Активная броня

Активная танковая броняС 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, 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.


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.


нструкторы 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.


именение 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.

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.


скольку 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.


вышенная 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.
Активная танковая броня

Активная танковая броняЭлементы 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

Активная танковая броняПринципы полуактивной защиты с использованием энергии самой струи. Справа: ячеистая броня, ячейки которой заполнены квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Ударная волна кумулятивной струи отражается от стенок и схлопывает каверну, вызывая разрушение струи. Внизу: броня с отражающими листами. За счет вспучивания тыльной поверхности и прокладки тонкая пластина смещается, набегая на струю и разрушая ее. Такие способы увеличивают противокумулятивную стойкость на 30–40


Активная танковая броняОбычно толщина брони, которую способен пробить кумулятивный заряд, составляет 6–8 его калибров, а для зарядов с обкладками из таких материалов, как обедненный уран, это значение может достигать 10

Активная танковая броняПринцип действия динамической защиты
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 оружия. 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


Западные аналоги

Иностранные образцы ДЗ основаны на самых разных материалах и принципах

1 тип

ДЗ с использованием обычных ВВ Как правило, это ДЗ первых поколений Представители: Blazer, SuperBlazer (Израиль), ERAWA (Польша), Dyna (Чехия), Brenus (Франция), SABLIN (Испания)

2 тип

ДЗ с использованием специальных ВВ: малоплотных, с низкой скоростью горения, малочувствительных Такие ДЗ используют ВВ с различными добавками, наполнителями в виде микросфер, неметаллическими метаемыми элементами, что позволяет снизить побочные эффекты и размещать такие комплексы на легкобронированной технике. Применяются как основная составляющая в комплексе с другими типами ДЗ или дополнительной пассивной броней Представители: Clara (Германия), IRA, LERA, L-VAS (Израиль)

3 тип

ДЗ без использования ВВ Действие этих систем основано на энергетических свой-ствах применяемых материалов (поликарбонат, полиуретан, силикон и проч.), и побочные эффекты минимальны. Поэтому они используются прежде всего на слабозащищенной технике. Как самостоятельный вид защиты этот тип ДЗ применен на израильских танках «Меркава-III» и «Меркава-IV». Этот тип ДЗ за рубежом рассматривается как наиболее перспективный, так как легко сочетается с другими видами защиты
Представители: RUAG (Швейцария), NxTRA (CША)

4 тип

ДЗ с использованием энергии самой струи или снаряда Отражающая броня, ячеистая броня, откольная броня. В последней тыльная сторона листов имеет специальный рельеф, который при попадании кумулятивной струи формирует поток осколков, нацеленный на разрушение самой струи. Такие системы в России уже не рассматриваются как пер-спективные, хотя за рубежом им по-прежнему уделяют внимание
Представители: NERA (Израиль), сэндвич типа «керамика-резина-сталь»

Самым перспективным методом за рубежом считается применение гибридной брони, в разных комбинациях включающей в себя насколько типов защиты

Сегодня лучшие: ASPRO (Израиль, для M2 и грузовиков), ARAT (США, для танков М1), BRAT (США, для БМП Bradley)

Разрезать на кусочки

В настоящее время украинские военные используют разработку ДЗ «Нож», концепция которой прорабатывалась еще в советское время. Российские специалисты сочли ее малоэффективной

В комплексе «Нож» также используется боковое воздействие на струю, но не метаемой пластиной, а линейными кумулятивными зарядами. Принцип схож с действием кумулятивного снаряда, только используются не конические углубления, а продольные уголковые выемки в слое взрывчатого вещества. При срабатывании формируется ряд кумулятивных «ножей», которые разрезают струю или сердечник

Недостаток такой схемы – низкий КПД: на разрушение идет малая часть энергии, а остальная тратится «вхолостую». Кроме того, испытания показали, что сердечник, даже разделенный на части, сохраняет значительную пробивную способность, так как продолжает лететь вперед эшелонированным «пакетом»

Активная танковая броняCхема работы кумулятивной защиты «Нож»
Кумулятивные модули «Ножа» разрезают атакующий боеприпас (сердечник, кумулятивную струю или ударное ядро) на мелкие фрагменты

Активная танковая броняЗаряды срабатывают последовательно под влиянием дополнительных удлиненных зарядов, при этом кумулятивная струя, образованная из кумулятивной выемки каждого из зарядов, воздействует на средство, разрушая его на отдельные фрагменты и отклоняя от первоначальной траектори. Модули кумулятивной защиты «Нож» срабатывают мгновенно, без специальных средств инициирования

Россия и Запад

Следует заметить, что российская концепция применения динамической защиты кардинально отличается от западной.

В России ДЗ – это обязательная составная часть комплексной бронезащиты, которая используется на всех без исключения российских танках. Требования к уровню защиты постоянно растут. В то же время на легкобронированной технике она по разным причинам не используется. В западных странах идет прямо противоположный процесс. Динамическая защита становится обязательным атрибутом легкобронированной техники и ограниченно используется на танках. При этом требования к уровню защиты ограничены 400 мм, то есть против наиболее массово применяемых кумулятивных средств поражения. Это можно объяснить как различиями военной доктрины, так и традиционной российской неповоротливостью.

Автор: Амиран Гурули

armyman.info

Введение

С ростом могущества противотанковых средств (ПТС) стало ясно, что пассивными методами обеспечить защиту бронемашин практически невозможно. Поэтому для этой цели необходимо использовать внешние источники энергии. Такими источниками могут служить взрывчатые вещества (ВВ), электрическая энергия, энергия, вырабатываемая в ходе реакций химически активных веществ. Существует много различных видов устройств, реализующий принцип динамического воздействия на ПТС, отличающиеся вариантами исполнения, используемыми источниками энергии и способами воздействия на ПТС.

