống tăng nhỏ gọn phục vụ mang vác cá nhân. Ví dụ, Đức đang phát triển mạnh mẽ các loại vũ khí chống tăng như vậy, đặc biệt là súng phóng lựu chống tăng Panzerfaust sử dụng đầu đạn xuyên giáp nổ lõm vượt cỡ và động cơ rốc két nhỏ. Việc các quân nhân có thể sử dụng các vũ khí chống tăng cá nhân đã tác động tới các hoạt động chống tăng một cách hiệu quả và có tác động lớn đến hoạt động của xe tăng.
Súng phóng lựu chống tăng Panzerfaust
Trong trận đánh Berlin, các binh lính xe tăng của Liên Xô đã phải thu thập nhiều nệm lò xo để có thể buộc hoặc hàn chúng vào tháp pháo và bên sườn của xe tăng để chống lại các cuộc tấn công của súng chống tăng Panzerfaust, đây đã trở thành nguyên mẫu ban đầu của dạng giáp lưới.
Súng chống tăng Panzerfaust được hoàn thiện vào năm 1943, chắc chắn là một trong những vũ khí chống tăng cá nhân thành công nhất trong Chiến tranh thế giới thứ II. Hiệu quả của việc sử dụng nệm lò xo dây thép hoặc lưới thép tăng cường để chống lại đầu đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm dựa vào một số khía cạnh:
Thứ nhất, lưới thép có thể khiến liều nổ lõm của Panzerfaust phát nổ trước khi chạm vào giáp, khiến cho tia kim loại tạo ra có độ dài lớn hơn, có khả năng bị lệch, xoắn hoặc thậm chí bị gãy, do đó làm suy yếu đáng kể hiệu ứng phá giáp và khiến nó không còn hiệu quả;
Thứ hai, nệm lò xo dây thép và lưới thép tăng cường có khả năng khiến cho đầu đạn chống tăng bị mắc vào lưới, khiến ngòi nổ không thể hoạt động.
Xe tăng T-34 tại Berlin mang các tấm lưới thép
Cuối cùng, và cũng rất quan trọng đó là nệm lò xo hoặc lưới thép tăng cường sẽ không làm tăng đáng kể khối lượng của xe tăng, và sẽ không là nguyên nhân gây quá tải cho các hệ thống điện, truyền động và hệ thống treo. Sau Chiến tranh thế giới thứ II, việc sử dụng đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm trở nên phổ biến hơn, trở thành đầu đạn chính hình thành nên các loại rốc két chống tăng, tên lửa chống tăng, đạn pháo tăng.
.........
Nguồn gốc và ứng dụng ban đầu của giáp lưới
Giáp lưới, còn được gọi với tên chuyên ngành là ‘giáp xác suất’, hay còn được gọi với tên thông dụng và dân dã là ‘giáp lồng’, ‘giáp rào chắn’, v.v. Khái niệm liên quan về giáp lưới có nguồn gốc từ rất sớm và thực sự có liên quan chặt chẽ đến mối đe dọa chiến trường khi các đầu đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm dần trở thành hiện thực. Chất nổ phá giáp không trực tiếp dựa vào nhiệt để phá vỡ vỏ giáp, mà chúng thường sử dụng hiệu ứng nổ lõm, hay hiệu ứng nổ hình nón, còn được gọi là hiệu ứng Munroe hoặc Neumann. Các tên gọi khác nhau của hiệu ứng này được dựa trên cách phát nổ hoặc tên của người phát minh ra cơ chế phá huỷ này. Ngay từ cuối Thế kỷ 19, người ta đã quan sát thấy rằng khi chất nổ phát nổ gần các tấm giáp, chỉ tạo ra những vết lõm nhỏ trên các tấm giáp. Nếu mở một khe hình nêm trên mặt phẳng của điểm phát nổ, sóng nổ sẽ tập trung vào tấm giáp, gây ra vết lõm lớn hơn. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng hiệu ứng này có thể được mở rộng hơn nữa khi chất nổ di chuyển lên trên tấm giáp một khoảng thích hợp (độ cao phát nổ). Nếu bề mặt khe hở hình nêm được lót bằng lớp lót kim loại có độ dẻo (hay gọi là vỏ tích điện), chất nổ sẽ làm hỏng tấm giáp, sức xuyên có thể được tăng lên đáng kể. Về nguyên tắc, việc phá giáp bằng chất nổ chính là sử dụng năng lượng luồng nổ để ép và phá vỡ tính tuyến tính của vỏ giáp.
