El efecto antitanque de alto poder explosivo ( HEAT ) es el efecto de un explosivo de carga hueca que utiliza el efecto Munroe para penetrar blindajes pesados. La ojiva funciona haciendo que una carga explosiva colapse un revestimiento metálico dentro de la ojiva en un chorro de carga hueca de alta velocidad; este es capaz de penetrar el acero del blindaje a una profundidad de siete o más veces el diámetro de la carga (diámetros de carga, CD). El efecto de penetración del blindaje del chorro de carga hueca es de naturaleza puramente cinética; la bala no tiene efecto explosivo o incendiario sobre el blindaje.
Como dependen de la energía cinética del chorro de carga hueca para su capacidad de penetración, las ojivas HEAT no tienen que ser lanzadas a alta velocidad, como lo hace una bala perforante . Por lo tanto, pueden ser disparadas 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 .
Las ojivas HEAT se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial , a partir de una extensa investigación y desarrollo de ojivas de carga hueca . Las ojivas de carga hueca fueron promovidas internacionalmente por el inventor suizo Henry Mohaupt , quien exhibió el arma antes de la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1939, Mohaupt mostró su invento a las autoridades de artillería británicas y francesas. El desarrollo simultáneo por parte del grupo de inventores alemanes 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. [1]
La primera arma británica HEAT que se desarrolló y se entregó fue una granada de fusil que utilizaba un lanzador de copa de 63,5 milímetros (2,50 pulgadas) en el extremo del cañón del fusil; la granada, Rifle No. 68 /AT, que se entregó por primera vez a las Fuerzas Armadas británicas en 1940. Se dice que esta fue 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 blindaje. [2] La espoleta de la granada se armaba quitando un pasador en la cola que impedía que el percutor volara hacia adelante. Unas aletas simples le daban estabilidad en el aire y, siempre que la granada impactara en el objetivo en el ángulo adecuado de 90 grados, la carga sería efectiva. La detonación se producía al impactar, cuando un percutor en la cola de la granada superaba la resistencia de un resorte de arrastre y era arrojado hacia adelante hacia un detonador de punción .
A mediados de 1940, Alemania introdujo el primer proyectil HEAT disparado por un cañón, el 7,5 cm Gr.38 Hl/A (ediciones posteriores B y C), disparado por el KwK.37 L/24 del tanque Panzer IV y el cañón autopropulsado StuG III . A mediados de 1941, Alemania inició la producción de granadas de fusil HEAT, primero entregadas a paracaidistas y, en 1942, a 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, se introdujeron el Püppchen , el Panzerschreck y el 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 desde 50 a 150 metros con relativa facilidad de uso y entrenamiento (a diferencia del PIAT británico ). Los alemanes hicieron uso de grandes cantidades de munición HEAT en cañones Pak 97/38 de 7,5 cm convertidos de 1942, fabricando también ojivas HEAT para el arma Mistel . Estas ojivas llamadas Schwere Hohlladung (carga hueca pesada) estaban destinadas a ser utilizadas contra acorazados fuertemente blindados . Las versiones operativas pesaban casi dos toneladas y eran quizás las ojivas HEAT más grandes jamás desplegadas. [3] También se desarrolló una versión de cinco toneladas con el nombre en código Beethoven .
Mientras tanto, la granada de fusil británica nº 68 AT estaba demostrando ser demasiado ligera para causar daños significativos, lo que hacía que rara vez se utilizara en acción. Debido a estas limitaciones, se necesitaba una nueva arma antitanque para la infantería, y esta finalmente llegó en forma del "proyector, infantería, antitanque" o PIAT. En 1942, el mayor Millis Jefferis había desarrollado el PIAT . Era una combinación de una ojiva HEAT con un sistema de lanzamiento de mortero con espiga . Aunque engorrosa, el arma permitió a la infantería británica atacar a los blindados a distancia por primera vez. Las minas de mano y granadas magnéticas anteriores requerían que se acercaran peligrosamente. [4] Durante la Segunda Guerra Mundial, los británicos se refirieron al efecto Monroe como el "efecto de cavidad en los explosivos". [5]
Durante la guerra, los franceses comunicaron la tecnología de Mohaupt al Departamento de Artillería de Estados Unidos, y éste fue invitado a ese país, donde trabajó como consultor en el proyecto bazooka .
La necesidad de un calibre grande hizo que los proyectiles HEAT fueran relativamente ineficaces en los cañones antitanque de pequeño calibre existentes en la época. Alemania resolvió este problema con el Stielgranate 41 , introduciendo un proyectil que se colocaba sobre el extremo exterior de los cañones antitanque de 37 milímetros (1,5 pulgadas) que de otro modo quedarían obsoletos para producir un arma de alcance medio y baja velocidad.
