Antitanque de alto explosivo
Antitanque de alto poder explosivo (HEAT) es el efecto de una carga explosiva con forma que usa el efecto Munroe para penetrar armaduras pesadas. La ojiva funciona haciendo que una carga explosiva colapse un revestimiento de metal dentro de la ojiva en un chorro de carga con forma de alta velocidad; este es capaz de penetrar el acero blindado a una profundidad de siete o más veces el diámetro de la carga (diámetros de carga, CD). El efecto de penetración de la armadura del chorro de carga en forma es de naturaleza puramente cinética; la ronda no tiene ningún efecto explosivo o incendiario en la armadura.
Como dependen de la energía cinética del chorro de carga moldeado para su desempeño de penetración, las ojivas HEAT no tienen que lanzarse a alta velocidad, como ocurre con un proyectil perforante. Por lo tanto, pueden ser disparados por armas de menor potencia que generan menos retroceso.
El rendimiento de las armas HEAT no tiene nada que ver con los efectos térmicos, siendo HEAT simplemente un acrónimo.
Historia
Las ojivas HEAT se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial, a partir de una extensa investigación y desarrollo hasta convertirse en ojivas de carga hueca. Las ojivas de carga con forma fueron promovidas internacionalmente por el inventor suizo Henry Mohaupt, quien exhibió el arma antes de la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1939, Mohaupt demostró su invento a las autoridades de artillería británicas y francesas. El desarrollo simultáneo del grupo de inventores alemanes de Cranz, Schardin y Thomanek condujo al primer uso documentado de cargas huecas en la guerra, durante el exitoso asalto a la fortaleza de Eben Emael el 10 de mayo de 1940.
Las reivindicaciones de prioridad de invención son difíciles de resolver debido a las interpretaciones históricas posteriores, el secreto, el espionaje y el interés comercial internacional.
La primera arma HEAT británica que se desarrolló y emitió fue una granada de rifle que usaba un lanzador de copa de 63,5 milímetros (2,50 pulgadas) en el extremo del cañón del rifle; la granada, rifle No. 68 /AT, que se entregó por primera vez a las Fuerzas Armadas británicas en 1940. Tiene algunos reclamos de haber sido la primera ojiva y lanzador HEAT en uso. El diseño de la ojiva era simple y era capaz de penetrar 52 milímetros (2,0 pulgadas) de armadura. La espoleta de la granada se armó quitando un alfiler en la cola que impedía que el percutor volara hacia adelante. Las aletas simples le dieron estabilidad en el aire y, siempre que la granada golpeara el objetivo en el ángulo adecuado de 90 grados, la carga sería efectiva. La detonación ocurrió en el impacto, cuando un percutor en la cola de la granada superó la resistencia de un resorte deslizante y fue lanzado hacia adelante en un detonador de puñalada.
A mediados de 1940, Alemania introdujo el primer proyectil HEAT disparado con un arma, el Gr.38 Hl/A de 7,5 cm (ediciones posteriores B y C) disparado por el KwK.37 L/24 del Panzer IV y el cañón autopropulsado Stug III. A mediados de 1941, Alemania comenzó la producción de granadas de fusil HEAT, primero para paracaidistas y, en 1942, para las unidades del ejército regular (Gewehr-Panzergranate 40, 46 y 61), pero, al igual que los británicos, pronto recurrieron a sistemas integrados de lanzamiento de ojivas: en 1943, el Püppchen, Panzerschreck y Se introdujeron los Panzerfaust.
El Panzerfaust y el Panzerschreck (puño de tanque y terror de tanque, respectivamente) dieron al soldado de infantería alemán la capacidad de destruir cualquier tanque en el campo de batalla de 50 a 150 metros con relativa facilidad de uso y entrenamiento (a diferencia del PIAT británico). Los alemanes utilizaron grandes cantidades de munición HEAT en cañones convertidos Pak 97/38 de 7,5 cm de 1942, y también fabricaron ojivas HEAT para el arma Mistel. Estas denominadas ojivas Schwere Hohlladung (carga de forma pesada) estaban destinadas para su uso contra acorazados fuertemente blindados. Las versiones operativas pesaban casi dos toneladas y eran quizás las ojivas HEAT más grandes jamás desplegadas. También se desarrolló una versión de cinco toneladas con el nombre en código Beethoven.
