El antitanque de alto explosivo ( HEAT ) es el efecto de una carga explosiva con forma que utiliza el efecto Munroe para penetrar blindaje pesado. La ojiva funciona haciendo que una carga explosiva colapse un revestimiento metálico dentro de la ojiva en un chorro de carga con forma de alta velocidad; este es capaz de penetrar el acero blindado hasta una profundidad de siete o más veces el diámetro de la carga (diámetros de carga, CD). El efecto de penetración del blindaje de chorro de carga con forma es de naturaleza puramente cinética; la bala no tiene ningún efecto explosivo o incendiario sobre la armadura.
Como dependen de la energía cinética del chorro de carga moldeado para su rendimiento de penetración, las ojivas HEAT no tienen que lanzarse a alta velocidad, como sí lo hace un proyectil perforante . Así, pueden ser disparados por armas de menor potencia que generan menos retroceso .
El rendimiento de las armas HEAT no tiene nada que ver con los efectos térmicos , siendo HEAT simplemente un acrónimo .
Las ojivas HEAT se desarrollaron durante la Segunda Guerra Mundial , a partir de una extensa investigación y desarrollo de ojivas de carga con forma . Las ojivas de carga con forma fueron promovidas internacionalmente por el inventor suizo Henry Mohaupt , quien exhibió el arma antes de la Segunda Guerra Mundial. Antes de 1939, Mohaupt demostró su invento a las autoridades de artillería británicas y francesas. El desarrollo simultáneo del grupo de inventores alemanes Cranz, Schardin y Thomanek condujo al primer uso documentado de cargas moldeadas en la guerra, durante el exitoso asalto a la fortaleza de Eben Emael el 10 de mayo de 1940.
Las reclamaciones de prioridad de invención son difíciles de resolver debido a interpretaciones históricas posteriores, secreto, espionaje e interés comercial internacional. [1]
La primera arma HEAT británica que se desarrolló y emitió fue una granada de rifle que usaba un lanzador de copa de 63,5 milímetros (2,50 pulgadas) en el extremo del cañón del rifle; la Granada, Rifle No. 68 /AT que se entregó por primera vez a las Fuerzas Armadas Británicas en 1940. Se dice que 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 armadura. [2] La espoleta de la granada se armó 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 alcanzara el objetivo en el ángulo adecuado de 90 grados, la carga sería efectiva. La detonación se produjo en el momento del impacto, cuando un delantero en la cola de la granada superó la resistencia de un resorte de fluencia y fue lanzado hacia adelante hacia un detonador de arma blanca .
A mediados de 1940, Alemania introdujo el primer proyectil HEAT disparado por un arma, el Gr.38 Hl/A de 7,5 cm (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 comenzó la producción de granadas de fusil HEAT, que se entregaron primero a los paracaidistas y, en 1942, a las unidades del ejército regular ( Gewehr-Panzergranate 40 , 46 y 61 ), pero, al igual que los británicos, pronto se convirtieron en granadas de fusil. a los 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 utilizaron grandes cantidades de munición HEAT en cañones Pak 97/38 de 7,5 cm reconvertidos de 1942, y también fabricaron ojivas HEAT para el arma Mistel . Estas ojivas denominadas Schwere Hohlladung (carga de forma 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 rifle AT británica número 68 estaba demostrando ser demasiado liviana para causar un daño significativo, por lo que rara vez se usaba en acción. Debido a estas limitaciones, se necesitaba una nueva arma antitanque de infantería, que 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 de espiga . Aunque engorrosa, el arma permitió a la infantería británica atacar a los blindados a distancia por primera vez. Las primeras minas de mano magnéticas y granadas les exigían acercarse 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 fue invitado a Estados Unidos, donde trabajó como consultor en el proyecto Bazooka .
La necesidad de un gran calibre hizo que los proyectiles HEAT fueran relativamente ineficaces en los cañones antitanque de pequeño calibre existentes en la época. Alemania solucionó este problema con el Stielgranate 41 , introduciendo una bala que se colocó sobre el extremo exterior de cañones antitanque de 37 milímetros (1,5 pulgadas), que de otro modo serían obsoletos, para producir un arma de alcance medio y baja velocidad.