Las adaptaciones a los cañones de 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 blindaje del proyectil, que se define por la potencia explosiva, los proyectiles 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 los proyectiles HEAT disparados con cañones más capaces, utilizando una banda de transmisión sobre cojinetes para permitir que volara sin girar desde sus cañones de tanque estriados existentes. El proyectil HEAT les fue particularmente útil porque permitió que los cañones de gran calibre de baja velocidad utilizados en sus numerosos cañones de asalto también se convirtieran en armas antitanque útiles.
Del mismo modo, los alemanes, italianos y japoneses tenían en servicio muchos cañones de infantería obsoletos , piezas de artillería de cañón corto, baja velocidad, capaces de fuego directo e indirecto y destinadas al apoyo de la infantería, similares en función táctica a los morteros ; generalmente, un batallón de infantería tenía una batería de cuatro o seis. Las municiones antitanque de alto poder explosivo para estos viejos cañones de infantería los convertían 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 municiones HEAT disponibles para ellos en 1944, pero no eran muy eficaces).
Los proyectiles antitanque de alto poder explosivo provocaron 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 podía destruir eficazmente cualquier tanque existente con un arma portátil, lo que alteró drásticamente la naturaleza de las operaciones móviles. Durante la Segunda Guerra Mundial, las armas que utilizaban ojivas HEAT se denominaban ojivas de carga hueca o cargas huecas . [5]
El público en general permaneció en la ignorancia sobre las ojivas de carga hueca, incluso creyendo 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 un artículo extenso y detallado sobre el tema titulado "Hace que el acero fluya como el barro". [6] Fue este artículo el que reveló al público estadounidense cómo funcionaba realmente la legendaria bazuca contra los tanques y que la velocidad del cohete era irrelevante.
Después de la guerra, las municiones HEAT se convirtieron casi en universales como arma antitanque principal. Se produjeron modelos de eficacia variable para casi todas las armas, desde armas de infantería como granadas de fusil y el lanzagranadas M203 , hasta sistemas antitanque dedicados más grandes como el fusil sin retroceso Carl Gustav . Cuando se combinaron con el misil guiado por cable , las armas de infantería también pudieron operar a largas distancias. Los misiles antitanque alteraron la naturaleza de la guerra de tanques desde la década de 1960 hasta la de 1990; debido a la tremenda penetración de las municiones HEAT, muchos tanques de batalla principales posteriores a la Segunda Guerra Mundial , como el Leopard 1 y el AMX-30 , fueron diseñados deliberadamente para llevar un blindaje modesto a favor de un peso reducido y una mejor movilidad. A pesar de los desarrollos posteriores en el blindaje de los vehículos , las municiones HEAT siguen siendo efectivas hasta el día de hoy.
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 de blindaje. El punto de detonación correcto de la ojiva y el espaciado son fundamentales para una penetración óptima, por dos razones:
Un factor importante en el rendimiento de penetración de un proyectil HEAT es el diámetro de la ojiva . A medida que continúa la penetración a través del blindaje, el ancho del agujero disminuye, lo que lleva a una penetración característica del puño al dedo , donde el tamaño del dedo final se basa en el tamaño del puño original . En general, los primeros proyectiles HEAT podían penetrar blindajes del 150% al 250% de sus diámetros, 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 de forma constante como resultado de la mejora del material del revestimiento y del rendimiento del chorro de metal. Algunos ejemplos modernos afirman cifras tan altas como el 700%. [8]
Como ocurre con cualquier arma antiblindaje, un proyectil HEAT consigue su eficacia a través de tres mecanismos principales. El más obvio es que, cuando perfora el blindaje, los residuos del chorro pueden causar un gran daño a cualquier componente interior que impacte. Y, a medida que el chorro interactúa con el blindaje, incluso si no perfora el interior, normalmente provoca que se desprenda de la superficie interior una nube de fragmentos irregulares de material del blindaje. Esta nube de restos detrás del blindaje también suele dañar cualquier cosa que los fragmentos alcancen. Otro mecanismo de daño es el choque mecánico que resulta del impacto y la penetración del chorro. El choque es especialmente importante para componentes tan sensibles como los electrónicos .
