EFEKT POPENETRACYJNY

Ostatnia linia obrony – minimalizacja efektu popenetracyjnego. 

          Pancerz współczesnych czołgów nie zawsze jest wystarczającą ochroną. Częstokroć dochodzi do trafień środkami rażenia w miejsca konstrukcyjnie nie przystosowane do powstrzymania dedykowanej broni przeciwpancernej. Czasami też pancerz jest po prostu słabszy niż trafiający go pocisk. Dochodzi wtedy do przebicia osłony. Następstwem tego staje się zjawisko określane w literaturze anglojęzycznej jako „ Behind Armour Effect”.

Pod pojęciem tym kryje się całość oddziaływania środka rażącego po pokonaniu pancerza. Jest ono zależne przed wszystkim od rodzaju pocisku który pokonał osłonę oraz po części – od typu osłony.  W ramach spolszczenia „Behind Armour Effect” można  przyjąć termin „efekt popenetracyjny”. Jego wpływ oraz sposoby minimalizacji tegoż na wnętrze skutecznie porażonego pojazdu są jednymi z najważniejszych zagadnień związanych z przeżywalnością na polu walki zarówno pojazdów gąsienicowych jak i ich załóg. 

          Dlaczego kwestia ta jest tak istotna? Ponieważ, wbrew obiegowym opiniom,  nie każdy trafiony pojazd jest automatycznie skutecznie porażony. Dzieję się tak na skutek wielu czynników. Częstokroć pancerz pojazdu jest po prostu wystarczającą ochroną  przed pociskiem i nie dochodzi do przebicia osłony. Wielokrotnie też trafienie następuje w miejsce słabo chronione – np. półkę nadgąsienicową lub też przedział silnika. W efekcie dochodzi do uszkodzenia pojazdu, lub nawet jego unieruchomienia, ale załodze nic się nie dzieje, zaś po krótkiej naprawie wóz może wrócić do linii. W jeszcze innych przypadkach trafienie następuje pod tak szczęśliwym dla porażonego pojazdu kątem, że kanał  penetracji czynnika rażącego układa się praktycznie wzdłuż a nie w poprzek pancerza.   W efekcie osłona  będąca na drodze pocisku jest kilkukrotnie grubsza niż w normalnym przypadku i nawet nowoczesny pocisk ma małe szanse na pokonanie przestarzałego pancerza.

Rosyjski T-72B model 1989 po trafieniu dwoma ukraińskimi ppk. Dowódca pojazdu zginął. Lato 2022, Ukraina.
Rosyjski T-72B model 1989 po trafieniu dwoma ukraińskimi ppk. Dowódca pojazdu zginął. Lato 2022, Ukraina.

Czasami jednak czynnik rażący wnika do wnętrza przedziału bojowego/załogi. Również taka sytuacja nie oznacza automatycznie straty pojazdu, oraz śmierci załogi. W tym miejscu należy nadmienić jak płynna może być definicja pojazdu „skutecznie porażonego”. Z punktu rozpatrywania użyteczności pojazdu w natarciu i obronie każde trafienie skutkujące wyłączeniem wozu z działań na ponad dwa tygodnie może  zostać za takowe z uznane. W przypadku przyjęcia innych kryteriów pojazd skutecznie porażony będzie się równać zniszczonemu tzn spalonemu, wysadzonemu lub wymagającemu remontu w fabryce. Należy jednak pamiętać, że owe kryterium również może być mylące  ponieważ w przypadku zachowania kontroli nad pobojowiskiem ponad połowa nie spalonych i nie wysadzonych czołgów jest odzyskiwana i naprawiana. W efekcie starty bezpowrotne w broni pancernej są zwykle dużo mniejsze niż wskazują na to pierwsze raporty z pola walki, a dużo groźniejsze są straty wyszkolonych załóg. Dobrym przykładem jest tutaj wojna Yom Kippur  podczas której wojska pancerne Izraela straciły ponad 800 czołgów.  Przeszło 30% skutecznie porażonych maszyn stawało w ogniu, ale ogólnie z pola walki zdołano odzyskać, wyremontować i wcielić ponownie do linii  60% z niewysadzonych i niespalonych maszyn. Globalnie okazało się iż takich wozów było nieco ponad 400 – w efekcie realne straty bezpowrotne okazały się być dwukrotnie mniejsze niż wskazywałaby na to liczba pierwotnie „zniszczonych” maszyn. A mowa o konflikcie z 1973 roku, w którym pocisk miał zdecydowaną przewagę nad pancerzem, zaś środki ochrony załóg były niedoskonałe.  W przypadku konfliktów asymetrycznych z ostatnich dwóch dekad, i maszyn porażonych wyłącznie bronią kumulacyjną oraz fugasami, procentowa ilość odzyskiwanych z pola walki czołgów (z pośród nie spalonych i nie wysadzonych przez detonację amunicji) jest jeszcze wyższa i przekracza 90%.  Jak można zatem zauważyć nawet wniknięcie czynnika rażącego do wnętrza pojazdu nie oznacza automatycznie jego starty.  Kluczowy w takiej sytuacji jest efekt popenetracyjny i nierozerwalnie wiążę się on z kwestią ryzyka zapłonu czynników łatwopalnych w trafionym pojeździe oraz przeżywalnością załóg. Powyższe trzy kwestie są wzajemnie powiązane i w nowoczesnych czołgach stanowią o „ostatniej linii obrony” – już po przebiciu pancerza. Projektanci maszyn dążą bowiem do minimalizacji ryzyka zapłonu czynników łatwopalnych oraz minimalizacji wpływu efektu popenetracyjnego.  Nie mniej istotne jest, wykraczające poza ramy artykułu, stosowanie Środków Ochrony Indywidualnej (SOI) załóg pojazdów które wydatnie zmniejszają ryzyko start bezpowrotnych wśród załóg.  

Rosyjski T-72B3 model 2016 po trafieniu w tył wieży ppk lub granatnikiem ppanc. Widoczny otwór wlotowy. Dowódca i celowniczy zginęli. Łuk Dońca Sewierskiego Ukraina 2022
Rosyjski T-72B3 model 2016 po trafieniu w tył wieży ppk lub granatnikiem ppanc. Widoczny otwór wlotowy. Dowódca i celowniczy zginęli. Zwłoki celowniczego ocenzurowane. Łuk Dońca Sewierskiego Ukraina 2022

Czynnik łatwopalne.

          Za czynniki łatwopalne w pojeździe uznaje się:

a) paliwo w wewnętrznych zbiornikach

b) przewody hydrauliki z płynem oraz pompę hydrauliki wraz z zbiornikiem

c) smary  

d) amunicję armatnią 

e) amunicję do uzbrojenia pomocniczego, multispektralne granaty maskujące oraz broń indywidualną członków załogi.

Minimalizacja ryzyka eksplozji lub też gwałtownego zapłonu wyżej wymienionych jest najważniejszym celem konstruktorów, przy założeniu że pocisk pokona pancerz. W podejściu to tego zagadnienia widać też największą różnorodność rozwiązań a wręcz przyjętych doktryn między istniejącymi pojazdami.

          Samo paliwo jest uznawane powszechnie za czynnik łatwopalny, z powodu punktu zapłonu już przy temperaturze 115.C (paliwo DF-2) lub zaledwie 77.C (JP-8).  Jednakże  liczne badania udowodniły, że umieszczone w zbiornikach o odpowiedniej konstrukcji może stanowić ono dodatkową osłonę przed strumieniem kumulacyjnym oraz małymi odłamkami. Dlatego też w wielu czołgach  paliwo umieszcza się nie tylko na półkach nadgąsienicowych ale też wewnątrz kadłuba w specjalnych zbiornikach o budowie wielogrodziowej. Izraelscy twórcy Merkawy twierdzą wręcz że warstwa paliwa dieslowskiego  o grubości 70mm odpowiada 10mm stali przeciw amunicji kumulacyjnej.  Oczywiście  ryzyko zapłonu występuje zawsze zależy ono jednak od rodzaju paliwa (olej napędowy /inne) jego temperatury  i środka rażenia. 

          Jeszcze do niedawana do napędu i stabilizacji armat w elewacji używano systemów elektrohydraulicznych. Niosły one ze sobą dwojakie zagrożenie. Pierwszym był sam płyn hydrauliki – zwykle łatwopalny. Jego punkt zapłonu wynosił nieraz już od 116.C przy czym samozapłon rozpylonego w powietrzu dokonywał się od temperatury 230.C. Tego typu czynnik roboczy (o oznaczeniu normy MIL-H-6083) używano w czołgach M48 i M60. Na skutek tragicznych doświadczeń opracowano już w połowie lat siedemdziesiątych trudnopalne  płyny do instalacji hydraulicznej o specyfikacji MIL-H-46170 których punkt  zapłonu przesunięto do temperatury rzędu 250.C, zaś samozapłonu rozpylonego w powietrzu do 370-410.C. Tego typu płyny trafiły do instalacji czołgów M1, Leopard-2, oraz modernizacji starszych maszyn. Nieco później opracowano niepalne płyny hydrauliki o specyfikacji MIL-H-5119 gdzie punkt samozapłonu rozpylonego w powietrzu podniesiono aż do 630.C. Drugim  – i praktycznie nieusuwalnym zagrożeniem było ciśnienie i temperatura płynu w instalacji. Przykładem – w układzie WNA-H22 czołgu Leopard 2 znajduje się około 25L cieczy która znajduje się pod ciśnieniem 6 barów i może osiągać temperaturę nawet 160.C. Mimo szeregu chroniących załogę rozwiązań konstrukcyjnych układu hydrauliki wciąż występuje ryzyko przerwania przewodów ciśnienia i poparzenia załogi płynem z instalacji. Ostatecznie stało się to jedną  z przyczyn rezygnacji z elektrohydrulicznych układów na rzecz w pełni elektrycznych.

