Очень часто можно слышать как броню сравнивают в соответствии с толщиной стальных пластин 1000, 800мм. Или, например, что определённый снаряд может пробить какое-то «n»-количество мм брони . Факт в том, что сейчас данные расчёты не объективны. Современная броня не может быть описана как эквивалент какой-либо толщины гомогенной стали.
В настоящее время существует два типа угроз: кинетическая энергия снаряда и химическая энергия. Под кинетической угрозой понимается бронебойный снаряд или, проще говоря, болванка обладающая большой кинетической энергией. В данном случае нельзя рассчитывать защитные свойства брони , исходя из толщины стальной пластины. Так, снаряды с обедненным ураном или карбидом вольфрама проходят сквозь сталь как нож в масло и толщина любой современной брони , если бы она была гомогенной сталью, не выдержала бы попадания подобных снарядов . Нет никакой брони толщиной в 300мм, которая эквивалентна 1200мм стали, и следовательно способной останавливать снаряд , который будет застревать и торчать в толще броневого листа. Успех защиты от бронебойных снарядов кроется в изменении вектора его воздействия на поверхность брони .
Если повезёт, то при попадании будет лишь небольшая вмятина, а если не повезёт, то снаряд прошьёт всю броню , независимо от того толстая она или тонкая. Проще говоря, броневые листы являются относительно тонкими и твёрдыми, и повреждающий эффект во многом зависит от характера взаимодействия со снарядом . В американской армии для увеличения твёрдости брони используется обедненный уран , в других странах карбид вольфрама , который фактически является более твёрдым. Около 80% способности танковой брони останавливать снаряды -болванки приходится на первые 10-20 мм современной брони .
Теперь рассмотрим химическое воздействие боеголовок
.
Химическая энергия представлена двумя типами: HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) и HEAT (Кумулятивный снаряд
).
HEAT — сегодня больше распространена, и не имеет никакого отношения к высоким температурам. В HEAT используется принцип фокусировки энергии взрыва в очень узкой струе. Струя образуется, когда геометрически правильный конус снаружи обкладывают взрывчаткой . При детонации 1/3 энергии взрыва используется на формирование струи. Она за счёт высокого давления (не температуры) проникает сквозь броню . Простейшей защитой от данного типа энергии служит отставленные на полметра от корпуса слой брони , при этом получается рассеивание энергии струи. Этот приём использовался в период второй мировой войны, когда русские солдаты обкладывали корпус танка сеткой-рабицей от кроватей. Сейчас подобным образом поступают израильтяне на танке Меркава, они для защиты кормы от ПТУР и гранат РПГ используют стальные шары, висящие на цепях. Для этих же целей на башне установливается большая кормовая ниша, к которой они крепятся.
Другим методом защиты является использование динамической или реактивной брони . Возможно также применение комбинированной динамической и керамической брони (такая как Chobham ). При соприкосновении струи расплавленного металла с реактивной бронёй происходит детонация последней, образующаяся ударная волна дефокусирует струю, устраняя её поражающий эффект. Броня Chobham работает подобным образом, но в данном случае в момент взрыва отлетают куски керамики, превращающиеся в облако плотной пыли, которая полностью нейтрализует энергию кумулятивной струи.
HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) — боеголовка работает следующим образом: после взрыва она обтекает броню как глина и передаёт огромный импульс через металл. Далее, подобно биллиардным шарам, частицы брони сталкиваются друг с другом и, тем самым, защитные пластины разрушаются. Материал бронирования способен, разлетаясь на мелкую шрапнель, травмировать экипаж. Защита от такой брони подобна вышеописанной для HEAT.
Резюмируя вышесказанное, хочется отметить, что защита от кинетического воздействия снаряда сводится к нескольким сантиметрам металлизированной брони , когда как защита от HEAT и HESH заключается в создании отставленной брони , динамической защиты , а также некоторых материалов (керамика).
Общие типы брони, которые используются в танках:
1. Стальная броня.
Она дешева и её легко сделать. Это может быть монолитный брусок или спаянная из нескольких пластин броня
. Обработка повышенной температурой повышает упругость стали и улучшает отражательную способность против кинетического воздействия. Классические танки
М48 и Т55 использовали этот тип брони
.
2. Перфорированная стальная броня. Это сложная стальная броня , в которой просверлены перпендикулярные отверстия. Отверстия сверлятся из расчёта не больше чем 0,5 от диаметра ожидаемого снаряда . Очевидно, что уменьшается вес брони на 40-50%, но эффективность также падает на 30%. Это делает броню более пористой, что в какой-то мере защищает от HEAT и HESH. Передовые типы этой брони включают твердые цилиндрические наполнители в отверстиях, изготовленные, например, из керамики. Кроме того, перфорированную броню располагают на танке таким образом, чтобы снаряд попадал перпендикулярно ходу просверленных цилиндров. Вопреки расхожему мнению, изначально на танках Леопарда-2 использовалась не Chobham тип брони (тип динамической брони с керамикой), а перфорированную стальную.
3. Керамическая слоистая (тип Chobham) . Представляет из себя комбинированную броню из чередующихся металлических и керамических слоёв. Используемая разновидность керамики, как правило, является тайной, но обычно это глинозем (соли алюминия и сапфир), карбид бора (самая простая твердая керамика), и подобные материалы. Иногда используются синтетические волокна, скрепляющие металлические и керамические пластины. В последнее время в слоистой броне используются керамические матричные соединения. Керамическая слоистая броня очень хорошо защищает от кумулятивной струи (за счет расфокусировки плотной металлической струи), но также хорошо противостоит кинетическому воздействию. Слоистость также позволяет эффективно противостоять современным тандемным снарядам. Единственная проблема керамических пластин в том, что их нельзя согнуть, поэтому слоистая броня построена из квадратов.
В керамическом ламинате применяются сплавы, которые повышают его плотность. Это обычная по современным меркам технология. В основном в качестве материала используется вольфрамовый сплав или, в случае , сплав 0,75% титана с обедненным ураном. Проблема здесь состоит в том, что обедненный уран крайне ядовит при вдыхании.
4. Динамическая броня. Это дешёвый и относительно лёгкий способ защититься от кумулятивных снарядов. Представляет из себя бризантное взрывчатое вещество, сдавленное между двух стальных пластин. При поражении боеголовкой ВВ детонирует. Недостатком является бесполезность в случае кинетического удара снаряда , а также тандемного снаряда . Однако такая броня является лёгкой, модульной и простой. Её можно видеть, в частности, на Советских и Китайских танках. Динамическая броня используется, как правило, взамен передовой слоистой керамической брони .
5. Отставленная броня. Одно из ухищрений конструкторской мысли. В данном случае на определенном расстоянии от основной брони устанавливаются отставленные лёгкие заслоны. Эффективно только против кумулятивной струи.
6. Современная комбинированная броня
. Большинство лучших танков
оснащаются этим типом брони
. По сути здесь используется комбинация из вышеперечисленных типов.
———————
Перевод с английского.
Адрес: www.network54.com/Forum/211833/thread/1123984275/last-1124092332/Modern+Tank+Armor
С момента появления бронетехники извечное сражение между снарядом и броней обострилось. Одни конструкторы стремились увеличить пробивную способность снарядов, другие повышали стойкость брони. Борьба продолжается и сейчас. О том, как устроена современная танковая броня, «Популярной механике» рассказал профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, директор по науке НИИ стали Валерий Григорян
Поначалу атака на броню велась в лоб: пока основным видом воздействия был бронебойный снаряд кинетического действия, дуэль конструкторов сводилась к увеличению калибра пушки, толщины и углов наклона брони. Эта эволюция хорошо видна на примере развития танковых вооружений и брони во Второй мировой. Конструктивные решения того времени достаточно очевидны: сделаем преграду толще; если ее наклонить – снаряду придется пройти больший путь в толще металла, да и вероятность рикошета увеличится. Даже после появления в боекомплектах танковых и противотанковых пушек бронебойных снарядов с жестким неразрушающимся сердечником мало что изменилось.
Элементы динамической защиты (ЭДЗ)
Представляют собой «сэндвичи» из двух металлических пластин и взрывчатого вещества. ЭДЗ помещены в контейнеры, крышки которых защищают их от внешних воздействий и одновременно представляют собой метаемые элементы
Смертельный плевок
Однако уже в начале Второй мировой в поражающих свойствах боеприпасов произошла революция: появились кумулятивные снаряды. В 1941 году Hohlladungsgeschoss («снаряд с выемкой в заряде») начали применять немецкие артиллеристы, а в 1942-м и в СССР был принят на вооружение 76-мм снаряд БП-350А, разработанный после изучения трофейных образцов. Так были устроены и знаменитые фауст-патроны. Возникла проблема, не разрешимая традиционными способами из-за неприемлемого увеличения массы танка.
В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед). Детонация взрывчатого вещества начинается со стороны, ближайшей к вершине воронки. Детонационная волна «схлопывает» воронку к оси снаряда, а поскольку давление продуктов взрыва (почти полмиллиона атмосфер) превышает предел пластической деформации обкладки, последняя начинает вести себя как квазижидкость. Такой процесс не имеет ничего общего с плавлением, это именно «холодное» течение материала. Из схлопывающейся воронки выдавливается тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) кумулятивная струя, которая разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более. Скорость кумулятивной струи существенно превышает скорость распространения звука в материале брони (порядка 4 км/с). Поэтому взаимодействие струи и брони происходит по законам гидродинамики, то есть они ведут себя как жидкости: струя вовсе не прожигает броню (это широко распространенное заблуждение), а проникает в нее, подобно тому как струя воды под давлением размывает песок.
Слоеная защита
Первой защитой от кумулятивных боеприпасов стало применение экранов (двухпреградной брони). Кумулятивная струя формируется не мгновенно, для ее максимальной эффективности важно взорвать заряд на оптимальном расстоянии от брони (фокусное расстояние). Если перед основной броней поместить экран из дополнительных листов металла, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится. Во время Второй мировой для защиты от фаустпатронов танкисты крепили на свои машины тонкие металлические листы и сетчатые экраны (распространена байка об использовании в этом качестве панцирных кроватей, хотя в реальности применялись специальные сетки). Но такое решение было не слишком эффективным – прирост стойкости составлял в среднем всего 9–18%.
Поэтому при разработке нового поколения танков (Т-64, Т-72, Т-80) конструкторы применили другое решение – многослойную броню. Она состояла из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя – стеклопластика или керамики. Такой «пирог» давал выигрыш в сравнении с монолитной стальной броней до 30%. Однако этот способ был неприменим для башни: у этих моделей она литая и поместить внутрь стеклопластик сложно с технологической точки зрения. Конструкторы ВНИИ-100 (ныне ВНИИ «Трансмаш») предложили вплавлять внутрь башенной брони шары из ультрафарфора, удельная струегасящая способность которого в 2–2,5 раза выше, чем у броневой стали. Специалисты НИИ стали выбрали другой вариант: между внешним и внутренним слоями брони помещались пакеты из высокопрочной твердой стали. Они принимали на себя удар ослабленной кумулятивной струи на скоростях, когда взаимодействие происходит уже не по законам гидродинамики, а в зависимости от твердости материала.
