Танковая броня

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, 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 войне. 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.


Активная танковая броня

Элементы динамической защиты

Конструкция элементов динамической защиты
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
Принципы полуактивной защиты с использованием энергии самой струи.
Справа: ячеистая броня, ячейки которой заполнены квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен).


арная волна кумулятивной струи отражается от стенок и схлопывает каверну, вызывая разрушение струи. Слева: броня с отражающими листами. За счёт вспучивания тыльной поверхности и прокладки тонкая пластина смещается, набегая на струю и разрушая ее. Такие способы увеличивают противокумулятивную стойкость на 30–40.

Слоёная 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.

Кумулятивная струя
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 счёт 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%.

Ещё один вариант – броня с отражающими листами. Это трёхслойная 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


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 приёмы

• 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.

• Причём описанные выше способы усиления противокумулятивной защиты практически не влияют на подкалиберные снаряды.


преки 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.

/А.Гурули, «Популярная механика»/

army-news.ru

  Танковая броня
  Танковая броня
Танковая броняВ феврале 1915 года в мастерских расквартированного в Риге Нижегородского пехотного полка группа солдат-мастеровых и рабочих приступила к изготовлению опытного образца первого в мире танка, разработанного известным летчиком и конструктором Александром Александровичем Пороховщиковым (на фото стоит слева). А 18 мая 1915 года танк Пороховщикова, названный “Вездеход” вышел в испытательный пробег. В конструкции этого танка уже были предусмотрены все основные элементы современных боевых машин — броневой корпус вооружение во вращающейся башне, двигатель внутреннего сгорания гусеничный движитель. Несущей конструкцией танка была сварная рама с четырьмя полыми вращающимися барабанами, вокруг которых перематывалась одна широкая гусеничная лента. Натяжение ленты регулировалось с помощью натяжного приспособления и натяжного барабана. Управление машиной осуществлялось с помощью размещенных у бортов двух поворотных рулевых колес. При движении по твердому грунту танк опирался на эти колеса и на ведущий барабан, а на мягком грунте “ложился” на гусеничную ленту. Длина машины составляла 3,6 метра, ширина -2 метра, высота (без башни) – 1,5 метра, окончательный вес предполагался равным 3,5-4,0 тоннам. Танк Пороховщикова “Вездеход” успешно прошел испытания, и только косность царского правительства помешала широкому освоению этой замечательной машины. Первый же опытный английский танк появился лишь полгода спустя – в сентябре 1915 года.

Танковая броня

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВЕТСКИХ СРЕДНИХ ТАНКОВ ПЕРИОДА 1930-1945 ГОДОВ

Марка танка

Экипаж Калибр пушек (мм) Кол-во пулеметов Толщина брони (мм) Скорость км/ч Вес (т) Год выпуска
Т-24 5 45 4 8-20 22 18,5 1930
ТГ 11 76+37 4 50 35 25 1931
Т-28 6 76 3-4 20-30 До 40 28 1933
Т-29 5 76 4 20-30 54-80 28,5 1935
А-20 4 45 2 20-25 65 18 1939
Т-32 4 76 2 20-30 65 19 1939
Т-34 4 76 2 45-52 55 28,5 1940
Т-34 4 76 2 45-52 55 30,9 1943
Т-34 5 85 2   55 32 1944
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТАНКОВ ФАШИСТСКОЙ ГЕРМАНИИ ПЕРИОДА IIОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ
Марка танка Экипаж Калибр пушек, мм Кол-во пулетов Толщина брони, мм Скорость, км/ч Вес, т Год выпуска
T-III 5 37 или 50 2 30-50 40 23 1937
T-IV 5 75 2 30-80 40 24,6 1937
T-V “Пантера” 5 75 2 40-80 50 45 1943
T-VI “Тигр” 5 88 2 80-100 40 56 1943
T-VIB “Королевский Тигр” 5 88 2 150-180 40 68 1943

Танковая броня

 

КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА СОВЕТСКОГО СРЕДНЕГО ТАНКА Т-54
А – ОТДЕЛЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ.
Б – БОЕВОЕ ОТДЕЛЕНИЕ.
В – МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННОЕ ОТДЕЛЕНИЕ.
1 – пушка, 2 – маска пушки, 3 – прожектор аппаратуры ночного вождения, 4 – механизмы вертикальной наводки пушки, 5 – телескопический прицел, 6 – крупнокалиберный пулемет, 7 – прибор наблюдения, 8 – антенна, 9 – сиденье командира танка, 10 – люк командира танка, 11 – двигатель, 12 – планетарный механизм поворота, 13 – коробка передач, 14 – ведущее колесо, 15 – гусеничная цепь, 16 – опорные катки, 17 – направляющее колесо, 18 – приборы наблюдения механика-водителя, 19 – сиденье механика-водителя, 20 – рычаги управления, 21 – амбразура для пулемета.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДНИХ ТАНКОВ АНГЛИИ И США ПЕРИОДА IIОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ
Страна Марка танка Экипаж Калибр пушек, мм Кол-во пулемет Толщина брони, мм Скорость, км/ч Вес, т Год выпуска
Англия МК-II “Матильда” 3 40 2 80 25 25 1939
“Кромвель” 5 75 3 65 60 28 1944
США М-3 7 75 и 37 4 50 37 25 1940
М4-А2 “Шерман” 5 75 1-2 40 40 32 1941