Mientras tanto, la granada de fusil británica n.º 68 AT estaba demostrando ser demasiado ligera para causar daños significativos, por lo que rara vez se usaba en acción. Debido a estos límites, se necesitaba una nueva arma antitanque de infantería, que finalmente llegó en forma de "proyector, infantería, antitanque" o PIAT. Para 1942, el PIAT había sido desarrollado por Major Millis Jefferis. Era una combinación de una ojiva HEAT con un sistema de entrega de mortero de espiga. Aunque engorrosa, el arma permitió a la infantería británica enfrentarse a armaduras a distancia por primera vez. Las minas de mano magnéticas anteriores y las granadas requerían que se acercaran peligrosamente. Durante la Segunda Guerra Mundial, los británicos se refirieron al efecto Monroe como el "efecto de cavidad en los explosivos".
Durante la guerra, los franceses comunicaron la tecnología de Mohaupt al Departamento de Artillería de EE. UU. y este fue invitado a EE. UU., donde trabajó como consultor en el proyecto Bazooka.
La necesidad de un gran calibre hizo que los proyectiles HEAT fueran relativamente ineficaces en los cañones antitanque de pequeño calibre existentes en la época. Alemania solucionó esto con el Stielgranate 41, introduciendo una ronda que se colocó sobre el extremo exterior de cañones antitanque de 37 milímetros (1,5 pulgadas) obsoletos para producir un arma de baja velocidad y alcance medio.
Las adaptaciones a los cañones de los tanques existentes fueron algo más difíciles, aunque todas las fuerzas principales lo habían hecho al final de la guerra. Dado que la velocidad tiene poco efecto en la capacidad de perforación de la armadura de la ronda, que se define por el poder explosivo, las rondas HEAT fueron particularmente útiles en el combate de largo alcance donde la velocidad terminal más lenta no era un problema. Los alemanes fueron nuevamente los que produjeron las rondas HEAT disparadas con armas más capaces, utilizando una banda impulsora sobre cojinetes para permitir que volara sin girar de sus armas de tanque estriadas existentes. El proyectil HEAT les resultó particularmente útil porque permitió que los cañones de gran calibre y baja velocidad utilizados en sus muchos cañones de asalto también se convirtieran en útiles armas antitanque.
Del mismo modo, los alemanes, italianos y japoneses tenían en servicio muchos cañones de infantería obsoletos, piezas de artillería de cañón corto y baja velocidad capaces de disparar directo e indirecto y destinadas al apoyo de la infantería, similares en rol táctico a los morteros; generalmente un batallón de infantería tenía una batería de cuatro o seis. Los proyectiles antitanque de alto poder explosivo para estos viejos cañones de infantería los convirtieron en cañones antitanque semiútiles, en particular los cañones alemanes de 150 milímetros (5,9 pulgadas) (el cañón de batallón japonés Tipo 92 de 70 mm y el cañón de montaña italiano de 65 mm también tenían HEAT rondas disponibles para ellos en 1944 pero no fueron muy efectivos).
Los proyectiles antitanque de alto poder explosivo causaron una revolución en la guerra antitanque cuando se introdujeron por primera vez en las últimas etapas de la Segunda Guerra Mundial. Un soldado de infantería podría destruir efectivamente cualquier tanque existente con un arma de mano, alterando así dramáticamente la naturaleza de las operaciones móviles. Durante la Segunda Guerra Mundial, las armas que usaban ojivas HEAT se denominaron ojivas de carga hueca o carga de forma.
Después de la Segunda Guerra Mundial
El público en general permaneció a oscuras acerca de las ojivas con carga de forma, creyendo incluso que se trataba de un nuevo explosivo secreto, hasta principios de 1945, cuando el Ejército de los EE. UU. cooperó con la publicación mensual estadounidense Popular Science en una gran y artículo detallado sobre el tema titulado "Hace que el acero fluya como lodo". Fue este artículo el que reveló al público estadounidense cómo la legendaria Bazooka realmente funcionaba contra los tanques y que la velocidad del cohete era irrelevante.
Después de la guerra, los proyectiles HEAT se volvieron casi universales como arma antitanque principal. Se produjeron modelos de eficacia variable para casi todas las armas, desde armas de infantería como granadas de rifle y el lanzagranadas M203, hasta sistemas antitanque dedicados más grandes como el rifle sin retroceso Carl Gustav. Cuando se combinan con el misil guiado por cable, las armas de infantería también pueden operar a largas distancias. Los misiles antitanque alteraron la naturaleza de la guerra de tanques desde la década de 1960 hasta la de 1990 y siguen siendo efectivos hasta el día de hoy.