Полуактивная броня
Хотя затормозить кумулятивную струю достаточно непросто, она уязвима в поперечном направлении и легко может быть разрушена даже слабым боковым воздействием. Поэтому дальнейшее развитие технологии состояло в том, что комбинированная броня лобовых и бортовых частей литой башни образовывалась за счет открытой сверху полости, заполненной сложным наполнителем; сверху полость закрывалась приварными заглушками. Башни такой конструкции применялись на более поздних модификациях танков – Т-72Б, Т-80У и Т-80УД. Принцип действия вставок был разным, но использовал упомянутую «боковую уязвимость» кумулятивной струи. Такую броню принято относить к «полуактивным» системам защиты, поскольку в них используется энергия самого средства поражения.
Один из вариантов таких систем – ячеистая броня, принцип действия которой был предложен сотрудниками Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР. Броня состоит из набора полостей, заполненных квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Кумулятивная струя, попав в такой объем, ограниченный металлическими стенками, генерирует в квазижидкости ударную волну, которая, отражаясь от стенок, возвращается к оси струи и схлопывает каверну, вызывая торможение и разрушение струи. Такой тип брони обеспечивает выигрыш по противокумулятивной стойкости до 30–40%.
Еще один вариант – броня с отражающими листами. Это трехслойная преграда, состоящая из плиты, прокладки и тонкой пластины. Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности, а затем к ее разрушению. При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты. Поскольку между направлениями движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее. В сравнении с монолитной броней той же массы эффект от использования «отражающих» листов может достигать 40%.
Следующим усовершенствованием конструкции был переход на башни со сварной основой. Стало ясно, что разработки по увеличению прочности катаной брони более перспективны. В частности, в 1980-х годах были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Применение башен с основой из проката позволило повысить защитный эквивалент по основе башни. В результате башня для танка Т-72Б с основой из проката обладала увеличенным внутренним объемом, рост массы составил 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б. Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Эквивалентная бронестойкость стала равна 500–550 мм гомогенной стали.
При пробитии элемента ДЗ кумулятивной струей взрывчатое вещество, находящееся в нем, детонирует и металлические пластины корпуса начинают разлетаться. При этом они пересекают траекторию струи под углом, постоянно подставляя под нее новые участки. Часть энергии расходуется на пробитие пластин, а боковой импульс от соударения дестабилизирует струю. ДЗ снижает бронепробивные характеристики кумулятивных средств на 50–80%. При этом, что очень важно, ДЗ не детонирует при обстреле из стрелкового . Применение ДЗ стало революцией в защите бронетехники. Появилась реальная возможность воздействовать на внедряющееся поражающее средство так же активно, как до этого оно воздействовало на пассивную броню
Взрыв навстречу
Тем временем технологии в области кумулятивных боеприпасов продолжали совершенствоваться. Если в годы Второй мировой войны бронепробиваемость кумулятивных снарядов не превышала 4–5 калибров, то позднее она значительно выросла. Так, при калибре 100–105 мм она уже составляла 6–7 калибров (в стальном эквиваленте 600–700 мм), при калибре 120–152 мм бронепробиваемость удалось поднять до 8–10 калибров (900–1200 мм гомогенной стали). Чтобы защититься от этих боеприпасов, требовалось качественно новое решение.
Работы над противокумулятивной, или «динамической», броней, основанной на принципе контрвзрыва, велись в СССР с 1950-х годов. К 1970-м ее конструкция уже была отработана во ВНИИ стали, но принять ее на вооружение мешала психологическая неподготовленность высокопоставленных представителей армии и промышленности. Убедить их помогло только успешное применение израильскими танкистами аналогичной брони на танках М48 и М60 в ходе арабо-израильской войны 1982 года. Поскольку технические, конструкторские и технологические решения были полностью подготовлены, основной танковый парк Советского Союза был оснащен противокумулятивной динамической защитой (ДЗ) «Контакт-1» в рекордный срок – всего за год. Установка ДЗ на танки Т-64А, Т-72А, Т-80Б, и без того уже обладавшие достаточно мощным бронированием, практически одномоментно обесценила существовавшие арсеналы противотанкового управляемого вооружения потенциальных противников.
Против лома есть приемы
Кумулятивный снаряд – не единственное средство поражения бронетехники. Гораздо более опасные противники брони – бронебойные подкалиберные снаряды (БПС). По конструкции такой снаряд прост – он представляет собой длинный лом (сердечник) из тяжелого и высокопрочного материала (обычно это карбид вольфрама или обедненный уран) с оперением для стабилизации в полете. Диаметр сердечника намного меньше калибра ствола – отсюда и название «подкалиберные». Летящий со скоростью 1,5–1,6 км/с «дротик» массой в несколько килограммов обладает такой кинетической энергией, что при попадании способен пробивать более 650 мм гомогенной стали. Причем описанные выше способы усиления противокумулятивной защиты практически не влияют на подкалиберные снаряды. Вопреки здравому смыслу, наклон броневых листов не только не вызывает рикошет подкалиберного снаряда, но даже ослабляет степень защиты от них! Современные «срабатывающиеся» сердечники не рикошетируют: при контакте с броней на переднем конце сердечника образуется грибовидный оголовок, играющий роль шарнира, и снаряд доворачивается в сторону перпендикуляра к броне, сокращая путь в ее толще.
Следующим поколением ДЗ стала система «Контакт-5». Специалисты НИИ стали проделали большую работу, решив множество противоречивых проблем: ДЗ должна была давать мощный боковой импульс, позволяющий дестабилизировать или разрушить сердечник БОПС, взрывчатое вещество должно было надежно детонировать от низкоскоростного (по сравнению с кумулятивной струей) сердечника БОПС, но при этом детонация от попадания пуль и осколков снарядов исключалась. С этими проблемами помогла справиться конструкция блоков. Крышка блока ДЗ выполнена из толстой (около 20 мм) высокопрочной броневой стали. При ударе в нее БПС генерирует поток высокоскоростных осколков, которые и детонируют заряд. Воздействие на БПС движущейся толстой крышки оказывается достаточным, чтобы снизить его бронепробивные характеристики. Воздействие на кумулятивную струю также увеличивается по сравнению с тонкой (3 мм) пластиной «Контакт-1». В результате установка ДЗ «Контакт-5» на танки повышает противокумулятивную стойкость в 1,5–1,8 раза и обеспечивает повышение уровня защиты от БПС в 1,2–1,5 раза. Комплекс «Контакт-5» устанавливается на российские серийные танки Т-80У, Т-80УД, Т-72Б (начиная с 1988 года) и Т-90.
Последнее поколение российской ДЗ – комплекс «Реликт», также разработанный специалистами НИИ стали. В усовершенствованных ЭДЗ удалось устранить многие недостатки, например недостаточную чувствительность при инициировании малоскоростными кинетическими снарядами и некоторыми типами кумулятивных боеприпасов. Повышенная эффективность при защите от кинетических и кумулятивных боеприпасов достигается за счет применения дополнительных метательных пластин и включения в их состав неметаллических элементов. В результате бронепробиваемость подкалиберными снарядами снижается на 20–60%, а благодаря возросшему времени воздействия на кумулятивную струю удалось добиться и определенной эффективности по кумулятивным средствам с тандемной боевой частью.
Использование неметаллических комбинированных материалов в бронировании боевых машин ни для кого не является секретом уже много десятилетий. Подобные материалы в дополнение к основной стальной броне начали широко применять с появлением нового поколения послевоенных танков в 1960-70-х годах. Например, советский танк Т-64 имел лобовую броню корпуса с промежуточным слоем из броневого стеклотекстолита (СТБ), а в лобовых деталях башни использовался наполнитель из керамических стержней. Такое решение значительно повышало стойкость бронеобъекта к воздействию кумулятивных и бронебойных подкалиберных снарядов.
Современные танки оснащены комбинированным бронированием, призванным значительно снижать воздействие поражающих факторов новых противотанковых средств. В частности, стеклотекстолитовый и керамический наполнители используются в комбинированном бронировании отечественных танков Т-72, Т-80 и Т-90, аналогичный материал из керамики применен для защиты британского основного танка «Челленджер» (броня Chobham) и французского основного танка «Леклерк». Композитные пластики используются в качестве подбоя в обитаемых отделениях танков и бронемашин, исключая поражение экипажа вторичными осколками. В последнее время появились бронеавтомобили, корпус которых полностью состоит из композитов на основе стеклопластика и керамики.
Отечественный опыт
Основной причиной использования в бронировании неметаллических материалов является их относительно малая масса при повышенном уровне прочности, а также стойкость к коррозии. Так, керамика сочетает свойства малой плотности и высокой прочности, но при этом она достаточно хрупкая. А вот полимеры обладают как высокой прочностью, так и вязкостью, удобны для формообразования, недоступного для броневой стали. Особенно стоит отметить стеклопластики, на основе которых специалисты разных стран давно пытаются создать альтернативу металлической броне. Такие работы начались после Второй мировой войны в конце 1940-х годов. Тогда всерьёз рассматривалась возможность создания лёгких танков с пластиковой бронёй, так как она при меньшей массе теоретически давала возможность значительно увеличить баллистическую защиту и повысить противокумулятивную стойкость.
Стеклопластиковый корпус для такнка ПТ-76
В СССР опытные разработки противопульной и противоснарядной брони из пластических масс начались в 1957 году. Научно-исследовательские и опытно конструкторские работы велись большой группой организаций: ВНИИ-100, НИИ пластмасс, НИИ стекловолокна, НИИ-571, МФТИ. К 1960 году в филиале ВНИИ-100 была разработана конструкция бронекорпуса лёгкого танка ПТ-76 с использованием стеклопластика. По предварительным расчётам, предполагалось снизить массу корпуса бронеобъекта на 30% и даже больше, при сохранении снарядостойкости на уровне стальной брони такой же массы. При этом большая часть экономии массы достигалась за счёт силовых конструкционных деталей корпуса, то есть днища, крыши, рёбер жёсткости и т.п. Изготовленный макет корпуса, детали которого производились на заводе «Карболит» в Орехово-Зуево, прошёл испытания обстрелом, а также ходовые испытания путём буксировки.
Хотя предполагавшаяся снарядостойкость и подтвердилась, по другим параметрам новый материал преимуществ не давал — ожидаемого значительного снижения радиолокационной и тепловой заметности не произошло. Кроме того, по технологической сложности производства, возможности ремонта в полевых условиях, техническим рискам стеклопластиковая броня уступала материалам из алюминиевых сплавов, которые для легких бронированных машин посчитали более предпочтительными. Разработку бронеконструкций, полностью состоящих из стеклопластика, вскоре свернули, так как полным ходом началось создание комбинированной брони для нового среднего танка (впоследствии принятого на вооружение Т-64). Тем не менее, стеклопластик стали активно использовать в гражданском автомобилестроении для создания колёсных вездеходов повышенной проходимости марки ЗиЛ.
Так что в целом исследования в этой области продвигались успешно, ведь композитные материалы имели немало уникальных свойств. Одним из важных результатов этих работ стало появление комбинированной брони с керамическим лицевым слоем и подложкой из армированного пластика. Выяснилось, что такая защита обладает высокой стойкостью к воздействию бронебойных пуль, в то время как её масса в 2-3 раза меньше стальной брони аналогичной прочности. Такую комбинированную бронезащиту уже в 1960-х годах начали применять на боевых вертолётах для защиты экипажа и наиболее уязвимых агрегатов. Позднее аналогичную комбинированную защиту стали использовать в производстве бронированных кресел пилотов армейских вертолётов.
