يمتلك الخارق في ذخيرة APFSDS الحديثة طول لنحو 60-80 سم من الرأس للذنب، وقطر أقصى لنحو 2-2.5 سم. وهناك وصلة ألمنيوم خفيفة الوزن وكبيرة، تسمى القبقاب sabot، تثبت حول المقطع الوسطي للخارق، بهدف سد الفراغ بينه وبين جدران السبطانة. إن القبقاب يصنع عادة من ثلاث أجزاء متماثلة تسمى petals(المعنى الحرفي للكلمة هو الأوراق التويجية)، التي تلاءم حول جسم الخارق وتتشابك مع مجموعة الأسنان threads أو الأخاديد البارزة عن سطحه. أما قضيب الخارق، فإنه يصنع عادة من مواد عالية الكثافة، مثل اليورانيوم المستنزف DepletedUranium أو سبائك التنغستن Tungsten alloys، حيث تستطيع الخوارق المصنوعة من هذه المواد عند سرعتها القصوى، اختراق الفولاذ التقليدي المقسى بسهولة شديدة، كما يخترق نصل السكين قالب الزبد.
فعند إطلاق المدفع، يعمل ضغط الغاز المتولد والناتج عن احتراق شحنة الدافع إلى دفع مؤخرة القبقاب وإجباره للتقدم للأمام في سرعة مرتفعة حاملاً معه الخارق. إن التعجيل acceleration في هذه المرحلة يكون هائل، وقد يبلغ نحو 80,000 G أو أكثر، بحيث تكون سرعة المقذوف عند وصوله لفوهة السبطانة، نموذجياً عند 1550-1750 م/ث كما في بعض المقذوفات، أو تقريباً 5 ماك.
تعمل بعد ذلك قوى الديناميكا الهوائية Aerodynamic forces على نزع وطرح أوراق القبقاب التويجية في لحظة واحدة، وتجبرهم للتراجع باتجاه الخلف بينما يبتعد المقذوف عن فوهة السلاح. فبعد نبذهم، تبدأ هذه الأوراق خفيفة الوزن بالتباطؤ بسرعة، ويتساقطون على الأرض ضمن بضعة عشرات الأمتار من الفوهة. هذا يتيح للمقذوف ذو العائق المنخفض ، الطيران نحو هدفه باستقلالية أكبر، مع الاستفادة من زعانف ذيله tail-fins للاستقرار.
إن قابلية اختراق الدروع بالنسبة لخارق المقذوفات APFSDS تعتمد على طاقتها الحركية، التي تستمد وتشتق من سرعة الخارق العالية جداً وجسمه المعدني عالي الكثافة، بالإضافة إلى شكله المطول. فعندما يضرب القضيب عالي الكثافة الواجهة الأمامية للهدف، فإن طاقته الحركية العالية تسمح له بدفع مادة الدرع إلى الجوانب، بحيث يصنع هذا حفرة بقطر ضيق نسبياً narrow crater في الدرع. وبينما يواصل القضيب تقَدمه للأمام، فإنه يضغط بقوة هائلة وشديدة تجاه قاع الحفرة، بحيث يدفع بشكل مستمر على جانبي مادة الدرع ويجعل الحفرة أعمق وأعمق.
في الحقيقة مع اعتماد هذا النوع من المقذوفات على عاملي السرعة وكثافة مادة الخارق، فإنه يعمل على توفير موجات اهتزاز صدمية shockwaves تنتقل عند الاصطدام خلال كتلة الدروع، مما يؤدي إلى نسف جزء من سطحه الداخلي، فتتولد شظايا قاتلة تلحق أضراراً كبيرة وجدية بالطاقم والتجهيزات الداخلية خلف الدرع. وتتمثل فرصة التدريع الوحيدة لمواجهة خطر هذا النوع من الأسلحة، في تمزيق أو تحطيم Fracturing الخارق عند مرحلة الارتطام الابتدائي.
وقد لاحظ الخبراء والباحثين إن الموجات الصدمية رغم أنها تنتقل وتتحرك بسهولة في المواد المتجانسة، إلا أنها تتعرض للبعثرة والتفرق مع الانعكاس الداخلي المتكرر في الوسط المتجانس الناقل. وهكذا فإن البحث عن مادة مثالية قادرة على مواجهة هجوم الموجات الاهتزازية الصدمية، توقف عند استخدام التدريع المركب متعدد الطبقات، الذي يعمل على امتصاص طاقة الارتداد لموجات الاهتزاز واستيعاب معظم قواها ضمن طبقات تركيبه.