          Smary oraz chłodziwa są stosunkowo mało groźnym czynnikiem łatwopalnym dla załogi ponieważ zwykle nie znajdują się one w przedziale bojowym w większej ilości.

Największym zagrożeniem od zawsze była amunicja armatnia składowana w pojeździe o dokładnie jej ładunki miotające. Paradoksalnie wprowadzenie nowoczesnych samospalających łusek (przy wszystkich ich zaletach) tylko zwiększyło wrażliwość amunicji na zapłon. Już od czasów drugiej wojny światowej konstruktorzy starali się umieszczać naboje w zbiornikach z wodą, a później paliwem,  lub też specjalnych kontenerach, jednakże zawsze stało to w sprzeczności z koniecznością maksymalizacji jej zapasu oraz szybkości ładowania armaty. Minimalizację tego zagrożenia uzyskano dopiero poprzez pełną izolację amunicji od załogi (tylko w czołgu M1A1) na czas składowania,  lub też pełną izolację od załogi w wozach nowej generacji – w tym w wdrażanym obecnie T-14. Pewną poprawę bezpieczeństwa uzyskano również poprzez udoskonalanie samej amunicji i jej ładunków miotających. Ładunki zawierające  nitrocelulozę, nitroglicerynę, dinitriodiglikol oraz nitrogaunidynę uległy zmianie poprzez zastąpienie nitrogliceryny innymi plastyfikatorami. Przez to zmniejszono podatność prochów na przypadkowe zainicjowanie ich spalania lub też wybuch. W efekcie dalszych prac stworzono  LOVA (Low Vulnerability Ammunion) czyli amunicję małowrażliwą. Zwykle jest ona testowana na działanie pięciu czynników:

  • FCO (fast cookoff) czyli np. bezpośredni kontakt z płonącym paliwem
  • SCO (slow cookoff) czyli np. powolne nagrzewanie się pocisków w magazynie lub kontenerze transportowym
  • BI (bullet impact) – trafienie przez pocisk broni małokalibrowej
  • FI (fragment impact) – trafienie odłamkiem eksplodującej głowicy
  • SCJI (SC impact) czyli inicjacja strumieniem kumulacyjnym

Efekty zastosowania nowych prochów i materiałów wybuchowych są więcej niż dobre. Przykładem –  użyty w naboju DM63 z pociskiem podkalibrowym ładunek SCDB (Surface Coated Double Base Propellant) w przypadku trafienia pociskiem małokalibrowym zabezpiecza przed wybuchem i tylko spala się. Podobnie w razie szybkiego podgrzania amunicji.  W razie trafienia naboju w pojemniku transportowym przez granat kumulacyjny z RPG-7 dochodzi do deflagracji a nie detonacji ładunku zaś co ważniejsze – brak jest reakcji łańcuchowej składowanej obok amunicji. Oczywiście nawet deflagracja amunicji stanowi śmiertelne zagrożenie dla załogi, ale stanowi to już jakościowo inny czynnik letalny niż eksplozja a przede wszystkim eksplozja łańcuchowa składowanych naboi.

          Amunicja do uzbrojenia pomocniczego oraz amunicja do broni osobistej załogi również stanowi zagrożenie. Przykładem w Leopardzie 2A4 jest składowanych łącznie 4750 naboi kal. 7,62mm, cztery ręczne granaty, 480 sztuk amunicji 9mm, 16 sztuk multispektralnych granatnów kamuflujących , 26   sztuk amunicji sygnałowej (rakietnica) oraz jeden ładunek termitowy do zniszczenia pojazdu w przypadku braku możliwości jego ewakuacji.   Jak widać amunicji (poza armatnią) w czołgach jest dużo. Mimo iż zwykle znajduje się ona w blaszanych magazynkach, lub też specjalnych pojemnikach i nie jest wyeksponowana to stanowi zagrożenie dla załóg. Dzieje się tak ponieważ używane do jej elaboracji materiały takie jak np: TNT, RDX, Kompozycja-B, OCTOL mają próg zapłonu (po podgrzaniu o czasie ekspozycji 5s.) równy odpowiednio 478, 207, 197 i 257.C. Również test polegający na ostrzale amunicją karabinową pokazuję iż  szanse eksplozji  amunicji elaborowanej wymienionymi materiałami wynosi   odpowiednio: 40%, 100%, 3%, i 70% po trafieniu pojedynczym pociskiem. 

Gaśnice i systemy gaszenia/przeciwwybuchowe.

Oprócz rozwiązań konstrukcyjnych pojazdu -takich jak możliwie szeroka eliminacja czynników łatwopalnych z przedziału załogi, nie mniej ważne są systemy gaśnicze/przeciwwybuchowe jakie posiada pojazd.  W zasadzie każdy nowoczesny czołg posiada zarówno proste, przenośne, gaśnice jak i zwykle wyrafinowane systemy przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe. Składają się one zarówno z szeregu detektorów wykrywających wybuch jak i efektorów w postaci butli i przewodów z czynnikiem. Detektory dzielą się na optyczne: podczerwieni – IR i ultrafioletu (UV) oraz termiczne takie jak termistory, termoelementy, pneumatyczne. Można wyróżnić również detektory np. termopary. Są one rozmieszczone zarówno w przedziale bojowym jak i napędowym. Teoretycznie powinny się wyróżniać szybkim czasem reakcji, niezawodnością oraz niskim ryzykiem fałszywych alarmów. W praktyce jednak poważnym problemem jest niska żywotność tego typu czujników, ich wrażliwość na uszkodzenia i zabrudzenie, oraz liczne fałszywe alarmy (np. od lampy błyskowej aparatu fotograficznego)  które mogą prowokować użytkowników do dezaktywacji trybów automatycznych tego typu systemów. Drugim komponentem są butle   automatycznego systemu gaśniczego lub…przenośne gaśnice. W systemach NATOwskich zwykle zawierają one CO2 (w starszych systemach) oraz Halon 1301 (w nowszych). Całość tworzy system dość rozbudowany system – przykładem czołg M1 i M1A1 posiadały cztery czujniki optyczne dla przedziału załogi, które pozwalały na jednorazowe aktywowanie manualne lub automatyczne zaś czynnikiem gaszącym  była jedna butla z 3,2kg Halonu 1301. Przedział silnika był zabezpieczony przez cztery czujniki optyczne które pozwalały na dwukrotne użycie w trybie manualnym lub automatycznym zaś czynnik gaszący (3,2kg) mieścił się w dwóch butlach z  Halonem 1301.  Amerykańskie statystyki z użycia systemów gaśniczych (do 1991 roku) pokazywały iż skuteczność tego typu systemów wynosiła około  43%. Obecnie skuteczność znacząco wzrosła choć dalej wnioski z  realnego ich użycia zdają się mocno odbiegać od deklaracji producentów.

Co zabija czyli efekt popenetracyjny.

          Efekt popenetracyjny jest uzależniony od czynnika rażącego trafiającego pojazd. Można zróżnicować   jego działanie na załogę i pojazd w zależności od trafienia przez:

a) strumień kumulacyjny

b) pocisk podkalibrowy lub ładunek EFP

c) pocisk HESH

d) minę przeciwpancerną lub fugas     

Każdy z powyższych czynników charakteryzuje się innym oddziaływaniem na wnętrze przedziału bojowego, oraz różną letalnością dla załóg, przy czym jak wspomniano – łączy się to z rozmieszczeniem i ochroną czynników łatwopalnych  w pojeździe.

Rosyjski T-80BWM po trafieniu ppk Javelin. Widoczna natychmiastowa deflagracja amunicji. Ukraina, lato 2022.