 

  Танковая броня
Танковая броняОдин из зарубежных проектов легкого разведывательного танка, оснащенного двумя крупнокалиберными пулеметами и ракетным вооружением. Противотанковые управляемые реактивные снаряды (ПТУРСы) укреплены под поворотной крышкой кормовой части башни, при подъеме которой они занимают стартовое положение. Интересна еще одна особенность компоновки этого танка: в боевой обстановке водитель управляет машиной в лежачем положении. Такое решение позволило уменьшить высоту танка до 1,7 метра.
  Танковая броня
Танковая броняНаклон брони приводит к тому, что направленному в нее снаряду противостоит толща металла, значительно превосходящая фактическую толщину броневого листа (схема А). Это позволяет, уменьшив толщину и вес брони, сохранить ее защитные свойства или, наоборот, оставив толщину брони неизменной, значительно снизить эффективность направленных в нее снарядов (схема Б).
Танковая броня

Свойства брони как средства защиты от проникающей радиации зависят от ее толщины. Однако характер этой зависимости таков, что дальше определенного предела увеличивать толщину брони не имеет смысла: при существенном росте ее веса это приведет лишь к незначительному увеличению защитных свойств.

 

Танковая броня

Высота современного 50-тонного английского танка “Чифтен” равна 2,4 метра, тогда как у американского танка того же класса М-60 она составляет 3,2 метра. Столь значительное сокращение высоты достигнуто английскими конструкторами за счет применения малогабаритной силовой установки, повышения плотности компоновки оборудования и размещения водителя в кресле с регулируемой спинкой, позволяющем в боевой обстановке вести машину, лежа на спине.

Танковая броняОдин из зарубежных проектов “танков будущего”. Чтобы уменьшить его силуэт, констрикторы свели размеры башни к минимуму превратив ее в бронированный кожух, закрывающий казенную часть пушки, заряжание и управление которой должны вестись снизу из корпуса машины. При этом головы членов экипажа будут располагаться ниже уровня поворотной бронеплиты на которой укреплена башня. Полагают что при клиренсе, равном 0,46 метра и высоте корпуса 0,92 метра общая высота танка не превысит 2 метров.

Танковая броня

Чтобы свести высоту танка к минимуму и при этом не выйти за ограничения по ширине, сохранить его высокие маневренные качества и вместе с тем обеспечить внутренние объемы, необходимые для размещения вооружения, силовой установки, запасов топлива, оборудования и экипажа, американские конструкторы предложили проект бронированной машины состоящей из двух сочлененных секций. Головная секция оснащена вращающейся башней со 155-миллиметровой гладкоствольной пушкой для стрельбы реактивными снарядами огонь из которой ведет командир танка и автоматической 20- миллиметровой пушкой обслуживаемой заряжающим. Здесь же в лежачем положении размещается водитель машины. Большую часть хвостовой секции занимает поршневая силовая установка вращающая генератор электрического тока который питает электромоторы ведущих колес обеих секций. Кормовое отделение этой секции предназначено для четырех солдат группы поддержки, один из которых должен вести огонь из многоствольного пулемета калибра 7,62 миллиметра, установленного во вращающейся башенке. Согласно проектным данным высота такой машины должна быть равна 1,83 метра.

Танковая броня

Танковая броняВ стремлении сократить высоту бронированных машин до 2 метров конструкторы шведского танка “S” вообще отказались от башни и укрепили пушку в лобовой части корпуса. Наведение пушки на цель осуществляется путем изменения положения в пространстве всего корпуса танка, в чем немалая роль принадлежит гидравлической подвеске машины. Так, например, чтобы уменьшить сопротивление гусениц при поворотах танка вокруг вертикальной оси, его центральные катки с помощью цилиндров подвески опускаются вниз, а крайние, наоборот, поднимаются вверх. сокращая при этом площадь опоры до минимума (схема А). Когда же нужно осуществить наведение пушки в вертикальной плоскости, гидроцилиндры поднимают н опускают соответственно носовую или кормовую части корпуса (схемы Б и В). Кроме того, гидравлическая подвеска позволяет уменьшить клиренс машины с целью маскировки ее за складками рельефа местности (схема Г), быстро увеличить его для произведения выстрела и вновь уменьшить до положения, обеспечивающего скрытность танка