Результаты, достигнутые в Российской Федерации в области разработок неметаллических броневых материалов, показаны в материалах, опубликованных специалистами ОАО «НИИ Стали», крупнейшим в России разработчиком и производителем комплексных систем защиты, среди них — Валерий Григорян (президент, директор по науке ОАО «НИИ Стали», доктор технических наук, профессор, академик РАРАН), Иван Беспалов (начальник отдела, кандидат технических наук), Алексей Карпов (ведущий научный сотрудник ОАО «НИИ Стали», кандидат технических наук).
Испытания керамической бронепанели для усиления защиты БМД-4М
Специалисты «НИИ Стали» пишут, что за последние годы в организации были разработаны защитные структуры 6а класса с поверхностной плотностью 36-38 килограммов на квадратный метр на основе карбида бора производства ВНИИЭФа (Саров) на подложке из высокомолекулярного полиэтилена. ОНПП «Технология» при участии ОАО «НИИ стали» удалось создать защитные структуры 6а класса с поверхностной плотностью 39-40 килограммов на квадратный метр на основе карбида кремния (тоже на подложке из сверхвысокомолекулярного полиэтилена — СВМПЭ).
Эти структуры имеют неоспоримое преимущество по массе по сравнению с бронеструктурами на основе корунда (46-50 килограммов на квадратный метр) и стальными бронеэлементами, но обладают двумя недостатками: низкой живучестью и высокой стоимостью.
Можно добиться увеличения живучести органокерамических бронеэлементов до одного выстрела на один квадратный дециметр за счет выполнения их наборными из небольших плиток. Пока в бронепанель с подложкой из СВМПЭ площадью пять-семь квадратных дециметров можно гарантировать один-два выстрела, но не более. Не случайно зарубежные стандарты пулестойкости предполагают проведение испытаний бронебойной винтовочной пулей только одним выстрелом в защитную структуру. Достижение живучести до трех выстрелов в квадратный дециметр остается одной из главных задач, которую стремятся решить ведущие российские разработчики.
Высокую живучесть можно получить путем применения дискретного керамического слоя, то есть слоя, состоящего из небольших цилиндриков. Такие бронепанели изготавливает, например, фирма TenCate Advanced Armor и другие компании. При прочих равных условиях они примерно на десять процентов тяжелее панелей из плоской керамики.
В качестве подложки под керамику применяются прессованные панели из высокомолекулярного полиэтилена (типа Dyneema или Spectra) как наиболее легкого энергоемкого материала. Однако он изготавливается только за рубежом. Следовало бы и в России наладить собственное производство волокон, а не только заниматься прессованием панелей из импортного сырья. Возможно применение и композитных материалов на основе отечественных арамидных тканей, но масса и стоимость их в значительной степени превышают аналогичные показатели полиэтиленовых панелей.
Дальнейшее улучшение характеристик композитной брони на основе керамических бронеэлементов применительно к объектам БТВТ проводится по следующим основным направлениям.
Повышение качества бронекерамики. Последние два-три года НИИ Стали тесно сотрудничает с производителями бронекерамики в России — ОАО «НЭВЗ-Союз», ЗАО «Алокс», ООО «Вириал» в плане отработки и улучшения качества бронекерамики. Совместными усилиями удалось значительно улучшить ее качество и практически довести до уровня западных образцов.
Отработка рациональных конструктивных решений. Набор керамических плиток обладает особыми зонами вблизи их стыков, которые имеют пониженные баллистические характеристики. С целью выравнивания свойств панели разработана конструкция «профилированной» бронеплитки. Данные панели установлены на автомобиль «Каратель» и успешно прошли предварительные испытания. Кроме того, отработаны структуры на основе корунда с подложкой из СВМПЭ и арамидов с весом 45 килограмм-сил на квадратный метр для панели 6а класса. Однако применение таких панелей в объектах AT и БТВТ ограничено в связи с наличием дополнительных требований (например, стойкость при боковом подрыве взрывного устройства).
Испытанная обстрелом кабина, защищенная комбинированной броней с керамическими плитками
Для бронетехники типа БМП и БТР характерно повышенное огневое воздействие, так что предельная плотность поражений, которую может обеспечить керамическая панель, собранная по принципу «сплошного бронирования», может быть недостаточной. Решение данной проблемы возможно только при использовании дискретных керамических сборок из шестигранных либо цилиндрических элементов, соразмерных средству поражения. Дискретная компоновка обеспечивает максимальную живучесть композитной бронепанели, предельная плотность поражения которой приближается к аналогичному параметру металлических бронеконструкций.
Однако весовые характеристики дискретных керамических бронекомпозиций с основой в виде алюминиевого или стального броневого листа на пять-десять процентов превышают аналогичные параметры керамических панелей сплошной компоновки. Преимуществом панелей из дискретной керамики является также отсутствие необходимости ее приклейки к подложке. Данные бронепанели установлены и испытаны на опытных образцах БРДМ-3 и БМД-4. В настоящее время такие панели применяются в рамках ОКР «Тайфун», «Бумеранг».
Зарубежный опыт
В 1965 году специалисты американской компании DuPont создали материал, получивший название «Кевлар». Он представлял собой арамидное синтетическое волокно, которое, по утверждению разработчиков, в пять раз прочнее стали при той же массе, но при этом обладающее гибкостью обычного волокна. «Кевлар» стал широко применяться как броневой материал в авиации и при создании средств индивидуальной защиты (бронежилеты, каски и т.п.). Помимо этого, «Кевлар» стали внедрять в систему защиты танков и других боевых бронированных машин в качестве подбоя для защиты от вторичного поражения экипажа осколками брони. Позднее аналогичный материал был создан и в СССР, правда, в бронетехнике он не применялся.
Американская опытная ББМ CAV с корпусом из стеклопластика
Тем временем появлялись более совершенные кумулятивные и кинетические средства поражения, а с ними росли требования к бронезащите техники, что увеличивало её вес. Снижение массы боевой техники без ущерба для защиты было практически невозможно. Но в 1980-х годах развитие технологий и новейшие разработки в области химической промышленности позволили вернуться к идее стеклопластиковой брони. Так, американская компания FMC, занимающаяся производством боевых машин, создала опытный образец башни для боевой машины пехоты M2 Bradley, защита которой представляла собой единую деталь из армированного стекловолокном композита (за исключением лобовой части). В 1989 году начались испытания БМП Bradley с бронекорпусом, в состав которого были включены две верхних детали и днище, состоящие из многослойных композитных плит, а облегчённая рама шасси была выполнена из алюминия. По результатам испытаний было выяснено, что по уровню баллистической защиты данная машина соответствует штатной БМП М2А1 при снижении массы корпуса на 27%.
С 1994 года в США в рамках программы Advanced Technology Demonstrator (ATD) создавался опытный образец боевой бронированной машины, получившей название CAV (Composite Armored Vehicle). Её корпус должен был полностью состоять из комбинированной брони на основе керамики и стеклопластика с использованием новейших технологий, за счет чего планировалось снизить общую массу на 33% при уровне защищённости, эквивалентном броневой стали, и, соответственно, повысить подвижность. Основное предназначение машины CAV, разработку которой поручили компании United Defence, была наглядная демонстрация возможности использования композиционных материалов при изготовлении бронекорпусов перспективных БМП, БРМ и других боевых машин.
В 1998 году был продемонстрирован опытный образец гусеничной машины CAV массой 19,6 т. Корпус был изготовлен из двух слоёв композиционных материалов: наружный из керамики на основе оксида алюминия, внутренний — из стеклопластика, армированного высокопрочным стекловолокном. В дополнение внутренняя поверхность корпуса имела противоосколочный подбой. Стеклопластиковое днище в целях повышения защиты от взрыва мин имело структуру с сотовым основанием. Ходовая часть машины закрывалась бортовыми экранами из двухслойного композита. Для размещения экипажа в носовой части предусматривалось изолированное боевое отделение, выполненное сварным способом из титановых листов и имеющее дополнительное бронирование из керамики (лоб) и стеклопластика (крыша) и противоосколочный подбой. Машина оснащалась дизельным двигателем мощностью 550 л.с. и гидромеханической трансмиссией, ее скорость достигала 64 км/ч, запас хода составлял 480 км. В качестве основного вооружения на корпусе была установлена поднимающаяся платформа кругового вращения с 25-мм автоматической пушкой М242 Bushmaster.
Испытания опытного образца CAV включали исследования возможностей корпуса противостоять ударным нагрузкам (планировалось даже установить 105-мм танковую пушку и провести серию стрельб) и ходовые испытания с общим пробегом в несколько тысяч км. Всего до 2002 года программой предусматривалось израсходовать до 12 млн. долларов. Но работы так и не вышли из опытной стадии, хотя и наглядно продемонстрировали возможность применения композитов взамен классического бронирования. Поэтому разработки в этом направлении были продолжены в области совершенствования технологий создания сверхпрочных пластиков.
Германия также не осталась в стороне от общей тенденции и с конца 1980-х гг. вела активные исследования в области неметаллических бронематериалов. В 1994 году в этой стране была принята на снабжение противопульная и противоснарядная композитная броня Mexas, разработанная компанией IBD Deisenroth Engineering на основе керамики. Она имеет модульную конструкцию и используется в качестве дополнительной навесной защиты для боевых бронированных машин, монтируется поверх основной брони. По заявлениям представителей фирмы, композитная броня Mexas эффективно защищает от бронебойных боеприпасов калибром до 14,5 мм. Впоследствии броневые модули Mexas стали широко использоваться для повышения защищенности основных танков и других боевых машин разных стран, в том числе танка «Леопард-2», боевых машин пехоты ASCOD и CV9035, бронетранспортёров Stryker, Piranha-IV, бронеавтомобилей «Динго» и «Феннек», а также самоходной артиллерийской установки PzH 2000.
Одновременно с 1993 года в Великобритании шли работы по созданию прототипа машины ACAVP (Advanced Composite Armoured Vehicle Platform) с корпусом, полностью сделанным из композита на основе фибергласса и армированного стекловолокном пластика. Под общим руководством агентства DERA (Defence Evaluation and Research Agency) министерства обороны, специалисты компаний Qinetiq, Vickers Defence Systems, Vosper Thornycroft, Short Brothers и другие подрядчики в рамках единой опытно-конструкторской работы создавали композитный корпус типа «монокок». Целью разработок было создание прототипа гусеничной боевой бронированной машины с защитой, аналогичной металлической броне, но со значительно сниженной массой. В первую очередь это диктовалось необходимостью иметь полноценную боевую технику для сил быстрого реагирования, которая могла бы транспортироваться самым массовым военно-транспортным самолётом C-130 Hercules. В дополнение к этому новая технология позволяла снизить шумность машины, её тепловую и радиолокационную заметность, продлить срок службы за счет высокой стойкости к коррозии и в перспективе снизить стоимость производства. Для ускорения работ использовались узлы и агрегаты серийной британской БМП Warrior.
Британская опытная ББМ ACAVP с корпусом из стеклопластика
К 1999 году компания Vickers Defence Systems, осуществлявшая проектные работы и общую интеграцию всех подсистем опытного образца, представила прототип ACAVP на испытания. Масса машины составила около 24 тонн, двигатель мощностью 550 л.с., совмещённый с гидромеханической трансмиссией и усовершенствованной системой охлаждения, позволяет развивать скорость до 70 км/ч по шоссе и 40 км/ч по пересечённой местности. В качестве вооружения на машине установлена 30-мм автоматическая пушка, спаренная с 7,62-мм пулёмётом. При этом была использована стандартная башня от серийной БРМ Fox с бронированием из металла.