         Strumień kumulacyjny stanowi najbardziej „łaskawy” dla załóg czynnik rażący jaki może wniknąć do jej przedziału. Jego efekt jest też najmniej śmiertelny dla załóg i najmniej destrukcyjny dla pojazdów, stanowi też najbardziej rozpowszechnione zagrożenie na przestrzeni ostatnich dwóch dekad. Jego wpływ oraz zagrożenia jakie niesie zostały wyczerpująco zbadane podczas prac zespołu  śp. profesora M. Helda.  Największym zagrożeniem jest tzw. resztkowy strumień kumulacyjny – tzn taki który pokonał pancerz a jego prędkość wciąż wynosi kilka kilometrów na sekundę. Może on stosunkowo łatwo wywołać eksplozję  amunicji lub jej deflagrację (w przypadku LOVA) zaś członek załogi który znajdzie się na jego trasie zginie. Za równie poważne zagrożenie uznaje się chmurę odłamków powstałych po penetracji pancerza. Ma ona postać rozszerzającej się elipsy z wierzchołkiem przy otworze powstałym w pancerzu zaś podstawą przy poruszającym się wierzchołku strumienia kumulacyjnego. Maksymalna prędkość jej rozchodzenia się przy podstawie chmury równa jest 90% szybkości wierzchołka resztkowego strumienia kumulacyjnego zaś minimalna – około 1400m/s. Na szczęście dla załóg odłamki jakie ze sobą niesie są zwykle o bardzo małej masie i rozmiarach dlatego łatwo mogą zostać zneutralizowane -przeszło 97% z nich określa się jako „minimalnie śmiercionośne”.  Dużo bardziej poważnym zagrożeniem są nieliczne odłamki o masie większej niż  2g i prędkości od 200 do 1400m/s – jednakże takowych powstaje tylko około 3%.  Łącznie podczas penetracji płyty stalowej symulującej np. bok kadłuba powstaje około 2000-2500 odłamków o różnej masie i prędkości rażących przedział załogi. Jedyną obecnie sensowną metodą ochrony przed nimi są warstwy wykładziny przeciwodłamkowej (spall linear) które pokrywają wnętrze przedziału załogi. Zwykle są one zbudowane z kevlaru i aramidów choć spotyka się też inne materiały. Efektem stosowania tego typu warstwy (o grubości do 2cm)  jest redukcja kąta rozwarcia chmury odłamków o ponad 50% i ilości samych odłamków do zaledwie 150-200 sztuk. Okazuje się również, że wewnętrzna warstwa wykładziny przeciwradiacyjnej stosowana w czołgach sowieckich (podboj) ma działanie zbliżone do wykładzin przeciwodłamkowych.

Rosyjski T-72B model 1989 po trafieniu środkiem ppanc. Natychmiastowa deflagracja amunicji w pojeździe. Ukraina, lato 2022.

          Za średnie zagrożenie uznano w badaniach M. Helda błysk towarzyszący penetracji pancerza oraz podmuch eksplozji który znajduje się „na zewnątrz” pancerza. Koresponduje to z rosyjskimi doświadczeniami z obu wojen w Czeczeni gdzie  zwracano uwagę na ryzyko dostania się fali nadciśnienia przez otwarte włazy w przypadku trafienia w ich okolicę.

           Za mało istotne zagrożenie uznano wzrost temperatury, dym oraz…podmuch eksplozji i wzrost ciśnienia wewnątrz pojazdu. Ostatnia kwestia wymaga rozwinięcia. Przez lata uważano iż wzrost ciśnienia w trafionym pojeździe po penetracji głowicą kumulacyjną jest istotnym czynnikiem letalnym. Okazało się jednak iż wniosek taki płyną po pierwsze z niedoskonałości metod badawczych lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych oraz charakteru ówczesnych głowic. Dodatkowo próbowano bez głębszych badań przenieść wnioski z prac na temat śmiercionośności podmuchu eksplozji w zamkniętych pomieszczeniach na wnętrze pojazdów opancerzonych po przebiciu osłony strumieniem kumulacyjnym. Efektem były mocno „naciągane” wnioski. Niekiedy wręcz zalecano załogom pozostawianie otwartych włazów w celu zapobieżeniu wzrostu ciśnienia. Dopiero w 1989 roku w amerykańskim DEPARTMENT  OF  RESPIRATORY RESEARCH DIVISION  OF  MEDICINE uznano jednak, że „nie jest do końca jasny” mechanizm powstawania obrażeń od fali ciśnienia wewnątrz pojazdów, oraz  uznano, że nie istnieją szerokie dane pozwalające na wyjaśnienie obrażeń powstających na skutek oddziaływania fali ciśnienia wewnątrz trafionego pojazdu. Wyjaśnienie przyniosły dopiero badania z lat dziewięćdziesiątych prowadzone równolegle na zachodzie i w Rosji. Ich wynik był dość zaskakujący. Wzrost ciśnienia w trafionym pojeździe może nastąpić tylko na skutek działania resztkowego strumienia kumulacyjnego (o bardzo małej masie i bardzo dużej szybkości) oraz poprzez kanał penetracji o średnicy zwykle od 5 do 10mm. W efekcie okazało się, że wzrost ciśnienia w pojeździe ma wpływ na załogę ale nie jest to istotny czynnik zagrażający załodze, co więcej – okazało się, że  otwarte włazy niosą ze sobą dużo większe ryzyko ponieważ podmuch eksplozji po trafieniu np. ppk jest w stanie częściowo wniknąć przez nie do przedziału załogi. Paradoksalnie zatem otwarte włazy mogły przyczynić się do większych obrażeń załogi niż  wzrost ciśnienia w pojeździe po penetracji. Niestety mit morderczej fali ciśnienia i rzekomo zbawiennego wpływu otwartych włazów pokutuje do dziś wśród załóg wozów bojowych. Jest on wytłumaczalny ponieważ istotnie dochodzi do wzrostu ciśnienia w trafionym pojeździe, zaś podmuch bliskiej eksplozji jest w stanie np. zerwać właz lub go otworzyć co dodatkowo sprawia wrażenie „ujścia” ciśnienia dzięki temu. Wyniki badań stoją jednak w zdecydowanej opozycji wobec powyższej „mądrości pola walki”. W badaniach naukowych za niemające wpływu na śmiertelność pancerniaków uznano: toksyczne gazy wydzielające się po przebiciu pancerza oraz incydentalne  płomienie. 

Rosyjski T-72B trafiony ręcznym granatnikiem ppanc z budynku po prawej stronie. Efektem jest natychmiastowa eksplozja amunicji w pojeździe. Ukraina, wiosna 2022

Czy powyższe wyniki badań potwierdziły się  podczas ostatnich dwóch dekad udziału czołgów  w walkach? Zdecydowanie tak przy czym nowsze opracowania powstałe na bazie doświadczeń pola walki z Iraku i Afganistanu wręcz pomijają inne czynniki rażące załogi niż resztkowy strumień kumulacyjny oraz odłamki -rzekomy morderczy wzrost ciśnienia w trafionym pojeździe nie jest nawet wymieniany jako czynnik rażący,   podobnie jak toksyczne opary, błysk, czy też zewnętrzny podmuch eksplozji. Generalnie – o ile nie dojdzie do zapłonu amunicji w trafionym pojeździe to z reguły ginie tylko członek załogi stojący na trasie resztkowego strumienia kumulacyjnego. Załoganci znajdujący się przy przeciwległej do pokonanej ściany pancerza pojazdu mogą również odnieść obrażania od snopa odłamków  jednakże najprawdopodobniej przeżyją incydent bez ciężkich obrażeń -zwłaszcza jeżeli noszą  kamizelkę odłamkoodporną i hełm,  zaś pojazd posiada warstwę przeciwodłamkową.  

          Zupełnie inny charakter ma efekt popenetracyjny powstały na skutek przebicia pancerza przez zbitek  EFP oraz penetrator pocisku podkalibrowego. Skutki przebicia pancerza przez pocisk  formowany wybuchowo (EFP) są zwykle opłakane. Wyniki brytyjskich badań z 2006 roku z Basry pokazują, że 87% z  porażonych członków załogi ma krytyczne (śmiertelne) obrażenia, zwykle w kilku miejscach ciała, dodatkowo również występują  rozległe otwarte rany i złamania (u ponad połowy ofiar). Dlaczego EFP są aż tak mordercze? Ponieważ w przypadku penetracji pancerza powstaje snop odłamków o kącie rozwarcia 90 stopni oraz około 220-300 większych odłamkach o średnicy od 5 do 10mm. Ze względu na ich masę i prędkość są one w stanie zabić załogę w zasadzie na całym obszarze np. wieży pojazdu. Stosowanie warstw przeciwodłamkowych również tutaj jest pewną ochroną  ponieważ zmniejszają one kąt rozwarcia snopa odłamków do 30-60 stopni. Niestety dalej jest to strefa śmierci w której nie pomogą środki ochrony indywidualnej.

T-72B3 model 2016 po porażeniu dwoma ukraińskimi ppk. Wiosna 2022, Ukraina.

          Podobnie wygląda efekt penetrującego trafienia przez rdzeń pocisku podkalibrowego wykonanego z spieków węglika  wolframu. W wyniku przebicia pancerza potrafi powstać przeszło 700 większych odłamków, z czego niektóre mogą osiągnąć masę nawet 250g. Snop odłamków  ma kąt rozwarcia około 60 -80 stopni. Sumarycznie śmiertelność jest podobna lub nawet wyższa niż w przypadku EFP. Jeszcze gorsze są skutki penetrującego trafienia rdzeniem wykonanym z zubożonego uranu (DU) – ze względu na  właściwości  piroforyczne jego resztki które dostaną się do przedziału bojowego mają silny efekt zapalający, do tego dochodzą również odłamki powstałe z pokonanego pancerza.