В отечественной и зарубежной литературе принят ряд терминов для обозначения данных устройств, такие как «реактивная броня», «динамическая защита», «взрывная реактивная броня» и ряд других, которые могут наиболее полно характеризовать один из типов защитных устройств, использующих внешние источники энергии для воздействия на ПТС, однако для характеристики всего спектра устройств в целом, отечественными специалистами принят термин защитные устройства динамического типа (ЗУДТ), который и будет использован далее. Иногда ДЗ ошибочно называют активной защитой.

Каждый из вариантов воплощения данных устройств обладает комбинацией положительных и отрицательных качеств. К основным качествам, характеризующим то или иное ЗУДТ можно отнести диапазон ПТС, защиту от которых осуществляет данное устройство, эффективность воздействия на различные типы ПТС, массогабаритные и эксплуатационных характеристики, возможность установки на машины легкой категории по массе (ЛБМ).

К основным отличительным качествам, характеризующим конструктивные особенности определенного типа ЗУДТ можно отнести их классификацию по способу активации, использования энергии, по способу воздействия на атакующий ПТС.

В целом, основные известные на данный момент ЗУДТ по типу использованной энергии можно разделить на ЗУДТ взрывного (ВВ), невзрывного (электрическая энергия или энергия, образуемая в результате химических процессов). По способу активации на активирующиеся самостоятельно и несамоактивирующиеся, а также их подвиды. По факторам воздействия ЗУДТ разделяются на использующие метаемые с помощью ВВ или другого источника энергии пластины, электромагнитное воздействие, а также ряд других принципов.

ЗУДТ взрывного действия

Подобный механизм действия ЗУДТ реализован в серийных комплексах, которые можно условно отнести к первому поколению — «Контакт-1» и «Блайзер». Воздействие на кумулятивную струю с помощью металлических пластин, пересекающих траекторию струи, приводит к распылению и дестабилизации струи за счет постоянного воздействия пластин, при этом основным процессом в разрушении струи является распыления, сопровождающийся диспергированием части ее материала до пылевидного состояния. Для обеспечения метания пластин применен плоский заряд ВВ, который инициируется самой струёй.

ДЗ состоит из металлических контейнеров, содержащих один или несколько (как правило — два) элементов ДЗ. Элемент динамической защиты (ЭДЗ) состоит из двух металлических пластин и тонкого слоя взрывчатого вещества (ВВ), расположенного между ними. При пробитии слоя ВВ кумулятивной струей, он инициирует, энергия взрыва ВВ придает пластинам ЭДЗ высокую скорость разлета. Расположенные под углом к кумулятивной струе пластины разлетаясь, взаимодействуют с ней, в результате чего происходит следующее:

  • кумулятивная струя многократно пробивает тонкую пластину, которая во время своего движения подставляет струе еще непробитые участки. Таким образом большая часть энергии струи уходит на пробитие все новых участков тонкой броневой пластины;
  • пластина, двигаясь под углом к кумулятивной струе, бьет по ней и дестабилизирует поток струи, распыляет ее, чем еще больше увеличивает эффект противодействия.

Противокумулятивные комплексы первого поколения

Комплексы первого поколения «Контакт-1» и «Блайзер» были реализованы в навесном варианте. Установка ЗУДТ была осуществлена по двухрядной плосконаправленной схеме, таким образом, чтобы добиться больших углов, при которых взаимодействие пластин с кумулятивной струей будет наиболее эффективным. Это объясняется тем, что эффективность воздействия на кумулятивную струю ЗУДТ с использованием метаемых платин зависит от угла соударения кумулятивной струи с ними. При углах встречи (угол отсчитывается от нормали к поверхности контейнера) 50-70 град. достигается наибольшая эффективность воздействия движения металлических пластин контейнера на кумулятивную струю.

Универсальные ЗУДТ

Как известно, ЗУДТ, которые условно можно отнести к перовому поколению, обладали только противокумулятивными свойствами. Для эффективного воздействия на кинетический снаряд масса движущегося материала металлических пластин в процессе функционирования ЗУДТ должна быть в 4-10 раз больше, чем для кумулятивной струи. Первые образцы устройств способных обеспечивающие защиту от БОПС/БПС была разработана и испытана в конце 60-х годов, в тот период от установки ВДЗ на отечественные танки воздержались, видимо причиной послужила и так достаточная защита поступивших тогда в серийное производство танков Т-64. Однако в 60-70-е годы БОПС не являлись основной угрозой для отечественных танков. В начале 80-х годов началось все более широкое распространение оперенных бронебойных подкалиберных снарядов, характеристики которых возрастали, возникла необходимость оснащения отечественных танков ЗУДТ обеспечивающих защиту от этой угрозы.

ЗУДТ кумулятивного действия

Среди таких разработок можно выделить украинские ЗУДТ типа ХСЧКВ-19/34, их особенностью является применение нового для существующих серийных устройств принципа воздействия на атакующие боеприпасы при помощи кумулятивной струй и продуктов взрыва удлинённых кумулятивных зарядов (т.н. «кумулятивных ножей»). «Кумулятивные ножи» разрушают и дестабилизируют атакующий кинетический боеприпас или кумулятивную струю. В результате удалось добиться значительного роста эффективности по сравнению с существующими типами защитных устройств.

Кумулятивная защита «Нож»

Разработкой комплекса занялись ведущие предприятия в Украине – СКТБ ИПП НАНУ совместно с ГП БЦКТ «МИКРОТЕК», НИЦ «Материалообработка взрывом» ИЭС им. Патона НАНУ и ХКБМ им. Морозова. В 2003 году, после всесторонних испытаний с применением современных отечественных и зарубежных противотанковых средств комплекс был принят на вооружение Украинской армии.