В 2001 году испытания ACAVP успешно завершились и, по словам разработчика, продемонстрировали впечатляющие показатели защищённости и подвижности (в прессе было амбициозно заявлено, что англичане якобы «впервые в мире» создали композитную бронированную машину). Композитный корпус обеспечивает гарантированную защиту от бронебойных пуль калибра до 14,5 мм в боковую проекцию и от 30-мм снарядов в лобовую, а сам материал исключает вторичное поражение экипажа осколками при пробитии брони. Предусмотрено также дополнительное модульное бронирование для усиления защиты, которое крепится поверх основной брони и при транспортировке машины по воздуху может быстро демонтироваться. В общей сложности на испытаниях машина прошла 1800 км и при этом не было зафиксировано никаких серьёзных поломок, а корпус успешно выдержал все ударные и динамические нагрузки. Кроме того, сообщалось, что масса машины 24 тонны — это не окончательный итог, этот показатель можно снизить, установив более компактный силовой блок и гидропневматическую подвеску, а применение облегчённых гусеничных траков из резины может серьёзно снизить уровень шума.
Несмотря на положительные результаты, прототип ACAVP оказался невостребованным, хотя руководство DERA и планировало продолжить исследования до 2005 года, а впоследствии создать перспективную БРМ с композитной бронёй и экипажем из двух человек. В конечном счёте программа была свёрнута, а дальнейшее проектирование перспективной разведывательной машины уже велось по проекту TRACER с использованием проверенных алюминиевых сплавов и стали.
Тем не менее, работы по исследованию неметаллических броневых материалов для техники и индивидуальной защиты были продолжены. В некоторых странах появились собственные аналоги материала «Кевлар», такие как «Тварон» датской компании Teijin Aramid. Он представляет собой очень прочное и лёгкое параарамидное волокно, которое предполагается использовать в бронировании боевой техники и, по заявлению производителя, может снизить общую массу конструкции на 30-60% по сравнению с традиционными аналогами. Еще один материал, получивший название «Дайнема», производства компании DSM Dyneema является высокопрочным сверхвысокомолекулярным полиэтиленовым (СВМПЭ) волокном. Как утверждает изготовитель, СВМПЭ является самым прочным материалом в мире — в 15 раз прочнее стали (!) и на 40% прочнее арамидного волокна такой же массы. Его планируется использовать для производства бронежилетов, касок и в качестве бронирования лёгких боевых машин.
Легкие бронемашины из пластика
Учитывая накопленный опыт, зарубежными специалистами был сделан вывод, что разработка перспективных танков и бронетранспортёров, полностью оснащённых бронёй из пластика, всё же является довольно спорным и рискованным делом. Но новые материалы оказались востребованными при разработке более лёгкой колёсной техники на базе серийных автомобилей. Так, с декабря 2008 г. по май 2009 г. в США на полигоне в Неваде был испытан легкий бронеавтомобиль с корпусом, полностью состоящим из композиционных материалов. Машина, получившая обозначение ACMV (All Composite Military Vehicle), разработанная компанией TPI Composites, успешно прошла ресурсные и ходовые испытания, проехав в общей сложности 8 тысяч километров по асфальтовым и грунтовым дорогам, а также по пересечённой местности. Были запланированы испытания обстрелом и подрывом. Базой опытного бронеавтомобиля послужил известный HMMWV — «Хаммер». При создании всех конструкций его корпуса (в т.ч. балки рамы) использовались только композиционные материалы. За счёт этого компании TPI Composites удалось значительно снизить массу ACMV и, соответственно, увеличить его грузоподъёмность. В дополнение планируется на порядок продлить срок службы машины ввиду ожидаемой большей долговечности композитов по сравнению с металлом.
Значительного прогресса в области использования композитов для легкой бронетехники достигли в Великобритании. В 2007 году на 3-й международной выставке оборонных систем и оборудования в Лондоне был продемонстрирован бронеавтомобиль Cav-Cat на базе среднетоннажного грузовика Iveco, оснащённый композитной бронёй CAMAC компании NP Aerospace. Помимо штатной брони была предусмотрена дополнительная защита бортов машины за счёт установки модульных бронепанелей и противокумулятивных решёток, также состоящих из композита. Комплексный подход в защите CavCat позволил значительно снизить воздействие на экипаж и десант взрывов мин, осколков и лёгкого пехотного противотанкового оружия.
Американский опытный бронеавтомобиль ACMV с корпусом из стеклопластика
Британская бронированая машина CfvCat с дополнительными противокомулятивными экранами
Стоит отметить, что ранее компания NP Aerospace уже демонстрировала броню типа САМАС на лёгком бронеавтомобиле Landrover Snatch в составе бронекомплекта Cav100. Теперь же подобные комплекты Cav200 и Cav300 предлагаются для средних и тяжёлых колёсных машин. Изначально новый бронематериал создавался как альтернативная металлической композитная пуленепробиваемая броня с высоким классом защиты и общей прочностью конструкции при сравнительно низком весе. В его основу был положен прессованный многослойный композит, позволяющий формировать прочную поверхность и создавать корпус с минимумом стыков. По утверждению производителя, бронематериал CAMAC обеспечивает создание модульной конструкции типа «монокок» с оптимальной баллистической защитой и способностью противостоять сильным структурным нагрузкам.
Но компания NP Aerospace пошла дальше и в настоящее время предлагает оснащать лёгкие боевые машины новой динамической и баллистической композитной защитой собственного производства, расширив свой вариант комплекса защиты путём создания навесных элементов EFPA и ACBA. Первый представляет собой начинённые взрывчатым веществом пластиковые блоки, устанавливаемые поверх основной брони, а второй — литые блоки композитной брони, также дополнительно устанавливаемые на корпус.
Таким образом, легкие колёсные боевые бронированные машины с композитной бронезащитой, разрабатываемые для армии, уже не выглядели чем-то из ряда вон выходящим. Символической вехой стала победа промышленной группы Force Protection Europe Ltd в сентябре 2010 года в тендере на поставку в вооружённые силы Великобритании лёгкой бронированной патрульной машины LPPV (Light Protected Patrol Vehicle), получившей название Ocelot. Британское министерство обороны приняло решение заменить устаревшие армейские автомобили Land Rover Snatch как не оправдавшие себя в современных боевых условиях на территории Афганистана и Ирака, на перспективную машину с бронированием из неметаллических материалов. В качестве партнёров Force Protection Europe, имеющей большой опыт в производстве высокозащищенных автомобилей типа MRAP, была выбрана автостроительная компания Ricardo plc и «КинетиК», занимающаяся бронированием.
Разработка Ocelot велась с конца 2008 года. Проектировщики бронеавтомобиля решили создать принципиально новую машину на основе оригинального конструкторского решения в виде универсальной модульной платформы, в отличие от других образцов, которые базируются на серийных коммерческих шасси. Помимо V-образной формы днища корпуса, повышающей защиту от мин за счёт рассеивания энергии взрыва, была разработана специальная подвесная бронированная коробчатая рама под названием «скейтборд», внутри которой были размещены карданный вал, коробка передач и дифференциалы. Новое техническое решение позволило перераспределить вес машины таким образом, чтобы центр тяжести находился максимально близко к земле. Подвеска колёс — торсионная с большим вертикальным ходом, приводы на все четыре колеса — раздельные, узлы передней и задней осей, а также колёса — взаимозаменяемые. Навесная кабина, в которой располагается экипаж, крепится к «скейтборду» шарнирно, что позволяет откидывать кабину в сторону для доступа к трансмиссии. Внутри находятся сиденья для двух членов экипажа и четырёх человек десанта. Последние сидят лицом друг к другу, их места отгорожены перегородками-пилонами, дополнительно усиливающими конструкцию корпуса. Для доступа внутрь кабины имеются двери с левой стороны и в задней части, а также два люка в крыше. Предусмотрено дополнительное пространство для монтажа различного оборудования, в зависимости от целевого назначения машины. Для электропитания приборов установлена вспомогательная дизельная силовая установка Steyr.
Первый прототип машины Ocelot был изготовлен в 2009 году. Её масса составила 7,5 тонн, масса полезной нагрузки — 2 тонны, максимальная скорость движения по шоссе — 110 км/ч, запас хода — 600 км, радиус разворота — около 12 м. Преодолеваемые препятствия: -подъём до 45°, спуск до 40°, глубина брода до 0,8 м. Низкое расположение центра тяжести и широкая база между колёсами обеспечивает устойчивость к опрокидыванию. Проходимость повышена за счет использования увеличенных 20-дюймовых колёс. Большая часть подвесной кабины состоит из бронированных фигурных композитных бронепанелей, армированных стекловолокном. Имеются крепления для дополнительного комплекта бронезащиты. В конструкции предусмотрены обрезиненные участки для монтажа агрегатов, что позволяет снизить уровень шума, вибрации и повысить прочность изоляции по сравнению с обычным шасси. По заявлению разработчиков, базовая конструкция обеспечивает защиту экипажа от взрывов и огнестрельного оружия выше уровня стандарта STANAG IIB. Также утверждается, что полная замена двигателя и коробки передач может быть выполнена в полевых условиях в течение одного часа с помощью только штатных инструментов.
Первые поставки бронеавтомобилей Ocelot начались в конце 2011 года, а к исходу 2012 года в вооружённые силы Великобритании поступило около 200 таких машин. Компания Force Protection Europe в дополнение к базовой патрульной модели LPPV разработала также варианты с модулем вооружения WMIK (Weapon Mounted Installation Kit) с экипажем из четырёх человек и грузовой вариант с кабиной на 2 человека. В настоящее время она принимает участие в тендере министерства обороны Австралии на поставку бронированных машин.
Итак, создание новых неметаллических броневых материалов в последние годы идёт полным ходом. Возможно, не за горами то время, когда принятые на вооружение бронированные машины, не имеющие в своём корпусе ни одной металлической детали, станут обыденным делом. Особенную актуальность лёгкая, но прочная бронезащита приобретает сейчас, когда в разных уголках планеты вспыхивают вооружённые конфликты низкой интенсивности, проводятся многочисленные антитеррористические и миротворческие операции.
Для любой военной техники существуют три основные характеристики — подвижность, огневая мощь и защита. Сегодня мы поговорим о защите, о том, как современные основные боевые танки могут уверенно и успешно противостоять угрозам, которые встречают на поле боя. Начнем с самого главного и важного — с брони.
Когда снаряд почти победил броню
Вплоть до 60-х годов прошлого столетия основным материалом для брони являлась сталь средней и высокой твердости. Нужно улучшить защиту танка? Увеличиваем толщину стальных листов, располагаем их под рациональными углами наклона, делаем верхние слои брони тверже или создаем такую компоновку танка, чтобы иметь возможность сделать во лбу боевой машины максимально толстую броню.
Однако к середине 50-х годов прошлого столетия появились новые типы бронебойных кумулятивных снарядов, характеризующиеся чрезвычайно высокими показателями пробития. Настолько высокими, что эти снаряды не держала броня ни средних, ни тяжелых танков того времени. А ведь на подходе были еще противотанковые управляемые ракеты (или, сокращенно, ПТУР), чье пробитие достигало значений в 300-400 миллиметров стали. Да и обычные бронебойные или подкалиберные снаряды не отставали — их показатели пробития стремительно возрастали.
При всех своих преимуществах Т-54 и Т-55 к концу 50-х- началу 60-х годов не обладали достаточным уровнем защищенности.