          Amunicja HESH jest obecnie stosowana sporadycznie.  Pocisk z cienkościenną skorupą, odkształcający się materiałem wybuchowym i zapalnikiem dennym po uderzeniu w cel spłaszcza się i dopiero eksploduje. Efektem jest przeniesienie fali eksplozji z powierzchni pancerza do jego spodniej części. Efektem jest powstawanie odłamków -zwykle w postaci jednego dużego płaskiego „placka” i kilkudziesięciu mniejszych odłamków które rażą wnętrze przedziału bojowego. Tego typu amunicja jest skuteczna tylko wobec monolitycznych pancerzy stalowych. Pancerze przestrzenne,  laminowane, przekładkowe lub też kompozytowe w zasadzie całkowicie zabezpieczają załogę przed skutkami użycia amunicji HESH.

T-72B1 rosyjski po najechaniu na minę przeciwpancerną, Donbas 2022

          Wpływ min przeciwpancernych oraz fugasów na gąsienicowe pojazdy bojowe jest uzależniony zarówno do rodzaju ładunku jak i miejsca jego wybuchu – czy nastąpił pod gąsienicą czy też pod dnem kadłuba.  W przypadku min kumulacyjnych  efekt w zasadzie nie dobiega od porażenia innymi głowicami tego typu. Typowa mina przeciwpancerna wybuchająca pod gąsienicą pojazdu  jest mało letalna dla załóg – zwykle rozrywa gąsienicę, urywa kilka kół bieżnych, i wyrywa oraz łamie drążki skrętne (lub też niszczy elementy zawieszenia w innym układzie). W najgorszym razie może nieznacznie odkształcić fragment dna kadłuba. W każdym z powyższych przypadków celem jest nie zniszczenie a wyeliminowanie na dłuższy czas porażonego pojazdu – dzieje się tak z powodu konieczności zachowania rozsądnych wymiarów i masy min przeciwpancernych. Dlatego też poza kierowcą załoga zwykle nie odnosi żadnych obrażeń. Zupełnie inaczej wygląda efekt  użycia dużych fugasów (IED). Skutki ich eksplozji pod nieprzygotowanymi pojazdami bywają tragiczne. W momencie detonacji powstaje fala uderzeniowa oraz odłamki które powodują impulsowe obciążenie dna pojazdu. Efekty tego oddziaływania można podzielić na lokalne, wtórne i globalne. W przypadku efektów lokalnych dochodzi do odkształcania się dna pojazdu, w najgorszym możliwym scenariuszu cienka płyta dna kadłuba zostaje rozerwana siłą eksplozji zaś elementy drążków skrętnych i ich gniazda zostają wepchnięte do wnętrza pojazdu stają się dodatkowymi czynnikami rażącymi. Wniknięcie podmuchu eksplozji i fali odłamków do wnętrza pojazdu z reguły zabija załogę. Na szczęście zwykle dochodzi do odkształcenia się dna kadłuba ale bez jego perforacji. Czynnikami rażącymi staje się wtedy powstanie przyspieszeń (przeciążeń) które przemieszczają załogantów wewnątrz pojazdu ciskając  nimi o wnętrze przedziału załogi, przeniesienie podmuchu eksplozji poprzez dno kadłuba do siedzisk załogantów oraz na ich kończyny  odkształcające się dno przedziału które wyrywa elementy wyposażenia znajdujące się przy dnie i tworzy z nich pociski rażące załogę, oraz toksyczne gazy jakie potrafią się wydzielać z zniszczonych instalacji pojazdu. Jednocześnie pojazd zostaje zwykle poderwany w powietrze i w momencie jego opadania dochodzi do wtórnego porażenia załogi – również na skutek przyspieszeń oddziaływujących na ludzkie ciało, oraz na skutek porażenia wyrwanymi z mocowań podzespołami pojazdu.  Całość powyższych czynników składa się na efekt globalny oddziaływania fugasów. Sposoby ochrony życia załogi siłą rzeczy muszą być kompleksowe. Ponieważ największym zagrożeniem jest perforacja dna kadłuba pojazdy zwykle otrzymują deflektor w kształcie spłaszczonej litery „V” -ma on nie tylko chronić integralności płyty dna ale też ukierunkowywać podmuch eksplozji na boki. Zwykle przekonstruowaniu (wzmocnieniu)  ulegają gniazda drążków skrętnych i same drążki skrętne. Jeżeli w pojeździe znajduje się kadłubowy magazyn amunicji to likwidacji ulega dolny rząd gniazd na naboje zaś w to miejsce trafia dodatkowa warstwa przeciwodłamkowa lub też wewnętrzny deflektor. Wzmocnieniu ulega też denny właz ewakuacyjny tak aby nie mógł być wepchnięty podmuchem eksplozji do wnętrza pojazdu.  Kierowca zwykle otrzymuje siedzisko podwieszone pod stropem pojazdu tak aby niemożliwe było przeniesienie podmuchu eksplozji poprzez dno kadłuba, równie ważne są pięciopunktowe pasy które mają zapobiec przemieszczeniu się ciała. Powyższe środki ochrony zwykle dość dobrze   zabezpieczają załogi, choć zniszczenie pojazdu przez IED jest kwestią tylko ilości użytych materiałów. Przykładem podczas intifady z 2002 roku w strefie Gazy na IED o masie od 50 do 100kg porażono cztery czołgi ( jednego Magah 7  i trzy Merkawy Mk.3) w wyniku czego zginęło jedenastu pancerniaków. 

Rosyjskie czołgi po najechaniu na ukraińskie pole minowe. Łuk Dońca Sewierskiego, lato 2022.

          Jak można zauważyć skutki efektu popenetracyjnego zależą od rodzaju czynnika rażącego oraz środków ochrony w jakie wyposażony jest pojazd i jego rozwiązań konstrukcyjnych – w tym składowania czynników łatwopalnych.  Jak wzajemnie powiązane są powyższe kwestie można prześledzić na trzech przykładach zupełnie różnych konstrukcji z lat osiemdziesiątych – T-72B, Leoparda-2A4 oraz M1A1 Abramsa. 

T-72B

          W przypadku wozów z ZSRR wymóg możliwie wysokiej mobilności strategicznej pojazdów oraz brak naprawdę dobrych silników czołgowych o wysokiej mocy (nie rozwiązany wprowadzeniem turbiny w T-80 z powodów ekonomicznych) wymuszał tworzenie maksymalnie „zwartych” konstrukcji o małej kubaturze przedziału załogi i tym samym możliwie małej masie. To z kolei prowadziło do decyzji o redukcji ilości członków załogi. Przy czym jedynym możliwym do zastąpienia przez maszynę był wówczas ładowniczy.  Dodatkowo pojazdy z ZSRR posiadały specyficzną geometrie wieży w której de facto brak było jej burt. Przód pancerzy wieży ustawiony był pod skosem ku tyłowi (co zwiększało jego grubości  efektywną licząc równolegle do osi armaty ) zaś jej tył – ścięty pod kątem 30 stopni w kierunku silnika.  Układ taki był możliwy dzięki rezygnacji z ładowniczego, i zastosowaniu automatu ładowania i magazynu amunicji  pod wieżą. Takie umieszczenie amunicji niosło ze sobą zaletę w postaci eliminacji składowania amunicji w wieży – a to właśnie wieża inkasuje najwięcej trafień na polu walki – od 1991 roku statystycznie ponad 74%.  Niestety oba typy karuzelowych automatów ładowania – zarówno AZ znany z rodziny T-72 (z pociskami i ładunkami składowanymi poziomo i ładowaniem ich w dwóch cyklach) jaki MZ z rodziny T-80 i T-64  (z pociskami składowanymi poziomo i umieszczonymi pionowo ładunkami i ładowaniem w jednym cyklu) praktycznie wykluczały izolację amunicji od załogi.

Składowanie amunicji w T-72B
Składowanie amunicji w T-64A

Budowa obu typów „karuzel” w zasadzie to uniemożliwia. I o ile same „karuzele” są relatywnie małym i nisko położonym celem  to prawdziwym problemem stało się rozmieszczenie amunicji drugiego rzutu. Zapas pierwszej gotowości wynoszący 22 komplety w wozach rodziny T-72 oraz 28 w wozach rodziny T-64 i T-80 przez pomną problemów z IS-2 generalicję został uznany za niewystarczający. W efekcie całą koncepcję „zepsuto” poprzez konieczność umieszczenia gdzieś amunicji drugiego rzutu. Odrzucono przy tym jej zewnętrzne składowanie (np. w doczepianej niszy wieży) i postanowiono umieścić cały zapas w przedziale bojowym.   W efekcie w przedziale T-64 umieszczono dodatkowych 7- 9 sztuk amunicji, z czego pięć w niszy zbiornika paliwa na prawo od kierowcy, dwa na stojakach koło tego samego zbiornika, zaś w wersjach z czołgowymi ppk dwa dodatkowe  za siedzeniem kierowcy i celowniczego. Jeszcze gorzej wyglądała sprawa w przypadku T-72 gdzie dodatkowy zapas 22 sztuk amunicji umieszczono w zasadzie każdym wolnym miejscu przedziału bojowego kadłuba. W tym cztery komplety w wieży powyżej jej pierścienia. Takie podejście spowodowało praktycznie zerowe szanse przeżycia załóg w przypadku penetracji przedziału bojowego przez pociski APFSDS i EFP oraz bardzo nikłe w przypadku penetracji przez głowice kumulacyjne – po prostu czynnik rażący praktycznie musi trafić w składowaną amunicję. Czy takie podejście można zatem nazwać głupotą? Zdecydowanie nie. Opracowane w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych wozy sowietów zapewniały bardzo dobrą ogólną przeżywalność pojazdu kosztem niskiej przeżywalności załóg po trafieniu które skutecznie spenetrowałoby osłonę. Jakkolwiek upiornie by to nie brzmiało – z punktu wymagań atomowego pola walki oraz planowanej szybkości operacji różnicy pomiędzy wozem zniszczonym całkowicie a wozem skutecznie porażonym i wymagającym naprawy nie było.  Koncepcja taka tj. maksymalizacja przeżywalności całego pojazdu kosztem minimalizacji przeżywalności po penetracji pancerza  była w zasadzie kontynuowana aż do rozpadu ZSRR i uległa zmianie dopiero w latach dziewięćdziesiątych.