Особенностью комплекса модульной защиты «Нож» является применение в нем абсолютно нового для серийных ЭДЗ принципа воздействия на атакующие боеприпасы при помощи кумулятивной струй и продуктов взрыва удлиненных кумулятивных зарядов (т.н. «кумулятивных ножей»), которые разрушают и дестабилизируют атакующий кинетический боеприпас или кумулятивную струю. В результате этого удалось добиться роста эффективности комплекса по сравнению с ВДЗ «Контакт-5» в целом в 2-3 раза.

Сама идея применения подобного принципа возникла намного раньше, в конце 80-х годов и прорабатывалась специалистами НИИ Стали, были проведены экспериментальные разработки в этой области, однако, положительного результата они не дали и от работ отказались.

Работоспособный комплекс, реализующий данный принцип, был принят на вооружение лишь десятилетия спустя, украинскими специалистами, благодаря применению новейших технологий при изготовлении взрывчатого вещества и расчетов в области оптимизации геометрии профиля заряда и их взаимного расположения, которое обеспечивает при детонации формирование плоских кумулятивных струй с оптимальными для противодействия ПТС параметрами.

Принцип работы ДЗ «Нож»

При подлете средства поражения его кумулятивная струя (кинетический снаряд, ударное ядро) начинает воздействовать на один из основных удлиненных зарядов, который, сработав, начинает влиять на средство поражения.

При этом разлет продуктов детонации сопровождается распространением волн разряжения, которые идут от внешней поверхности заряда к его центру. Эти волны представляют собой дуги кругов. При пересечении волн разряжения, которые идут от кумулятивной выемки и цилиндрической оболочки (облицовка заряда), образуется граница, которая разделяет заряд на две части. Та часть взрывного вещества, что расположенное ближе к кумулятивной выемке (активная масса заряда), будет обеспечивать формирование кумулятивной струи основного удлиненного цилиндрического заряда. Часть заряда, что осталась, обуславливает разлет продуктов детонации (а также, цилиндрической оболочки) в противоположный от кумулятивной струи сторона.

Вместе с продуктами детонации заряда, кумулятивная струя, будет влиять на средство поражения, разрушая его на отдельные фрагменты и отклоняя его от первоначальной траектории полета. Заряды срабатывают последовательно под влиянием дополнительных удлиненных зарядов, обеспечивает последовательное воздействие на средство поражения.

ЗУДТ невзрывного действия

Конструкции невзрывной противокумулятивной динамической защиты, содержат вместо слоя ВВ между наружными инертными слоями материала с большой плотностью, внутренний слой инертного в химическом отношении материала, именуемого «наполнителем», такого, например, как пластмасса, резина, парафин, или смеси на их основе. При проникании КС через «невзрывной» элемент в наполнителе формируется расходящаяся ударная волна (УВ), под воздействием которой осуществляется ускорение материала наружных слоев, окружающих место попадания КС. Из-за быстрого снижения давления в УВ (затухания УВ) ускорение внешних слоев локализовано в близи места попадания. Несмотря на ограничение размеров зоны, в которой происходит ускоренное движение внешних слоев ЭДЗ с инертным наполнителем, уменьшение глубины бронепробивного действия за счет разрушения высокоскоростной части КС может доходить до 65-70%.

ЗУДТ гидродинамического типа

Рассредоточение ВВ в виде гранул с сферической или полусферической формой в полимерном наполнителе позволит увеличить время функционирования ЗУДТ и вместе с тем снизит время одновременно срабатывающих устройств.

ЗУДТ электрического действия

Работа над электромагнитной электротермохимической защиты защитой началась в СССР в институте гидродинамики имени Лаврентьева в конце в послевоенный период, с 1970-х годов исследования про¬водилась в США в «Максвелл лабораториз» и франко-германском научно-исследовательском институте, а также ряде других организаций. Активно разработки ведутся и в наши дни.

В обычном случае, электромагнитная броня имеет две расставленные на довольно большом расстоянии пластины, одна из которых соединена с конденса¬торной батареей высокого напряже¬ния, а другая заземлена. Ко¬гда при ударе кумулятивная струя пробивает пластины, она действует между ними как замыкатель и ини¬циирует разряд электрической энер¬гии, который вызывает большой импульс тока в ней. Это создает магнитомеханические неустойчивости в струе, что приводит к ее разрушению и резко снижает ее пробивную способность. Электромагнитная броня предназначена для защиты против сердеч¬ников подкалиберных снарядов, а также против кумулятивных струй. Как и в случае с кумулятивной струёй, прохождение через сердечники очень больших электрических токов также вызывает нестабильности флуктуирования и расширения, что может привести к разрушению кинетических боеприпасов.

Сейчас существуют несколько подходов к созданию электромагнитной защиты: непосредственная электризация, электромагнитный пуск метательных пластин, электротермическая защита, основанная на пиролизации в плазму рабочего материала.

Они делятся по принципу активации на самоактивирующиеся (непосредственная электризация, электротермическая защита) и не самоактивирующиеся, которые воздействуют на атакующий боеприпас предварительно обнаружив его при помощи радара, матрицы или других внешних датчиков (Метательные пластины, «умная броня»). Существуют способы защиты, объединяющие несколько принципов.