على أية حال، تتعرض مقدمة القضيب بشكل مستمر للانهيار والتقلص خلال عملية الاختراق ذاتها، ويتناقص حجم القضيب ويقل أكثر فأكثر مع تباطؤ سرعته بشكل تدريجي. هذا السباق بين تآكل مادة القضيب وتنامي الحفرة يقرران سواء الهدف سينجو أم يتعرض للثقب. ففي حالة نجاح الدرع في عمله، فإن الأجزاء المتآكلة للقضيب سوف تتوقف وتتعثر بشكل غير ضار في أسفل الحفرة. أما في حالة إخفاق الدرع فإن القضيب المتقلص سوف ينفث ويلفظ أجزاءه خلف طبقة الدروع، بحيث يمطر مقصورة الدبابة برذاذ قاتل من الأجزاء المعدنية الملتهبة incandescent fragments.
لذلك جهود نشيطة بذلت لتحسين أداء قضبان قذائف APFSDS، من خلال سلسلة مبادلات، بين السرعة، الطول، والقوة. فالقضيب الأطول هو القضيب الأكثر تحملاً وتجاوزاً لعملية التآكل والحت erode، وكذلك هو الأعمق في اختراق كتلة هدفه. لذلك يحاول المصممون جعل مقذوفات هذا النوع من الذخائر أكثر طولاً طالما كان ذلك ممكناً. في المقابل ولسوء الحظ، زيادة طول قضيب الخارق penetrator تزيد وزنه أيضاً بالضرورة، وبينما يتزايد وزن المقذوف فإن سرعة الفوهة تتناقص. لذا ولمواجهة هذا التعارض فإن المصممين يحرصون على جعل القضبان أنحف في نفس الوقت الذي تكون فيه أكثر طولاً، بحيث يبقي معدل تنامي الوزن وخسارة السرعة في حدوده الدنيا.
لا.. دول صناعية كثيرة لا تستطيع إنتاجها بالشكل الفعال فكيف بالمليشيات؟ هذه المنتجات تتطلب دراية كبيرة بعلم المواد وتقنيات السباكة لإظهارها بالشكل المطلوب.
شكراً على الموضوع الممتاز أستاذ انور، والله هناك معلومات جديدة علي
لكن شرحك اقتصر على نوع APFSDS، نتمنى ان تشرح لنا عن الأنواع الأخرى مثل HEAT كونها ما زالت مستخدمة لليوم
وكذلك طلقات الـ HESH وعلى الرغم أنه قد حلت مكانها في مجال الاستخدام ضد الأفراد طلقات ARDEC، لكني لغاية اليوم لم أفهم مبدأ عملها (HESH) .. قرأت أنها تتسبب بتفتت الدرع من الداخل، او تتسبب بموجات ارتدادية داخلية تضر الطاقم ؟ يا ريت تشرحلنا عنها
ARDEC (لا أعلم هل تسميتها هكذا صحيحة هي ما يقولوا عنها Canister Rounds والمستخدمة ضد حشود المشاة)
هذه ماذا تسمى ؟ Canister فقط ؟ أم لها اختصار معين
سؤال آخر أستاذي، لماذا بدن الخارق (القضيب) مصمم على شكل حلقات او مسننات دائرية في المنتصف ؟
شكراً على الموضوع الممتاز أستاذ انور، والله هناك معلومات جديدة علي
لكن شرحك اقتصر على نوع APFSDS، نتمنى ان تشرح لنا عن الأنواع الأخرى مثل HEAT كونها ما زالت مستخدمة لليوم
الذخيرة HEAT والأحرف اختصار فقرة شديد الانفجار مضاد للدبابات، تعمل وفق مفهوم أو تأثير الشحنة المشكلة shaped-charge !! تأثير الشحنة المشكلة عرف منذ سنوات عدة واستخدم في مجال صناعة التعدين mining industry الذي وصف منذ العام 1988 من قبل المهندس الأمريكي "تشارلز مونرو"Charles Munroe وسميت الظاهرة باسمه لاحقاً.