Układ paliwowy T-72B

          Równie kłopotliwe z punktu ochrony załogi było umieszczenie reszty czynników łatwopalnych w pojeździe. Paliwo w wozach rodziny T-72 znajduje się w wewnątrz przedziału załogi w trzech dużych zbiornikach – dwóch po bokach kierowcy oraz jednym za karuzelowym automatem ładowania a przed przedziałem silnika. W dwóch z nich znajdują się gniazda na zapas amunicji II rzutu. Amunicja do uzbrojenia pomocniczego oraz broni indywidualnej składowana była następująco – pięć  skrzynek z amunicją do sprzężonego km umieszczono w wieży po stornie dowódcy, zaś szóstą – obok kierowcy. W rejonie zbiornika paliwa na prawo od tego członka załogi umieszczono też naboje sygnałowe, granaty i cześć zapasu amunicji do broni indywidualnej. Łącznie w przedziale załogi T-72B znajduje się 2000 naboi do PKT,    300 naboi do AKS-74, 10 granatów obronnych F1,   i 12 naboi do rakietnicy.   Również instalacja hydrauliczna nie była odizolowana od załogi – system elektrohydrauliczny w T-72B posiada pompę z zbiornikiem i hydrauliką do obrotu wieży z azymucie umieszczone w kadłubie za lewym zbiornikiem paliwa. Również blok pod armatą (stabilizacja) posiada wzmacniacz hydrauliczny. Przy wszystkich swoich niedostatkach T-72B posiada dwa korzystne rozwiązania z punktu ochrony załogi. Pierwszym jest wewnętrzna, gruba, warstwa wykładziny przeciwradiacyjnej która działa jak prymitywny ale zadziwiająco skuteczny spall-linear.      Drugiem jest dość sprawny system gaśniczy oparty o trzy butle (z czego jedna w przedziale załogi) z freonem, oraz sieć 14 czujników z czego 9 w przedziale załogi. Przy czym system ten nie był opracowany jako przeciwwybuchowy o krótkim czasie reakcji a „zaledwie” gaśniczy chroniący przez innymi niż zapłon amunicji zagrożeniami.

Układ gaśniczy czołgu T-72B

          Taka a nie inna idea przeżywalności pojazdu nie raziła w czasach ZSRR, jednakże już pierwsze konflikty asymetryczne po rozpadzie ZSRR ujawniły jak poważnym problemem jest zapewnienie bezpieczeństwa załóg. Przy czym w zasadzie jedynym zagrożeniem w realiach Rosji stały się fugasy oraz ładunki kumulacyjne. Szczególnie bolesnym doświadczeniem była pierwsza wojna w Czeczeni, choć straty w tym konflikcie obrosły licznymi mitami. Realnie Rosjanie stracili bezpowrotnie  65 czołgów (z czego 42 rodziny T-72), zaś straty całkowite (wliczając w to wozy potem wyremontowane) wyniosły 192 maszyny. Mimo szczupłości budżetu od razu podjęto środki zaradcze które przyczyniły się do zadziwiającej wręcz poprawy przeżywalności takich samych T-72B z pancerzem Kontakt-1 podczas drugiej wojny w Czeczeni.

Po pierwsze, wykorzystywano pojazdy zgodnie z ogólnymi zasadami ich użycia – czołgi działały wspierane przez piechotę i artylerię (często strzelającą ogniem bezpośrednim) i nie używano ich pośród wysokiej i zwartej zabudowy. Po drugie, znacząco poprawiło się wyszkolenie załóg – składały się one praktycznie wyłącznie z żołnierzy kontraktowych, zaś na zgranie załóg poświęcono ponad pół roku. Trzecią, bardzo istotną zmianą było przewożenia amunicji wyłącznie w karuzelowym automacie ładowania typu AZ. Usunięcie pozostałej amunicji spowodowało, że znacząco zmniejszono ryzyko trafienia ładunków przez resztkowy strumień po perforacji pancerza. Sama karuzela jest położona stosunkowo nisko i jej trafienie jest dość trudne – w przeciwieństwie do umieszczonych w każdym możliwym zakamarku przedziału załogi ładunków II rzutu. Poza tym  Rosjanie rozpoczęli eksperymenty z  amunicją małowrażliwą. Nie jest znana skala użycia tego typu amunicji, niemniej niektóre wozy miały tego typu ładunki. Kolejną sprawą było dokładne sprawdzenie zarówno automatycznych systemów gaśniczych jak i modułów pancerza reaktywnego. W pierwszym przypadku było to o tyle istotne, że od działania freonowej automatycznej aparatury gaśniczej PFO zależy skuteczne stłumienie ognia w przedziale silnika oraz załogi. Teoretycznie automatyczny system gaśniczy i przeciwwybuchowy powinien działać zawsze, niemniej jego realna skuteczność zależy od dbałości o jego instalacje, czystość czujników oraz szczelność układu. W efekcie życie załóg zależało nieraz od rzetelności techników kompani oraz przestrzegania procedur przez same załogi.  Skutkiem powyższych zmian była zadziwiająca poprawa przeżywalności czołgów rodziny T-72B począwszy od drugiej wojny w Czeczenni. Łącznie użyto nieco ponad czterystu czołgów, z czego przeważały pojazdy rodziny T-72B z pancerzem reaktywnym Kontakt-1. Straty bezpowrotne w broni pancernej poniesione podczas drugiej kampanii wyniosły zaledwie od 10 do 14 czołgów. Nie mniej ciekawe były wnioski dotyczące tego co się działo z wozami po przebiciu pancerza.  Uznano, że statystycznie dopiero po trzech (!) penetracjach wieży lub kadłuba załoga na skutek odniesionych obrażeń nie może skutecznie walczyć (ani osłaniać się ogniem) i dlatego jednym z ważniejszych wniosków było wdrożenie nowych Środków Ochrony Indywidualnej (SOI). Mimo niskobudżetowych działań, praktycznie bez modernizacji wozów, uzyskano znaczący przyrost przeżywalności załóg i pojazdów. Oczywiście poprawa bezpieczeństwa wozów rodziny T-72 nie skończyła się na powyższych zmianach. Modernizacje takie jak T-72BA, B1, B3 i B3M otrzymały szereg innych  rozwiązań – zależnych od lat modernizacji i przyjętego standardu. Z kilkunastu zmian dwiema najważniejszymi (od B3) stały się: system przeciwpożarowy i przeciwchemiczny ZEC13-1 Inej  (czujnik optyczne i termicznymi) z butlami z halonem  o czasie działania do 0,15s.  oraz dodatkowa kevlarowa osłona karuzelowego automatu ładowania z góry i z boków. Oprócz tego załogi otrzymały również bardzo nowoczesne SOI w postaci umundurowania  6B15 „Kowboj” z hełmami i zarazem hełmofonami  TSz-5.   Wydaje się również iż Rosjanie rozpoczęli w końcu masową produkcję  LOVA.

Leopard 2A4.

Leopardy 2 stały się pierwszymi zachodnimi seryjnymi czołgami trzeciej generacji. Rozwiązania zwiększające stopień ochrony załogi implementowano już od początku prac, jednakże ostateczny kształt  pancerza został ustalony dość późno – dopiero na podstawie wymagań i testów w USA w drugiej połowie lat osiemdziesiątych. Dlatego też pewne kwestie osłony (np. integralność pancerza) zostały poświęcone na rzecz maksymalizacji siły ognia lub też, legendarnej w przypadku „Leonów”, podatności eksploatacyjnej. Z pewnych gotowych rozwiązań zrezygnowano również prawdopodobnie z powodów finansowych.  W efekcie powstał czołg który był  sumą kompromisów – rozwiązania zbyt awangardowe i opóźniające wdrożenie do służby, oraz nadmiernie komplikujące konstrukcję zostały odrzucone. Podejście takie widać również w kwestii ochrony załogi.

Składowanie amunicji w Leopardzie 2A0 – wg instrukcji z 1979 roku.