Выводы

Как отмечается ряде публикаций, ЗУДТ имеют высокий потенциал совершенствования за счет оптимизации их конструкции, выбора рациональных параметров элемента, применение новых материалов и схем воздействия на атакующий ПТС. Также перспективным направлением является работа над ЗУДТ с применением элек¬тричества в качестве энергетического материала. Непосредственная электризация в высшей степени эффективна против кумулятивного удара, а электромагнитный пуск оборонительных элементов или исполнительных органов в настоящее время считается особенно перспективным для защиты от снарядов кинетического действия. В отличие от энергии ВВ, электрическая энергия имеет целый ряд преимуществ в плане управления ею, что и пытаются использовать разработчики защиты. Однако пока разработка упирается в отсутствие компактного источника-накопителя электроэнергии. Собственно, на создание такого источника и направлены основные усилия разработчиков электромагнитных способов защиты. Например, для обеспечения метания пластин, эффективных против современных БОПС, должна вырабатываться энергия около 1 МДж на пластину. С учетом эффективности (КПД) в 20 % пусковой системы пластин, это требует 5-МДж конденсаторной батареи. При современном уровне удельной энергии импульсных источников электропитания примерно 1МДж/м3, такой конденсатор займет 5 м3, что равно одной третьей части внутреннего объема танка.

См. также

  • Активная защита

armor.kiev.ua

В Российской Федерации

Как появилась активная броня танка? Её разработали и внедрили советские создатели вооружения. Понятие активной защиты железных машин впервые было озвучено в одном из тульских КБ, примерно в 1950 году. Первый комплекс инновационного изобретения «Дрозд» был установлен на танке Т-55АД, который получила армия в 1983 году.

Вообще «Дрозд» — это первая в мире конструкция, принятая на вооружение и выпускавшаяся серийно. Её рабочие характеристики позволяли использовать танк без ограничений.

Кстати, активная броня значительно (в два раза и более) повышает выносливость железных гигантов.

В 1980 году система «Дрозд» была модернизирована и получила индекс «Дрозд-2». Вместе с тем была разработана активная защита «Арена», но в связи с развалом постсоветского пространства она не пошла в серию так же, как и обновлённый комплекс.

Изобретение активной брони «Арена» способствовало решению некоторых проблем. К примеру, ранее при уничтожении атакующего боезаряда своя пехота поражалась осколками реактивной гранаты либо ПТУРС и антиракеты. А теперь разлёт осколков (сверху вниз) и траектория перемещения защитного блока рассчитывались так, чтобы полностью ликвидировать зону сплошного поражения и одновременно гарантировать уничтожение атакующей ракеты.

Сегодня над платформой «Армата» работает Коломенское КБМ КАЗ. Специалисты усиленно трудятся над комплексом «Афганит». Рассказывают, будто конструкция в своём составе будет иметь РЛС миллиметрового диапазона, а для ликвидации целей будет применяться ударное ядро взамен традиционного пространственного осколочного потока.

Перехватываемая цель, по всей видимости, будет перемещаться с максимальной скоростью 1700 м/с.

Зарубежные разработки

А в каких ещё странах разрабатывалась активная броня танка? Её создавали во Франции, США, Германии и Израиле. Но СССР внезапно развалился, и все эти попытки потеряли свою актуальность. Кроме того, военные бюджеты были сокращены, а это повлекло за собой многочисленные похороны уникальных проектов.

Можно отметить лишь единственное исключение – украинскую систему «Заслон». Именно она была доведена до уровня действующих образцов. Конечно, к апрелю 2010 года конструкция ещё не успела пройти государственное тестирование и поступить на вооружение украинской армии, но она весьма активно рекламировалась на экспорт.

Интересно, а как работает активная броня? Например, комплекс «Заслон» обладает любопытными особенностями – противоракетные боезаряды не отстреливаются, а подавляются прямо на поверхности военной машины. Также, по заявлению разработчиков, решён вопрос ликвидации боезарядов, штурмующих сверху. Более того, под влиянием эшелонированного осколочного потока и взрывной волны, боезаряды с металлической цельной оболочкой (БОПС) меняют свой путь. Они либо встречаются с базовым бронированием под невыгодным углом, либо уходят за пределы зоны экранируемого объекта. Именно эти нюансы помещают данную систему в разряд защитных универсальных средств.

Когда бывает активна броня, мы разберёмся далее, а сейчас обратим внимание на Запад. В 2004-2006 годах в западных странах начались усиленные разработки активных защитных комплексов. Американцы также ускорили создание таких систем: они вынуждены были бороться с постоянными обстрелами военных колонн из РПГ-7 в Ираке. Кроме того, ливанская вторая война с сосредоточенным использованием ПТУРС и гранатомётов подпортила нервишки руководству США.

Известно, что если в Америке система Quick Kill требует ещё внушительной доработки, то в Израиле уже находятся в рабочем состоянии Trophy и Iron Fist. Когда завершилась война 2006 года, специалисты задумали оснастить танк «Меркава-4» комплексом активной защиты (КАЗ) «Трофи» (производство Израиль). Данная система способна уничтожать угрожающие машине снаряды ПТРК/РПГ. Именно поэтому Mk.4 является первым иностранным ОБТ с КАЗ.

Необходимо отметить, что на первые танки активная защита не устанавливалась всего лишь из-за недостаточного финансирования. Серийное производство «железных колоссов», оборудованных КАЗ «Трофи», обозначавшихся «Меркава Mk.4M», началось в последних месяцах 2008 года. И уже в 2009 году они начали поступать в армию.

Вообще уникальность этого израильского комплекса заключается в автоматической перезарядке. Кроме того, он может поражать одновременно несколько объектов.

Проблемы

Многие говорят, что если есть активна броня танка, он выйдет победителем из любой переделки. Но у всех систем защиты есть общие недочёты. Неясно, как комплекс будет работать при внушительной тряске. Многие ПТУРы (к примеру, FGM-148 Javelin) попадают в крышу танка, в обход защищённого периметра. Взрыв в нескольких метрах от «железного гиганта», возможно, повредит оборудование, размещённое на крыше. Наверняка выйдет из строя и защитная система.

Также конечная производительность устройства с необходимостью перезарядки не позволяет защищаться от множественных атак с одной стороны. Именно эту особенность учли при разработке РПГ-30, оснащённую передовым боезарядом, который обеспечивает работу защитного устройства на расстоянии безопасном для реактивной гранаты.