Las adaptaciones a los cañones de los tanques existentes fueron algo más difíciles, aunque todas las fuerzas principales lo habían hecho al final de la guerra. Dado que la velocidad tiene poco efecto sobre la capacidad perforante del proyectil, que se define por el poder explosivo, los proyectiles HEAT fueron particularmente útiles en combates de largo alcance donde la velocidad terminal más lenta no era un problema. Los alemanes fueron nuevamente quienes produjeron las rondas HEAT más potentes, utilizando una banda impulsora sobre cojinetes para permitir que volaran sin girar desde los cañones de sus tanques estriados existentes. La bala HEAT fue particularmente útil para ellos porque permitió que los cañones de gran calibre y baja velocidad utilizados en sus numerosos cañones de asalto también se convirtieran en útiles armas antitanque.
Asimismo, los alemanes, italianos y japoneses tenían en servicio muchos cañones de infantería obsoletos , piezas de artillería de cañón corto y 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. Los proyectiles antitanque de alto 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 CALOR). rondas disponibles para ellos en 1944, pero no fueron muy efectivas).
Los proyectiles antitanques de alto explosivo causaron una revolución en la guerra antitanques cuando se introdujeron por primera vez en las últimas etapas de la Segunda Guerra Mundial. Un soldado de infantería podría destruir efectivamente cualquier tanque existente con un arma de mano, alterando así dramáticamente la naturaleza de las operaciones móviles. Durante la Segunda Guerra Mundial, las armas que utilizaban ojivas HEAT se denominaban ojivas de carga hueca o de forma . [5]
El público en general permaneció en la ignorancia sobre la forma de las ojivas, 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 "It make el acero fluye como el barro". [6] Fue este artículo el que reveló al público estadounidense cómo la legendaria Bazooka realmente funcionaba contra los tanques y que la velocidad del cohete era irrelevante.
Después de la guerra, los proyectiles HEAT se volvieron casi universales como arma antitanque principal. Se produjeron modelos de eficacia variable para casi todas las armas, desde armas de infantería como granadas de rifle y el lanzagranadas M203 , hasta sistemas antitanque dedicados más grandes como el rifle sin retroceso Carl Gustav . Cuando se combinaban con el misil guiado por cable , las armas de infantería también podían operar a largas distancias. Los misiles antitanques alteraron la naturaleza de la guerra de tanques desde los años 1960 hasta los años 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 avances posteriores en el blindaje de vehículos , las municiones HEAT siguen siendo efectivas hasta el día de hoy.
El chorro se mueve a velocidades hipersónicas en material sólido y, por tanto, se erosiona exclusivamente en la zona de interacción con el material del blindaje. El punto de detonación correcto de la ojiva y el espaciamiento son críticos 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 la penetración continúa a través de la armadura, el ancho del agujero disminuye, lo que conduce a una penetración característica del puño al dedo , donde el tamaño del dedo eventual se basa en el tamaño del puño original . En general, se esperaba que las primeras rondas HEAT penetraran el blindaje entre el 150% y el 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 constantemente como resultado de la mejora del material del revestimiento y del rendimiento de los chorros metálicos. Algunos ejemplos modernos afirman cifras de hasta el 700%. [7]
Como ocurre con cualquier arma antiblindaje, una bala HEAT logra su efectividad a través de tres mecanismos principales. Lo más obvio es que cuando perfora el blindaje, los residuos del chorro pueden causar grandes daños a cualquier componente interior que golpee. Y a medida que el chorro interactúa con el blindaje, incluso si no perfora el interior, normalmente provoca que una nube de fragmentos irregulares de material del blindaje se desmorone desde la superficie interior. Esta nube de escombros detrás del blindaje también suele dañar cualquier cosa que golpeen los fragmentos. Otro mecanismo de daño es el choque mecánico que resulta del impacto y penetración del chorro. Los golpes son particularmente importantes para componentes tan sensibles como los electrónicos .