  Танковая броня
14.jpg (16925 bytes)На пути совершенствования своих машин конструкторы сегодня все чаще обращаются к закономерностям строения и принципам движения, присущим живой природе. Называя новую область науки, возникшую на стыке биологии и механики, биодигматикой — от греческих слов “био” (жизнь) и “дигма” (образец), — американские танкостроители собираются воплотить ее решения, в частности, в конструкции танковой башни, разработанной по подобию двустворчатого моллюска. Благодаря обтекаемой форме и большим углам наклона брони такая башня, по мнению специалистов, должна обладать высокой неуязвимостью. Экипаж из двух человек будет располагаться в ней в полулежачих креслах под откидывающимися в стороны створками люков. Пространство же между креслами должны занимать элементы оборудования и вооружения, высокую плотность компоновки которых полагают достичь благодаря аналогии со строением и функциями системы пищеварения моллюска. Так, подобно тому как пища захватывается щупальцами моллюска, боеприпасы будут втягиваться в башню магазинной коробкой 1 (см. схему). Затем они будут проходить через загрузочный лоток 2, соответствующий по функциям пищеводу моллюска, и поступать в казенную часть пушки — металлическую аналогию желудка. Подобно тому как желудок моллюска окружен пищеварительной железой, казенная часть пушки должна быть обрамлена камерой 3 для сбора и отвода образующихся при выстреле пороховых газов. Стреляные гильзы и звенья подающей снаряды ленты должны выбрасываться из камеры 3 под действием собственной тяжести, а газы — отводиться через инжектор 4.
15.jpg (15830 bytes)Один из “биологических” проектов легкого боевого танка, обладающего повышенной проходимостью. В нем зарубежные конструкторы предлагают использовать принцип перемещения садово-огородной гусеницы. Воплощающий этот принцип движитель должен состоять из четырех катков большого диаметра, каждый из которых будет оснащен собственной силовой установкой и топливной системой. Катки попарно располагаются по концам двух балок корпуса, шарнирно крепящихся к платформе поворотной бронебашни с вооружением. По замыслу конструкторов, танк на шасси такого типа сможет преодолевать почти любые препятствия, совершая при этом движения двух видов, обычное, свойственное колесной машине, и ползающее, заимствованное у гусеницы. Последнее должно осуществляться следующим образом. Затормозив передние катки и приведя во вращение заднюю пару, водитель тем самым заставит балки корпуса “складываться”, поднимая башню над препятствием. После этого в заторможенное состояние переводятся задние катки, а передние начинают вращаться, заставляя танк с одновременным опусканием башни переместиться вперед. Такая система подъема башни может быть с большим эффектом использована и в бою с ее помощью танк сможет быстро появляться из-за укрытия, производить выстрел поверх него и опускаясь, вновь скрываться за ним. Полагают, что благодаря большому объему катков и их вращению подобные машины смогут преодолевать водные рубежи вплавь.

Танковая броня

Экономичность аппаратов на воздушной подушке во многом зависит от величины давления в ней: чем оно ниже, тем меньше может быть мощность силовой установки машины и соответственно расходы топлива. Вместе с тем давление в “подушке” должно быть таким, чтобы, действуя на опорную площадь машины, оно уравновешивало ее вес. Последнее означает, что при минимальном (наиболее экономичном) давлении в 0,05 килограмма на квадратный сантиметр “подушка” с размерами современного танка 3.3Х7,6 метра может поднять машину весом в 12,5 тонны. Следовательно, чтобы при том же давлении в “подушке” поднять над землей вес реального танка, равный, например, 50 тоннам, опорную площадь необходимо увеличить в 4 раза, доведя размеры машины до 6,7Х15,2 метра. Естественно, что танк с подобными размерами будет выглядеть на поле боя по меньшей мере нелепо.

17.gif (3058 bytes)

В качестве одного из средств повышения плавности хода зарубежные специалисты предлагают снабдить танк системой автоматического управления положением опорных катков. Основа такой системы — датчики рельефа 1, обнаруживающие неровности местности перед танком и устанавливающие их размеры. Эти данные и сигналы от датчика скорости 2 поступают в вычислительное устройство 3, где решается задача о том, какой из катков и в какое мгновение должен быть поднят или опущен на высоту, соответствующую преодолеваемому препятствию. “Приняв решение”, вычислительное устройство отдает необходимые команды клапанно-золотниковой коробке 4, перепускающей рабочую жидкость от насоса 5 в ту или другую полость гидроцилиндров 6. Последние поднимают или опускают опорные катки 7 на заданную высоту, подготавливая их к встрече с неровностями рельефа, и чем самым смягчают силу ударов.

Главная страница В начало

armor.kiev.ua

Противопульная комбинированная броня с керамикой[править | править код]

Являясь разновидностью конструктивной брони, комбинированная броня с керамическим лицевым слоем и подложкой из армированного пластика обладает рекордной стойкостью к действию бронебойных пуль при обстреле под малыми углами от нормали, что непосредственно связано с высокой (не менее 70 единиц по шкале Роквелла, HRC) твердостью, малой массовой плотностью керамического слоя. В условиях обстрела комбинированной брони под углами, близкими к нормали, её масса (сравнивается поверхностная плотность, кг/м²) в 2-3 раза меньше массы равностойкой стальной брони высокой твердости. Именно поэтому такая броня первоначально, еще в 1960-е годы, нашла применение для защиты экипажей и некоторых уязвимых агрегатов вертолётов, низкая скорость которых и действие в зонах досягаемости огня пехотного оружия, при практически круговом обстреле, обуславливают благоприятные для этой брони условия взаимодействия с поражающим средством.