Т-62

А давайте теперь выясним, что собой представляет танк Т-62 с активной бронёй? Вообще Т-62 («Объект 166») – средний советский танк. Он сконструирован на базе танка Т-55. Его изготавливали в СССР с 1961 по 1975 год. Это первая в мире машина с гладкоствольным орудием калибра 115 мм и весом среднего танка при максимальном уровне бронирования (концепция базовой военной машины).

История создания

На вооружении Советского Союза в 1950-х годах находился Т-54/55 – базовый средний танк. Машина постоянно совершенствовалась, повышалась её огневая мощь, но её нарезная 100-мм пушка Д-10Т оставалась прежней.

До 1961 года Д-10Т воевала лишь малокалиберными бронебойными снарядами и к 1950 году уже не могла обеспечить эффективное поражение нового среднего танка М48 (производство США). А западные танки в то время уже работали подкалиберными боезарядами с отъединяющимся поддоном и не вращающимися кумулятивными боезарядами, пробивающими броню советского танка на обычных дистанциях боя.

Над созданием Т-62 трудились две группы советских специалистов-танкостроителей 1950-х годов. Первая занималась разработкой нового оружия для средних танков, а вторая воплощала в жизнь инициативные проекты КБ Уралвагонзавода – создавала перспективный средний танк для замены Т-54/55.

Интересно, что в 1958 году в КБ Уралвагонзавода были завершены работы по многообещающему танку «Объект 140». Инициатором завершения проекта был Л. Н. Карцев, занимавший пост главного конструктора завода. Именно он счёл новую машину слишком нетехнологичной и сложной в эксплуатации.

Предвидя такой исход, эксперты параллельно разрабатывали танк «Объект 165», который являлся неким гибридом, состоявшим из башни и корпуса «Объекта 140», боевого участка «Объекта 150» и моторно-трансмиссионной части и ходового механизма Т-55. Заводское тестирование изделия было завершено в 1958 году: по его итогам Министерство обороны утвердило проект второй версии «Объекта 165», ещё более приближённой по строению к серийному Т-55.

Кроме «Объекта 165» в 1950-х годах разрабатывалось большое количество иных подающих большие надежды средних танков. Они на вооружении должны были иметь новую нарезную 100-мм пушку Д-54 (У-8ТС), созданную в 1953 году. По сравнению с Д-10, Д-54 имела бронепробиваемость большую на 25%, а первичная скорость её бронебойной ракеты была увеличена с 895 до 1015 м/с. Но и эти параметры считались недостаточными для успешной борьбы с западными танками, а более современных типов снарядов ещё не существовало.

Необходимо отметить, что со стороны военных поступали серьёзные возражения по поводу наличия на Д-54 дульного тормоза. Это устройство при стрельбе способствовало образованию снежного, пылевого либо песчаного облака, демаскирующего танк и мешающего наблюдению за итогами пальбы. К тому же у многих возникали опасения, что дульная волна будет негативно влиять на танковый десант и пехоту сопровождения.

Базовый танк с активной бронёй Т-72Б

Интересно, а что собой представляет танк Т-72Б с активной броней? Это изделие версии 1985 года. Оно от предков отличается наличием системы ракетного координируемого вооружения и мощным броневым экранированием башни. Кроме этого, данная машина оснащена навесной динамичной защитой, сооружённой из 227 контейнеров, более половины из которых размещено на башне.

Известно, что танк с активной броней Т-72Б проектировался в период модернизации Т-72А. Машина является третьим поколением ОБТ: она оснащена динамической охраной «Контакт», усовершенствованной СУО (имеет двухплоскостной стабилизатор пушки 2Э42-2 для пальбы на ходу) и системой координируемого оружия 9К120 «Свирь» (оснащена устройством наведения 1К13-49). Модернизация башни повлекла за собой увеличение веса до 44,5 тонны.

Т-90

А чем хороша активная броня Т-90? Известно, что Т-90 «Владимир» — базовый военный танк России. Его создали в конце 1980-х годов как глубокое улучшение танка Т-72Б, именуемое «Т-72Б модернизированный». Но в 1992 году он поступил в армию уже под индексом Т-90.

Когда Поткина В. И. (главного проектировщика танка) не стало, правительство РФ решило Т-90 присвоить имя «Владимир».

Кстати, в период с 2001 по 2010 годы Т-90 считался самым продаваемым новым ОБТ на мировом рынке.

Интересно, что в 2010 году машина Т-90 закупалась по контрактам для армии РФ по цене 70 миллионов рублей. К 2011 году стоимость Т-90 повысилась и составила 118 миллионов рублей. С конца 2011 года закупка Т-90 для российских войск была прекращена.

9 сентября 2011 года в Нижнем Тагиле на международной выставке был показан публично Т-90СМ, новый экспортный образец танка Т-90.

Активное заступничество

А у Т-90 защита активна? Броня традиционная у него имеется, есть и динамическая защита. Кроме того, эта машина оборудована активной защитой, сооружённой из системы оптическо-электронного подавления «Штора-1». Данное устройство предназначено для защиты от поражения железного гиганта противотанковыми координируемыми ракетами и сконструировано из станции «Штора-1» и прибора, образующего завесу.

Кстати, «Штора-1» предназначена для защиты от ракет, оснащённых самозарядной системой наведения. Она сконструирована из пары модуляторов, двух прожекторов инфракрасных ОТШУ-1-7 и пульта управления.

Всем известно, что когда защита активна, броня непробиваема. Устройство, образующее завесу, противодействует управляемым боезарядам, которые оснащены самозарядным наведением по лучу лазера либо лазерным самонаведением. Это устройство также препятствует работе лазерных дальномеров и образованию дымовой завесы.

