Бронирование современных отечественных танков
А. Тарасенко
Многослойная комбинированная броня
В 50-е годы стало ясно, что дальнейшее повышение защищенности танков не возможно только за счет повышения характеристик броневых стальных сплавов. Особенно это касалось защиты от кумулятивных боеприпасов. Идея использования малоплотные наполнители для защиты от кумулятивных боеприпасов возникло еще во времена Великой Отечественной войны, пробивное действие кумулятивной струи сравнительно невелико в грунтах, особенно это справедливо для песка. Поэтому можно стальную броню заменить слоем песка, зажатого между двумя тонкими листами железа.
В 1957 г. во ВНИИ-100 была проведена НИР по оценке противо-кумулятивной стойкости всех отечественных танков, как серийного производства, так и опытных образцов. Оценка защиты танков проводилась исходя из расчета их обстрела отечественным невращающимся кумулятивным 85-мм снарядом (по своей бронепробиваемости он превосхо-дил зару-бежные кумулятивным снаряды калибра 90 мм) под различными курсовыми углами, предусматривавшими-ся действовавшими в то время ТТТ. Результаты этой НИР легли в основу разработки ТТТ по защите танков от кумулятивных средств поражения. Выполненные в НИР расчеты показали, что наиболее мощной броневой защитой обладал опытный тяжелый танк «Объект 279» и средний танк «Объект 907».
Их защита обеспечивала непробитие кумулятивным 85-мм снарядом со стальной воронкой в пределах курсовых углов: по корпусу ±60", башне - + 90". Для обеспечения защиты от снаряда данного типа остальных танков требовалось утолщение брони, которое приводило к значительному увеличе-нию их боевой массы: Т-55 на 7700 кг, «Объект 430» на 3680 кг, Т-10 на 8300 кг и «Объект 770» на 3500 кг.
Увеличение толщины брони для обеспечения противокумулятив-ной стойкости танков и соответственно их массы на указанные выше величины были неприемлемы. Решение проблемы по уменьшению массы брони специалисты филиала ВНИИ-100 видели в использовании в соста-ве брони стеклопластика и легких сплавов на основе алюминия и титана, а также их комбинации со стальной броней.
В составе комбинированной брони алюминиевые и титановые сплавы впервые были использованы в конструкции броневой защи-ты танковой башни, в которой специально предусмотренная внут-ренняя полость заполнялась алюминиевым сплавом. С этой целью был разработан специальный алюминиевый литейный сплав АБК11, не подвергаемый после литья термической обработке (из-за невоз-можности обеспечения критической скорости охлаждения при за-калке алюминиевого сплава в комбинированной системе со сталью). Вариант «сталь + алюминий» обеспечивал при равной противокуму-лятивной стойкости уменьшение массы брони в два раза по сравне-нию с обычной стальной.
В 1959 г. для танка Т-55 были спроектированы носовая часть корпуса и башня с двухслойной броневой защитой «сталь+алюминиевый сплав». Однако в процессе испытаний таких комбини-рованных преград выяснилось, что двухслойная броня не облада-ла достаточной живучестью при многократных попаданиях броне-бойно-подкалиберных снарядов - утрачивалась взаимная опора слоев. Поэтому в дальнейшем были проведены испытания трех-слойных броневых преград «сталь+алюминий+сталь», «титан+алюминий+титан». Выигрыш по массе несколько сократился, но все равно оставался достаточно значительным: комбинированная бро-ня «титан+алюминий+титан» по сравнению с монолитной сталь-ной броней при одинаковом уровне броневой защиты при обстреле 115-мм кумулятивными и подкалиберными снарядами обеспечива-ла сокращение массы на 40%, сочетание «сталь+алюминий+сталь» давало 33% экономии массы.
Т-64
В техническом проекте (апрель 1961 г) танка «изделие 432» изначально рассматривались два варианта наполнителя:
· Стальная броневая отливка с ультрафорфоровыми вставками с исходной базовой толщиной по горизонтали равной 420 мм с эквивалентной противокумулятивной защитой равной 450 мм;
· литая башня, состоящая из сталь-ной броневой основы, алюминиевой противокумулятивной рубашки (заливаемой после отливки стального корпуса) и наружной стальной бронировки и алюминия. Суммарная максимальная толщина стенок этой башни равна ~500 мм и эквивалентна противокумулятивной защите в ~460 мм.