Противопульная комбинированная броня состоит из лицевого слоя, выполненного в виде керамических элементов (пластин), и подложки из армированных пластиков. Высокая стойкость такой брони обуславливается эффективным разрушением на высокотвёрдом лицевом слое сердечников бронебойных пуль с последующим удержанием образующихся осколков керамики и сердечника энергоёмким тыльным слоем брони. Принципиальным является характер разрушения керамического слоя брони по типу «конуса разрушения», образованного системой радиальных и кольцевых трещин, направленного в сторону тыльного слоя и увеличивающего присоединенную массу брони[10]. Вместе с тем обширная область разрушений керамического слоя, наряду со значительными деформациями подложки в месте удара, в частности, в виде расслоений слоистых пластиков на значительной площади, обуславливают низкую, в сравнении с гомогенной сталью, живучесть керамической брони при обстреле. В силу указанных причин, на протяжении нескольких десятилетий, область её применения практически ограничивалась объектами, при обстреле бронезащиты которых низкая живучесть не являлась критичным фактором — летательными аппаратами, в первую очередь, вертолётами, и авиационными средствами индивидуальной бронезащиты.

История создания авиационной комбинированной брони[править | править код]

Толчком к созданию и широкому применению комбинированной брони с керамикой послужили военные действия США в Юго-Восточной Азии 1960-х годов. Массированное применение вертолётов для целей разведки, переброски войск и снаряжения, огневой поддержки и эвакуации раненых, показало их повышенную уязвимость со стороны наземного огня легкого пехотного оружия. Общее число сбитых вертолётов превысило четыре тысячи[11].

Анализ потерь позволил установить, что в тот период времени, на данном ТВД, основным средством поражения вертолётов являлось лёгкое автоматическое стрелковое оружие калибра 7,62 мм.

Для защиты кабины пилотов, жизненно-важных агрегатов и систем летательных аппаратов США, комбинированная броня с керамикой применяется с 1966 года. В период Вьетнамской войны броня с керамикой была установлена на вертолетах «Белл» UH-1B/C/D, AH-1 «Хью-Кобра», OH-58, Сикорский CH-54, на военно-транспортном самолете С-130, тактическом истребителе А-7 «Корсар» и на некоторых других машинах. В ряде случаев броня с керамикой заменила собой уступающую ей по весовой эффективности разнотвёрдую стальную броню DPSA (Dual Property Steel Armor). Так установка на вертолете AH-1G сидения из керамико-пластиковой брони с соотношением слоев: карбид бора 9,6 мм + стеклопластик 6,4 мм, вместо сидения из разнотвердой стали позволило снизить массу последнего на 10,4 кг[12].

Комбинированная броня марки Starmat (дата регистрации марки 1965 год) компании Aerojet General Corp. с лицевым слоем из корундовой керамики марок AD85 или AD95 и подложкой из алюминиевого сплава 2024-Т4 устанавливалась на первых модификациях вертолетов UH-1 и CH-54, в порядке их оперативной доработки в строевых частях. Бронепанели соединялись внахлестку и крепились непосредственно к трубчатому каркасу сидений 1-го и 2-го пилотов вертолета UH-1B. В специальных полозьях по бортам кабины устанавливались сдвижные бронепанели суммарной массой 49,6 кг, каждая панель на стороне соответствующей дверцы кабины. Бронепанели обеспечивали защиту боковой проекции пилота, и сдвигались назад при посадке или высадке экипажа из машины. Суммарная масса бронированного сидения 65 кг. Требованиями по защите экипажа вертолета предусматривалось обеспечение 100 процентного непробития бронезащиты при стрельбе 7,62 мм бронебойной пулей М61 с дистанции 100 ярдов (91 м), угол соударения (от нормали) 15 градусов[13][14]. Тем самым обеспечивалась защита экипажа вертолёта со стороны днища, бортов и спинки сидений. В последующих конструкциях бронированных сидений компаний Norton[15], Ceradyne, Simula, Martin-Baker -«Helicopter Armored Crashworthy Seats Mark 1 (HACS 1)» броня уже входит в конструкцию сидения, чем достигается снижение общей массы конструкции[16].

Для защиты пилотов с передних направлений обстрела по неотложному запросу был разработан грудной щиток «протектор», из брони HFC, закрывавший грудную часть туловища.

Практически в тот же период в США компанией Goodyear Aerospace Corp. была создана и получила распространение броня HFC (англ. Hard Faced Composite Armor) комбинированная броня с лицевым слоем высокой твердости[17]. В качестве тыльного слоя брони HFC был использован стеклотекстолит на основе жгутовой стеклоткани-ровницы и полиэфирном связующим. Стеклотекстолит разработан Пикатинским арсеналом США.

С 1965 года броня HFC выпускается по военным техническим условиям MIL-A-46103 (MR), первоначально с пластинами корундовой керамики с содержанием оксида алюминия 85 или 95 процентов — материала, отличавшегося наиболее простой технологией изготовления (прессованием и последующим спеканием заготовок) и низкой стоимостью. Позднее, по мере освоения более эффективных материалов, и с пластинами на основе карбида кремния или карбида бора. В частности бронезащита экипажа и уязвимых систем вертолета AH-1G обеспечивалась новыми бронированными сидениями со сдвижными боковыми щитками, и установленными локально бронепанелями, из новой комбинированной брони марки Noroc, изготовленными отделением Protective Products Division компании Norton Company, на основе карбида бора и стеклотекстолита. Дата регистрации марки брони 1967 год.