Diseño
Rendimiento y efectos de penetración
El chorro se mueve a velocidades hipersónicas en material sólido y, por lo tanto, se erosiona exclusivamente en el área local donde interactúa con el material del blindaje. El punto de detonación correcto de la ojiva y el espaciado son críticos para una penetración óptima, por dos razones:
- Si la ojilla HEAT se detona demasiado cerca de la superficie de un objetivo, no hay tiempo suficiente para que el jet se forme completamente. Por eso la mayoría de las ojivas modernas HEAT tienen lo que se llama standoff, en forma de una capa de nariz extendida o sonda delante de la ojiva.
- A medida que el jet viaja, se estira, se separa y se dispersa, generalmente bien dentro de dos metros, lo que lo hace relativamente ineficaz.
Un factor importante en el rendimiento de penetración de un proyectil HEAT es el diámetro de la ojiva. A medida que la penetración continúa a través de la armadura, el ancho del agujero disminuye, lo que conduce a una penetración característica de puño a dedo, donde el tamaño del dedo final se basa en el tamaño de el puño original. En general, se podía esperar que los proyectiles HEAT muy tempranos penetraran la armadura del 150% al 250% de su diámetro, y estos números eran típicos de las primeras armas utilizadas durante la Segunda Guerra Mundial. Desde entonces, la penetración de los proyectiles HEAT en relación con los diámetros de los proyectiles ha aumentado constantemente como resultado de la mejora del rendimiento del material del revestimiento y del chorro de metal. Algunos ejemplos modernos afirman números tan altos como 700%.
Al igual que con cualquier arma antiblindaje, un proyectil HEAT logra su efectividad a través de tres mecanismos principales. Lo más obvio es que cuando perfora el blindaje, los residuos del jet pueden causar un gran daño a cualquier componente interior que golpee. Y a medida que el chorro interactúa con la armadura, incluso si no perfora el interior, por lo general provoca una nube de fragmentos irregulares de material de armadura que se descascaran desde la superficie interior. Esta nube de escombros detrás de la armadura también dañará cualquier cosa que golpeen los fragmentos. Otro mecanismo de daño es el choque mecánico que resulta del impacto y la penetración del avión. El impacto es particularmente importante para componentes tan sensibles como la electrónica.
Estabilización y precisión
Las ojivas HEAT son menos efectivas si giran y se vuelven cada vez menos efectivas con un giro más rápido. Esto se convirtió en un desafío para los diseñadores de armas: durante mucho tiempo, hacer girar un proyectil fue el método más estándar para obtener una buena precisión, como con cualquier arma estriada. La fuerza centrífuga de un proyectil giratorio dispersa el chorro cargado. La mayoría de los proyectiles de carga hueca están estabilizados por aletas y no por giro.
En los últimos años, se ha vuelto posible utilizar cargas con forma en proyectiles estabilizados por giro impartiendo un giro opuesto al chorro para que los dos giros se cancelen y den como resultado un chorro que no gira. Esto se hace utilizando revestimientos de cobre acanalados, que tienen crestas elevadas, o formando el revestimiento de tal manera que tenga una estructura cristalina que imparta giro al chorro.
Además de la estabilización del giro, otro problema con cualquier arma con cañón (es decir, una pistola) es que un proyectil de gran diámetro tiene peor precisión que un proyectil de diámetro pequeño del mismo peso. La disminución de la precisión aumenta dramáticamente con el alcance. Paradójicamente, esto conduce a situaciones en las que un proyectil perforante cinético es más utilizable a largas distancias que un proyectil HEAT, a pesar de que este último tiene una penetración de blindaje mayor. Para ilustrar esto: un tanque T-62 soviético estacionario, que dispara un cañón (de ánima lisa) a una distancia de 1000 metros contra un objetivo que se mueve a 19 km/h, tiene una probabilidad de impacto en el primer asalto del 70 % cuando dispara un proyectil cinético.. Bajo las mismas condiciones, podría esperar un 25% al disparar una ronda HEAT. Esto afecta el combate en el campo de batalla abierto con largas líneas de visión; el mismo T-62 podría esperar un 70% de probabilidad de impacto en la primera ronda usando rondas HEAT en el objetivo a 500 metros.