Оба варианта башен давали более чем одну тонну экономии веса по сравнению с цельностальной башней равной стойкости. На серийные танки Т-64 устанавливалась башня с алюминиевым наполнителем.
Оба варианта башен давали более чем одну тонну экономии веса по сравнению с цельностальной башней равной стойкости. На серийные танки «изделие 432» устанавливалась башня с алюминиевым наполнителем. В ходе накопления опыта выявился ряд недостатков башни, в первую очередь связанные с ее большими габаритами толщин лобового бронирования. В дальнейшем в конструкции бронезащиты башни на танке Т-64А в период 1967-1970 года применялись стальные вставки, после которых окончательно пришли к рассматриваемому изначально варианту башни с ультрафорфоровыми вставками (шарами), обеспечивающую заданную стойкость при меньшем габарите. В 1961-1962 гг. основные работы по созданию комбинирован-ной брони развернулись на Ждановском (Мариупольском) метал-лургическом заводе, на котором происходила отладка технологии двухслойных отливок, проводились обстрелы различных вариантов броневых преград. Были отлиты и прошли испытания 85-мм кумуля-тивными и 100-мм бронебойными снарядами образцы («сектора»)
комбинированной брони «сталь+алюминий+сталь». Для устранения «выдавли-вания» алюминиевых вставок из тела башни необходимо было использование специ-альных перемычек, препятствовавших «выдавливанию» алюминия из полостей стальной башни.Танк Т-64 стал первым в мире серийным танком, имеющим принципиально новую защиту, адекватную новым средствам поражения. До появления танка «Объект 432» все бронированные машины име-ли монолитную или состав-ную броню.
Фрагмент чертежа башни танка объект 434 с указанием толщин стальных преград и наполнителя
Подробнее про броневую защиту Т-64 в материале -
Применение алюминиевого сплава АБК11 в конструкции броневой защиты верхней лобовой части корпуса (А) и передней части башни (Б)
опытного среднего танка «Объект 432». Броневая конструкция обеспечивала защиту от воздействия кумулятивного боеприпаса.
Верхний лобовой лист корпуса «изделия 432» установлен под углом 68 ° к вертикали, комбинированный, общей толщиной 220 мм. Он состоит из наружного броневого листа толщи-ной 80 мм и внутреннего листа стеклопластика толщиной 140 мм. В результате расчетная стойкость от кумулятивных боеприпасов составляла 450 мм. Передняя крыша корпуса выполнена из брони толщиной 45 мм и имела отвороты - «скулы» расположенные под углом 78 ° 30 к вертикали. Применение стеклопластика выбранной толщины, обеспечило и надежную (с превышением ТТТ) противорадиационную защиту. Отсутствие в техническом проекте тыльной плиты после слоя стеклопластика показывает сложный поиск правильных технических решений создания оптимальной трехпреградной преграды, которые сложились позднее.
В дальнейшем от такой конструкции отказались в пользу более простой конструкции без «скул», обладавшей большей стойкостью от кумулятивных боеприпасов. Применение комбинированной брони на танке Т-64А для верхней лобовой детали (80 мм стали+ 105 мм стеклопластика + 20 мм стали) и башни со стальными вставками (1967-1970), а в дальнейшем с наполнителем из керамических шаров (горизон-тальная толщина 450 мм) позволило обеспечить защиту от БПС (с бронепробиваемостью 120 мм/60° с дальности 2 км) на дальности 0,5 км и от КС (пробивающих 450 мм) при увеличении массы брони на 2 т по сравнению с танком Т-62.
Схема технологического процесса отливки башни «объекта 432» с полостями под алюминиевый наполнитель. При обстреле башня с ком-бинированной броней обеспечивала полную защиту от 85-мм и 100-мм кумулятивных снарядов, 100-мм бронебойных тупоголовых снарядов и 115-мм подкапиберных снарядов при курсовых углах обстре-ла ±40°, а также защиту от 115-мм кумулятивного снаряда при курсовом угле обстрела ±35°.
В качестве наполнителей испытывались высокопрочный бетон, стекло, диабаз, керамика (фарфор, ультрафарфор, уралит) и раз-личные стеклопластики. Из испытанных материалов лучшими характеристиками обладали вкладыши из высокопрочного ультрафарфора (удельная струегасящая способность в 2—2,5 раза выше, чем у броневой стали) и стеклопластик АГ-4С. Эти материалы и были ре-комендованы для применения в качестве наполнителей в составе комбинированных броневых преград. Выигрыш по массе при ис-пользовании комбинированных броневых преград по сравнению с монолитными стальными составлял 20-25%.