Las ojivas HEAT son menos efectivas si giran y se vuelven cada vez menos efectivas cuando giran más rápido. Esto se convirtió en un desafío para los diseñadores de armas: durante mucho tiempo, hacer girar un proyectil fue el método más estándar para obtener una buena precisión, como ocurre con cualquier arma estriada . La fuerza centrífuga de un proyectil que gira dispersa el chorro cargado. [8] La mayoría de los proyectiles de carga hueca están estabilizados por aletas y no por giro. [9]
En los últimos años, ha sido posible utilizar cargas conformadas en proyectiles estabilizados por rotación impartiendo un giro opuesto al chorro de modo que los dos espines se cancelen y den como resultado un chorro que no gira. Esto se hace utilizando revestimientos de cobre acanalados , que tienen crestas elevadas, o formando el revestimiento de tal manera que tenga una estructura cristalina que imparta giro al chorro. [10] [11]
Además de la estabilización del giro, otro problema con cualquier arma de cañón (es decir, un arma) es que un proyectil de gran diámetro tiene peor precisión que un proyectil de pequeño diámetro y del mismo peso. La disminución de la precisión aumenta drásticamente con el alcance. Paradójicamente, esto conduce a situaciones en las que un proyectil cinético perforador de blindaje 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 , que disparaba un cañón (de ánima lisa) a una distancia de 1000 metros contra un objetivo que se movía 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 una ronda HEAT. [12] Esto afecta el combate en el campo de batalla abierto con largas líneas de visión; el mismo T-62 podría esperar una probabilidad de impacto del 70% en la primera ronda usando rondas HEAT en un objetivo a 500 metros.
Otro problema es que, si la ojiva está contenida dentro del cañón, su diámetro queda demasiado restringido por el calibre de ese cañón. En aplicaciones sin armas, cuando las ojivas HEAT se entregan con misiles , cohetes , bombas , granadas o morteros de espiga, el tamaño de la ojiva ya no es un factor limitante. En estos casos, las ojivas HEAT a menudo parecen demasiado grandes en relación con el cuerpo del proyectil. Ejemplos clásicos de esto incluyen el Panzerfaust alemán y el RPG-7 soviético .
Muchos misiles armados con HEAT hoy [ ¿cuándo? ] tienen dos (o más) ojivas separadas (denominadas carga en tándem ) para ser más efectivas contra armaduras reactivas o de múltiples capas. La primera ojiva, más pequeña, inicia el blindaje reactivo, mientras que la segunda (u otra) ojiva más grande penetra el blindaje que se encuentra debajo. Este enfoque requiere dispositivos electrónicos de espoleta altamente sofisticados para activar las dos ojivas con el tiempo correcto de separación, y también barreras especiales entre las ojivas para detener interacciones no deseadas; esto hace que su producción cueste más.
Las últimas ojivas HEAT, como la 3BK-31, cuentan con cargas triples: la primera penetra el blindaje espaciado, la segunda la reactiva o primeras capas de blindaje, y la tercera finaliza la penetración. El valor de penetración total puede alcanzar hasta 800 milímetros (31 pulgadas). [13]
Algunas armas antiblindajes incorporan una variante del concepto de carga conformada que, dependiendo de la fuente, puede denominarse penetrador formado explosivamente (EFP), fragmento autoforjado (SFF), proyectil autoforjado (SEFOP), carga de placa, o cargo de 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 detonación, para deformar un plato o placa de metal (hierro, tantalio, etc.) en un proyectil con forma de babosa de baja longitud. relación entre diámetro y diámetro y proyectarla hacia el objetivo a unos dos kilómetros por segundo.
El SFF relativamente no se ve afectado por el blindaje reactivo de primera generación; también puede viajar más de 1.000 diámetros de cono (CD) antes de que su velocidad se vuelva ineficaz para penetrar el blindaje debido a la resistencia aerodinámica, o que alcanzar el objetivo se convierta en un problema. El impacto de un SFF normalmente provoca un agujero de gran diámetro, pero relativamente poco profundo (en relación con una carga con forma) o, en el mejor de los casos, unos pocos CD. Si el SFF perfora la armadura, se produce un daño extenso detrás de la armadura (BAD, también llamado efecto detrás de la armadura (BAE)). Lo MALO es causado principalmente por la armadura de alta temperatura y velocidad y los fragmentos de balas que se inyectan en el espacio interior y también por la sobrepresión (explosión) causada por el impacto.
Las versiones más modernas de ojivas SFF, mediante el uso de modos de iniciación avanzados, también pueden producir varillas (babosas estiradas), balas múltiples y proyectiles con aletas, y esto además del proyectil estándar de relación corta L a D. Las balas estiradas pueden penetrar una profundidad de armadura mucho mayor, con cierta pérdida para BAD. Las balas múltiples son mejores para derrotar objetivos ligeros o de área y los proyectiles con aletas tienen una precisión mucho mayor. El uso de este tipo de ojiva se limita principalmente a las zonas ligeramente blindadas de los MBT: las zonas blindadas superior, inferior y trasera, por ejemplo. Es muy adecuado para su uso en el ataque de otros vehículos de combate (AFV) menos blindados y para romper objetivos materiales (edificios, búnkeres, soportes de puentes, etc.). Los proyectiles de varilla más nuevos pueden ser efectivos contra las áreas más blindadas de los MBT.