На первый взгляд решение проблемы казалось простым — снова увеличивать толщину брони. Но, наращивая миллиметры стали, боевая техника получает и тонны лишней массы. А это напрямую влияет на подвижность танка, его надежность, простоту обслуживания и стоимость изготовления. Потому к вопросу увеличения защиты танка потребовалось подойти с другой стороны.
Противоснарядный бутерброд
Рассуждая в таком ключе, конструкторы пришли к закономерному выводу — нужно найти некий материал или комбинацию материалов, которые обеспечили бы надежную защиту от кумулятивной струи при относительно малой массе.
Дальше всего разработки в этом направлении продвинулись в Советском Союзе, где в конце 50-х начали экспериментировать со стеклопластиком и с легкими сплавами на основе титана или алюминия. Использование этих материалов в сочетании со сталью средней твердости давало неплохой выигрыш в массе брони. Результаты всех этих изысканий воплотились в первом основном боевом танке с комбинированной броней — Т-64.
Его верхняя лобовая деталь представляла собой «бутерброд» из 80-мм листа стали, двух листов стеклотекстолита общей толщиной 105 мм и еще одного 20-мм листа стали снизу. Лобовая броня танка была расположена под углом наклона в 68°, что в итоге давало ещё более солидную толщину брони. Башня Т-64 для своего времени также была защищена на отлично — будучи отлитой из стали, она имела во лбу пустоты справа и слева от орудия, которые заполнялись алюминиевым сплавом.
Керамика против вольфрама
Через некоторое время конструкторы открыли для себя преимущества керамики. Обладая в 2-3 раза меньшей плотностью, чем сталь, керамика превосходно противостоит проникновению как кумулятивной струи, так и сердечника оперенного подкалиберного снаряда.
В Советском Союзе комбинированная броня с использованием керамики появилась в начале 70-х годов прошлого столетия на основном боевом танке Т-64А, где в башне вместо алюминиевого сплава в качестве наполнителя использовались шары из корунда, залитые сталью.
Схема бронирования башни Т-64А. Круглые элементы — это те самые шары из корунда, которыми заполнялись ниши во лбу башни слева и справа от орудия.
Но не только Советский Союз использованил керамику. В 60-х годах в Англии была создана комбинированная броня «Чобхэм», представляющая собой пакет из множества слоев стали, керамики, полимеров и связующих материалов. При своей высокой стоимости «Чобхэм» показывал превосходную стойкость против кумулятивных снарядов и удовлетворительную стойкость против оперенных подкалиберных снарядов с вольфрамовыми сердечниками. В дальнейшем броня «Чобхэм» и ее модификации были внедрены на новейшие западные основные боевые танки: американский М1 «Абрамс», немецкий «Леопард-2» и британский «Челленджер».
Отдельного упоминания стоит так называемая «урановая броня» — дальнейшее развитие брони «Чобхэм», которую усилили плитами из обедненного урана. Этот материал характеризуется очень высокой плотностью и твердостью, выше, чем у стали. Также обедненный уран наравне со сплавами вольфрама используется для изготовления сердечников современных бронебойных оперенных подкалиберных снарядов. При этом его стойкость против кумулятивных и кинетических бронебойных снарядов на единицу массы выше, чем у катаной гомогенной стали. Этим и обусловлено использование плит из обедненного урана в лобовой броне башни танков М1 «Абрамс» в модификации М1А1НА (где HA — Heavy Armor).
Полуактивная броня
Еще одно интересное направление развития комбинированной брони — использование пакетов стальных пластин и инертного наполнителя. Как они устроены? Представьте пакет, состоящий из достаточно толстой стальной пластины, слоя инертного наполнителя и еще одной стальной пластины, но потоньше. И таких пакетов 20 штук, причем они размещены на некотором расстоянии друг от друга. Именно так выглядит наполнитель для башни танка Т-72Б, называемый пакетом «отражающих листов».
Как такая броня работает? Когда кумулятивная струя пробивает основную стальную пластину, в инертном наполнителе возникает высокое давление, он вспучивается и раздвигает стальные пластины спереди и сзади от него в стороны. Края отверстий, пробитых кумулятивной струей в стальных пластинах, загибаются, деформируют струю и мешают дальнейшему ее прохождению вперед.
Ниша для комбинированной брони башни Т-72Б, в которой располагаются те самые пакеты «отражающих листов».
Еще один вид полуактивной комбинированной брони — броня с ячеистым наполнителем. Она состоит из блоков ячеек, заполненных жидким или квазижидким веществом. Кумулятивная струя, пробивая такую ячейку, создает ударную волну. Волна, сталкиваясь со стенками ячейки, отражается в обратную сторону, заставляя жидкость или квазижидкое вещество противодействовать кумулятивной струе, вызывая ее торможение и разрушение. Подобный тип брони используется на основном боевом танке Т-80У.
На этом, пожалуй, можно завершить рассмотрение основных типов комбинированной брони современной бронетехники. Теперь пора рассказать о «второй шкуре» основных боевых танков — о динамической защите.
Защищаем танк с помощью взрывчатки
Первые эксперименты с динамической защитой начались еще в середине ХХ века, но в силу множества причин впервые такой тип защиты (сокращенно называемый ДЗ) был применен в бою значительно позже.
Как работает динамическая защита? Представьте себе контейнер, содержащий один или несколько зарядов взрывчатого вещества и металлические метательные пластины. Пробивая этот контейнер, кумулятивная струя вызывает детонацию взрывчатки, которая заставляет метательные пластины двигаться навстречу снаряду. При этом пластины пересекают траекторию кумулятивной струи, которая вынуждена пробивать их раз за разом. К тому же, из-за метательных пластин кумулятивная струя приобретает зигзагообразную форму, деформируется и разрушается.
По вышеописанному принципу работали первые модели динамической защиты: израильский «Блейзер» и советский «Контакт-1». Однако такая ДЗ была неспособна противостоять оперенным подкалиберным снарядам — эти типы снарядов, проходя через взрывчатое вещество, не вызывали его детонацию. Потому лучшие умы в оборонных конструкторских бюро начали работу над новым типом универсальной динамической защиты, которая могла бы одинаково хорошо бороться и с кумулятивными, и с подкалиберными снарядами.
Т-64БВ, оснащенный динамической защитой «Контакт-1».
Образцом такой защиты стала советская ДЗ «Контакт-5». Ее характерной особенностью является то, что крышка контейнера динамической защиты выполнена из достаточно толстого стального листа. Пробивая его, оперенный подкалиберный снаряд создает большое количество осколков, которые, двигаясь с высокой скоростью, и вызывают детонацию взрывчатки. И дальше все происходит так же, как и на первых образцах ДЗ — взрыв и толстая метательная пластина разрушают подкалиберный снаряд и существенно снижают его пробитие.
Схематическое устройство универсальной динамической защиты.
Еще один интересный пример динамической защиты — ДЗ «Нож». Она представляет собой контейнеры, вмещающие множество маленьких кумулятивных зарядов. Проходя через один из таких контейнеров, кумулятивная струя или сердечник оперенного подкалиберного снаряда вызывают детонацию зарядов, которые создают множество маленьких кумулятивных струй. Эти мелкие струи, воздействуя на атакующую кумулятивную струю или оперенный подкалиберный снаряд противника, разрушают их и разбивают на отдельные фрагменты.
Лучшая защита — это нападение
«А почему бы нам не сделать систему, которая отстреливала бы снаряды, летящие в танк, еще на подлете?» Наверно именно так примерно 60 лет назад в недрах конструкторских бюро зародилась идея о создании КАЗ — комплекса активной защиты.
Комплекс активной защиты — это набор, состоящий из средств обнаружения, системы управления и системы поражения. Когда снаряд или ПТУР подлетает к танку, он обнаруживается при помощи датчиков или радиолокационной системы и происходит отстрел специального боеприпаса, который при помощи силы взрыва, осколков или кумулятивной струи повреждает или полностью разрушает снаряд или противотанковую ракету.
Принцип действия комплекса активной защиты.
Наиболее активно разработки комплексов активной защиты вел Советский Союз. Начиная с 1958 года, было создано несколько КАЗ различного типа. Однако на вооружение один из комплексов активной защиты поступил лишь в 1983 году. Это был КАЗ «Дрозд», который устанавливался на Т-55АД. Впоследствии для более современных основных боевых танков был создан комплекс активной защиты «Арена». А относительно недавно российские конструкторы разработали КАЗ «Афганит», предназначенный для новейших танков и тяжелых БМП на платформе «Армата».
Подобные комплексы создавались и создаются за рубежом. Например, в Израиле. Так как для танков «Меркава» вопрос защиты от ПТУРов и РПГ стоит особенно остро, то именно «Меркавы» из западных ОБТ стали первыми массово оснащаться комплексами активной защиты «Трофи». Также израильтянами был создан КАЗ Iron Fist, который подходит не только для танков, но и для бронетранспортеров и прочей легкой бронетехники.
Дымовые завесы и комплексы оптико-электронного противодействия
Если комплекс активной защиты просто уничтожает подлетающие к танку управляемые противотанковые ракеты, то комплекс оптико-электронного противодействия (или сокращенно КОЭП) действует намного тоньше. Примером такого КОЭП может служить «Штора», устанавливаемая на Т-90, БМП-3 и последних модификациях Т-80. Как же она работает?
Немалая часть современных противотанковых управляемых ракет наводится по лазерному лучу. И когда такой ракетой целятся по танку — датчики КОЭП регистрируют то, что машину облучают лазером, и подают соответствующий сигнал экипажу. В случае необходимости КОЭП также может автоматически отстрелить в нужном направлении дымовую гранату, которая скроет танк в видимом и инфракрасном спектре электромагнитных волн. Также, получив сигнал об облучении лазером, экипаж танка может нажать на нужную кнопку — и КОЭП сам развернет башню танка в том направлении, откуда по нему целятся ракетой с лазерным наведением. Все, что остается сделать наводчику и командиру боевой машины, — обнаружить и уничтожить угрозу.
Но, помимо лазерного луча, множество противотанковых ракет используют для наведения трассер. То есть, в самой ракете в задней части находится источник яркого света определенной частоты. Этот свет улавливает система наведения ПТУРа и корректирует полет ракеты так, чтобы она шла точно в цель. И тут в дело вступают прожекторные установки КОЭП (в игре их можно наблюдать на Т-90). Они могут излучать свет той же частоты, что и трассер противотанковой ракеты, таким образом «обманывая» систему наведения и уводя ракету от танка подальше.
Эти «красные глаза» Т-90 и есть прожекторы КОЭП «Штора».
Экраны и решетки
И последний элемент защиты современной бронетехники, о котором мы расскажем сегодня, — это всевозможные противокумулятивные экраны, решетки и модули дополнительной брони.
Противокумулятивный экран устроен достаточно просто — это преграда из стали, резины или иного материала, установленная на определенном расстоянии от основной брони танка или ББМ. Такие экраны можно наблюдать как на танках Второй мировой войны, так и на более современных образцах бронетехники. Принцип их действия прост: попадая в экран, кумулятивный снаряд преждевременно срабатывает, а кумулятивная струя преодолевает некоторое расстояние в воздухе и достигает основной брони танка существенно ослабленной.