Т-64А
В процессе совершенствования комбинированной защиты от башни с применением алюминиевого наполнителя отказались. Одновремен-но с отработкой конструкции башни с наполни-телем из ультрафарфора в филиале ВНИИ-100 по предложению В.В. Иерусалимского была раз-работана конструкция башни с применением вы-сокотвердых вставок из стали, предназначавших-ся для изготовления снарядов. Эти вставки, под-вергнутые термической обработке по методу дифференциальной изотермической закалки, имели особо твердую сердцевину и относитель-но менее твердые, но более пластичные наруж-ные поверхностные слои. Изготовленная опыт-ная башня с высокотвердыми вставками пока-зала при обстреле даже лучшие результаты по стойкости, чем с залитыми керамическими ша-рами.
Недостатком башни с высокотвердыми вставками являлась недостаточная живучесть сварного соединения между подпорным листом и опорой башни, которое при ударе бронебойно-подкалиберного снаряда разрушалось без пробития.
В процессе изготовления опытной партии ба-шен с высокотвердыми вставками, оказалось, не-возможно обеспечить минимально необходимую ударную вязкость (высокотвердые вставки из-готовленной партии при снарядном обстреле дали повышенное хрупкое разрушение и проби-тие). От дальнейших работ в этом направлении отказались.
(1967-1970 гг)
В 1975 году на вооружение была принята башня с корундовым наполнителем разработанная ВНИИТМ (в производстве с 1970 г). Бронирование башни - 115 сталь литая броневая, 140 мм ультрафарфоровые шары и тыльная стенка 135 мм стали угол наклона 30 градусов. Технология отливки башен с керамическим наполнителем была отрабо-тана в результате совместной работы ВНИИ-100, харьковского завода №75, Южно-Уральского за-вода радиокерамики, ВПТИ-12 и НИИБТ. С использовани-ем опыта работы над комби-нированной броней корпуса этого танка в 1961-1964 гг. конструкторскими бюро заво-дов ЛКЗ и ЧТЗ совместно с ВНИИ-100 и его московским филиалом были разработаны варианты корпусов с комби-нированной броней для тан-ков с управляемым ракетным вооружением: «Объект 287», «Объект 288», «Объект 772» и «Объект 775».
Корундовый шар
Башня с корундовыми шарами. Габарит лобовой защиты 400…475 мм. Корма башни -70 мм.
Впоследствии броневая защита Харьковских танков совершенствовалась, в том числе и по направлению применения более совершенных материалов преград, так с конца 70-х на Т-64Б применялись стали типа БТК-1Ш изготовленные путем электрошлакового переплава. В среднем стойкость равнотолщинного листа полученная ЭШП на 10…15 процентов больше броневых сталей повышенной твердости. В ходе серийного производства до 1987-го года совершенствовалась и башня.
Т-72 «Урал»
Бронирование ВЛД Т-72 «Урал» было аналогично бронированию Т-64. На первых сериях танка применялись башни непосредственно переделанные из башен Т-64. В последствии применялась монолитная башня из литой броневой стали, с габаритом 400- 410 мм. Монолитные башни обеспечивали удовлетворительную стойкость против 100- 105 мм бронебойных подкалиберных снарядов (БПС) , но противокумулятивная стойкость указанных башен по защите от снарядов тех же калибров уступала башням с комбинированным наполнителем.
Монолитная башня из литой броневой стали Т-72,
также применялась на экспортном варианте танка Т-72М
Т-72А
Была усилена броня лобовой детали корпуса. Это было достигнуто за счет перераспределения толщины стальных броневых листов с целью увеличения толщины тыльного листа. Таким образом толщины ВЛД составили 60 мм стали, 105 мм СТБ и тыльный лист толщиной 50 мм. При этом габарит бронировании остался прежний.
Большие изменения претерпело бронирование башни. В серийном производстве в качестве наполнителя применялись стержни из неметаллических формовочных материалов, скрепленных перед заливкой с помощью металлической арматуры (т.н. песчаные стержни).
