Carica cava

[Black Knight]

ciao a tutti avrei una domana da porvi: in molte riviste ho letto che i missili contengono cariche cave. cosa significa e che particolarità hanno???

 

grazie in anticipo

ciao

[vorthex]

sul forum se n'è parlato molte volte, ma non trovando esattamente una discussione precisa, ti riporto a wiki

 

http://it.wikipedia.org/wiki/Carica_cava

[Blue Sky]

(Tratto da www.paginedidifesa.it)

 

La carica cava ha rappresentato l’evoluzione dei sistemi d’arma a svantaggio delle corazzature dei mezzi da combattimento. Una carica dalla geometria particolare che consente con una modesta carica esplosiva di forare spessori di acciaio balistico, altrimenti impenetrabili da qualsiasi altra carica esplosiva dalla forma convenzionale, anche se molto più grande in termini quantitativi. Il principio di funzionamento era noto fin dalla scoperta della polvere nera e dal suo impiego per gli scavi in miniera, quando i vecchi minatori, pur con un approccio empirico, creavano una cavità all’interno della camera di scoppio per concentrare in un punto tutto il calore sviluppato all’atto dell’esplosione.

 

Nel 1888 Monroe, un ingegnere americano esperto in balistica navale, intuì che una carica concava configurata in forma conica (o semisferica) all’atto dell’esplosione avrebbe prodotto un getto di plasma ad altissima temperatura che viaggiava a elevatissima velocità. Nel 1911 il fisico Neuman approfondì gli studi e perfezionò il disegno della carica che prese il suo nome. La carica cava, nelle sue differenti versioni, durante il secondo conflitto mondiale si è affermata come un sistema d’arma in grado di fermare tutti i carri armati dell’epoca. Nel 1943 l’Unione Sovietica realizzò la prima moderna arma contro carro a carica cava, “Hand Anti-Tank Grenade” RPG-43 che con soli 600 grammi di esplosivo riusciva a perforare 7,5 cm di corazzatura di acciaio balistico.

 

Nel tempo la tecnologia ha sviluppato sempre di più il sistema, ricorrendo a sofisticate tecniche realizzative che prevedevano il rivestimento della concavità della carica con sottile lamierino di metallo (generalmente rame puro), chiamato “liner”, che al momento dell’esplosione provoca un vero e proprio dardo di calore con temperature dai 450 ai 1.080 gradi centigradi. Gli effetti crescono in maniera esponenziale al migliorare delle tecnologie applicate per la loro realizzazione, alla precisione del disegno della carica e alla accuratezza con cui è stato realizzato il liner, che al momento della esplosione proietta un dardo incandescente che viaggia alla velocità di circa 10 km al secondo.

 

Nel settore degli armamenti studiati per superare i diaframmi difensivi realizzati con acciaio o cemento armato, le cariche cave sono state affiancate anche dai proiettili esplosivi “autoconfiguranti” (Explosively Formed Projectiles – EFP), anche essi configurati sul tipo di una carica cava seppure non conica. E’ una carica esplosiva cava ricoperta da un rivestimento metallico che all’atto dell’esplosione si trasforma in un “dardo aerodinamico” che viaggia a elevatissima velocità (1.500- 2.000 metri al secondo) in grado di perforare qualche decina di centimetri di protezione balistica anche a distanza medio-alta. E’ stimato che un EFP riesce a perforare alla media distanza circa 20 cm di cemento armato e 23 centimetri di acciaio balistico. Spessori impensabili per essere adottati come corazzatura di un mezzo che deve essere in condizioni di muoversi ad un’accettabile velocità su strada e fuori strada, come deve poter fare un moderno mezzo da combattimento o per il trasporto delle truppe in zona di operazioni.