На защитные свойства (противопульную стойкость) комбинированной брони положительное влияние оказывают следующие характеристики керамического материала[18][19]:

  • малые значения массовой плотности керамики — определяет массовые характеристики бронезащиты;
  • твердость — определяет эффективность разрушения бронебойного сердечника при взаимодействии с керамикой. В целом желательно, чтобы твердость керамического материалы была выше твердости бронебойного сердечника, а импеданс (или акустическое сопротивление) был максимальным;
  • прочность на сжатие — влияет на живучесть брони при обстреле;
  • модуль упругости — определяет волновую картину, скорость распространения волн напряжений в преграде;
  • вязкость разрушения — определяет живучесть брони при обстреле и её эксплуатационную живучесть;
  • характер разрушения керамики (интеркристаллитный или транскристаллитный) — определяет возможности энергопоглощения.

Уровень технологии комбинированной брони с керамикой по состоянию на 1970-е годы[20][21][22]

Материал керамики, марка
и метод получения
Массовая
плотность, г/см3
Материал тыльного слоя брони Толщина и масса
тыльного слоя
Поверхностная плотность
брони, кг/м2
Al2O3 AD85 или AD94 (CoorsTek),
прессование и спекание
3,40…3,62 Стеклотекстолит из жгутовой стеклоткани
«рогожка» (75 %) на полиэфирном связующем (25 %)
6,35 мм ; 12кг/м2 42…46
SiC KT (97 % SiC), Carborundum Co.,
прессование и спекание; реакционное спекание
3,1…3,13 тоже 6,35 мм ; 12 кг/м2 38…42
B4C Noroc или Norbide (Norton Co.)
горячее прессование
2,48…2,50 тоже 6,35 мм ; 12 кг/м2 33…36

Примечания к таблице:
Комбинированная броня в указанных массах обеспечивает защиту (по критерию V-50) от бронебойных пуль — APM2 патрона 7,62×63 мм с Д=100 м, и от пули М61 патрона 7,62×51 мм с Д=0 м;
Броня оптимизирована по критериям противопульной (7,62 мм бронебойная пуля) стойкости и массы. Использованные толщины керамических элементов не превышали 9 мм;
Соединение керамики с подложкой при помощи полисульфидного клея Pro-Seal 890 или аналогичного эластичного полиуретанового клея;
Поверх керамического слоя брони расположен 1-2 слоя плотной нейлоновой ткани для уменьшения вторичной осколочности.

Во второй половине 1970-х годов удалось за счет изготовления тыльного слоя брони из органотекстолита на основе арамидного волокна марки кевлар дополнительно снизить массу комбинированной брони на 10-12 процентов. Поскольку лучшие результаты ранее были получены при использовании карбида бора, композиция B4C/ органит была выбрана компанией Ceradyne Int. как наиболее перспективная при проектировании бронезащиты кабины вертолёта AH-64, включавшей в себя бронесидения экипажа, боковые щитки, панели пола кабины, а также элементы защиты агрегатов двигателя, гидроусилителей и системы управления вертолётом. Позднее, с 1980-х годов, аналогичную броню использует в конструкции вертолётных бронесидений компания Martin-Baker[23] и другие.

Несколько ранее, с конца 1960-х годов, В США появляются требования по защите экипажей и систем вертолётов от 12,7 мм бронебойных пуль. В 1969 году компания Norton Company разработала комбинированную броню с карбидом бора для защиты от 12,7 мм бронебойных пуль, масса 1 м² брони 59 кг. Предназначалась для защиты экипажа и отдельных узлов опытного ударного вертолёта AH-56 «Шайен». Для сопоставимых дальностей стрельбы минимально необходимые массы комбинированной брони составляют порядка 55-64 кг/м2, но с учетом принятой тактической дистанции ведения огня по вертолёту 400—500 м, потребные массы брони для защиты от 12,7 мм бронебойных пуль, как правило, не превышают 50-55 кг/м2.

Средства индивидуальной бронезащиты лётных экипажей[править | править код]

Грудной щиток «протектор» совместно с бронированным сидением экипажа вертолёта позволил обеспечить его круговую защиту в секторе обстрела 360 градусов. Масса щитка 8,5 кг передавалась на кронштейн, расположенный в паховой области сидения, крепление к туловищу осуществлялось плечевыми ремнями[24]. Протектор был выпущен в количестве 500 экземпляров, прошёл лётные испытания, однако не нашёл применения, в силу своей громоздкости и по причине создаваемых помех пилотированию вертолёта. В качестве оперативной замены щитка-протектора был опробован в 1966 году и получил распространение бронежилет Т65 «Aircrewman Body Armor» и его модификации Т65-1 и Т65-2 «Aircrew Torso Armor». На смену последним пришёл унифицированный тремя видами вооружённых сил бронежилет, стандартизованный в 1968 году как «Body Armor, Small Arms Protective, Aircrewman». По выставленным требованиям жилет должен обеспечивать защиту от 7,62 мм бронебойной пули APМ2 патрона 7,62×63 мм с дистанции 100 ярдов, однако в реальных условиях применения показывал лучшую стойкость[25].

Для изготовления защитных вставок жилета применяли три типа керамических материалов. Класс 1: оксид алюминия, Класс 2: карбид кремния, и Класс 3: модифицированный карбид бора. Защитные вставки Класса 1 предназначались для применения только армейской авиацией, вставки Классов 2 и 3 применялись авиацией ВМС, ВВС и КМП США. Соответственно отличались они массой и стоимостью. Так масса двух защитных вставок регулярного размера (грудной и спинной) из оксида алюминия составляла 12,7 кг при стоимости 195 долл. При изготовлении из модифицированного карбида бора — 9,06 кг и 1018 долл. соответственно[26].