Otro problema es que, si la ojiva está contenida dentro del cañón, su diámetro queda demasiado restringido por el calibre de ese cañón. En aplicaciones que no son armas, cuando las ojivas HEAT se entregan con misiles, cohetes, bombas, granadas o morteros de espiga, el tamaño de la ojiva ya no es un factor limitante. En estos casos, las ojivas HEAT a menudo parecen demasiado grandes en relación con el cuerpo redondo. Los ejemplos clásicos de esto incluyen el Panzerfaust alemán y el RPG-7 soviético.
Variantes
Muchos misiles armados con HEAT en la actualidad tienen dos (o más) ojivas separadas (denominadas carga en tándem) para ser más efectivos contra armaduras reactivas o multicapa. La primera ojiva más pequeña inicia la armadura reactiva, mientras que la segunda (u otra) ojiva más grande penetra la armadura debajo. Este enfoque requiere una electrónica de espoleta altamente sofisticada para activar las dos ojivas con el tiempo correcto de separación, y también barreras especiales entre las ojivas para detener interacciones no deseadas; esto hace que su producción cueste más.
Las ojivas HEAT más recientes, como la 3BK-31, cuentan con cargas triples: la primera penetra el blindaje espaciado, la segunda el reactivo o las primeras capas del blindaje y la tercera termina la penetración. El valor de penetración total puede alcanzar hasta 800 milímetros (31 pulgadas).
Algunas armas antiblindaje incorporan una variante del concepto de carga con forma que, dependiendo de la fuente, puede llamarse penetrador de formación explosiva (EFP), fragmento autoforjado (SFF), proyectil autoforjado (SEFOP), carga de placa, o carga Misznay Schardin (MS). Este tipo de ojiva utiliza la interacción de las ondas de detonación y, en menor medida, el efecto propulsor de los productos de detonación, para deformar un plato o placa de metal (hierro, tantalio, etc.) en un proyectil en forma de babosa de baja longitud. relación de diámetro y proyectar esto hacia el objetivo a unos dos kilómetros por segundo.
El SFF apenas se ve afectado por el blindaje reactivo de primera generación, también puede viajar más de 1000 diámetros de cono (CD) antes de que su velocidad se vuelva ineficaz para penetrar el blindaje debido a la resistencia aerodinámica, o golpear el objetivo se convierta en un problema. El impacto de un SFF normalmente provoca un agujero de gran diámetro, pero relativamente poco profundo (en relación con una carga con forma) o, en el mejor de los casos, unos pocos CD. Si el SFF perfora la armadura, se produce un gran daño detrás de la armadura (BAD, también llamado efecto detrás de la armadura (BAE)). El BAD es causado principalmente por la alta temperatura y velocidad de la armadura y los fragmentos de bala que se inyectan en el espacio interior y también por la sobrepresión (explosión) causada por el impacto.
Las versiones más modernas de ojivas SFF, mediante el uso de modos de iniciación avanzados, también pueden producir varillas (balas estiradas), multi-babosas y proyectiles con aletas, además del proyectil estándar de relación L a D corta. Las balas estiradas pueden penetrar una profundidad de armadura mucho mayor, con alguna pérdida para BAD. Las balas múltiples son mejores para derrotar objetivos ligeros o de área y los proyectiles con aletas tienen una precisión mucho mayor. El uso de este tipo de ojiva se restringe principalmente a áreas ligeramente blindadas de MBT, por ejemplo, las áreas blindadas superior, inferior y trasera. Es muy adecuado para su uso en el ataque de otros vehículos de combate menos blindados (AFV) y para romper objetivos materiales (edificios, búnkeres, soportes de puentes, etc.). Los proyectiles de varilla más nuevos pueden ser efectivos contra las áreas más blindadas de los MBT.
Las armas que utilizan el principio SEFOP ya se han utilizado en combate; las submuniciones inteligentes en la bomba de racimo CBU-97 utilizada por la Fuerza Aérea y la Marina de los EE. UU. en la guerra de Irak de 2003 utilizaron este principio, y el Ejército de los EE. UU. está experimentando con proyectiles de artillería guiados con precisión bajo el Proyecto SADARM (Buscar y Destruir Armadura). También hay varios otros proyectiles (BONUS, DM 642) y submuniciones de cohetes (Motiv-3M, DM 642) y minas (MIFF, TMRP-6) que utilizan el principio SFF.