 

Nel momento dell’impatto sul bersaglio i proiettili a carica cava e gli EFP provocano praticamente la deformazione plastica della superficie di impatto. La superficie metallica si liquefa distaccando un blocco di metallo incandescente che, penetrando all’interno del volume protetto dall’armatura, genera elevatissime temperature e innesca l’incendio di tutto ciò che incontra. Sul punto di impatto viene esercitata una pressione di circa 10 milioni di atmosfere, molte volte superiore a quella che si esercita in natura, al centro del globo terrestre. A questo punto è spontaneo chiedersi se contro queste armi sia possibile difendersi. Sicuramente la difesa di opere statiche è possibile, aumentando lo spessore delle corazzature e quindi i pesi. Altrettanto non può essere fatto con mezzi in combattimento per i quali un’adeguata difesa viene assicurata solo coniugando lo spessore della corazza con la velocità e la manovrabilità del mezzo.

 

Altro link interessanteHigh Explosive Anti-Tank

 

 

Link sugli EFP(Explosively_formed_penetrator)

Modificato 15 Marzo 2008 da Blue sky

[Gian Vito]

Per dire il vero, mi risulta che la temperatura sviluppata sia molto più elevata, ma devo andare a vedere. Già utilizzate dai tedeschi contro il forte di Eben Emael e poi contro i bunker della Maginot,

le cariche cave ed i loro effetti sono stati studiati estesamente. La difesa è elementare: un qualsiasi spessore, anche modesto, d’acciaio a qualche centimetro di distanza dalla corazza principale, ne riduce l’energia vistosamente. L’applicazione di reti metalliche o lastre leggere laterali sui carri tedeschi aveva appunto questo scopo. Anche le corazze spaziate sono efficacissime.

Non a caso, molti missili anticarro usano cariche cave in tandem.

[Blue Sky]

Informazioni relative alle Corazze Reattive ERA

 

Bellissimo video sulle

Modificato 15 Marzo 2008 da Blue sky

[Blue Sky]

Bel video sull'

e le sue evoluzioni tecniche!!!

 

Purtroppo il linguaggio russo non aiuta molto!!

 

Modificato 17 Marzo 2008 da Blue sky

[max70]

Le cariche cave mi interessano molto, vorrei quindi aggiungere qualcosina alla bella spiegazione di sopra.

 

Come noto la carica cava è, nella maggior parte dei casi, un cono metallico (liner) con asse coincidente a quello del vettore (missile o granata che sia) ed il vertice che "punta" all'indietro. Attorno al liner vi è l'esplosivo che al momento dell'esplosione fa collassare il metallo del liner lungo l'asse della carica.

Per conservare la quantità di moto il metallo del liner si divide in due parti: una con meno massa e molto veloce, diretta verso avanti chiamata jet, l'altra con molta meno massa e diretta indietro detta slug.

Per rendere, molto impropriamente l'idea, si può pensare ad un tubetto di dentifricio violentemente "strizzato": l'effetto dell'esplosivo è la mano, il metallo del liner la pasta; il tubetto è cilindrico quindi otteniamo che la pasta fluisce in direzione ortogonale alla "strizzata" sia verso avanti che indietro (a patto di avere bucato anche la "coda" del tubetto ) Se immaginiamo un tubetto conico si intuisce che la quantità di massa che va avanti/indietro cambia in funzione dell'angolo i apertura del cono. Per conservare la quantità di moto le velocità sono alte dove c'è poca massa e basse dove c'è tanta massa.

 

Nella carica cava, e questo è il punto fondamentale, la velocità del liner è elevatissima, superiore a quella del suono nel metallo! Questo significa che quando il liner collide con la corazza bersaglio le parti di metallo che impattano non riescono (data l'alta velocità) ad "avvertire" la parte di liner che sta arrivando (le propagazioni avvengono alla velocità del suono). In pratica il liner "scorre" sulla corazza con un enorme attrito che ne provoca la foratura.

 

Ovviamente il liner ha bisogno di una distanza ottimale per formarsi, se l'impatto avviene prima del completo sviluppo del jet l'effetto è molto ridotto, così come se il jet è costretto a percorrere molto spazio prima di colpire. Per questi motivi su alcune armi dotate di testata HEAT ci sono delle specie di "distanziatori" che permettono la corretta formazione del jet. E per lo stasso motivo se si riesce a fare esplodere la testata HEAT ad una distanza "sbagliata" dalla corazza se ne annullano gli effetti, da cui l'uso di protezioni leggere come reti, lamierini...