          Amunicja do armaty 120mm jest częściowo odizolowana od załogi – 15 sztuk znajduje się w „bunkrze” niszy wieży za stanowiskiem ładowniczego. Posiada on otwierane silnikiem elektrycznym  drzwi i tzw „słabe ogniwo” w swoim stropie. W razie eksplozji ma ujść przez nie siła wybuchu nie czyniąc krzywdy załodze. Jak wszystkie tego typu rozwiązania posada jedną zasadniczą wadę – amunicja nie jest izolowana od przedziału podczas ładowania naboju do armaty. Oznacza to, że na około 4-5s drzwi bunkra są otwarte zaś składowana amunicja wyeksponowana. Jednocześnie nie zadecydowano o powiększeniu zapasu amunicji w niszy wieży z powodu zwiększania jej masy i gabarytów. Reszta zapasu – 27 sztuki składowanych jest w magazynie kadłubowym na lewo od stanowiska kierowcy. Zapas ten jest niczym nie oddzielony od przedział załogi, choć gniazda magazynu wykonane są z 3mm blachy stalowej  i stanowią pewną osłonę. Wbrew pozorom jego umieszczenie w takiej lokalizacji było pragmatycznym rozwiązaniem – magazyn znajduje się zaraz za osłoną pancerza frontu kadłuba i od boku pojazdu stanowi dość krótki i trudny do trafienia  cel  – zwłaszcza dla kątów +/- 20 stopni od osi podłużnej kadłuba. Zgrupowanie amunicji w tylko dwóch miejscach (z czego jedno w odizolowanym magazynie) znacząco podniosło przeżywalność załogi po przebiciu pancerza -zwłaszcza przez głowice kumulacyjne.   Co szczególnie interesujące –  mimo opracowania i przetestowania (w prototypie T14)  taśmowego automatu ładowania (na 10 naboi) w niszy wieży finalnie nie zdecydowano się na takie rozwiązanie. Uznano, że „zwykły” magazyn pozwala zmieścić o 1/3 naboi więcej zaś dobrze wyszkolony ładowniczy był szybszy, stanowił dodatkową parę rak do pracy oraz w warunkach armii z poboru był…tani.  Tak samo zrezygnowano z w pełni elektrycznych napędów wieży na rzecz elektrohydraulicznych – szybszych i bardziej precyzyjnych.

          Amunicja do   dwóch 7,62mm karabinów maszynowych MG3 (4750 naboi) składowana jest w łącznie 15 skrzynkach amunicyjnych DM2. Oprócz wpiętych w broń,  reszta umieszczona jest między stropem kadłubowego magazynu amunicji a płytą górną kadłuba, na podłodze wieży przed ładowniczym, oraz za magazynem amunicji przy prawej burcie kadłuba (6 sztuk). Oprócz tego w wnętrzu przedziału znajdują się cztery ręczne granaty, 480 sztuk amunicji 9mm, 16 sztuk multispektralnych granatnów kamuflujących, 26   sztuk amunicji sygnałowej (rakietnica) oraz jeden ładunek termitowy do zniszczenia pojazdu w przypadku braku możliwości jego ewakuacji. Przy czym powyższy zapas dotyczy wozów niemieckich z połowy lat osiemdziesiątych, istnieją pewne różnice w tej kwestii w ramach różnych użytkowników Leopardów-2A4.

Układ paliwowy Leoparda 2A4

          Układ paliwowy Leoparda 2 składa się z czterech zbiorników, przy czym dwa umieszczone na obu półkach nadgąsienicowych stanowią dodatkową ochronę. Dwa kolejne zbiorniki paliwa – za podłogą wieży i przechodzące przez gródź oddzielającą przedział napędowy są skonstruowanie nie jako dodatkowa ochrona  ale w ich konstrukcji uwzględniono wymóg minimalizacji zapłonu oraz odizolowania obu przedziałów od siebie.  Zbiornik przy prawej burcie pojazdu mieści 250L zaś osobny przy lewej – 280L.

Instalacja hydrauliczna Leoparda 2A4

          Instalacja elektrohydrauliczna w tym system stabilizacji WNA-H22 zostały wysoce odizolowane od przedziału załogi. Był to jeden z najważniejszych postulatów płynących z wojny Yom Kippur. Pompa hydrauliki oraz główny zbiornik cieczy zostały umieszczone w całkowicie odizolowanym przedziale niszy wieży – z jej prawej strony. Przewody hydrauliki poprowadzono z tyłu kosza wieży i przy jej podłodze -są one również częściowo ekranowane. Ich wyjście ku górze znajduje się mniej-więcej pod zespołem armaty gdzie rozprowadzane są zarówno do pulpitów naprowadzana d-cy i celowniczego jak i przede wszystkim do stabilizatora pod zespołem armaty oraz napędu wieży w azymucie umieszczonego przed celowniczym. Na skutek takich rozwiązań, mimo braku eliminacji pracującej pod dużym ciśnieniem  i temperaturą cieczy znacząco zmniejszono ryzyko obrażeń załogi na skutek przerwania instalacji.

          Mocną stroną Leoparda 2 były zawsze systemy gaśnicze Deugra. Gaszenie przedziału silnika oparte jest na przewodowych czujnikach termicznych „Firewire” (w postaci rurek kapilarnych z czułym na temperaturę granulatem) które zakosami położone są na ścianach oraz płycie nadsilnikowej przedziału napędowego. System wykonawaczy składa się z czterech butli z Halonem (każda z 3,5kg środka gaśniczego)  umieszczonych na ścianie kadłuba za prawym barkiem kierowcy oraz pulpitu sterowania jaki posiada ów członek załogi.  Przewody rurowe o średnicy 18mm  poprowadzone są od butli aż do przedziału napędowego – rozpylacze mają średnicę otworów sumarycznie równe średnicy przewodów.  W późnych wersjach pojazdu (od 1986 roku) zmodernizowano ów system tak iż butle za kierowcą mogą również służyć do gaszenia przedziału załogi, pozwoliło to zrezygnować z dwóch (z czterech pierwotnie) butli w wieży czołgu. Przedział załogi posiada ochronę  opartą na czterech dwuspektralnych czujnikach optycznych, układzie kontrolno-pomiarowym oraz pierwotnie dwóch par butli z Halonem  analogicznych do tych umieszczonych za kierowcą. W wieży znajdują się one na lewo od armaty przed ładowniczym oraz pod zespołem armaty  i są po części skierowane w kierunku  elektrohydraulicznych elementów napędu wieży w azymucie oraz stabilizacji. W późniejszych wersjach wozu zrezygnowano z części butli. Czas działania wynosi około 10 milisekund, zaś system może być aktywowany albo automatycznie albo ręcznie, można również ustawić odpalenie czynnika gaśniczego z jednej lub z obu butli naraz.

          W tym miejscu należy zastanowić się nad przebiegiem i skutkami  wypadku z 17 września 2015. Mimo iż załoga posiadała trudnopalne kombinezony tzn  „mundur polowy specjalny wz. 123SP/MON wykonany z tkaniny trudnopalnej USP-1/1 (50-procentowa mieszanka niepalnych włókien aramidowych i modyfikowanych niepalnych włókien wiskozowych; gramatura 230 g/m²) w kamuflażu „pantera” zaś system gaśniczy w czołgu był sprawny (choć do dziś nie podano w jakim trybie pracy) w wyniku zapłonu amunicji od obrażeń zmarł w szpitalu ładowniczy zaś ciężko ranny został dowódca i celowniczy. Na czas pisania artykułu komisja badająca ów wypadek nie zakończyła jeszcze swoich prac choć podano, że „komisja z DGRSZ stwierdziła, że wypadek spowodowało rozcalenie się amunicji. Nie znane są jednak przyczyny tego stanu rzeczy.”. Za zespołem zamka armaty Rh120 L-44 – idealnie w jej osi – znajduje się pojemnik na denka łusek. Współczesna amunicja czołgowa posiada łuskę palną ale jej denko wraz z długim na 10-20cm zapłonnikiem nie spala się tylko podczas ekstrakcji zostaje wyrzucone na odbijacz umieszczony na końcu pojemnika na denka i odbite spada na jego dno. Zarówno zapłonnik jak i wewnętrzna strona denka łuski są bardzo silnie nagrzane, w przypadku stosowania prochów niskiej jakości (a takie  niestety produkuje polski przemysł amunicyjny) mogą też osadzać się na nich  dopalające się  fragmenty ładunku które nie uległy prawidłowemu spaleniu.  Ładowniczy podczas ładowania  naboju do armaty musi przemieścić pocisk dokładnie nad pojemnikiem na denka. W przypadku mechanicznego uszkodzenia łuski, lub też rozcalenia się jej z innych przyczyn (a takie wypadki łącznie z oddzieleniem się pocisku od łuski miały już miejsce wcześniej) podczas ładowania naboju do armaty ładunek miotający (w postaci krótkich podłużnych „wałeczków”) po prostu musi wysypać się do wspomnianego pojemnika w którym po kilku strzałach znajdują się bardzo silnie nagrzane denka z zapłonnikami. W przypadku braku stosowania amunicji LOVA (a technologi do produkcji takowej polski przemysł nie posiada) musi dojść do gwałtownego zapłonu ładunku. Mowa wtedy nie o detonacji (potocznie eksplozji)  a o deflagracji czyli bardzo gwałtownym spalaniu o prędkości poniżej 1km/s. System gaśniczy i przeciwwybuchowy – jakkolwiek nie byłby skuteczny nie może w takiej sytuacji uratować życia pochylonego nad ulegającym deflagracji nabojem ładowniczemu.  Również dowódca musi ponieść poważne  obrażenia. Sytuacja byłaby zupełnie inna, być może nawet bez zapłonu rozsypanego ładunku, gdyby prochy używane do jej produkcji były „małowrażliwe” niestety kolejne rządy oraz włodarze MON przez dekady zaniedbywali inwestycje w przemysł amunicyjny w związku z czym niedoinwestowane zakłady, bez znaczących zamówień ze strony MON,  nie były w stanie samodzielnie pozyskać nowych technologii.   Jeszcze inną kwestią jest w zasadzie nieistniejący obieg informacji na linii użytkownik finalny – producent oraz lekceważenie uwag pancerniaków którzy na przestrzeni ostatnich kilku lat zgłaszali kilkanaście razy poważne problemy dotyczące amunicji ćwiczebnej 120mm. 