Применительно к средствам индивидуальной бронезащиты, после непродолжительного экспериментирования с формой и размерами составляющих керамический слой элементов, потенциально ориентированного на увеличение живучести брони, в США к началу 1970-х годов пришли к выводу о целесообразности изготовления керамического слоя брони в виде монолитных панелей[27]. При использовании последних обеспечивается устранение отдельных, тщательно подогнанных элементов, и соответственно их стыков — ослабленных мест, что позволяет максимально снизить массу брони. Напротив, в ряде европейских стран создание комбинированных бронепанелей для военной техники и элементов индивидуальной брони с керамикой, преимущественно на основе корунда, с повышенным содержанием оксида алюминия, в виде элементов малых размеров (50х50 мм и аналогичных) оставалось приоритетным еще несколько десятилетий на протяжении 1980—1990-х годов[28]. К ним относится керамико-пластиковая броня Grade 86, Grade 105 компаний Bristol Composite Materials Engineering Ltd. (Великобритания), CeramTec[18] (Германия) и ряд других.

Применительно к индивидуальной броне сухопутных войск, DARPA (в рамах финансирования программ разработки брони ESAPI) «за последнее десятилетие или около того потратила многие миллионы долларов в попытках уменьшить массу индивидуальной брони до уровня 17 кг/м2 при минимальных значениях достигнутого снижения»[29].

Применение[править | править код]

В авиации[править | править код]

В настоящее время комбинированная броня установлена на ударных вертолётах AH-64 «Апач», AH-1G, AH-1Q, AH-1S, противотанковых вертолетах А-129 «Мангуст», многоцелевых вертолетах UH-60 «Блэк Хоук», SA-341/SA-342 «Газель», Уэстленд «Линкс», лёгком разведывательно-ударном «Белл» OH-58D, разведывательно-ударных «Тигр», опытном RAH-66 «Команч» и целом ряде других летательных аппаратов.

В наземной технике[править | править код]

История развития брони и броневой защиты военной техники свидетельствует, что их эволюционирование происходит параллельно совершенствованию средств поражения вероятного противника. Подчиняясь этой общей закономерности, пути развития комбинированной брони определялись не только и не столько стремлением повышения её стойкости и снижения массы, сколько задаче экспериментальной отработки преград, рассчитанных на предпочтительное действие новых средств поражения. В наземной технике такие средства широко представлены боеприпасами (патронами) автоматического стрелкового оружия калибрами от 5,45 (5,56) мм до 14,5 мм, а также малокалиберных автоматических пушек с твердосплавными и тяжелосплавными бронебойными сердечниками. Возможности их срабатывания и разрушения при взаимодействии с керамическим слоем брони существенно отличаются от такового, характерного для сердечников из высокотвердой стали. По этой причине был расширен диапазон используемых керамических материалов, в частности за счет включения в него некоторых карбидов и боридов, в частности диборида титана.

К 1994 году разработана и принята на вооружение противопульная и противоснарядная композитная броня с керамикой Mexas немецкой фирмы IBD Deisenroth Engineering. Броня модульной конструкции используется в качестве навесной защиты на готовой конструкции бронированной машины из стали или алюминиевых сплавов. Конкретные состав и структура брони засекречены. Отмеченная практика распространяется на все разновидности комбинированной брони, предназначенной для защиты от бронебойных боеприпасов, калибром превышающим 12,7 мм.

Бронемодули Mexas использованы для повышения защищённости уже существующих боевых машин: основной танк Леопард 2 (Швеция Strv 122), Dingo ATF, разведывательный бронеавтомобиль Феннек, БМП ASCOD, БМП CV 9035 MKIII Дании, БТР Страйкер, Piranha IV, а также САУ PzH 2000. Позднее, начиная с 2005 года вместо бронемодулей Mexas были разработаны IBD и поставляются заказчикам модули усовершенствованной комбинированной брони AMAP (Advanced Modular Armour Protection).

Помимо компании IBD Deisenroth Engineering разработчиками и производителями бронемодулей пассивной защиты боевых бронированных машин (ББМ) лёгкой категории являются канадская компания DEW Engineering and Development (навесные модули многоцелевой ББМ «Страйкер» и её варианта — машины WCVD), и швейцарская компания RUAG Land Systems (комплекты бортовых модулей SidePro и модулей защиты горизонтальных проекций RoofPRO-P машины CV90).