Đạn xuyên giáp nổ lõm
Vì đạn xuyên giáp có dạng hình trụ, lớp vỏ khuôn kim loại bên trong đạn có dạng hình nón, thường được gọi là ‘vỏ khuôn hình nón’. Khi nổ, khoảng 20% vỏ khuôn kim loại của khuôn hình nón này tạo thành một tia kim loại, tốc độ tia kim loại này thay đổi từ trước ra sau theo một đường dốc. Tốc độ ban đầu của nó là khoảng 8.000 ~ 9.000 mét/giây, và tốc độ cuối của nó là khoảng 1.000 mét/giây. 80% vỏ khuôn kim loại còn lại tạo thành thân hình chày bay theo tia phản lực kim loại với tốc độ thấp khoảng 300 mét/giây. Lý do tại sao tia kim loại có thể xuyên được lớp giáp là do phần đầu của nó tập trung động năng mạnh nên áp suất tác dụng lên tấm giáp lên tới 200 tấn/inch vuông, khoảng 308 MPa. Dưới áp suất phản lực này, tấm giáp bị biến dạng xuyên tâm mạnh, nghĩa là kim loại của tấm giáp bị tia phản lực ép xung quanh, dẫn đến biến dạng vĩnh viễn. Khả năng xuyên của đạn xuyên giáp là đáng kinh ngạc. Một lượng nổ nhỏ, tính theo khối lượng của chất nổ được sử dụng, có thể xuyên qua các tấm thép rất dày. Độ sâu xuyên của đạn xuyên giáp tương ứng với cosin của góc tấn công, và tuân theo định lý cosin đơn giản. Hiệu quả của tia phản lực kim loại thực ra chỉ phụ thuộc vào độ dày của tấm giáp mà nó xuyên trực tiếp dọc theo hướng bắn. Nếu các điều kiện khác không đổi thì độ dày xuyên giáp tỷ lệ thuận với đường kính miệng nắp khuôn kim loại hình nón. Độ sâu xuyên của đầu đạn xuyên giáp có thiết kế hoàn thiện thường gấp 3 đến 4 lần đường kính miệng của khuôn kim loại hình nón. Ngoài ra, hiệu suất xuyên giáp của đạn xuyên giáp rất quan trọng, nhưng nó không phải là hiệu suất duy nhất cần được xem xét, đặc biệt đối với đạn xuyên giáp, bởi vì trong bất kỳ phương pháp tấn công nào, yêu cầu chính không chỉ là độ xuyên giáp mà còn cả năng lượng dư của vụ nổ.
Năng lượng dư còn lại sau khi xuyên giáp nhằm gây sát thương cho người và trang bị phía sau lớp giáp. Đạn phá giáp gây sát thương phía sau giáp theo ba cách: bản thân tia phản lực và các mảnh giáp; mảnh vụn hình thành sau khi tia phản lực xuyên qua tấm giáp được gọi chung là ‘mảnh vỡ’; và gây sát thương cho con người do áp suất, nhiệt độ, lửa, tác dụng sinh lý và tâm lý… Ngay từ giữa hai cuộc chiến tranh thế giới, người ta đã bắt đầu cân nhắc việc sử dụng công nghệ nổ lõm để sản xuất đạn chống tăng. Đến giai đoạn giữa và cuối của Chiến tranh thế giới thứ II, điều này đã trở thành hiện thực phổ biến hơn trên chiến trường. Mối đe dọa đối với xe tăng và xe bọc thép được thể hiện từ hai khía cạnh:
Thứ nhất, hiệu quả sát thương của đạn xuyên giáp nổ lõm, hiệu ứng sát thương của đạn xuyên giáp chủ yếu là do các mảnh vỡ xâm nhập vào bên trong vỏ giáp.