Несколько иначе действуют противокумулятивные решетки. Они изготовлены в виде пластин, развернутых ребром к направлению, откуда может исходить угроза для танка. При столкновении кумулятивного снаряда с элементами решетки последние деформируют корпус снаряда, воронку кумулятивной боевой части и/или взрыватель, тем самым не давая снаряду сработать, а кумулятивной струе появиться.
Противокумулятивные решетки особенно часто устанавливают на легкую бронетехнику — БТР, БМП или истребители танков.
И в завершение — несколько слов про навесную модульную броню. Сама ее идея не нова — еще 70 и более лет назад экипажи добавляли немного защиты там, где ее не хватало. Раньше для этого использовались доски, мешки с песком, листы брони с подбитых вражеских танков или даже бетон. Сегодня же применяются современные полимеры, керамика и прочие материалы, показывающие высокий уровень защиты при малой массе. Кроме того, современная модульная броня сконструирована и изготовлена так, чтобы ее монтаж и демонтаж происходил максимально быстро. Один из примеров такой защиты — навесная броня MEXAS, используемая на танках «Леопард-1» и «Леопард-2», бронетранспортерах М113 и М1126 «Страйкер» и на многих других образцах боевой техники.
На этом все.
Используйте броню правильно, не подставляйте слабые места своих танков под снаряды противника и удачи в боях!
Бронирование современных отечественных танков
А. Тарасенко
Многослойная комбинированная броня
В 50-е годы стало ясно, что дальнейшее повышение защищенности танков не возможно только за счет повышения характеристик броневых стальных сплавов. Особенно это касалось защиты от кумулятивных боеприпасов. Идея использования малоплотные наполнители для защиты от кумулятивных боеприпасов возникло еще во времена Великой Отечественной войны, пробивное действие кумулятивной струи сравнительно невелико в грунтах, особенно это справедливо для песка. Поэтому можно стальную броню заменить слоем песка, зажатого между двумя тонкими листами железа.
В 1957 г. во ВНИИ-100 была проведена НИР по оценке противо-кумулятивной стойкости всех отечественных танков, как серийного производства, так и опытных образцов. Оценка защиты танков проводилась исходя из расчета их обстрела отечественным невращающимся кумулятивным 85-мм снарядом (по своей бронепробиваемости он превосхо-дил зару-бежные кумулятивным снаряды калибра 90 мм) под различными курсовыми углами, предусматривавшими-ся действовавшими в то время ТТТ. Результаты этой НИР легли в основу разработки ТТТ по защите танков от кумулятивных средств поражения. Выполненные в НИР расчеты показали, что наиболее мощной броневой защитой обладал опытный тяжелый танк «Объект 279» и средний танк «Объект 907».
Их защита обеспечивала непробитие кумулятивным 85-мм снарядом со стальной воронкой в пределах курсовых углов: по корпусу ±60", башне - + 90". Для обеспечения защиты от снаряда данного типа остальных танков требовалось утолщение брони, которое приводило к значительному увеличе-нию их боевой массы: Т-55 на 7700 кг, «Объект 430» на 3680 кг, Т-10 на 8300 кг и «Объект 770» на 3500 кг.
Увеличение толщины брони для обеспечения противокумулятив-ной стойкости танков и соответственно их массы на указанные выше величины были неприемлемы. Решение проблемы по уменьшению массы брони специалисты филиала ВНИИ-100 видели в использовании в соста-ве брони стеклопластика и легких сплавов на основе алюминия и титана, а также их комбинации со стальной броней.
В составе комбинированной брони алюминиевые и титановые сплавы впервые были использованы в конструкции броневой защи-ты танковой башни, в которой специально предусмотренная внут-ренняя полость заполнялась алюминиевым сплавом. С этой целью был разработан специальный алюминиевый литейный сплав АБК11, не подвергаемый после литья термической обработке (из-за невоз-можности обеспечения критической скорости охлаждения при за-калке алюминиевого сплава в комбинированной системе со сталью). Вариант «сталь + алюминий» обеспечивал при равной противокуму-лятивной стойкости уменьшение массы брони в два раза по сравне-нию с обычной стальной.
В 1959 г. для танка Т-55 были спроектированы носовая часть корпуса и башня с двухслойной броневой защитой «сталь+алюминиевый сплав». Однако в процессе испытаний таких комбини-рованных преград выяснилось, что двухслойная броня не облада-ла достаточной живучестью при многократных попаданиях броне-бойно-подкалиберных снарядов - утрачивалась взаимная опора слоев. Поэтому в дальнейшем были проведены испытания трех-слойных броневых преград «сталь+алюминий+сталь», «титан+алюминий+титан». Выигрыш по массе несколько сократился, но все равно оставался достаточно значительным: комбинированная бро-ня «титан+алюминий+титан» по сравнению с монолитной сталь-ной броней при одинаковом уровне броневой защиты при обстреле 115-мм кумулятивными и подкалиберными снарядами обеспечива-ла сокращение массы на 40%, сочетание «сталь+алюминий+сталь» давало 33% экономии массы.
Т-64
В техническом проекте (апрель 1961 г) танка «изделие 432» изначально рассматривались два варианта наполнителя:
· Стальная броневая отливка с ультрафорфоровыми вставками с исходной базовой толщиной по горизонтали равной 420 мм с эквивалентной противокумулятивной защитой равной 450 мм;
· литая башня, состоящая из сталь-ной броневой основы, алюминиевой противокумулятивной рубашки (заливаемой после отливки стального корпуса) и наружной стальной бронировки и алюминия. Суммарная максимальная толщина стенок этой башни равна ~500 мм и эквивалентна противокумулятивной защите в ~460 мм.
Оба варианта башен давали более чем одну тонну экономии веса по сравнению с цельностальной башней равной стойкости. На серийные танки Т-64 устанавливалась башня с алюминиевым наполнителем.
Оба варианта башен давали более чем одну тонну экономии веса по сравнению с цельностальной башней равной стойкости. На серийные танки «изделие 432» устанавливалась башня с алюминиевым наполнителем. В ходе накопления опыта выявился ряд недостатков башни, в первую очередь связанные с ее большими габаритами толщин лобового бронирования. В дальнейшем в конструкции бронезащиты башни на танке Т-64А в период 1967-1970 года применялись стальные вставки, после которых окончательно пришли к рассматриваемому изначально варианту башни с ультрафорфоровыми вставками (шарами), обеспечивающую заданную стойкость при меньшем габарите. В 1961-1962 гг. основные работы по созданию комбинирован-ной брони развернулись на Ждановском (Мариупольском) метал-лургическом заводе, на котором происходила отладка технологии двухслойных отливок, проводились обстрелы различных вариантов броневых преград. Были отлиты и прошли испытания 85-мм кумуля-тивными и 100-мм бронебойными снарядами образцы («сектора»)
комбинированной брони «сталь+алюминий+сталь». Для устранения «выдавли-вания» алюминиевых вставок из тела башни необходимо было использование специ-альных перемычек, препятствовавших «выдавливанию» алюминия из полостей стальной башни.Танк Т-64 стал первым в мире серийным танком, имеющим принципиально новую защиту, адекватную новым средствам поражения. До появления танка «Объект 432» все бронированные машины име-ли монолитную или состав-ную броню.
Фрагмент чертежа башни танка объект 434 с указанием толщин стальных преград и наполнителя
Подробнее про броневую защиту Т-64 в материале - Защищенность танков второго послевоенного поколения Т-64 (Т-64А), «Чифтейн Мк5Р» и М60
Применение алюминиевого сплава АБК11 в конструкции броневой защиты верхней лобовой части корпуса (А) и передней части башни (Б)
опытного среднего танка «Объект 432». Броневая конструкция обеспечивала защиту от воздействия кумулятивного боеприпаса.
Верхний лобовой лист корпуса «изделия 432» установлен под углом 68 ° к вертикали, комбинированный, общей толщиной 220 мм. Он состоит из наружного броневого листа толщи-ной 80 мм и внутреннего листа стеклопластика толщиной 140 мм. В результате расчетная стойкость от кумулятивных боеприпасов составляла 450 мм. Передняя крыша корпуса выполнена из брони толщиной 45 мм и имела отвороты - «скулы» расположенные под углом 78 ° 30 к вертикали. Применение стеклопластика выбранной толщины, обеспечило и надежную (с превышением ТТТ) противорадиационную защиту. Отсутствие в техническом проекте тыльной плиты после слоя стеклопластика показывает сложный поиск правильных технических решений создания оптимальной трехпреградной преграды, которые сложились позднее.
В дальнейшем от такой конструкции отказались в пользу более простой конструкции без «скул», обладавшей большей стойкостью от кумулятивных боеприпасов. Применение комбинированной брони на танке Т-64А для верхней лобовой детали (80 мм стали+ 105 мм стеклопластика + 20 мм стали) и башни со стальными вставками (1967-1970), а в дальнейшем с наполнителем из керамических шаров (горизон-тальная толщина 450 мм) позволило обеспечить защиту от БПС (с бронепробиваемостью 120 мм/60° с дальности 2 км) на дальности 0,5 км и от КС (пробивающих 450 мм) при увеличении массы брони на 2 т по сравнению с танком Т-62.
Схема технологического процесса отливки башни «объекта 432» с полостями под алюминиевый наполнитель. При обстреле башня с ком-бинированной броней обеспечивала полную защиту от 85-мм и 100-мм кумулятивных снарядов, 100-мм бронебойных тупоголовых снарядов и 115-мм подкапиберных снарядов при курсовых углах обстре-ла ±40°, а также защиту от 115-мм кумулятивного снаряда при курсовом угле обстрела ±35°.
В качестве наполнителей испытывались высокопрочный бетон, стекло, диабаз, керамика (фарфор, ультрафарфор, уралит) и раз-личные стеклопластики. Из испытанных материалов лучшими характеристиками обладали вкладыши из высокопрочного ультрафарфора (удельная струегасящая способность в 2—2,5 раза выше, чем у броневой стали) и стеклопластик АГ-4С. Эти материалы и были ре-комендованы для применения в качестве наполнителей в составе комбинированных броневых преград. Выигрыш по массе при ис-пользовании комбинированных броневых преград по сравнению с монолитными стальными составлял 20-25%.
Т-64А
В процессе совершенствования комбинированной защиты от башни с применением алюминиевого наполнителя отказались. Одновремен-но с отработкой конструкции башни с наполни-телем из ультрафарфора в филиале ВНИИ-100 по предложению В.В. Иерусалимского была раз-работана конструкция башни с применением вы-сокотвердых вставок из стали, предназначавших-ся для изготовления снарядов. Эти вставки, под-вергнутые термической обработке по методу дифференциальной изотермической закалки, имели особо твердую сердцевину и относитель-но менее твердые, но более пластичные наруж-ные поверхностные слои. Изготовленная опыт-ная башня с высокотвердыми вставками пока-зала при обстреле даже лучшие результаты по стойкости, чем с залитыми керамическими ша-рами.
Недостатком башни с высокотвердыми вставками являлась недостаточная живучесть сварного соединения между подпорным листом и опорой башни, которое при ударе бронебойно-подкалиберного снаряда разрушалось без пробития.
В процессе изготовления опытной партии ба-шен с высокотвердыми вставками, оказалось, не-возможно обеспечить минимально необходимую ударную вязкость (высокотвердые вставки из-готовленной партии при снарядном обстреле дали повышенное хрупкое разрушение и проби-тие). От дальнейших работ в этом направлении отказались.
