חודרן קינטי

חודרן קינטי או חודר שריון קינטי (מכונה בעברית גם ח"ש, חודר שריון וגם חץ, על שום צורתו. שם רשמי בצה"ל: ח"ש-חץ) הוא פגז שאינו מכיל חומר נפץ ומשתמש באנרגיה קינטית על מנת לחדור שריון של רכב קרבי משוריין ולהסב נזק לחללו הפנימי. מאחר שחודרנים קינטיים נעדרי חומר נפץ ומנגנון החדירה והסבת הנזק שלהם מתבסס על מהירותם הרי שיש צורך בכלי ירי המסוגל להעניק להם מהירות גבוהה. כלי ירי שכזה יתאפיין בבית-בליעה גדול שיוכל להכיל כמות נכבדת של חומר-נפץ הודף ולעמוד בלחצים ובחום כתוצאה מהפעלתו כמו-גם בקנה ארוך מספיק כדי לאפשר לקליע הקינטי לצבור מהירות גבוהה כתוצאה מדחיפת גזי הבעירה. לכן, כיום, חודרנים קינטיים נמצאים בשימוש בעיקר כתחמושת של טנקים, שבהם התותח הראשי מסוגל לספק את התנאים הללו ולא כחימוש עבור תותחים קטנים או נשק אישי. אמצעי ירי נוסף, העושה שימוש בקליעים קינטיים, הוא התותח האלקטרומגנטי, אולם הקליעים אותם הוא יורה אינם פגזי "חודרן קינטי" שבהם עוסק ערך זה. החודרן עשוי ממתכת כבדה, לרוב טונגסטן או אורניום מדולדל, והוא מעוצב כמוט מחודד שבחלקו האחורי, בגרסאות הנורות מקנה חלק קדח, סנפירי יצוב. מכיוון שקוטר החודרן קטן בהרבה מקוטר התותח היורה אותו עטוף החודרן ב"מנעל" (Sabot), שתפקידו לייצב את החודרן בקנה התותח ולהתאימו לקוטר התותח בשלב האצת החודרן בקנה בזמן הירי. לאחר יציאת החודרן מהקנה, נפרדים ממנו חלקי ה"מנעל" ונושרים במרחק קצר מהתותח לאחר שסיימו את תפקידם, והחודרן ממשיך במעופו אל המטרה. האנרגיה הקינטית של החודרן תלויה במסה ובריבוע המהירות. כלומר, הגורם המשמעותי הוא המהירות. מכאן שכדי לספק לחודרן יכולת חדירה טובה יותר למטרה ויכולת לגרום בה לנזק רב יותר חשוב לשמר את מהירות החודרן בזמן מעופו אל המטרה, כדי לשמר לרגע הפגיעה כמה שיותר מהאנרגיה הקינטית שהוענקה לו בירי (עיקרון שאיננו חשוב בעיצוב פגז בעל מטען חלול לדוגמה). לכן, מעוצב החודרן כגוף צר כדי להקטין את הגרר הנוצר כתוצאה מחיכוך החודרן באוויר לאחר יציאתו מהקנה. הקטנת הגרר מאפשרת לחודרן לשמר כמה שיותר ממהירותו בזמן המעוף וכן כתופעת לוואי רצויה גם משפרת את דיוקו. בנוסף, ככל שהחודרן צר יותר כך קטן שטח המגע שלו עם מיגון המטרה במהלך ניסיון החדירה אליה. שטח המגע בין קצה החודרן ובין מיגון המטרה הוא האזור שבו מתנגד המיגון לתנועת החודרן ו"מנסה" לעוצרו. מכאן שבאזור זה מתהווים לחצים וכוחות חיכוך אדירים, הבאים לידי ביטוי בטמפרטורות גבוהות ביותר ובלחצים מכניים עצומים. תנאים קיצוניים אלו שוחקים ומפוררים את קצהו הקדמי של החודרן ככל שהוא מעמיק לחדור לתוך המיגון, מאטים אותו וגורמים לפיזור גדול יותר של כוח החדירה שלו. מכאן שעיצוב החודרן כגוף צר יותר והקטנת שטח המגע כאמור גם מסייעות לחודרן להעמיק ולחדור לתוך מיגון המטרה. מהטעמים הללו נדמה, אם-כן, כי ככל שיעוצב החודרן כגוף צר וארוך יותר כך ישתפר תפקודו. אולם, לא כך היא: ככל שהחודרן צר וארוך יותר כך נפגעת יציבותו בזמן המעוף ו'ציר הגוף' שלו (ציר האורך העובר במרכזו) נוטה לסטות מ'ציר התנועה' שלו. סטייה