[Gianni065]

Riassumo in parole semplici per Black Knight.

 

Nella carica cava l'effetto che si ricerca è la penetrazione.

Questa viene ottenuta facendo in modo che l'esplosione di una certa quantità di esplosivo disposta attorno a un cono cavo di metallo (in genere rame) "fonda" quel metallo e lo scagli in avanti provocando un dardo fuso che - per la temperatura altissima e per la velocità del dardo - fonde e perfora la corazza o il bersaglio.

 

Ovviamente l'esplosione deve avvenire a una distanza precisa dal bersaglio. Se avviene troppo presto o troppo tardi l'intera sequenza non funziona come dovrebbe.

 

Per le sue caratteristiche, la carica cava tende a creare un "foro" di ingresso relativamente piccolo di diametro, attraverso il quale si riversano gas roventi e metallo fuso con effetti devastanti per chi si dovesse trovare dietro alla corazza penetrata.

 

Sempre per le sue caratteristiche, la carica cava sviluppa gran parte della sua energia "in avanti" più o meno concentrandola verso la direzione di penetrazione. Gli effetti "collaterali" all'indietro o tutto intorno sono molto più limitati.

 

Di qui vediamo due vantaggi fondamentali: la velocità del proiettile/missile non incide sull'efficacia della carica cava (attenzione però: l'eventuale rotazione di stabilizzazione del proiettile/missile invece incide, e difatti - ove fosse presente - va annullata in qualche modo. Anche per questo si ricorre a proiettili e missili stabilizzati con alette) e la limitatezza dei danni collaterali consente l'uso di armi con carica cava anche a distanza ravvicinata.

 

La capacità di penetrazione di una carica cava dipende generalmente dal suo diametro, più che dalla quantità di esplosivo che contiene.

Ovviamente, maggiore il diametro, maggiori le dimensioni del liner, maggiore la quantità di esplosivo richiesta.

 

In genere una carica cava riesce a penetrare da 3 a 7 volte il proprio diametro, secondo il tipo di materiale che penetra (acciaio, cemento ecc...) e la sofisticazione tecnologica della carica stessa.

 

La carica cava gradisce un bersaglio compatto e omogeneo. La presenza di "strati" di materiale disomogeneo (o addirittura spazi vuoti) lungo la direzione di penetrazione tende a deviare e disperdere il "dardo di plasma" che assicura la penetrazione.

 

Spero di aver sintetizzato tutti i punti salienti della questione "carica cava".

[Einherjar]

Io aggiungerei solo che la distanza dal bersaglio ottimale per una carica cava dipende dal fatto che essa funziona come una lente e la distanza ottimale coincide con il fuoco della stessa : troppo vicino e il flusso non si concentra abbastanza, troppo lontano e si disorganizza...

Da cio deriva anche il fatto che la velocita del getto della carica, per via della concentrazione puo addiritura superare la velocita della detonazione dell'esplosivo che l'ha generato....

[Blue Sky]

Spero di aver sintetizzato tutti i punti salienti della questione "carica cava".

 

Cristallino, come al solito!

[andreoso]

Stavo leggendo il post, e lo trovo interessante, ma per caso voi sapete se l'Ariete può resistere a un colpo di carica cava?

[Einherjar]

Stavo leggendo il post, e lo trovo interessante, ma per caso voi sapete se l'Ariete può resistere a un colpo di carica cava?

 

Dipende dal colpo, una cosa è un RPG un'altra è un missile anticarro ,ed anche le mine anticarro usano cariche cave.

Dipende anche da dove viene colpito , e dipende anche da cosa intendi per resistere:

non uscirne danneggiati, poter continuare la missione, poter recuperare il mezzo o salvare l'equipaggio

[andreoso]

Dipende dal colpo, una cosa è un RPG un'altra è un missile anticarro ,ed anche le mine anticarro usano cariche cave.

Dipende anche da dove viene colpito , e dipende anche da cosa intendi per resistere:

non uscirne danneggiati, poter continuare la missione, poter recuperare il mezzo o salvare l'equipaggio

un pò tutto, o le varie opzioni, specialmente se l'ambiente è contaminato con aggressivi chimici e biologici e dal contatto con particelle radioattive

[Gianni065]

specialmente se l'ambiente è contaminato con aggressivi chimici e biologici e dal contatto con particelle radioattive

 

E la miseria, che è, Nightmare 10 ?