(1967-1970 гг)
В 1975 году на вооружение была принята башня с корундовым наполнителем разработанная ВНИИТМ (в производстве с 1970 г). Бронирование башни - 115 сталь литая броневая, 140 мм ультрафарфоровые шары и тыльная стенка 135 мм стали угол наклона 30 градусов. Технология отливки башен с керамическим наполнителем была отрабо-тана в результате совместной работы ВНИИ-100, харьковского завода №75, Южно-Уральского за-вода радиокерамики, ВПТИ-12 и НИИБТ. С использовани-ем опыта работы над комби-нированной броней корпуса этого танка в 1961-1964 гг. конструкторскими бюро заво-дов ЛКЗ и ЧТЗ совместно с ВНИИ-100 и его московским филиалом были разработаны варианты корпусов с комби-нированной броней для тан-ков с управляемым ракетным вооружением: «Объект 287», «Объект 288», «Объект 772» и «Объект 775».
Корундовый шар
Башня с корундовыми шарами. Габарит лобовой защиты 400…475 мм. Корма башни -70 мм.
Впоследствии броневая защита Харьковских танков совершенствовалась, в том числе и по направлению применения более совершенных материалов преград, так с конца 70-х на Т-64Б применялись стали типа БТК-1Ш изготовленные путем электрошлакового переплава. В среднем стойкость равнотолщинного листа полученная ЭШП на 10…15 процентов больше броневых сталей повышенной твердости. В ходе серийного производства до 1987-го года совершенствовалась и башня.
Т-72 «Урал»
Бронирование ВЛД Т-72 «Урал» было аналогично бронированию Т-64. На первых сериях танка применялись башни непосредственно переделанные из башен Т-64. В последствии применялась монолитная башня из литой броневой стали, с габаритом 400- 410 мм. Монолитные башни обеспечивали удовлетворительную стойкость против 100- 105 мм бронебойных подкалиберных снарядов (БПС) , но противокумулятивная стойкость указанных башен по защите от снарядов тех же калибров уступала башням с комбинированным наполнителем.
Монолитная башня из литой броневой стали Т-72,
также применялась на экспортном варианте танка Т-72М
Т-72А
Была усилена броня лобовой детали корпуса. Это было достигнуто за счет перераспределения толщины стальных броневых листов с целью увеличения толщины тыльного листа. Таким образом толщины ВЛД составили 60 мм стали, 105 мм СТБ и тыльный лист толщиной 50 мм. При этом габарит бронировании остался прежний.
Большие изменения претерпело бронирование башни. В серийном производстве в качестве наполнителя применялись стержни из неметаллических формовочных материалов, скрепленных перед заливкой с помощью металлической арматуры (т.н. песчаные стержни).
Башня Т-72А с песчаными стержнями,
Также применялась на экспортных вариантах танка Т-72М1
фото http://www.tank-net.com
В 1976-м году на УВЗ были попытки производства башен применявшихся на Т-64А с облицованными корундовыми шарами, но освоить подобную технологию там не удалось. Это требовало новых производственных мощностей и освоения новых технологий, которые не были созданы. Причиной этому было желание снизить стоимость Т-72А, которые также массово поставлялись в зарубежные страны. Таким образом, стойкость башни от БПС танка Т-64А превосходила стойкость Т-72 на 10%, а противокумулятивная стойкость была выше на 15…20%.
Лобовая деталь Т-72А с перераспределением толщин
и увеличенным защищающим тыльным слоем.
При увеличении толщины тыльного листа трехслойная преграда увеличивается стойкость.
Это является следствием того, что по тыльной броне действует деформированный снаряд, частично разрушившийся в первом стальном слое
и потерявший не только скорость, но и первоначальную форму головной части.
Вес трехслойной брони, необходимый для достижения уровня стойкости эквива-лентной по весу стальной брони, снижается при уменьшении толщины
лицевой броне-вой плиты до 100- 130 мм (по направлению обстрела) и соответствующем увеличе-нии толщины тыльной брони.
Средний стеклотекстолитовый слой слабо влияет на противоснарядную стойкость трехслойной преграды (И.И. Терехин, НИИ СТали) .
Лобовая деталь ПТ-91М (аналогичная Т-72А)
Т-80Б
Усиление защиты Т-80Б осуществлялось за счет применения катаной брони повышенной твердости типа БТК-1 для деталей корпуса. Лобовая деталь корпуса имела оптимальное соотношение толщин трехпреградной брони аналогичное предложенному для Т-72А.
В 1969 г. коллективом авторов трех предприятий была предложена новая противоснарядная броня марки БТК-1 повышенной твердости (dотп = 3,05- 3,25 мм), со-держащая в своем составе 4,5% никеля и добавки меди, молибдена и ванадия. В 70-е годы был проведен комплекс исследо-вательских и производственных работ по стали БТК-1, который дал возможность приступить к внедрению ее в производство танков.
Результаты испытании штампованых бортов толщиной 80 мм из стали БТК-1 показали, что они равноценны по стойкости серийным бортам толщиной 85 мм. Данный тип стальной брони применялся при изготовлении корпусов танков Т-80Б и Т-64А(Б). Также БТК-1 применяется в конструкции пакета наполнителя в башне танков Т-80У (УД), Т-72Б. Броня БТК-1 имеет повышенную противоснарядную стой-кость против подкалиберных снарядов под углами обстрела 68-70 (на 5-10% больше по сравнению с серийной броней). С увеличением толщины разни-ца между стойкостью брони БТК-1 и серийной броней средней твердости, как прави-ло, увеличивается.
При разработке танка были попытки создать литую башню из стали повышенной твердости, которые не увенчались успехом. В результате была выбрана конструкция башни из литой брони средней твердости с песчаным стержнем по типу башни танка Т-72А причем толщины брони башни Т-80Б были увеличены, такие башни были приняты для серийного производства с 1977-го года.
Дальнейшее усиление бронирования танка Т-80Б достигнуто в Т-80БВ, принятом на вооружение в 1985 г. Броневая защита лобовой части корпуса и башни этого танка принципиально такая же, как на танке Т-80Б, но состоит из усиленной комбинированной брони, и из навесной динамической защиты «Контакт-1». В ходе перехода на серийное производство танка Т-80У на некоторых танках Т-80БВ последних серий (объект 219РБ) устанавливались башни по типу Т-80У, но со старым СУО и комплексом управляемого вооружения «Кобра».
Танки Т-64, Т-64А, Т-72А и Т-80Б можно условно по критериям технологии производства и уровню стойкости отнести к первому поколению реализации комбинированного бронирования на отечественных танков. Этот период имеет рамки в пределах середины 60-х - начала 80-х годов. Бронирование танков указанных выше в целом обеспечивало высокую стойкость от наиболее распространенных противотанковых средств (ПТС) указанного периода. В частности стойкость от бронебойных снарядов типа (БПС) и оперенных бронебойных подкалиберных снарядов с составным сердечником типа (ОБПС). Примером могут служить снаряды типа БПС L28A1, L52A1, L15A4 и ОБПС типа M735 и БМ22. Причем отработка защиты отечественных танков велась именно с учетом обеспечения стойкости от ОБПС с составной активной частью БМ22.
Но коррективы в данную ситуацию внесли данные, полученные в результате обстрела указанных танков полученными в качестве трофеев в ходе арабо-израильской войны 1982 года ОБПС типа М111 с моноблочным твердосплавным сердечником на основе вольфрама и высокоэффективным демпфирующим баллистическим наконечником.
Одним из выводов специальной комиссии по определению противоснарядной стойкости отечественных танков было то, что М111 имеет преимущества перед отечественными 125 мм снарядом БМ22 по дальности пробития под углом 68 ° комбинированной брони ВЛД серийных отечественных танков. Это дает основание полагать, что снаряд М111 отрабатывался преимущественно для поражения ВЛД танка Т72 с учетом особенностей ее конструкции, в то время как снаряд БМ22 отрабатывался по монолитной броне под углом 60 градусов.
В ответ на это по завершении ОКР «Отражение» на танки вышеуказанных типов в ходе капитального ремонта на ремзаводах МО СССР на танках с 1984 года осуществлялось дополнительное усиление верхней лобовой детали. В частности на Т-72А устанавливалась дополнительная плита толщиной 16 мм, что обеспечивало эквивалентную стойкость 405 мм от ОБПС М111 при скорости предела кондиционного поражения 1428 м/с.
Не в меньшей степени оказали влияние боевые действия в 1982 году на Ближнем Востоке и на противокомулятивную защиту танков. С июня 1982 г. По январь 1983 г. В ходе выполнения ОКР «Контакт-1» под руководством Д.А. Рототаева (НИИ Стали) проводилась работа по установке динамической защиты (ДЗ) на отечественные танки. Стимулом для этого послужила продемонстрированная в ходе боевых действий эффективность израильской ДЗ типа «Блайзер». Стоит напомнить, что ДЗ разрабатывалась в СССР уже в 50-х годах, но по ряду причин на танки не устанавливалась. Подобнее эти вопросы рассмотрены в статье ДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА. ИЗРАИЛЬСКИЙ ЩИТ КОВАЛСЯ В... СССР? .
Таким образом, с 1984-го года для совершенствования защиты танков Т-64А, Т-72А и Т-80Б были приняты меры в рамках ОКР «Отражение» и «Контакт-1», которые обеспечили их защищенность от наиболее распространенных ПТС зарубежных стран. В ходе серийного производства танки Т-80БВ, Т-64БВ уже учитывали эти решения и дополнительными приварными плитами не оснащались.
Уровень трехпреградной (сталь + стеклотекстолит + сталь) броневой защиты танков Т-64А, Т-72А и Т-80Б обеспечивался подбором оптимальных толщин и твердости материалов лицевой и тыльной стальных преград. К примеру, повышение твердости стального лицевого слоя ведет к снижению противокумулятив-ной стойкости комбинированных преград, установленных под большими конструктивны-ми углами (68°). Это происходит вследствие снижения расхода кумулятивной струи на внедрение в лицевой слой и, следовательно, увеличения ее доли, участвующей в углублении кавер-ны.
Но указанные меры были лишь решениями по модернизации, в танках, производство которых началось с 1985-го года, таких как Т-80У, Т-72Б и Т-80УД были применены новые решения, которые условно могут их отнести ко второму поколению реализации комбинированного бронирования. В конструкции ВЛД стала применяться конструкция с дополнительным внутренним слоем (или слоями) между неметаллическим наполнителем. Причем внутренний слой изготавливался из стали повышенной твердости. Увеличение твердости внутреннего слоя стальных комбинирован-ных преград, расположенных под большими углами, ведет к повышению противокумулятивной стойкости преград. Для малых углов твердость среднего слоя существенного влияния не имеет.
(сталь+СТБ+сталь+СТБ+сталь).
На танках Т-64БВ нового выпуска дополнительное бронирование ВЛД корпуса не устанавливалось, так как новая конструкция уже была
адаптирована для защиты от БПС нового поколения — три слоя стальной брони, между которыми размещены два слоя стеклопластика, общей толщиной 205 мм (60+35+30+35+45).
При меньшей общей толщине, ВЛД новой конструкции по стойкости (без учета ДЗ) против БПС превосходила ВЛД старой конструкции с дополнительным 30-мм листом.
Схожая структура ВЛД применялась и на Т-80БВ.
Существовало два направления в создании новых комбинированных преград.