Данная структура состоит из набора индикаторов лазерного излучения, сконструированного из двух датчиков грубого и двух – точного нахождения направления, прибора координирования и двенадцати пусковых систем гранат, наполненных аэрозолем.

Это действительно уникальное изобретение — активная броня. Принцип действия её состоит в следующем: если обнаружено облучение танка лазерным излучением, система, образующая завесы, определяет направление исходящей опасности и оповещает экипаж. Далее, либо по указанию командира экипажа, либо автоматически осуществляется отстрел аэрозольной гранаты, которая создаёт аэрозольное облако, нейтрализующее лазерное излучение, нарушая действие систем наведения ракеты. Кроме того, новоявленное облако маскирует железную машину, превращаясь в дымовую завесу.

«Афганит»

Итак, продолжаем дальше рассматривать, что же такое активная броня. «Афганит» — система активной обороны (КАЗ) танка. Его создали специалисты России в 2010-х годах.

Данное устройство защищает тяжёлую бронированную технику от кумулятивных противотанковых ракет (ПТУР и КС) и подкалиберных боезарядов.

Сконструировано из радиолокационного агрегата, оптическо-электронных датчиков и приборов лазерного прицеливания, пары блоков преобразования, пульта управления, вычислителя, комплекта кабелей, распределительной коробки, защитного оружия в установочных шахтах.

Противоснарядная защита в основном находится под башней на корпусе, поэтому она трудноуязвима для большинства боезарядов, в отличие от иных КАЗ. У этого устройства радарные приборы продублированы. Оно оснащено системой постановки помех и имеет возможность ликвидировать боеприпасы, используя зенитный пулемёт и базовый АФАР радар. Кстати, такая схема защиты, фактически, также может считаться отдельным самостоятельным комплексом.

Создатели «Афганита» приобрели патент RU 2263268 на устройство обороны, работающей по принципу «ядерного удара», что позволяет сбивать перспективные ракеты со скоростями до 3000 м/с. Сегодня (до окончания государственного тестирования) внимание уделяется варианту со скоростью цели до 1700 м/с. Такой аппарат сможет перехватывать практически любой боезаряд, перемещающийся с максимальной скоростью.

В первую очередь «Афганит» является ударным ядром, запускаемым с отстреливаемого боезаряда сперва по направлению крепления контейнера ракеты (прямо), далее в каком угодно направлении. Устройство способно эффективно разрушать атакующие мишени всех типов. В башне также имеются укрытые от боковых воздействий два вида боеприпасов, необходимых для постановки помех, которые маскируют танк в момент атаки от различных современных противотанковых ракет.

Кстати, радар АФАР является самостоятельной системой.

Принцип манипуляций

Пошагово система действует следующим образом:

  • Используются данные, полученные по каналам связи, которые скрыты от противника, от различных средств обнаружения и стойкие к помехам. Система опирается на личные инструменты наведения и обнаружения.
  • Обнаружение угроз через ЛРС. На моделях «Афганит» для Т-14 и Т-15 угрозы отслеживаются через ЛРС панорамного обзора типа АФАР с внушительной дальностью обнаружения.
  • Устанавливается тип угрозы в рамках исполнения задач ближней защиты инструментами КАЗ.

Последовательность перехвата:

  • Угроза атакуется средствами ПВО (Т-15 использует орудие 30 мм и ПТУР с зенитными ракетами, а Т-14 — зенитный пулемёт 12,7 мм).
  • Создание помех средствами уничтожения прицельных устройств, атакующих систем. Уничтожение ведётся силами КАЗ.
  • Перехват контрбоезарядами. Перехват действует в диаметре до двадцати метров (нейтрализует также и подкалиберные снаряды).

В пусковых трубах «Афганит», расположенных под башней, могут быть размещены как большие ракеты, так и сборные (по два-три боеприпаса в каждой). Последний вариант отвечает логике подготовительного отстрела перехватчика с последующим запрограммированным целевым выстрелом ударным ядром.

Официально выявлено, что верхняя полусфера закамуфлирована КАЗ, поэтому существует вероятность использования программного подрыва. Потенциально такие перехватчики размещаются в кассетных противотанковых БЧ РСЗО калибром около 200 мм.

Кстати, два типа боезарядов, прикреплённые к крыше, могут быть как причинами помех, так и средством уничтожения малоценных боезарядов, атакующих массово. Кроме того, в крыше один из боеприпасов может выполнять функцию гранаты длительного прикрытия помехами либо гранаты с помехами иных частотных диапазонов.

При этом нужно учитывать наличие тотального покрытия Т-14 и Т-15, которое весьма эффективно защищает от кассетных снарядов.

Мы надеемся, что данная статья поможет вам в более глубоком изучении активной защиты танков.

fb.ru

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.

Принципы полуактивной защиты с использованием энергии самой струи. Справа: ячеистая броня, ячейки которой заполнены квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Ударная волна кумулятивной струи отражается от стенок и схлопывает каверну, вызывая разрушение струи. Внизу: броня с отражающими листами. За счет вспучивания тыльной поверхности и прокладки тонкая пластина смещается, набегая на струю и разрушая ее. Такие способы увеличивают противокумулятивную стойкость на 30–40

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.

Обычно толщина брони, которую способен пробить кумулятивный заряд, составляет 6–8 его калибров, а для зарядов с обкладками из таких материалов, как обедненный уран, это значение может достигать 10

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.

Принцип действия динамической защиты
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 оружия. 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.

topwar.ru

Динамическая защита российских танков

Динамическая защита

Всё началось в конце 50-х годов, когда в НИИ Стали разработали первые образцы, однако, ограничились лишь испытаниями. Созданный в то время Т-64 обладал отличной защитой и не нуждался в дополнительной, а легкобронированные машины пострадали бы в результате работы своей же несовершенной брони.