عموماً الشحنات المشكلة لم تصبح وسائل فعالة في الاختراق حتى جهزت تجاويفها ببطانة معدنية والتي بدأ الألمان استخدامها مع بداية الثلاثينات، عندما كان "فرانز تومانك"Franz Thomanek أول من أثبت أهمية استخدام المبطن المعدني. ثم طور العمل من قبل المهندس الكيميائي السويسري "هنري موهابت"Henry Mohaupt في العام 1935 لاستخدامه في أسلحة المشاة المضادة للدبابات (مع بداية الحرب العالمية الثانية ذهب موهابت للولايات المتحدة وعمل في مشروع القاذف الكتفي بازوكا Bazooka).
حملت هذه الشحنة أسماء عديدة، ففي حين أسماها الفرنسيين شحنة creuz، فإن الروس أسموها بالشحنة المتراكمة cumulative. ويفضل استخدام المصطلح العام والشائع HEAT للتدليل على ذخيرة المدافع التي تتبع ذات الآلية في العمل، علماً أن HEAT ليست كلمة بل هي اختصار فقرة "شديد الانفجار مضاد للدبابات".
أول مدفع دبابة حمل قذيفة شديدة الانفجار مضادة للدبابات HEAT كان الألماني L/24 من عيار 75 ملم والمثبت على الدبابات الألمانية Panzer IV. أداء ذخيرة هذا السلاح كانت محدودة للغاية، فلم تتجاوز قدراتها على اختراق الدروع أكثر من 70-80 ملم، أي نحو مرة واحدة تقريباً من قطر سبطانة السلاح.
في الحقيقة السبب الرئيس لانخفاض قدرات مقذوفات HEAT المبكرة، كان يعود لإطلاقها من سبطانات مدافع محلزنة التجويف rifled guns، مما تسبب معه في طيرانها بشكل مغزلي مع معدل تسارع مرتفع جداً، الذي وإن كان ضرورياً لاستقرار المقذوف إلا أنه بالنتيجة خفض من فاعلية الاختراق لنحو 50% بسبب تشتت النفاث عن محوره (رغم ذلك هم استعملوا ببعض النجاح ضد الدبابات السوفيتية).
الاعتراف بهذه الحقيقة ومعرفة أبعادها، قاد في العام 1943 لتطوير قذائف HEAT مستقرة بزعانف fin-stabilised يمكن إطلاقها من مدافع ملساء الجوف، بحيث تحتاج هذه لدوران محدود حول محورها، مما جعلها تحقق مستويات اختراق ممتازة. وهكذا في شهر ديسمبر العام 1944 أستكمل تطوير أول قذيفة HEAT مستقرة بزعانف لتستخدم مع المدفع الألماني المضاد للدبابات PAW 600 عيار 80 ملم (أعيد تسمية هذا السلاح أملس الجوف بعد ذلك ليحمل التعيين 8H63).
في منتصف السبعينات ظهرت شكوك جدية حول كفاءة أسلحة HEAT تجاه أشكال الحماية المدرعة الجديدة، والدروع المركبة الحديثة، مثل البريطاني "شوبهام" Chobham، الذي أثبت فاعلية أكبر بكثير في تعزيز قابليات الحماية من تلك التي توفرها الدروع الفولاذية المتجانسة homogeneous. أضف لذلك ظهور الدروع التفاعلية المتفجرة reactive armor في بداية الثمانينات رسخ مفاهيم محددة حول قدرات الشحنات المشكلة تجاه دبابات المعركة الرئيسة الحديثة MBT، في نفس الوقت، أظهرت المقذوفات الخارقة للدروع المثبتة بزعانف النابذة للقبقاب APFSDS فعالية متميزة في قدرات النفاذ خلال الدروع المقساة، وبالنتيجة فقد انخفضت أهمية مقذوفات HEAT، وهكذا شهدت حقبة السبعينات والثمانينات اعتبار هذه النوع من الذخائر في الصف الثاني بعد مقذوفات الطاقة الحركية، التي اعتبرت الذخيرة القياسية لتسليح مدافع الدبابات الغربية.