Ya se han utilizado en combate armas que utilizan el principio SEFOP; 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, según se informa, el ejército de los EE. UU. está experimentando con proyectiles de artillería guiados con precisión en el marco del Proyecto SADARM (Buscar y Destruir Armadura). . 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.
Dado que la efectividad de los proyectiles HEAT de carga única disparados se reduce, o incluso se anula mediante técnicas de blindaje cada vez más sofisticadas, una clase de proyectiles HEAT denominados multipropósito antitanque de alto explosivo , o HEAT-MP, se ha vuelto más popular. Se trata de proyectiles HEAT que son eficaces contra tanques y vehículos blindados ligeros más antiguos, pero que tienen fragmentación, explosión y espoleta mejoradas. Esto proporciona a los proyectiles un blindaje ligero general razonable y un efecto material y antipersonal para que puedan usarse en lugar de rondas convencionales de alto explosivo contra infantería y otros objetivos en el campo de batalla. Esto reduce el número total de proyectiles que deben llevarse para diferentes funciones, lo cual 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 transportar sólo 40 balas para su cañón M256 de 120 mm; el tanque Patton M60A3 (el predecesor del Abrams), llevaba 63 balas para su cañón M68 de 105 milímetros (4,1 pulgadas). Este efecto se ve reducido por la mayor tasa de aciertos en el primer disparo del Abrams con su sistema de control de fuego mejorado en comparación con el del M60.
Otra variante de las ojivas HEAT tiene la ojiva rodeada con una carcasa de fragmentación convencional , para permitir que la ojiva se use de manera más efectiva para ataques de explosión y fragmentación contra objetivos no blindados, sin dejar de ser eficaz en el papel antiblindaje. A veces se les denomina ojivas de alto explosivo y doble propósito (HEDP). En algunos casos, esto es simplemente un efecto secundario del diseño perforador de armaduras. En otros casos, esta capacidad de doble rol se agrega específicamente al diseño.
Las mejoras en el blindaje de los principales tanques de batalla han reducido la utilidad de las ojivas HEAT al hacer que los misiles HEAT portátiles sean más pesados, aunque muchos de los ejércitos del mundo continúan llevando lanzacohetes HEAT portátiles para su uso contra vehículos y búnkeres. En casos inusuales, se cree que cohetes HEAT lanzados desde el hombro derribaron helicópteros estadounidenses en Irak. [14]
La razón de la ineficacia de las municiones HEAT contra los principales tanques de batalla modernos puede atribuirse 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. La armadura reactiva intenta derrotar esto con una explosión dirigida hacia afuera debajo del punto de impacto, causando que el chorro se deforme y reduciendo así en gran medida el poder de penetración. Alternativamente, el blindaje compuesto con cerámica erosiona el chorro de revestimiento más rápido que el acero blindado homogéneo laminado , el material preferido en la construcción de vehículos de combate blindados más antiguos .
El blindaje espaciado y el blindaje de listones también están diseñados para defenderse de las balas HEAT, protegiendo los vehículos al provocar una detonación prematura del explosivo a una distancia relativamente segura del blindaje principal del vehículo. Algunas defensas de la jaula funcionan destruyendo el mecanismo de la bala HEAT.
Los helicópteros han transportado misiles guiados antitanque (ATGM) con ojivas HEAT en la punta desde 1956. [ cita necesaria ] El primer ejemplo de esto fue el uso del Nord SS.11 ATGM en el helicóptero Aérospatiale Alouette II por parte de las Fuerzas Armadas francesas . Después de eso, estos sistemas de armas fueron ampliamente adoptados por otras naciones. [ cita necesaria ]
El 13 de abril de 1972, durante la Guerra de Vietnam , el mayor estadounidense Larry McKay, el capitán Bill Causey, el primer teniente Steve Shields y el suboficial Barry McIntyre se convirtieron en la primera tripulación de helicóptero en destruir los 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 cohetes HEAT M247 de 70 milímetros (2,8 pulgadas) recientemente desarrollados, que aún no se habían probado en el teatro de guerra. Los helicópteros destruyeron tres tanques T-54 que estaban a punto de invadir un puesto de mando estadounidense. McIntyre y McKay atacaron primero, destruyendo el tanque líder. [15] [ página necesaria ]