В конце 1982 года навесная динамическая защита Контакт-1 пошла в серийное производство. В 1985 году комплекс был принят на вооружение и оснащался элементом 4С20. Его получили Т-55, Т-62, Т-64А, Т-72Б и Т-80.

Первое поколение работало лишь против кумулятивных снарядов и было очень несовершенно, поэтому в 1986 году на вооружении оказалась новинка второго поколения – встроенная динамическая защита Контакт-5, устанавливаемая на Т-72Б, Т-80У, Т-80УД и Т-90 при его создании. В отличии от предшественника, комплекс противодействует ещё и бронебойным подкалиберным снарядам.

Динамическая защита

В 2006 году на вооружение принято третье поколение – динамическая защита Реликт ЭДЗ 4С23, отличающаяся модульной конструкцией, значительно упрощающей замену нужных элементов, повышенной защищённостью от боеприпасов различных типов и унификацией с Контакт-5. Эта динамическая броня устанавливается на Т-72Б2 Рогатка и Т-90СМ, хотя ничто не мешает ставить её и на другие танки.

Много интереса вызвала динамическая защита Т-14 Армата. Считается, что установлена динамическая защита нового поколения, способная разрушать вражеские подкалиберные снаряды. Российский ОБТ прикрыт ей не только в привычных местах, но также в районе НЛД и крыши корпуса. Представители Уралвагонзавода утверждают, что она превзойдёт все известные образцы. Предполагается, что это динамическая защита Малахит, ещё не известная широким кругам общества.

Динамическая защита из Украины

Динамическая защита

Ещё до развала СССР в ХКБМ им. Морозова разрабатывалось множество своих проектов. Результатом одного из них стала динамическая защита Нож, устанавливаемая на БМ Булат и различные модификации Т-64, Т-72. Отличительной чертой являются совпадающие крепёжные точки и габариты, позволяющие заменять устаревший Контакт-1 на модернизируемых танках.

Тандемная динамическая защита Дуплет устанавливается на Оплот и значительно превосходит российские системы защиты по результатам некоторых испытаний. При обстреле из французского танка Леклерк 120 мм БПС OFL 120F1, Дуплет идеально выполнил свою работу, прикрыв бронелист от всего, кроме остаточного кинетического воздействия, вызвавшего изгиб менее 20 мм.

Разработки других стран

Динамическая защита

В середине 60-х годов начались разработки подобных систем в ФРГ и стала известна как Explosive Reactive armour, то есть взрывная реактивная броня. Впервые динамическая броня на танках появилась в Ливанской войне 1982 года, когда Израиль оборудовал Блейзером свои М-48 и М-60. Это дало практически двукратно возросшую защиту. На современном израильском ОБТ Меркава 4 установлены контейнеры NERA по бортам, защищающие лишь от устаревших РПГ-7 и аналогичных противотанковых средств.

Динамическая защита Абрамса ARAT также не отличается совершенством и расположена только по бортам корпуса модификации TUSK.

Интересно, что Леклерк вообще не оснащён подобной системой, поскольку французские инженеры посчитали её слишком опасной для союзников вокруг танка.

Бронирование лба башни и корпуса немецкого Леопард-2, начиная с модификации А5, значительно усилено накладными блоками со встроенной динамической защитой.

Китай усиливает свои танки подобными комплексами, например, ZTZ-99 обладает встроенной, а новейший MBT-3000 – навесной динамической защитой.

Другая техника

Динамическая защита

Легко бронированные машины совершенно не защищены от крупнокалиберных снарядов и, тем более, ракет. Самым очевидным путём развития является установка динамической защиты, однако, есть и сложности.

Во время подрыва заряда, лист брони под ним может с лёгкостью проломиться из-за своей хрупкости, поэтому пришлось разрабатывать специальные комплексы реактивной брони. Например, существует динамическая защита Кактус, устанавливаемая на БМП-3. Американская М2 Бредли также оснащается подобной системой. Это позволяет довести эквивалент бронирования до уровня около 500 мм и значительно повысить выживаемость машины.

Выводы

В наше время реактивная броня обретает всё большую популярность, поскольку позволяет значительно увеличивать защищённость боевой машины при несущественном повышении массы, простоте модернизации и небольших денежных расходах.

tanksdb.ru

Непосредственная электризация

Конструкции навесной динамической защиты основаны на принципе разрушения кумулятивной струи тонкими металлическими пластинами, расположенными под углом к кумулятивной струе и метаемыми продуктами детонации взрывчатого вещества  при взаимодействии кумулятивной струи с пробиваемой преградой под углом 60-70° от нормали к преграде и оптимальных параметрах элементов динамической защиты глубина пробития кумулятивной струей преграды может быть уменьшена на 60-80% однако при уменьшении угла подхода от нормали эффективность такой защиты резко падает.

Недостатком конструкций динамической защиты подобного типа является то, что не обеспечивается в  целом  высокий уровень противокумулятивного действия независимо от углов   подхода   кумулятивной   струи  к преграде и присутствует ВВ   значительной массы, размещаемое на поверхности объекта. Эти недостатки устраняются при использовании электродинамической защиты.

 

Один из вариантов конструкции защиты (с несколькими слоями боевых элементов «устройство     электродинамической защиты тандемного типа»), предложенное НИИ Специального Машиностроения и НИИ Стали содержит импульсный источник электрической энергии 1, соединенный с образованием электрической цепи с боевым элементом, размещенным перед защищаемым объектом 5, в электрическую цепь последовательно включены с помощью проводников 6 с малым сопротивлением один или несколько аналогичных дополнительных боевых элементов, размещенных между основным боевым элементом и защищаемым объектом 5. Боевые элементы выполнены в виде двух электродов 2 и 3, разделенных диэлектриком 4. Электроды основного и дополнительного боевых элементов, обращенные друг к другу, могут быть попарно объединены с образованием единого боевого элемента, с размещенными в массиве диэлектрика проводящими разделителями. В массиве диэлектрика 4 дополнительных боевых элементов могут быть образованы сквозные каналы 8, соединяющие электроды 2 и 3 и имеющие на их обращенных друг к другу сторонах заостренных выступы 9.