كما ظهرت من الذخيرة HEAT أنواع محسنة، متعددة الأغراض multi-purpose، تضمنت غلاف خارجي مسبق التشظية من أجل مواجهة أكثر فاعلية تجاه الأهداف الناعمة والأفراد، بالإضافة لدورها الرئيس تجاه الدروع (حجم رأسها الحربي الصغير يعني قدرات اختراق أقل مما هو متوفر للقذائف المتخصصة ذات الشحنات المشكلة، مما يعني أنها أكثر ملائمة للتصويب باتجاه المناطق خلف وجوانب الدبابة)، حيث ينتج الحائط الجانبي للقذيفة قابليات تشظية كثيفة.
طلقات الـ HESH وعلى الرغم أنه قد حلت مكانها في مجال الاستخدام ضد الأفراد طلقات ARDEC، لكني لغاية اليوم لم أفهم مبدأ عملها (HESH) .. قرأت أنها تتسبب بتفتت الدرع من الداخل، او تتسبب بموجات ارتدادية داخلية تضر الطاقم ؟ يا ريت تشرحلنا عنها
الذخيرة HESH والأحرف اختصار لفقرة "شديد الانفجار ذو رأس مسحوق" هي نوع من القذائف يستخدم لمهاجمة الدروع وأهداف أخرى مقساة مثل التراكيب الإنشائية والخرسانية والمخابئ bunkers. ابتكر هذا النوع من الذخائر عام 1943 على يد مهندس الطيران البريطاني "شارلز بيرني"Charles Burney وذلك لاستخدامه في المدافع عديمة الارتداد. كانت الغاية من استخدام هذا النوع من الذخائر هو تحطيم الأحصنة الإسمنتية، ولهذا فقد عرفت هذه الذخيرة أيضا باسم "محطمة الجدار"Wall Buster. وعلى خلاف القذائف شديدة الانفجار المضادة للدبابات HEAT، فإن هذا النوع من الذخائر لم يصمم لثقب الدروع، بل لتحطيم وتكسير بطانتها الداخلية inner surface عن طريق الموجات الاهتزازية الناتجة عن انفجار مادتها المتفجرة.
ومع أن قذائف HESH لم تستخدم في الحرب العالمية الثانية إلا لتحطيم الإسمنت المسلح، إلا أنه بعد الحرب بحثت الفكرة بعمق أكبر، وطور تصميم جديد ذو انف مستدير وبدون الشبكة السلكية، ووضع هذا التصميم في خدمة الجيش البريطاني في أوائل العام 1950، وتبناه جيش الولايات المتحدة تحت اسم HEP(اختصار شديدة الانفجار البلاستيكية). ولا يزال هذا النوع من الذخائر في الخدمة حتى الآن لدى الكثير من الدول التي تستخدم مدافع دبابات عيار 105 ملم. كما طور البريطانيين في بداية الستينات صاروخ موجه مضاد للدروع أطلق عليه "مالكارا"Malkara، كان أيضاً مزوداً برأس حربية نوع HESH، على الرغم من أن التصاميم اللاحقة استعاضت عن ذلك بصيغة HEAT.
تحتوي قذيفة HESH على حاوية فولاذية رقيقة السماكة ورأس حاد، وكمية من المتفجرات البلاستيكية plastic explosive وصمامة بتأخير زمني قليل في قاعدة القذيفة. وعند ضرب الهدف ينهار الغلاف الخارجي الرقيق، ليسمح لطبقة المتفجرات بالانسحاق squashed على سطح الهدف، وتشكيل ما يشبه القرص أو القالب. يقوم عندها صمام القاعدة base fuze بإشعال المتفجرات خلال أجزاء من الألف من الثانية، ليرسل الانفجار موجات الاهتزازات shock wave على منطقة واسعة نسبياً من بنية الهدف المادية.
وما يحدث بعد ذلك مرتبط ببعض ويمكن وصفه كالتالي: الموجة الأولى تعبر خلال الدرع إلى مقصورة الطاقم crew compartment لتصل إلى الجانب الآخر من التدريع ثم تنعكس، الموجة المنعكسة والمرتدة reflected تقابل موجة أخرى قادمة وتتقاطع معها لتخلق منطقة عالية الضغط، مما يضاعف التأثير. ويسبب ذلك انكسار وسحق جدران الهدف الداخلية، كما الأجزاء الفولاذية المخلوعة تتفتت spalling وتتطاير تحت السرعة العالية. يصاحب ذلك سحابة من الأجزاء والشظايا المتناثرة في أرجاء مقصورة القتال، تقتل الطاقم أو على الأقل تجرحهم أو ربما تشعل الذخيرة والوقود وتحطم التجهيزات الداخلية (مع تأثير محدود على سطح الدبابة الخارجي).