          Leopardy 2 były czołgami zaprojektowanymi jako „suma kompromisów” – w efekcie uzyskano pojazdy zbilansowane pod względem parametrów i dobrze chroniące życie załóg – zwłaszcza w przypadku trafienia pociskiem z głowicą kumulacyjną.  Jednakże wyraźnie widać iż konstruując Leoparda 2 nie poświęcano innych parametrów oraz nie komplikowano konstrukcji na rzecz pełnej izolacji czynników łatwopalnych od załogi oraz maksymalizacji przeżywalności załóg po przebiciu pancerza. Należy też  pamiętać, że szlak bojowy Leopardów 2 nie jest zbyt imponujący i „Leony” ani razy nie zostały poddane naprawdę ciężkiej próbie. Późniejsze modernizacje KWS oraz pochodne, w ich części związanej z przeżywalnością załóg, dotyczyły implementacji takich rozwiązań jak wyłożenie wnętrza wieży wykładziną przeciwodłamkową, wymiany napędów wieży na w pełni elektryczne czy też w niektórych wersjach – zastosowaniu pakietów zmian  przeciw fugasom. 

M1A1 Abrams

Amerykański czołg M1 Abrams powstał jako pojazd bezkompromisowo chroniący załogę. W zasadzie wszystkie wątpliwości projektowe rozstrzygano na rzecz integralności pancerza oraz jak najwyższego poziomu zapewnianego załodze bezpieczeństwa. Mają cały czas na uwadze fiaska poprzednich programów oraz limitowane fundusze postanowiono zaprojektować czołg który będzie rozwijany w ramach kolejnych „bloków” – wersji produkcyjnych które będą wdrażane do służby w  miarę poprawy sytuacji budżetowej departamentu obrony. W tym celu skonstruowano czołg którego pewne  elementy (np. SKO) były mocno zubożone w stosunku do planów, ale który posiadał ogromny potencjał modernizacyjny. Bez wątpienia do dziś jest to czołg który najlepiej ochrania życie załogi po przebiciu pancerza. Zadaniu temu podporządkowano inne funkcje pojazdu, godząc się nawet z ryzykiem spadku ogólnej przeżywalności maszyny na polu walki.

Składowe Abramsa w widoku 3D. Żółte-paliwo, fiolet – amunicja i hydraulika, niebieski – układ napędowy, beżowy – układ ABC i wentylacji, czerwony: SKO i gaśnice

Abrams (od wersji M1A1) jest jedynym seryjnie wprowadzonym do uzbrojenia czołgiem  w którym cały zapas amunicji jest oddzielony od załogi. Uzyskano to poprzez umieszczenie zapasu w niszy wieży. 34 sztuki naboi 120mm składowane są w  dwóch magazynach niszy wieży – magazynie pierwszej gotowości (17 sztuk) obsługiwanym przez ładowniczego oraz magazynie drugiego rzutu za plecami dowódcy (również 17 sztuk). Tak naprawdę niszę wieży M1  wypełniają trzy grodzie – jedna grubsza dzieląca całą nisze na dwa magazyny, oraz dwie dodatkowe dzielące każdy z magazynów na dwa po 8 i 9 sztuk. Każdy z magazynów ma jedno duże słabe ogniwo w swoim stropie. Oba magazyny oddzielone są pancernymi przesuwnymi drzwiami od przedziału wieży, przy czym umieszczone po stronie ładowniczego posiadają własny napęd. Jako dodatkowe -krytyczne – zabezpieczenie opracowano niszę wieży w taki sposób aby w razie gwałtownego wybuchu większości składowanej amunicji uległa dezintegracji i  rozpadła się. W tym celu zastosowano inny rodzaj pancerza specjalnego na wysokości burt magazynu amunicji oraz tak zaprojektowano i obliczono wytrzymałość samej niszy aby była ona słabsza niż  wytrzymałość grodzi (i drzwi przesuwnych) oddzielających niszę od przedziału wieży. Oczywiście również tutaj występuje  pewne ryzyko związane z wyeksponowaniem amunicji w czasie procedury wyjmowania naboju z gniazda magazynu i podobnie jak w przypadku Leoparda 2 trwa ono około 4-5s. Trzeci magazyn amunicji czołgu mieści się w kadłubie za pierścieniem wieży przy prawej burcie. Również on jest odizolowany od załogi pancernymi drzwiami i dodatkowo posiada słabe ogniwa w swoim dnie (dwie sztuki rozdzielone drążkami skrętnymi)  oraz w stropie (jedno). Takie podejście do składowania amunicji niosło z sobą istotną wadę – efektem stała się duża nisza wieży która stanowi wyeksponowany cel i mimo osłony jej „pancerzem specjalnym” w pewien sposób zmniejsza ona  przeżywalność całego pojazdu na polu walki. Mimo tej wady M1A1 bezkompromisowo zabezpiecza załogę przed eksplozją składowanej amunicji armatniej.   Oprócz   27 naboi 120mm M829 (APFSDS-T) oraz 13 M830 (HEAT)  w Abramsach M1A1 przewożona była dość duża ilość amunicji do uzbrojenia pomocniczego. Składowanych jest 12 600 sztuk amunicji 7,62mm z czego 3600 naboi w dużej skrzynce amunicyjnej na lewo od zespołu armaty, również przewożonych jest (część poza wieżą) 1000 naboi 12,7mm. Oprócz niej w czołgu przewożonych było 24 grantów dymnych (czerwonych) na bazie fosforu UKL8A1 do granatnika M250, siedem 30 nabojowych magazynków do karabinu M16A2 (łącznie 710 naboi), dwanaście siedmionabojowych magazynków do pistoletów M119A1 członków załogi, 16 grantów ręcznych M67, W koszu z tyłu niszy wieży przewożono również  4 miny przeciwpancerne M19 lub M21, 2 miny M18A1 Calymore oraz dwie wyrzutnie M72A2 LAW.     Powyższe ukompletowanie obowiązywało w latach 1987-1988  załogi M1A1 stacjonujące w Fredibergu (RFN). 

Fragment instrukcji czołgu M1 dotyczący obsługi kadłubowego magazynu.

          Również paliwo jest całkowicie odizolowane od przedziału załogi (w sześciu zbiornikach) przy czym z przodu kadłuba, po bokach kierowcy, umieszczono dwa opancerzone zbiorniki paliwa o konstrukcji grodziowej które stanowią dodatkową  ochronę przeciw amunicji kumulacyjnej. Ścianki oddzielające je od przedziału załogi mają grubość 25,4mm. Zdecydowano się na takie rozwiązanie ponieważ turbina gazowa Abramsa zasilana jest łatwopalnym paliwem JP8. Jak poważny mogło to stanowić problem pokazuje odtajniony raport z badań laboratorium BRL. Ryzyko zapłonu paliwa w czołgu M1 na skutek trafienia penetrującego głowicą kumulacyjną  wynosi 0,0 dla przedziału załogi (na skutek całkowitej izolacji zbiorników od załogi) i 0,15 dla zbiorników po bokach kierowcy, w przypadku trafienia penetratorem 125mm pocisku wykonanym ze spieków węglika wolframu prawdopodobieństwo wynosi   0,0 dla przedziału załogi i 0,5 dla zbiorników paliwa po bokach kierowcy. W przypadku trafienia 125mm amunicją z DU (o właściwościach  piroforycznych) ryzyko wynosi 0,8 dla zbiorników z przodu kadłuba. Jak można zauważyć decyzja o całkowitej izolacji zbiorników od wnętrza przedziału bojowego była słuszna i wpisywała się w koncepcję maksymalizacji przeżywalności załogi po trafieniu.

          Elektrohydrauliczna stabilizacja armaty oraz naprowadzanie wieży w azymucie  posiada dwa układy – osobny do stabilizacji armaty i osobny do napędu wieży.  Ryzyko zapłonu czynnika roboczego instalacji  hydraulicznej (w przypadku jej trafienia po przebiciu pancerza)  laboratorium BRL oceniało w  połowie lat osiemdziesiątych na  0,5 zarówno dla trafienia strumieniem kumulacyjnym jak i resztką penetratora wolframowego bądź z DU . Wprowadzenie pod koniec lat osiemdziesiątych niepalnych płynów hydrauliki o specyfikacji MIL-H-5119 znacząco zmniejszyło owe prawdopodobieństwo.