Las ojivas HEAT son menos efectivas si giran y se vuelven cada vez menos efectivas a mayor velocidad de giro. Esto se convirtió en un desafío para los diseñadores de armas: durante mucho tiempo, 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. [9] La mayoría de los proyectiles de carga hueca están estabilizados por aletas y no por giro. [10]
En los últimos años, se ha hecho posible utilizar cargas huecas en proyectiles estabilizados por espín, impartiendo un espín opuesto al chorro, de modo que los dos espines se cancelen y den como resultado un chorro sin espín. 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 imparte espín al chorro. [11] [12]
Además de la estabilización del giro, otro problema con cualquier arma con cañón (es decir, un arma) 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 drásticamente con el alcance. Paradójicamente, esto lleva a situaciones en las que un proyectil perforante de blindaje cinético es más utilizable a largas distancias que un proyectil HEAT, a pesar de que este último tiene una mayor penetración de blindaje. Para ilustrar esto: un tanque soviético T-62 estacionario , disparando un cañón (de ánima lisa) a una distancia de 1000 metros contra un objetivo que se mueve a 19 km/h, tenía una probabilidad de impacto en el primer disparo del 70% al disparar un proyectil cinético . En las mismas condiciones, podría esperar un 25% al disparar un proyectil HEAT. [13] Esto afecta al combate en el campo de batalla abierto con largas líneas de visión; el mismo T-62 podría esperar una probabilidad de impacto en el primer disparo del 70% usando proyectiles HEAT en el objetivo a 500 metros.
Otro problema es que, si la ojiva está contenida dentro del cañón, su diámetro queda excesivamente restringido por el calibre de ese cañón. En aplicaciones que no son de armas de fuego, cuando las ojivas HEAT se lanzan 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 de gran tamaño en relación con el cuerpo del proyectil. Ejemplos clásicos de esto incluyen el Panzerfaust alemán y el RPG-7 soviético .
Muchos misiles armados con HEAT en la actualidad [ ¿cuándo? ] tienen dos (o más) ojivas separadas (denominadas cargas en tándem ) para ser más eficaces contra blindajes reactivos o de múltiples capas. La primera ojiva, más pequeña, inicia el blindaje reactivo, mientras que la segunda (u otra), más grande, penetra el blindaje que se encuentra debajo. Este enfoque requiere una electrónica de espoleta altamente sofisticada para activar las dos ojivas con el tiempo correcto de diferencia, y también barreras especiales entre las ojivas para detener interacciones no deseadas; esto hace que su producción sea más costosa.
Las ojivas HEAT más modernas, como la 3BK-31, incorporan cargas triples: la primera penetra el blindaje espaciado, la segunda las capas reactivas o primeras del blindaje y la tercera finaliza la penetración. El valor total de penetración puede alcanzar hasta 800 milímetros (31 pulgadas). [14]
Algunas armas antiblindaje incorporan una variante del concepto de carga hueca que, según la fuente, puede denominarse penetrador formado explosivamente (EFP), fragmento autoforjable (SFF), proyectil autoforjable (SEFOP), carga de placa o carga Misnay 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 la detonación para deformar un disco o placa de metal (hierro, tantalio, etc.) en un proyectil con forma de bala de baja relación longitud-diámetro y lanzarlo hacia el objetivo a unos dos kilómetros por segundo.
La SFF no se ve afectada por el blindaje reactivo de primera generación, y 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 de que impactar en el objetivo se convierta en un problema. El impacto de una SFF normalmente causa un agujero de gran diámetro, pero relativamente poco profundo (en relación con una carga hueca) o, en el mejor de los casos, unos pocos CD. Si la SFF perfora el blindaje, se produce un daño extenso detrás del blindaje (BAD, también llamado efecto detrás del blindaje (BAE)). El BAD es causado principalmente por la alta temperatura y velocidad de los fragmentos de blindaje y proyectiles 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 proyectiles de varilla (balas estiradas), multibalas y proyectiles con aletas, y esto además del proyectil estándar de relación L a D corta. Las balas estiradas pueden penetrar una profundidad de blindaje mucho mayor, con cierta pérdida para el BAD. Las multibalas son mejores para derrotar a objetivos ligeros o de área y los proyectiles con aletas tienen una precisión mucho mejor. El uso de este tipo de ojiva está restringido principalmente a las áreas ligeramente blindadas de los MBT, por ejemplo, las áreas blindadas superior, inferior y trasera. Es muy adecuado para su uso en el ataque de otros vehículos de combate (AFV) menos blindados y para abrir brecha en 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 de 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 se dice que el Ejército de los EE. UU. está experimentando con proyectiles de artillería guiados con precisión en el marco del Proyecto SADARM (Seek And Destroy Armor). También hay otros proyectiles (BONUS, DM 642) y submuniciones de cohetes (Motiv-3M, DM 642) y minas (MIFF, TMRP-6) que utilizan el principio SFF.