См. также[править | править код]

  • Бетонная броня
  • Пластиковая броня

ru.wikipedia.org

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 противо­кумулятивной 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 превосхо­дил зару­бежные кумулятивным снаряды калибра 90 мм ) под различными курсовыми углами, предусматривавшими­ся 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 увеличе­нию 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 противокумулятив­ной 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 соста­ве 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 защи­ты танковой башни, в которой специально предусмотренная внут­ренняя полость заполнялась алюминиевым сплавом. С этой целью был разработан специальный алюминиевый литейный сплав АБК11, не подвергаемый после литья термической обработке (из-за невоз­можности обеспечения критической скорости охлаждения при за­калке алюминиевого сплава в комбинированной системе со сталью). Вариант «сталь + алюминий» обеспечивал при равной противокуму­лятивной стойкости уменьшение массы брони в два раза по сравне­нию 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 комбини­рованных преград выяснилось, что двухслойная броня не облада­ла достаточной живучестью при многократных попаданиях броне-бойно-подкалиберных снарядов — утрачивалась взаимная опора слоев. Поэтому в дальнейшем были проведены испытания трех­слойных броневых преград «сталь+алюминий+сталь», «титан+алю-миний+титан». Выигрыш по массе несколько сократился, но все равно оставался достаточно значительным: комбинированная бро­ня «титан+алюминий+титан» по сравнению с монолитной сталь­ной броней при одинаковом уровне броневой защиты при обстреле 115-мм кумулятивными и подкалиберными снарядами обеспечива­ла сокращение массы на 40%, сочетание «сталь+алюминий+сталь» давало 33% экономии массы.

Т-64
В 1961-1962 гг. основные работы по созданию комбинирован­ной брони развернулись на Ждановском (Мариупольском) метал­лургическом заводе, на котором происходила отладка технологии двухслойных отливок, проводились обстрелы различных вариантов броневых преград. Были отлиты и прошли испытания 85-мм кумуля­тивными и 100-мм бронебойными снарядами образцы («сектора»)
комбинированной брони «сталь+алюминий+сталь». Для устранения «выдавли­вание» алюминиевых вставок из тела башни необходимо было использование специ­альных 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 име­ли монолитную или состав­ную броню.
Лобовая броня корпуса: верхняя лобовая деталь (ВЛД) состоял из комбинированной брони состоящей из 80 мм стальной листа, два 52 мм  листа стеклопластика и тыльного 20 мм стального листа. Для снижения бронепробиваемости бронебойных и кумулятивных снарядов угол наклона верхней лобовой детали корпуса от вертикали был увеличен до 68°.
Конструкция комбинированной броневой преграды обеспечивала за­щиту от иностранных 105-мм кумулятивных, а также бронебойно-подкалиберных снарядов с сердечником из карбида вольфрама или вольфрамового сплава при обстреле с дальности свыше 500 м.
Литая башня имела специальные полости в лобовой части, которые первоначально заполнялись вставками из алюминия, а впоследствии из-за недоста­точной ударной стойкости при обстреле бронебойно-подкалиберными снарядами, были заменены ультрафар­форовыми стержнями, а затем ультрафарфоровыми шарами.
Схема технологического процесса отливки башни «объекта 432» с полостями под алюминиевый наполнитель. При обстреле башня с комбинированной 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 обстрела ±40°, а также защиту от 115-мм кумулятивного снаряда при курсовом угле обстрела ±35°.
Схема технологического процесса отливки башни «объекта 432» с полостями под алюминиевый наполнитель. При обстреле башня с ком­бинированной 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 обстре­ла ±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 раз­личные 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 ре­комендованы для применения в качестве наполнителей в составе комбинированных броневых преград. Выигрыш по массе при ис­пользовании 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. Одновремен­но с отработкой конструкции башни с наполни­телем из ультрафарфора в филиале ВНИИ-100 по предложению В.В. Иерусалимского была раз­работана конструкция башни с применением вы­сокотвердых вставок из стали, предназначавших­ся для изготовления снарядов. Эти вставки, под­вергнутые термической обработке по методу дифференциальной изотермической закалки, имели особо твердую сердцевину и относитель­но менее твердые, но более пластичные наруж­ные поверхностные слои. Изготовленная опыт­ная башня с высокотвердыми вставками пока­зала при обстреле даже лучшие результаты по стойкости, чем с залитыми керамическими ша­рами.
башни с применением высокотвердых вставок из сталиНедостатком 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 ба­шен с высокотвердыми вставками, оказалось, не­возможно обеспечить минимально необходимую ударную вязкость (высокотвердые вставки из­готовленной партии при снарядном обстреле дали повышенное хрупкое разрушение и проби­тие). От дальнейших работ в этом направлении отказались.
В 1975 году на вооружение была принята башня с корундовым наполнителем разработанная ВНИИТМ.
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 отрабо­тана в результате совместной работы ВНИИ-100, харьковского завода №75, Южно-Уральского за­вода радиокерамики, ВПТИ-12 и НИИБТ.
Untitled-3
Башня с корундовыми шарами. Габарит лобовой защиты 400…475 мм. Корма башни –70 мм.

С использовани­ем опыта работы над комби­нированной броней корпуса этого танка в 1961-1964 гг. конструкторскими бюро заво­дов ЛКЗ и ЧТЗ совместно с ВНИИ-100 и его московским филиалом были разработаны варианты корпусов с комби­нированной броней для тан­ков с управляемым ракетным вооружением: «Объект 287», «Объект 288», «Объект 772» и «Объект 775».
Башня с ультрафарфоровыми шарами. 17042009(002)
Корундовый шар.

В последствии 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.