устройство электродинамической защиты тандемного типа

Другой вариант устройства электродинамической защиты (с использованием боевого элемента и метания пластины), тех же разработчиков, содержит конденсаторную батарею 1 соединенную с элементом электродинамической защиты,  выполненным в виде металлических пластин 2 и 4, разделенных диэлектриком 3, при этом между конденсаторной батареей    1    и   одной   из пластин     включен  плоский     индуктор     6, установленный   на   основной броне 5. На стороне индуктора 6, обращенной к элементу электродинамической защиты, установлена дополнительная   пластина 7,  которая  при включении индуктора 6 метается навстречу поражающему элементу.

вариант устройства электродинамической защиты

Принцип действия

Устройство электродинамической защиты объектов работает следующим    образом. Проникающая через пластины 2 и 4 элемента электродинамической защиты кумулятивная струя замыкает цепь и посредством разрядки конденсаторной батареи 1  нарастающий ток "сбивает"  часть  кумулятивной  отдуй.  

При одновременной   протекании  тока  в  плоском индукторе возникает магнитное поле, обеспечивающее     метание пластины 7 навстречу прошедшей за элемент электродинамической защиты части кумулятивной струи. Метаемая дополнительная пластина  7  взаимодействия  с оставшейся неразрешенной частью кумулятивной струи подобно тому, как это делается в обычней динамической защите. Таким образом, решается проблема ликвидации оставшихся неразрешенными элементов   кумулятивной струи. Использование дополнительно плоского индуктора с пластиной, находящейся на его обращенной к элементу электродинамической защиты объекта стороне, приводящее к реализаций дополнительного электромеханического воздействия на кумулятивную струю*****, практически предотвращает возможность пробития элементами  кумулятивной струи защищаемого объекта.


Указанный метод в основном предназначен для защиты от кумулятивных струй. На данном этапе удалось добиться высоких уровней эффективности, чтобы оставаться ограничений массы машины, и необходимого закрываемого пространства.

Защита была реализована в объемах конденсатора меньше кубического метра и массах всей системы, включая электроды, накопление заряда и предохранительный механизм, в диапазоне, вероятно, около 2-3 т. Даже системы с такой небольшой энергетической емкостью могут (при тщательном внимании к сети и конструкции электродов)  подавать максимальные токи, приближающиеся к миллиону ампер. Действие прохождения такого тока через струю от современного ручного кумулятивного боевого средства должно дестабилизировать ее и вызывать ее радиальное рассеяние в диффузные кольца

Электромагнитная броня имеет две расставленные на довольно большом расстоянии пластины, одна из которых соединена с конденса­торной батареей высокого напряже­ния, а другая заземлена. Ко­гда при ударе кумулятивная струя пробивает пластины, она действует между ними как замыкатель и ини­циирует разряд электрической энер­гии, который вызывает большой им­пульс тока в ней. Это создает магнитомеханические неустойчивости в струе, что приводит к ее разрушению и резко снижает ее пробивную спо­собность.

 

 

БМП М2 «Брэдли» с электродинамической защитой после испытаний обстрелом

БМП М2 «Брэдли» с электродинамической защитой после испытаний обстрелом


 

Метательные пластины (с электромагнитным пуском)

Схема воздействия метательных пластин на атакующий боеприпас кинетического действия в целом аналогична схеме воздействия встроенной динамической защиты. Отличие в том, что энергия, которая подается для приведения пластин в действие, обеспечивается системой электрической импульсной энергии, а не взрывчатыми веществами.

 

Схема и принцип действия одного из вариантов устройства

Схема и принцип действия одного из вариантов устройства.

1 – электромагнитная катушка, 2 – электроды, 3 – боевые элементы. 4 – конденсатор.


 

Кроме того, воздействие на предварительно обнаруженный датчиками атакующий боеприпас может, осуществляется не непосредственно при контакте с броней, а при его подлете, что увеличит эффективность. Запускаемые электромагнитным способом средства нанесения удара могут состоять либо из плит гомогенной брони, либо из композитной брони, либо даже из элементов динамической защиты.

 

Активная броня

Блок – схема общей структуры системы активной защиты от снарядов кинетического действия:

1 – угроза; 2 – прибор обнаружения; 3 – вычислитель; 4 — источник питания; 5 — переключатели, 6 – модули

 

Данный тип электромагнитной брони не яв­ляется самоактивирующимся, а тре­бует обнаружения подлетающих сна­рядов с удлиненными сердечниками или ракет на малой дальности от це­лей. Как только многодатчиковая система обнаружения "захватила" снаряд, блок управления, включаю­щий ЭВМ, замыкает переключатель, чем способствует выбросу большого тока от конденсаторной батареи к дисковой катушке пусковой системы пластин индукционного типа. Пуско­вая система метает пластину на тра­екторию подлетающего снаряда или ракеты для разрушения или, по крайней мере, отклонения первого и подрыва второй при столкновении. Исследования этого типа активной электромагнитной брони проводятся в франко-германском науч­но-исследовательском    институте Сент-Луис в середине 1980-х годов и  достигли стадии крупномасштабных экспериментов.

 

 

Перспективный вариант «активной брони»

Перспективный вариант «активной брони» будет поражать все типы атакующих боеприпасов (17) при помощи метательных пластин (15), которые будут обнаружиться электромагнитным датчиком****** (19). Метание пластин может производиться пиротехническим или электромагнитным методом****** (16).

btvt.info


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.