ربما تقصد APERS-T وهو التعيين العام للذخيرة المضادة للأفراد المجهزة براسم antipersonnel-tracer والذخيرة HESH لم تحل مكان APERS لأن الغرض من استخدامهما مختلف، فالأولى مضادة للتحصينات بشكل رئيس والثانية مضادة للأفراد !!
واحدة من أشهر أنواع ذخيرة APERS-T هي الأمريكية M494 عيار 105 ملم. القذيفة أدخلت الخدمة في فبراير العام 1968 وبلغ اجمالي وزنها 14 كلغم، وتضمنت في تركيبها العام المقذوف وغلاف الخرطوشة والصمام. جسم المقذوف صنع من الألمنيوم رقيق السماكة مع قاعدة فولاذية مجوفة التي تحوي أيضاً شحنة الطرد والراسم. تجهيز الراسم tracer قصد منه التحقق من مسار المقذوف خلال الخمسة ثوان التي هي زمن الاشتعال الأقصى، كما أن صبغة صفراء yellow dye سوف تتدفق وتظهر ككرة صفراء للتثبت من موضع انفلاق المقذوف في الهواء وبالتالي تصحيح النيران اللاحقة.
جسم المقذوف اشتمل في تجويفه الداخلي وفي ترتيب خاص من سبعة صفوف، عدد 5000 سهم فولاذي flechette بزعانف قصيرة لتأمين الاستقرار، يبلغ وزن كل منها أقل من واحد غرام مع طول 37 ملم. هذه الأسهم تتفرق عند تحفيز شحنة الطرد في قاعدة المقذوف فوق منطقة الهدف على هيئة قوس أو مخروط cone-shaped بزاوية انفتاح مقدراها 20 درجة، لتؤمن مساحة تأثير للأسهم حتى 300 م في الطول و94 م في العرض (عادة، عمل صمام التحفيز يتم على ارتفاع مقداره ستة أمتار وقبل بلوغ الهدف المعين بمسافة 60 متر لضمان تفرق كامل الأسهم بشكل مثالي). وتضاف قوى الطرد المركزية Centrifugal forces الناتجة عن دوران المقذوف حول محوره إلى سرعة انطلاق الأسهم العالية لتبلغ هذه في حدها الأقصى نحو 822 م/ث.
الذخيرة تكتسب أيضاً تسمية "خلية النحل"beehive وذلك بسبب تأثير التحشيد أو التركيز الواضح للمقذوفات الفرعية. خطورة هذه الذخيرة سبق عرضها خلال اشتباك في الضفة الغربية عندما قامت دبابة إسرائيلية بإطلاق APERS-T باتجاه مركز مدينة مشغول، مما تتسبب في مقتل ثمانية وجرح أكثر من 100 شخص (حصل الجيش الإسرائيلي على الآلاف من هذه القذائف الأمريكية بعد حرب أكتوبر العام 1973 قبل أن يبدأ الجيش بتطوير مخزونه الخاص من الذخيرة وتجهيزه بصمامات إسرائيلية جديدة).
الصورة التي تضعها تخص القذيفة المتخصصة المضادة للأفراد المسماة M1028 من عيار 120 ملم. هذه القذيفة من النوع القابل للاحتراق الكلي combustible cartridge باستثناء العقب المعدني، وتشتمل على حاوية اسطوانية مثبته في مقدمتها، تتضمن تقديرياً عدد 1.100 كرة معدنية من التنغستن عالي الكثافة بقطر 9.5 ملم لكل منها. القذيفة تطلق بشكل مباشر من سبطانة المدفع (لا يوجد صمام Fuze تفجير للقذيفة لتبسيط عملها) بسرعة فوهة 1.410 م/ث، حيث يصل المدى الفعال لكرات التنغستن نحو 500-700 م (مع زيادة تفرق الكرات وتشتتها بإطالة المدى، فإن سرعة الكرات تبدأ في التهاوي والانخفاض) والقذيفة فعالة لمواجهة مواقع كمائن الأسلحة الكتفية والمشاة الراجلين.