 

A meno che sul carro non abbiamo tirato contemporaneamente una fiala di antrace, una granata al VX e una bomba ai neutroni, è difficile immaginare un ambiente simile !

 

:-)

 

Ogni corazza ha le sue caratteristiche di resistenza, ogni carica anti-carro ha le sue caratteristiche di penetrazione, ogni carro ha un settore in cui la protezione è massima e un settore in cui essa è minima.

Sul campo di battaglia si può incappare in una carica cava di un RPG o in una mina a carica cava o in un missile con doppia carica cava in tandem e profilo d'attacco dall'alto, tanto per fare qualche esempio.

 

L'Ariete dispone di una buona protezione nel settore frontale, che dovrebbe metterlo al sicuro dalle cariche cave di piccolo e medio diametro, e assicurare la sopravvivenza dell'equipaggio anche in caso di attacco con cariche di classe superiore.

 

Il resto del carro, come avviene in tutti i carri, è meno protetto.

 

L'Ariete non è un peso massimo tra gli MBT e non dispone delle corazzature stratificate/composite di qualche suo "collega".

 

Per calcolare le capacità di una corazza composita, si usa di solito "convertire" la sua resistenza alla penetrazione nell'equivalente di una corazza totalmente in acciaio, e precisamente in millimetri di RHA (corazza omogenea equivalente).

 

Un M-1 Abrams ha una corazza pari a circa 1500 mm RHA nella torretta, mentre lo scafo ha una protezione che va da 500 a 900 millimetri RHA secondo il settore.

Un Abrams pesa la bellezza di 70 tonnellate.

L' Ariete è uno degli MBT più leggeri (forse il più leggero) in campo occidentale, e pesa una quindicina di tonnellate meno dell'Abrams.

E' chiaro quindi che la sua protezione è necessariamente inferiore, e dato che anche la qualità della corazzatura è inferiore, possiamo ritenere che la sua protezione è un 25 % - 30 % meno efficiente.

 

Il che significa che si va da un minimo di 350 millimetri RHA a un massimo di 1000 mm RHA.

 

Gli RPG possono perforare da 330 millimetri RHA (i primi modelli) fino a 700 millimetri di RHA (i modelli più recenti) mentre un missile anticarro pesante moderno con testata in tandem come il Kornet può perforare fino a 1200 mm di RHA.

 

Se ne deduce che nei confronti di un moderno sistema controcarro con testata a carica cava, nessun MBT è invulnerabile, specialmente se colpito sui fianchi o da tergo.

 

Le capacità della corazza di disperdere il plasma penetrante, quella del sistema antincendio di intervenire efficacemente e tempestivamente, la disposizione e protezione dell'equipaggio e la dislocazione e protezione delle riserve di munizioni, sono poi tutti fattori aggiuntivi che contribuiscono significativamente a salvare l'equipaggio anche a penetrazione avvenuta.

 

Le esperienze di combattimento insegnano che l' M-1 Abrams garantisce un'elevatissima probabilità di sopravvivenza dell'equipaggio anche quando viene penetrato, ma non disponiamo di dati analoghi (per fortuna) sull' Ariete.

 

;-)

[Gian Vito]

Tom Clancy, nel libro “Cavalleria corazzata”, fa una ulteriore distinzione nelle capacità di resistenza della corazza degli Abrams, a seconda del tipo di proiettile. Indica per gli M1A2 attuali, un equivalente RHA di 800mm (confrontato con i 450 degli M1 iniziali) per i proiettili ad energia cinetica e di 1300mm per quelli HEAT (carica cava). Naturalmente nell’arco frontale.

Sarebbe interessante conoscere i valori del Leopard 2 A6, tanto per fare un confronto.

[vorthex]

http://64.26.50.215/armorsite/main.html

 

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[Gian Vito]

Grazie Vorthex!!! Il sito è favoloso. Ottimo anche per le trasformazioni sui miei modellini.