זו, ההולכת ומחריפה במהלך המעוף, פוגעת בדיוק הפגיעה במטרה, מאטה אותו משמעותית (בגלל הגדלת הגרר באוויר) ומביאה גם למצב בו פגיעת החודרן במיגון המטרה מתרחשת בזווית שאינה אופטימלית למישור המיגון. שתי תופעות המפחיתות משמעותית את יכולת החדירה שלו. מסיבה זו במהלך תכנון מבנהו של החודרן יש לשמור על מבנה צר וארוך, כדי לשפר את סיכוי החדירה למטרה, אך להימנע ממבנה ארוך וצר מדי, כדי שלא לפגוע ביציבות המעוף. לחץ הגזים מהקנה מאיץ את החודרן, ולרוב מהירות הלוע, המהירות בה עוזב החודרן את הקנה היא בסביבות 970 מטרים לשנייה. הירי מעניק לחודרן אנרגיה קינטית גבוהה מאוד (סדר גודל של 6-7 מגה-ג'אול אחרי הפרדת המנעלים), ולרוב הלחץ בו פוגע החודרן במטרה הוא בסביבות 3,500 קילוגרם לסנטימטר רבוע. ככל שהמרחק גדול יותר מהירות החץ והאנרגיה הקינטית שלו יורדות, אך מרבית החודרנים יעילים עד לטווח של 6 קילומטרים. קוטרם של חודרנים מודרניים הוא 2–3 סנטימטרים ואורכם 40–60 סנטימטרים. למעשה, ככל שהטכנולוגיה מתפתחת, החודרים מעוצבים כך שיהיו צרים יותר וארוכים יותר, כדי להשיג גם מסה מרבית וגם גרר מינימלי, אך ככל שהיחס אורך\קוטר גדל, כך קשה יותר לייצב את החץ מבחינה אווירודינמית. באופן מסורתי, ראשי קרב מיוצבים באוויר על ידי סחרור, ולכן מרבית התותחים עד לשנות ה-90 של המאה ה-20 עשו שימוש בקנה מחורק. אולם כאשר אורכו של ראש הקרב גדול פי 6 מקוטרו, הסחרור אינו יעיל, ראש הקרב מאבד מיציבותו והעדר היציבות פוגעת בדיוק. מסיבה זו, מיוצב החודרן על ידי סנפירים. כדי לאפשר ירי חודרנים באמצעות תותחים בעלי קנה מחורק, מתווספת טבעת מסתחררת, שמטרתה מניעת בריחת גזים מהקנה והסתחררות במגע עם הסלילים, במקום החודרן והמנעלים. החודרן עשוי לרוב ממתכת כבדה או מתרכובות, ובכל מקרה מחומרים בעלי צפיפות גבוהה. לכן, משתמשים בטונגסטן, טונגסטן קרביד או אורניום מדולדל במסג עם ניקל, אבץ או שניהם. לחודרנים קינטים העשויים מאורניום מדולדל יש אפקט נוסף, כיוון שהשברים מתלקחים במגע עם האוויר לאחר הפגיעה וגורמים להצתה של תחמושת ודלק. יתרון נוסף של חודרנים קינטיים העשויים אורניום מדולדל הוא תכונת החידוד העצמי של חומר זה. חידוד עצמי משמעו שהקצה החודר של מוט האורניום נשחק במהלך החדירה בצורה השומרת על מבנה חד בקצהו וכך גדל עומק החדירה המקסימלי. גם חודרנים רגילים, כאשר פוגעים וחודרים דרך שריון ממירים חלק מהאנרגיה הקינטית שלהם לחום ומחדירים שברי פגז ושברי שריון בטמפרטורות של בין 500 ל-1,500 מעלות צלזיוס אל תוך חלל המטרה ובכך פוגעים במערכות ובצוות, לעיתים קרובות עד כדי השבתה מלאה. מדיה וקבצים בנושא חודרן קינטי בוויקישיתוף סא"ל רפי רובין, ‏פרויקט הח"ש-חץ, שריון 4, אפריל 1999, עמ' 53-52, באתר "יד לשריון" באנגלית: KEP = Kinetic Engergy Penetrator, תרגום: חודרן (המבוסס על) אנרגיה קינטית או APFSDS = Armour-Piercing Fin-Stabilized Discarding Sabot, תרגום: חודר שריון מיוצב סנפירים בעל מנעל נתיק. מכיוון שתותחי טנקים מודרניים יורים בעיקר פגזי חלול וחודרנים קינטים, הם חלקים ולא מחורקים.