وبالنسبة لسؤالك الأخير، هذه الأسنان موجودة لتثبيت مقاطع القبقاب أو الكعب حول مقذوف الخارق أثناء تعجيله في سبطانة المدفع.
مشكور أستاذ أنور على هذا الموضوع الرائع،استاذي اذا سمحت عندي سؤالين
الأول كم سرعة مقذوف HEAT عند وصولة للفوهة
الثاني ممكن تشرحلي عن المقذوفات الموجهة اللي تستخدمها الدبابات ؟ لانه ما عندي فكرة عنها أبدا
اذا سمحت عندي سؤالين:
الأول كم سرعة مقذوف HEAT عند وصولة للفوهة
الثاني ممكن تشرحلي عن المقذوفات الموجهة اللي تستخدمها الدبابات ؟ لانه ما عندي فكرة عنها أبدا
جواب السؤال الأول هو 1200-1400 م/ث وهي أقل من سرعة مقذوفات الطاقة الحركية التي يمكن أن تصل سرعة فوهتها القصوى إلى 1800 م/ث.
بالنسبة لسؤالك الثاني، المقذوفات الموجه المطلقة من فوهات المدافع غالبا تستخدم التوجيه الليزري وهو على شاكلتين:
- النوع الأول يطلق عليه التوجيه الليزري نصف النشط Semi-Active Laser Homing ومن أمثلته الإسرائيلي LAHAT الذي يطلق من سبطانات مدافع الدبابات. هذا النوع من المقذوفات يعتمد في توجيهه بشكل رئيس على توافر كاشف ليزري في مقدمته، في حين يتحتم على النظام الاستعانة في الطرف الآخر بمنظومة تعيين ليزرية designator تعمل على إضاءة الهدف بشعاع ليزري مشفر. هي مشابهة في عملها لمحددة المدى الليزرية، عدا أنها تمتلك تردداً تكرارياً أعلى للنبضات 12-20 نبضة/ثانية أو أكثر، مقابل 10-15 نبضة/ثانية لمحددة المدى الليزرية.
عمل منظومة التعيين الليزرية يبدأ مع توجيه المشغل خطاً شعاعياً دقيقاً مخفياً وغير لامع أو مضيء، على شكل نبضات مشفرة coded pulses نحو الهدف، فترتد عنه طاقة معكوسة مخروطية الشكل (للدقة العلمية، الانعكاس يكون مبعثراً في جميع الاتجاهات).
إن هذا الانعكاس ينتقيه الباحث الليزري laser seeker في مقدمة الصاروخ الذي يتم إطلاقه من مكان قريب من الهدف، ويبدأ في البحث عن جزء من طاقة الليزر المنعكسة التي تعمل كمحطة إشارة لآلية الانقياد وتحديد الجهة أو المصدر القادمة منه، مما يحفزه على توجيه زعانفه نحو مركز الإشارة المنعكسة عن الهدف وضربه. هذه العملية تتطلب استمرار التعيين والتصويب على الهدف حتى انتهاء مرحلة الاشتباك واصطدام الصاروخ به.
- النوع الثاني يطلق عليه التوجيه بركوب شعاع الليزر laser beam riding guidance وتعتمد تقنية التوجي هذه على مصدر إضاءة خارجي، يوجه شعاع ليزري نحو الهدف. هذا الشعاع يكون عبارة عن حزمة ليزر مسلطة على كتلة الهدف، حيث يتولى كاشف detector مثبت في مؤخرة الصاروخ (وليس في مقدمته كما في النوع الأول نصف النشط) المحافظة على طيران الصاروخ في مركز هذا الشعاع عن طريق تحسس الإشارات المشفرة المرسلة من وحدة الإطلاق (وحدة السيطرة في الصاروخ تقوم بترجمة الإشارات الواردة وتقوم بعمل أوامر تصحيحية خاصة لتبقي القذيفة في مركز الشعاع). من أمثلة الصواريخ الموجهة المضادة للدروع والعاملة بهذه التقنية، الروسي Refleks الذي يطلق من سبطانة مدافع الدبابات الروسية T-80 وT-90 وغيرهما من المقذوفات.. وأعتذر على الإطالة في الشرح...