Башня Т-72А с песчаными стержнями,
Также применялась на экспортных вариантах танка Т-72М1
фото http://www.tank-net.com
В 1976-м году на УВЗ были попытки производства башен применявшихся на Т-64А с облицованными корундовыми шарами, но освоить подобную технологию там не удалось. Это требовало новых производственных мощностей и освоения новых технологий, которые не были созданы. Причиной этому было желание снизить стоимость Т-72А, которые также массово поставлялись в зарубежные страны. Таким образом, стойкость башни от БПС танка Т-64А превосходила стойкость Т-72 на 10%, а противокумулятивная стойкость была выше на 15…20%.
Лобовая деталь Т-72А с перераспределением толщин
и увеличенным защищающим тыльным слоем.
При увеличении толщины тыльного листа трехслойная преграда увеличивается стойкость.
Это является следствием того, что по тыльной броне действует деформированный снаряд, частично разрушившийся в первом стальном слое
и потерявший не только скорость, но и первоначальную форму головной части.
Вес трехслойной брони, необходимый для достижения уровня стойкости эквива-лентной по весу стальной брони, снижается при уменьшении толщины
лицевой броне-вой плиты до 100- 130 мм (по направлению обстрела) и соответствующем увеличе-нии толщины тыльной брони.
Средний стеклотекстолитовый слой слабо влияет на противоснарядную стойкость трехслойной преграды (И.И. Терехин, НИИ СТали) .
Лобовая деталь ПТ-91М (аналогичная Т-72А)
Т-80Б
Усиление защиты Т-80Б осуществлялось за счет применения катаной брони повышенной твердости типа БТК-1 для деталей корпуса. Лобовая деталь корпуса имела оптимальное соотношение толщин трехпреградной брони аналогичное предложенному для Т-72А.
В 1969 г. коллективом авторов трех предприятий была предложена новая противоснарядная броня марки БТК-1 повышенной твердости (dотп = 3,05- 3,25 мм), со-держащая в своем составе 4,5% никеля и добавки меди, молибдена и ванадия. В 70-е годы был проведен комплекс исследо-вательских и производственных работ по стали БТК-1, который дал возможность приступить к внедрению ее в производство танков.
Результаты испытании штампованых бортов толщиной 80 мм из стали БТК-1 показали, что они равноценны по стойкости серийным бортам толщиной 85 мм. Данный тип стальной брони применялся при изготовлении корпусов танков Т-80Б и Т-64А(Б). Также БТК-1 применяется в конструкции пакета наполнителя в башне танков Т-80У (УД), Т-72Б. Броня БТК-1 имеет повышенную противоснарядную стой-кость против подкалиберных снарядов под углами обстрела 68-70 (на 5-10% больше по сравнению с серийной броней). С увеличением толщины разни-ца между стойкостью брони БТК-1 и серийной броней средней твердости, как прави-ло, увеличивается.
При разработке танка были попытки создать литую башню из стали повышенной твердости, которые не увенчались успехом. В результате была выбрана конструкция башни из литой брони средней твердости с песчаным стержнем по типу башни танка Т-72А причем толщины брони башни Т-80Б были увеличены, такие башни были приняты для серийного производства с 1977-го года.
Дальнейшее усиление бронирования танка Т-80Б достигнуто в Т-80БВ, принятом на вооружение в 1985 г. Броневая защита лобовой части корпуса и башни этого танка принципиально такая же, как на танке Т-80Б, но состоит из усиленной комбинированной брони, и из навесной динамической защиты «Контакт-1». В ходе перехода на серийное производство танка Т-80У на некоторых танках Т-80БВ последних серий (объект 219РБ) устанавливались башни по типу Т-80У, но со старым СУО и комплексом управляемого вооружения «Кобра».
Танки Т-64, Т-64А, Т-72А и Т-80Б можно условно по критериям технологии производства и уровню стойкости отнести к первому поколению реализации комбинированного бронирования на отечественных танков. Этот период имеет рамки в пределах середины 60-х - начала 80-х годов. Бронирование танков указанных выше в целом обеспечивало высокую стойкость от наиболее распространенных противотанковых средств (ПТС) указанного периода. В частности стойкость от бронебойных снарядов типа (БПС) и оперенных бронебойных подкалиберных снарядов с составным сердечником типа (ОБПС). Примером могут служить снаряды типа БПС L28A1, L52A1, L15A4 и ОБПС типа M735 и БМ22. Причем отработка защиты отечественных танков велась именно с учетом обеспечения стойкости от ОБПС с составной активной частью БМ22.