Đồng thời, sau khi luồng phản lực kim loại đi vào khoang lái, do áp suất chất nổ tạo ra đối với con người quá cao, làm hỏng màng nhĩ của các thành viên tổ lái, tác động đến sinh lý và tâm lý kíp chiến đấu.
Tương tự như vậy, nhiệt độ cao có thể làm bỏng các vùng da hở và tia phản lực cường độ cao khi đi vào cabin của kíp lái cũng có thể khiến kíp lái bị mù tạm thời khi nhìn thấy trực tiếp. Việc lựa chọn vật liệu tối ưu cho vỏ khuôn hình nón cũng khiến các hiệu ứng sát thương tăng lên.
Mặt khác, do sức mạnh của đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm không liên quan gì đến động năng phóng của bản thân đạn, điều này có nghĩa là có thể tạo ra một số vũ khí chống tăng nhỏ gọn phục vụ mang vác cá nhân. Ví dụ, Đức đang phát triển mạnh mẽ các loại vũ khí chống tăng như vậy, đặc biệt là súng phóng lựu chống tăng Panzerfaust sử dụng đầu đạn xuyên giáp nổ lõm vượt cỡ và động cơ rốc két nhỏ. Việc các quân nhân có thể sử dụng các vũ khí chống tăng cá nhân đã tác động tới các hoạt động chống tăng một cách hiệu quả và có tác động lớn đến hoạt động của xe tăng.
Súng phóng lựu chống tăng Panzerfaust
Trong trận đánh Berlin, các binh lính xe tăng của Liên Xô đã phải thu thập nhiều nệm lò xo để có thể buộc hoặc hàn chúng vào tháp pháo và bên sườn của xe tăng để chống lại các cuộc tấn công của súng chống tăng Panzerfaust, đây đã trở thành nguyên mẫu ban đầu của dạng giáp lưới.
Súng chống tăng Panzerfaust được hoàn thiện vào năm 1943, chắc chắn là một trong những vũ khí chống tăng cá nhân thành công nhất trong Chiến tranh thế giới thứ II. Hiệu quả của việc sử dụng nệm lò xo dây thép hoặc lưới thép tăng cường để chống lại đầu đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm dựa vào một số khía cạnh:
Thứ nhất, lưới thép có thể khiến liều nổ lõm của Panzerfaust phát nổ trước khi chạm vào giáp, khiến cho tia kim loại tạo ra có độ dài lớn hơn, có khả năng bị lệch, xoắn hoặc thậm chí bị gãy, do đó làm suy yếu đáng kể hiệu ứng phá giáp và khiến nó không còn hiệu quả;
Thứ hai, nệm lò xo dây thép và lưới thép tăng cường có khả năng khiến cho đầu đạn chống tăng bị mắc vào lưới, khiến ngòi nổ không thể hoạt động.
Xe tăng T-34 tại Berlin mang các tấm lưới thép
Cuối cùng, và cũng rất quan trọng đó là nệm lò xo hoặc lưới thép tăng cường sẽ không làm tăng đáng kể khối lượng của xe tăng, và sẽ không là nguyên nhân gây quá tải cho các hệ thống điện, truyền động và hệ thống treo. Sau Chiến tranh thế giới thứ II, việc sử dụng đạn xuyên giáp chống tăng nổ lõm trở nên phổ biến hơn, trở thành đầu đạn chính hình thành nên các loại rốc két chống tăng, tên lửa chống tăng, đạn pháo tăng.
.........