Первое разработанное в Сибирском филиале академии наук СССР (институт гидродинамики им. Лаврентьева, В. В. Рубцов, И. И. Терехин ). Это направление представляло собой коробчатую (плиты коробчатого типа, залитые пенаполиуретаном) или ячеистую структуру. Ячеистая преграда обладает повышенными противокумулятивными свойствами. Ее прин-цип противодействия заключается в том, что за счет явлений, происходящих на границе раздела двух сред, часть кинетической энергии кумулятив-ной струи, первоначально перешедшей в головную ударную волну, трансформируется в кинетическую энергию среды, которая повторно взаимодействует с кумулятивной струей.
Второе предложенное НИИ Стали (Л. Н. Аникина, М. И. Маресев, И.И. Терехин). При пробитии кумулятивной струей комбинированной преграды (стальная плита - наполнитель - тонкая стальная пластина) происходит куполообразное выпучивание тонкой пластины, вершина выпуклости движется в направлении, нормальном к тыльной поверх-ности стальной плиты. Указанное движение продолжается после пробития тонкой пла-стины в течение всего времени прохождения струи за составную преграду. При оптимально выбранных геометрических параметрах указанных составных преград после их пробивания головной частью кумулятивной струи происходят дополнительные соударения ее частиц с кромкой пробоины в тонкой пластине, приводящие к снижению пробивной способности струи. В качестве наполнителей исследовалась резина, полиуретан, керамика.
Данный тип брони аналогичен по своим принципам Британской броне « Burlington », которая применялась на западных танках начала 80-х годов.
Дальнейшее развитие конструкции и технологии изготовления литых башен заключалось в том, что комбинированная броня лобовых и бортовых частей башни образовывалась за счет открытой сверху полости, в которую монтировался сложный наполнитель, закрываемый сверху приварными крышками (заглушками). Башни такой конструкции применяются на более поздних модификациях танков Т-72 и Т-80 (Т-72Б, Т-80У и Т-80УД).
На Т-72Б применялись башни с наполнителем в виде плоскопараллельных пластин (отражающих листов) и вставок из стали повышенной твердости.
На Т-80У с наполнителем из ячеистых литых блоков (ячеистая отливка), заливаемых полимером (полиэфируретан), и стальных вставок.
Т-72Б
Бронирование башни танка Т-72 относится к «полуактивному» типу. В передней части башни расположены две полости, расположенные под углом 54-55 градусов к продольной оси орудия. В каждой полости пакет из 20 30-мм блоков, каждый из которых состоит из 3 слоев, склеенных вместе. Слои блока: 21-мм броневая плита, 6-мм слой резины, 3-мм металлическая плита. К броневой плите каждого блока приварены 3 тонкие металлические пластинки, обеспечивающие расстояние между блоками 22 мм. Обе полости имеют 45-мм броневую плиту, расположенную между пакетом и внутренней стенкой полости. Общий вес содержимого двух полостей 781 кг.
Внешний вид пакета бронирования танка Т-72 с отражающими листами
И вставками стальной брони БТК-1
Фото пакета J. Warford. Journal of military ordnance. May 2002,
Принцип действия пакетов с отражающими листами
Бронирование ВЛД корпуса Т-72Б первых модификаций состояло из составной брони из стали средней и повышенной твердости прирост стойкости и эквивалентное ему снижение бронебойного действия боепри-паса обеспечивается за счет расхода струи на разделе сред. Стальная наборная преграда является одним из простейших конструктивных решений противоснарядного защитного устройства. Такая комбинированная броня из нескольких сталь-ных плит, обеспечивала 20%-ный выи-грыш в массе по сравнению с гомогенной броней может при тех же габаритных размерах.
В дальнейшем применялся более сложный вариант бронирования с использованием «отражающих листов» по принципу функционирования аналогичных пакету, применяемому в башне танка.
На башне и корпусе Т-72Б устанавливался ДЗ «Контакт-1». Причем контейнеры установлены непосредственно на башню без предания им угла обеспечивающего максимально эффективную работу ДЗ. В результате этого эффективность ДЗ установленной на башне была значительно снижена. Возможным объяснением служит то, что при проведении государственных испытаний Т-72АВ в 1983-ем году испытываемый танк был поражен по причине наличия участков, не перекрытых контейнерами ДЗ и конструкторы пытались добиться лучшего перекрытия башни.
Начиная с 1988 года ВЛД и башня была усилена комплексом ДЗ «Контакт- V » обеспечивающего защиту не только от кумулятивных ПТС а и от ОБПС.
Структура брони с отражающими листами представляет собой преграду, состоящую из 3-х слоев: плиты, прокладки и тонкой пластины.
Проникание кумулятивной струи в броню с «отражающими» листами
Рентгеновский снимок демонстрирует боковые смещения частиц струи
И характер деформирования пластины
Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности (а), а затем к ее разрушению (б). При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты (в). Поскольку между направлением движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее. Эффект от использования «отражающих» листов может достигать 40% в сравнении с монолитной броней той же массы.
Т-80У, Т-80УД
При совершенствовании броневой защиты танков 219М (А) и 476, 478 рассматривались различные варианты преград особенностью которых было использование энергии самой кумулятивной струи для ее разрушения. Это были наполнители коробчатого и ячеистого типа.
В принятом варианте состоит из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером, со стальными вставками. Бронирование корпуса обеспечивается оптимальным соотношением толщин стеклотекстолитового наполнителя и стальных платин высокой твердости.
Башня Т-80У (Т-80УД) имеет толщину наружной стенки 85…60 мм, тыльной - до 190 мм. В открытые сверху полости, в монтировался сложный наполнитель, который состоял из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером (ПУМ) установленного в два ряда и разделенных стальной плитой 20 мм. За пакетом установлена плита БТК-1 толщиной 80 мм. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла + 35 установлены цельные V -образные блоки динамической защиты «Контакт-5». На ранних вариантах Т-80УД и Т-80У устанавливался НКДЗ «Контакт-1».
Подробнее про историю создания танка Т-80У смотрите в фильме - Видео про танк Т-80У (объект 219А)
Бронирование ВЛД многопреградное. С начала 80-х годов было испытано несколько вариантов конструкции.
Принцип действия пакетов с «ячеистым наполнителем»
Этот тип брони реализует способ так называемых «полуактивных» систем защиты, в которых для защиты используется энергия самого средства поражения.
Способ предложен институтом гидродинамики Сибирского отделения АН СССР и заключается в следующем.
Схема действия яче-истой противокумулятивной защиты:
1 - кумулятивная струя; 2- жидкость; 3 - металли-ческая стенка; 4 - ударная волна сжатия;
5 - вторичная волна сжатия; 6 - схлопывание каверны
Схема одинарных ячеек: а -цилиндрическая, б - сферическая
Стальная броня с полеуретановомы (полеэфируретановым) наполнителем
Результаты исследований образцов ячеистых преград в различном кон-структивном и технологическом исполнении были подтверждены натурными испытаниями при обстреле кумулятивными снарядами. Результаты показали, что применение ячеистого слоя вместо стеклопластика позволяет уменьшить габаритные размеры преграды на 15%, а массу - на 30%. По сравнению с монолитной сталью может быть достигнуто уменьшение массы слоя до 60% при сохранении близкого к ней габарита.
Принцип действия брони "откольного" типа.
В тыльной части ячеистых блоков также находятся заполненные полимерным материалом полости. Принцип действия этого типа брони примерно таков же, как и ячеистой брони. Здесь также для защиты используется энергия кумулятивной струи. Когда кумулятивная струя, двигаясь, выходит на свободную тыльную поверхность преграды, элементы преграды у свободной тыльной поверхности под действием ударной волны начинают двигаться в направлении движения струи. Если же создать условия, при которых материал преграды будет двигаться на струю, то энергия летящих от свободной поверхности элементов преграды будет расходоваться на разрушение самой струи. А такие условия можно создать изготовлением на тыльной поверхности преграды полусферических или параболических полостей.
Некоторые варианты верхней лобовой детали танка Т-64А, Т-80, вариант Т-80УД (Т-80У), Т-84 и разработка новой модульной ВЛД Т-80У (КБТМ)
Наполнитель башни Т-64А с керамическими шарами и варианты пакета Т-80УД -
ячеистая отливка (наполнитель из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером)
и металлокерамический пакет
Дальнейшие совершенствование конструкции было связанны с переходом на башни со сварной основой. Разработки, направленные на увеличение динамических прочностных характеристик литых броневых сталей с целью повышения противоснарядной стойкости, дали существенно меньший эффект, чем аналогичные разработки по катаной броне. В частности в 80-е годы были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Таким образом, применение башен с основой из проката позволило без увеличения массы повысить защитный эквивалент по основе башни. Такие разработки предприняли НИИ Стали совместно с конструкторскими бюро, башня с основой из проката для танка Т-72Б обладала несколько увеличенным (на 180 л.) внутренним объемом , рост массы составил до 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б.
Вар и ант башни усовершенствованного Т-72, Т-80УД со сварной основой
и металлокерамическим пакетом, серийно не применялась
Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Прорабатывались варианты башен с съемным модульным бронированием для лобовых и бортовых частей.
Т-90С/А
Применительно к башням танков одним из существенных резервов усиления их противоснарядной защиты или снижения массы стальной основы башни при сохранении существующего уровня противоснарядной защиты является повышение стойкости применяемой для башен стальной брони. Основа башни Т-90С/А изготовлена из стальной брони средней твердости , которая существенно (на 10-15%) превосходит по противоснарядной стойкости литую броню средней твердости.
Таким образом, при одинаковой массе башня, выполненная из катаной брони, может иметь более высокую противоснарядную стойкость, чем башня из литой брони и, кроме того, в случае применения для башни катаной брони возможно дальнейшее повышение ее противоснарядной стойкости.
Дополнительным преимуществом башни из проката является возможность обеспечения более высокой точности ее изготовления, так как при изготовлении литой броневой основы башни, как правило, не обеспечивается необходимое качество литья и точность отливки по геометрическим размерам и массе, что вызывает необходимость проведения трудоемких и немеханизированных работ по устранению дефектов литья, подгонки размеров и массы отливки, включая подгонку полостей под наполнители. Реализация преимуществ конструкции башни из проката в сравнении с литой башней возможна только тогда, когда ее противоснарядная стойкость и живучесть в местах расположения соединений деталей из катаной брони отвечает общим требованиям по противоснарядной стойкости и живучести башни в целом. Сварные соединения башни Т-90С/А выполнены с перекрытием полностью или частично стыков деталей и сварных швов со стороны снарядного обстрела.
Толщина брони бортовых стенок - 70 мм, лобовые броневые стенки имеют толщину 65- 150 мм крыша башни выполнена сварной из отдельных деталей, что снижает жесткость конструкции при фугасном воздействии. На наружной поверхности лба башни установлены V -образные блоки динамической защиты.
Варианты башен с сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)
Другие материалы по броне:
Использованы материалы:
Отечественные бронированные машины. XX век: Научное издание: / Солянкин А.Г, Желтов И.Г., Кудряшов К.Н. /
Том 3. Отечественные бронированные машины. 1946-1965 гг.- М.: ООО «Издательство “Цейхгауз”», 2010.
М.В. Павлова и И.В. Павлова «Отечественные бронированные машины 1945-1965» — ТиВ №3 2009
Теория и конструкция танка. — Т. 10. Кн. 2. Комплексная защита / Под ред. д.т.н., проф. П . П . Исакова . — М .: Машиностроение , 1990.
J. Warford. The first look at Soviet special armor. Journal of military ordnance. May 2002.