          Układ gaśniczy czołgu M1A1 składa się z trzech butli z Halonem 1301 każda z 3,2kg czynnika gaszącego. Dwie z nich przypadają na przedział napędowy, zaś jedna -na przedział załogi.   Zarówno przedział załogi jak i napędowy posiadają po cztery dwuzakresowe czujniki optyczne (podczerwieni)  które teoretycznie są odporne na fałszywe alarmy oraz takie czynniki jak płomień zapalniczki czy też palący się papieros. System dla przedziału załogi posiada możliwość jednokrotnego uruchomienia  w trybie automatycznym bądź ręcznym, zaś system dla przedziału napędowego dwukrotnego z czego pierwsze uruchomienie następuje  w trybie automatycznym, zaś drugie – po wyłączeniu silnika  – w trybie ręcznym z pulpitu kontrolnego kierowcy. Oprócz systemu gaśniczego załogi czołgów M1 relatywnie szybko otrzymały trudnopalne umundurowanie w tym balaklawy z Nomexu dla ładowniczego i dowódcy. Przyczyną wprowadzenia tego typu środków było kilka tragicznych incydentów związanych z amunicją 120mm z czego większość dotyczyło złej pracy przedmuchiwacza i niewysokiej jakości prochów co skutkowało osadzaniem się niedopalonego ładunku motającego w przewodzie lufy i w pewnym momencie jego zapłonu i „zassaniu” palących się mocnym płomieniem resztek do wnętrza przedziału wraz z denkiem łuski podczas ekstrakcji. Inne wypadki w zasadzie były bliźniacze co do przyczyn i tragicznych skutków w stosunku do wypadku polskiego Leoparda 2A4 na poligonie 17 września 2015 roku. Oprócz wprowadzenia SOI wdrożono również zmiany w technologii produkcji amunicji 120mm oraz nowe  – ostrzejsze procedury obchodzenia się z amunicją.

          Użycie w walce czołgów rodziny M1 Abrams w pełni potwierdziło założenia projektantów. Nawet w przypadku konfliktów asymetrycznych, zatem warunków wyjątkowo nie sprzyjających czołgom statystyki wskazują na zadziwiająco wręcz wysoką przeżywalność załóg i pojazdów. Dowodzą tego odtajnione przez WikiLeaks raporty dotyczące skutków ataków na amerykańskie Abramsy przeprowadzonych w latach 2004-2008 za pomocą ręcznej broni przeciwpancernej.  Efektem  47 opisanych ataków był jeden nieodwracalnie zniszczony czołg i zabici lub ciężko ranni w kolejnych siedmiu pojazdach. Powyższa statystyka dotyczy optymalnego środowiska działania broni przeciwpancernej – a zatem zasadzek w terenie zurbanizowanym.

Również użycie Abramsów w pełnoskalowych operacjachw  1991 (Desert Storm), 2003 (Iraqi Freedom) oraz 2006 roku (Phantom Fury) pokazało, że w zasadzie czołgi rodziny Abrams wykazały się bezprecedensową odpornością, nawet w przypadku przebicia pancerza pojazdu. Zniszczenie amerykańskich M1 nastąpiło w epizodycznych przypadkach, których realną wartość pokazuje liczba poniżej 3% z skutecznych, tzn. trafiających wrażliwe elementy pojazdu, ataków. 

Podsumowanie

          Przedstawione trzy konstrukcje z połowy lat osiemdziesiątych prezentują trzy różne podejścia do składowania amunicji oraz zabezpieczenia załogi przed skutkami efektu popenetracyjnego. T-72B był wozem w którym starano się zmaksymalizować przeżywalność czołgu na polu walki ale w zasadzie z pominięciem kwestii przeżywalności załogi po pokonaniu pancerza.  Amunicja,paliwo i hydraulika  były nie odseparowane od czołgistów zaś system gaśniczy nie miał cech układu przeciwwybuchowego. Leopard 2 był czołgiem w którym prawie całkowicie odseparowano czynniki łatwopalne w wieży pojazdu, ale nie zdecydowano się na taki krok w przypadku kadłuba, ponieważ nadmiernie skomplikowałoby to konstrukcję. Za to poprzez racjonalne rozmieszczenie amunicji, oraz bardzo rozbudowany (przeskalowany wręcz)  układ gaśniczy i przeciwwybuchowy uzyskano wysoką odporność na efekt popenetracyjny głowic kumulacyjnych. Czołg M1 jest wozem w którym w sposób bezkompromisowy starano się osłonić załogę przed skutkiem detonacji składowanej amunicji oraz zapłonu paliwa. Szereg konfliktów  potwierdził iż jest to obecnie prawdopodobnie najbezpieczniejszy dla załóg seryjnie użytkowany czołg. Ceną za to stałą się obecność dużej niszy wieży która w pewnych warunkach może obniżać przeżywalność pojazdu. Należy również pamiętać, że przyjęty paradygmat konstrukcji czołgu M1 skomplikował jego budowę i w efekcie wymusił początkowo drastyczne oszczędności w takich obszarach jak np., siła ognia.

          Reasumując – nawet pokonanie pancerza przez pocisk nie oznacza automatycznie zniszczenia pojazdu i śmierci załogi.  Dzieje się tak ponieważ efekt popenetracyjny zależy od  rodzaju pocisku i miejsca trafienia. Stopień w jakim czołgiści zostają porażeni uzależniony jest również od konstrukcji samego pojazdu, a zwłaszcza rozmieszczenia i stopnia izolacji czynników łatwopalnych w przedziale załogi. Upraszczając można przyjąć, że jeżeli nie dojdzie do zapłonu amunicji to załoga zwykle przeżyje w dobrej kondycji przebicie osłon przez strumień kumulacyjny – poza załogantem siedzącym na torze lotu jego resztkowej postaci.  Dokładnie odwrotna relacja występuje w przypadku ładunków EFP oraz penetratorów pocisków podkalibrowych. Nawet jeżeli nie dojdzie to zapłonu amunicji to i tak efekt popenetracyjny zabije przynajmniej 3/4 załogi w porażonym wozie. Efekt oddziaływania fugasów i min zależny jest od miejsca ich eksplozji oraz masy ładunku. Dedykowane miny przeciwpancerne są mało śmiertelne dla załóg. W przypadku ładunków improwizowanych jasnym jest, że nie istnieje pojazd zdolny przetrwać eksplozję 100kg materiału wybuchowego pod dnem kadłuba, jednakaże szereg rozwiązań pozwala zminimalizować wpływ wybuchu mniejszych fugasów. 

ARTYKUŁ ZAMIESZCZONY RÓWNIEŻ DZIĘKI WSPARCIU PATRONÓW:
Kamil Oleksiak, Darek Kowalski,Ja mvc, Karol Słuszniak, Krzysztof Książek, Mariusz Złotucha, Artur Powroźnik, Marcin Martyn, Mateusz Dajerling, Hubert Raich, Artur Gemula, Grzegorz Taramina, Andrzej Fidut,Tomasz Gach, Jacek Kazimierczak, Mikołaj Jakub Barski,Grzegorz Borecki, Pawel Skrzypek, Jan Mączynski, Przemek Szynkora,Mariusz Molik, Michał Krupej, Edward Sloska,Piotr Milczarek,Mateusz Bryniak, Marek Sobolewski, Juliusz Śniadewicz, Piotr Pekala, Jurek Morito, Mariusz Gomuła,Przemysław Sawicki,Daniel Kubas, Jarosław Potoczny, Darek Procyk, Krzysztof Warzecha,Michał Romanowski,Janusz Wilczek, Adam Komorowski, Grzegorz Lorenc, Damian Szurowski, Adam Dziergwa, Jaroslaw Budzisz, Krzysztof Czajkowski,Krzysztof Wiśniewski, Lech Krekoteń,Michał Gruda, Tomek Kotecki, Adam Trzcionka, Slawomir Bubel, Sabaoth Baalewicz, Justyna Nurzyńska, Damian Bogdanowicz, Patryk Pukała, Grzegorz Bieganski, Ewa Redlarska,Anna PG,Wojtek Kowalczyk,Slawek Dworczak,Andrzej Brański,Justyna Wojdyła,Pawel Guz, Dariusz Grobelny,Tomasz Nowakowski, Tomasz Rogawski,Tomasz Cieplinski,Krzysztof Madeja,Malwina Ornowska-Skelnik,Karol Sitek, Damian Basta,Marcin Smolinski,DoradcaStasiak Stasiak, Arkadiusz Jankowski, Gregorio Kus, aktywny Piotr Stelmarczyk,
Paweł Pawlak, Daniel Busłowicz,Marcin Kwaśnik,Sławomir Mariat, Mar Kan,Tomasz Stachowicz, Morhun Varsik

Dziękuję też 20 innym – pragnącym zachować anonimowość – Patronom.