A medida que la eficacia de los proyectiles HEAT de una sola carga disparados con ametralladora se ha reducido, o incluso anulado, por las técnicas de blindaje cada vez más sofisticadas, se ha vuelto más popular una clase de proyectiles HEAT denominados proyectiles antitanque multipropósito de alto explosivo , o HEAT-MP. Se trata de proyectiles HEAT que son eficaces contra tanques y vehículos blindados ligeros más antiguos, pero que tienen una fragmentación, una explosión y una espoleta mejoradas. Esto proporciona a los proyectiles un blindaje ligero general razonable y un efecto antipersonal y material para que puedan utilizarse en lugar de los proyectiles de alto explosivo convencionales contra la infantería y otros objetivos del campo de batalla. Esto reduce el número total de proyectiles que se deben llevar para diferentes funciones, lo que es particularmente importante para los tanques modernos como el M1 Abrams , debido al tamaño de sus proyectiles de 120 milímetros (4,7 pulgadas). El tanque M1A1/M1A2 puede llevar solo 40 proyectiles para su cañón M256 de 120 mm; el tanque M60A3 Patton (predecesor del Abrams) llevaba 63 proyectiles para su cañón M68 de 105 milímetros (4,1 pulgadas). Este efecto se ve reducido por la mayor tasa de impacto del primer proyectil del Abrams con su sistema de control de tiro mejorado en comparación con el M60.
Otra variante de las ojivas HEAT es aquella que está rodeada por una carcasa de fragmentación convencional , lo que permite que la ojiva se utilice de manera más efectiva para ataques explosivos y de fragmentación contra objetivos sin blindaje, sin perder su eficacia en la función antiblindaje. A veces se las denomina ojivas de doble propósito y alto poder explosivo (HEDP). En algunos casos, esto es simplemente un efecto secundario del diseño perforante de blindaje. En otros casos, esta capacidad de doble función se agrega específicamente al diseño.
Las mejoras en el blindaje de los carros de combate han reducido la utilidad de las ojivas HEAT, al hacer que los misiles portátiles HEAT sean más pesados, aunque muchos de los ejércitos del mundo siguen llevando lanzacohetes portátiles HEAT para utilizarlos contra vehículos y búnkeres. En casos excepcionales, se cree que los cohetes HEAT lanzados desde el hombro han derribado helicópteros estadounidenses en Irak. [15]
La razón de la ineficacia de las municiones HEAT contra los tanques de batalla principales modernos se puede atribuir en parte al uso de nuevos tipos de blindaje. El chorro creado por la explosión del proyectil HEAT debe estar a cierta distancia del objetivo y no debe ser desviado. El blindaje reactivo intenta contrarrestar esto con una explosión dirigida hacia afuera debajo del punto de impacto, lo que hace que el chorro se deforme y, por lo tanto, reduce en gran medida el poder de penetración. Alternativamente, el blindaje compuesto que incluye cerámica erosiona el chorro de revestimiento más rápido que el acero de blindaje homogéneo laminado , el material preferido para construir vehículos blindados de combate más antiguos .
El blindaje espaciado y el blindaje de láminas 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 jaula funcionan destruyendo el mecanismo del proyectil HEAT.
Los helicópteros han portado misiles guiados antitanque (ATGM) con ojivas HEAT desde 1956. [ cita requerida ] El primer ejemplo de esto fue el uso del ATGM Nord SS.11 en el helicóptero Aérospatiale Alouette II por parte de las Fuerzas Armadas francesas . Después de eso, estos sistemas de armas fueron ampliamente adoptados por otras naciones. [ cita requerida ]
El 13 de abril de 1972, durante la Guerra de Vietnam , los estadounidenses Mayor Larry McKay, Capitán Bill Causey, Primer Teniente Steve Shields y Suboficial Mayor Barry McIntyre se convirtieron en la primera tripulación de helicóptero en destruir blindados enemigos en combate. Un vuelo de dos helicópteros AH-1 Cobra , enviados desde la Batería F, 79.ª Artillería, 1.ª División de Caballería , estaban armados con los recién desarrollados cohetes M247 de 70 milímetros (2,8 pulgadas) HEAT, que aún no se habían probado en el teatro de operaciones de guerra. Los helicópteros destruyeron tres tanques T-54 que estaban a punto de invadir un puesto de mando estadounidense. McIntyre y McKay atacaron primero, destruyendo el tanque líder. [16] [ página requerida ]