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).
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-72А на 10%, а противокумулятивная стойкость была выше на 15…20%.
Лобовая деталь Т-64А/Т-72 и Т-72А
Лобовая деталь Т-64А/Т-72 и Т-72А

Т-80Б
Усиление защиты Т-80Б осуществлялось за счет применения катаной брони повышенной твердости типа БТК-1 для лобовых и бортовых деталей  корпуса. Лобовая деталь корпуса имела оптимальное соотношение толщин трехпреградной брони аналогичное предложенному для Т-72А.
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 заливаемым 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 про динамическую защиту.
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. 
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.
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, 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-72Б Внешний вид пакета бронирования танка Т-72Б и ниша под пакет.
Внешний вид пакета бронирования танка Т-72Б и ниша под пакет.

Принцип действия пакетов с отражающими листами
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.
Проникание кумулятивной струи в броню с «отражающими» листами.

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.
Бронирование ВЛД корпуса Т-72Б первых модификаций состояло из разнесенных преград из стали повышенной твердости. 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.

Т-80У
Комбинированное бронирование состоит из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером, со стальными вставками. Бронирование корпуса обеспечивается оптимальным соотношением толщин стеклотекстолитового наполнителя и стальных платин высокой твердости.
Башня имеет толщину наружной стенки 85…60 мм, тыльной – до 190 мм. В открытые сверху полости, в монтировался сложный наполнитель, который состоял из ячеистого наполнителя установленного в два ряда и разделенных стальной плитой 20 мм. За пакетом установлена плита БТК-1 толщиной 80 мм. Тыльная плита литой основы башни составляет до 150 мм. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла +35 установлены цельные V–образные блоки динамической защиты «Контакт-5». 
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.
Принцип действия пакетов с «ячеистым наполнителем»
Кумулятивная струя, попав в замкнутый объем, заполненный жидким или квазижидким веществом и ограниченный металлическими стенками, генерирует в жидкости ударную волну, отходящую от носика струи. Отраженная от стенок ударная волна возвращается к оси струи, заставляя жидкость двигаться в том же направлении. Двигающаяся с большой скоростью жидкость схлопывает каверну, вызывая торможение и разрушение струи. Такой тип брони может обеспечить выигрыш по противокумулятивной стойкости до 30-40%
Лобовая деталь Т-80У и Т-72Б
Лобовая деталь Т-80У и Т-72Б

Варианты башен с литой основой Т-72Б и Т-80УД.1. Пакет с «Отражающими листами»2. ЯчОтливка.3. Металлокерамический пакет.
Варианты башен с литой основой Т-72Б и Т-80УД.
1. Пакет с «Отражающими листами»
2. Ячеистая отливка.
3. 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 сосновой 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.
Вариант башни Т-80УД с сварной основой с Металлокерамическим пакетом.
Вариант башни Т-80УД со сварной основой и металлокерамическим пакетом.

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/А1
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.
башня Т-90А
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. 

Т-84 (и «Объект 478БЭ»)
Защита башни состоит из двух съемных защитных модулей устанваливаемых на сварную основу. Каждый защитный модуль надежно прикреплен к основной броне башни. Преимуществом является повышение защищенности без значительного увеличения массогабаритных показателей за счет выбора закона изменения толщины броневых препятствий и высокоэффективного наполнителя. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла +35 установлены цельные V–образные блоки динамической защиты.  Башня изготовлена из броневой стали повышенной твердости полученной электрошлаковым переплавом (ЭШП). Сталь с ЭШП обеспечивает  прирост стойкости в равных конструкциях на 10-15 процентов по сравнению с катаной сталью средней твердости.
Крыша башни выполнена  цельноштампованной, что повысило ее жесткость,  обеспечена технологичность и стабильное качество в условиях серийного производства.
Варианты башен с сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)
Варианты башен с сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)

Башня содержит два защитных модуля, каждый из которых прикреплен с возможностью демонтажа. Модуль выполнен в виде корпуса с наполнителем.
Стенки, донный лист и первая крышка для ниши выполнены из брони, при этом толщина тыльной стенки корпуса защитного модуля меньше толщины передней стенки башни, каждый защитный модуль снаряжен перегородкой, второй крышкой для ниши и опорной деталью.
Опорная деталь жестко соединена с перегородкой и с лобной и тыльной стенками корпуса защитного модуля. Перегородка расположена внутри корпуса параллельно его тыльной стенке и имеет толщину, большую толщины передней стенки корпуса. Толщина тыльной стенки корпуса защитного модуля не превышает толщину перегородки. На обращенных к донному листу башни торцах перегородки выполнены выступы. В донном листе корпуса защитного модуля и в донном листе башни, выполнены соответственно отверстия и пазы, соответствующие выступам на торце перегородки.
Каждый защитный блок в башне, крепко и надежно прикреплен к основной броне башни. Это обеспечено, за счет жесткой фиксации положения корпуса защитного модуля относительно донного листа башни.
Дополнительным преимуществом является повышение защищенности без увеличения массогабаритных показателей за счет выбора закона изменения толщины броневых препятствий: передней стенки, перегородки и тыльной стенки корпуса защитного модуля и передней стенки башни, а также за счет использования высокоэффективного ячеистого наполнителя.

Статья подготовлена автором сайта © Андрей. www.BTVT.narod.ru
Использованы данные статьи М.В. Павлова и И.В. Павлова «Отечественные бронированные машины 1945-1965». ТиВ №3 2009.

nemez-06.livejournal.com


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.