Con la reducción de la eficacia de los proyectiles HEAT de una sola carga disparados con armas de fuego, o incluso negados por técnicas de blindaje cada vez más sofisticadas, una clase de proyectiles HEAT denominados multipropósito antitanque de alto explosivo, o HEAT-MP, se ha vuelto más popular. Estos son proyectiles HEAT que son efectivos contra tanques antiguos y vehículos blindados ligeros, pero tienen fragmentación, explosión y espoleta mejoradas. Esto le da a los proyectiles una armadura ligera general razonable y un efecto antipersonal y material para que puedan usarse en lugar de rondas convencionales de alto explosivo contra la infantería y otros objetivos del campo de batalla. Esto reduce el número total de rondas que deben llevarse para diferentes roles, lo que es particularmente importante para los tanques modernos como el M1 Abrams, debido al tamaño de sus rondas de 120 milímetros (4,7 pulgadas). El tanque M1A1/M1A2 solo puede transportar 40 cartuchos para su cañón M256 de 120 mm; el tanque M60A3 Patton (el predecesor de Abrams), llevaba 63 cartuchos para su cañón M68 de 105 mm (4,1 pulgadas). Este efecto se reduce por la mayor tasa de aciertos en la primera ronda del Abrams con su sistema de control de fuego mejorado en comparación con el M60.
Alto explosivo de doble propósito
Otra variante de las ojivas HEAT tiene la ojiva rodeada con una carcasa de fragmentación convencional, para permitir que la ojiva se use de manera más efectiva para ataques explosivos y de fragmentación en objetivos no blindados, sin dejar de ser eficaz en la función antiblindaje. A veces se las denomina ojivas de alto explosivo de doble propósito (HEDP). En algunos casos, esto es simplemente un efecto secundario del diseño perforante. En otros casos, esta habilidad de doble función se agrega específicamente al diseño.
Defensa
Las mejoras en el blindaje de los carros de combate principales han reducido la utilidad de las ojivas HEAT al hacer que los misiles HEAT portátiles efectivos sean más pesados, aunque muchos de los ejércitos del mundo continúan llevando lanzacohetes HEAT portátiles para usar contra vehículos. y búnkeres. En casos inusuales, se cree que los cohetes HEAT lanzados desde el hombro derribaron helicópteros estadounidenses en Irak.
La razón de la ineficacia de las municiones HEAT contra los carros de combate principales modernos se puede atribuir en parte al uso de nuevos tipos de blindaje. El chorro creado por la explosión de la ronda HEAT debe estar a cierta distancia del objetivo y no debe ser desviado. La armadura reactiva intenta derrotar esto con una explosión dirigida hacia afuera debajo del punto de impacto, lo que hace que el avión se deforme y reduzca en gran medida el poder de penetración. Alternativamente, la armadura compuesta con cerámica erosiona el chorro de revestimiento más rápido que el acero de armadura homogéneo laminado, el material preferido en la construcción de vehículos de combate blindados más antiguos.
El blindaje espaciado y el blindaje de listones también están diseñados para defenderse de los proyectiles HEAT, protegiendo a los vehículos al provocar la detonación prematura del explosivo a una distancia relativamente segura del blindaje principal del vehículo. Algunas defensas de la jaula funcionan al destruir el mecanismo de la ronda HEAT.
Despliegue
Los helicópteros han llevado misiles guiados antitanque (ATGM) equipados con ojivas HEAT desde 1956. El primer ejemplo de esto fue el uso del Nord SS.11 ATGM en el helicóptero Aérospatiale Alouette II por parte de las Fuerzas Armadas francesas. Después de eso, tales sistemas de armas fueron ampliamente adoptados por otras naciones.
El 13 de abril de 1972, durante la guerra de Vietnam, el comandante estadounidense Larry McKay, el capitán Bill Causey, el primer teniente Steve Shields y el suboficial Barry McIntyre se convirtieron en la primera tripulación de un helicóptero en destruir blindados enemigos en combate. Un vuelo de dos helicópteros AH-1 Cobra, despachados desde la Batería F, 79.a Artillería, 1.a División de Caballería, estaba armado con los cohetes HEAT M247 de 70 milímetros (2,8 pulgadas) recientemente desarrollados, que aún no se habían probado en el teatro de guerra. Los helicópteros destruyeron tres tanques T-54 que estaban a punto de invadir un puesto de mando estadounidense. McIntyre y McKay se enfrentaron primero, destruyendo el tanque líder.
Notas explicativas
- ^ Tanto el US TOW como los misiles antitanque guiados por alambre francés-alemán MILAN casi duplicaron su penetración máxima por la adición de una sonda de despegue.