Но коррективы в данную ситуацию внесли данные, полученные в результате обстрела указанных танков полученными в качестве трофеев в ходе арабо-израильской войны 1982 года ОБПС типа М111 с моноблочным твердосплавным сердечником на основе вольфрама и высокоэффективным демпфирующим баллистическим наконечником.
Одним из выводов специальной комиссии по определению противоснарядной стойкости отечественных танков было то, что М111 имеет преимущества перед отечественными 125 мм снарядом БМ22 по дальности пробития под углом 68 ° комбинированной брони ВЛД серийных отечественных танков. Это дает основание полагать, что снаряд М111 отрабатывался преимущественно для поражения ВЛД танка Т72 с учетом особенностей ее конструкции, в то время как снаряд БМ22 отрабатывался по монолитной броне под углом 60 градусов.
В ответ на это по завершении ОКР «Отражение» на танки вышеуказанных типов в ходе капитального ремонта на ремзаводах МО СССР на танках с 1984 года осуществлялось дополнительное усиление верхней лобовой детали. В частности на Т-72А устанавливалась дополнительная плита толщиной 16 мм, что обеспечивало эквивалентную стойкость 405 мм от ОБПС М111 при скорости предела кондиционного поражения 1428 м/с.
Не в меньшей степени оказали влияние боевые действия в 1982 году на Ближнем Востоке и на противокомулятивную защиту танков. С июня 1982 г. По январь 1983 г. В ходе выполнения ОКР «Контакт-1» под руководством Д.А. Рототаева (НИИ Стали) проводилась работа по установке динамической защиты (ДЗ) на отечественные танки. Стимулом для этого послужила продемонстрированная в ходе боевых действий эффективность израильской ДЗ типа «Блайзер». Стоит напомнить, что ДЗ разрабатывалась в СССР уже в 50-х годах, но по ряду причин на танки не устанавливалась. Подобнее эти вопросы рассмотрены в статье .
Таким образом, с 1984-го года для совершенствования защиты танков Т-64А, Т-72А и Т-80Б были приняты меры в рамках ОКР «Отражение» и «Контакт-1», которые обеспечили их защищенность от наиболее распространенных ПТС зарубежных стран. В ходе серийного производства танки Т-80БВ, Т-64БВ уже учитывали эти решения и дополнительными приварными плитами не оснащались.
Уровень трехпреградной (сталь + стеклотекстолит + сталь) броневой защиты танков Т-64А, Т-72А и Т-80Б обеспечивался подбором оптимальных толщин и твердости материалов лицевой и тыльной стальных преград. К примеру, повышение твердости стального лицевого слоя ведет к снижению противокумулятив-ной стойкости комбинированных преград, установленных под большими конструктивны-ми углами (68°). Это происходит вследствие снижения расхода кумулятивной струи на внедрение в лицевой слой и, следовательно, увеличения ее доли, участвующей в углублении кавер-ны.
Но указанные меры были лишь решениями по модернизации, в танках, производство которых началось с 1985-го года, таких как Т-80У, Т-72Б и Т-80УД были применены новые решения, которые условно могут их отнести ко второму поколению реализации комбинированного бронирования. В конструкции ВЛД стала применяться конструкция с дополнительным внутренним слоем (или слоями) между неметаллическим наполнителем. Причем внутренний слой изготавливался из стали повышенной твердости. Увеличение твердости внутреннего слоя стальных комбинирован-ных преград, расположенных под большими углами, ведет к повышению противокумулятивной стойкости преград. Для малых углов твердость среднего слоя существенного влияния не имеет.
(сталь+СТБ+сталь+СТБ+сталь).
На танках Т-64БВ нового выпуска дополнительное бронирование ВЛД корпуса не устанавливалось, так как новая конструкция уже была
адаптирована для защиты от БПС нового поколения — три слоя стальной брони, между которыми размещены два слоя стеклопластика, общей толщиной 205 мм (60+35+30+35+45).
При меньшей общей толщине, ВЛД новой конструкции по стойкости (без учета ДЗ) против БПС превосходила ВЛД старой конструкции с дополнительным 30-мм листом.
Схожая структура ВЛД применялась и на Т-80БВ.
Существовало два направления в создании новых комбинированных преград.
Первое разработанное в Сибирском филиале академии наук СССР (институт гидродинамики им. Лаврентьева, В. В. Рубцов, И. И. Терехин ). Это направление представляло собой коробчатую (плиты коробчатого типа, залитые пенаполиуретаном) или ячеистую структуру. Ячеистая преграда обладает повышенными противокумулятивными свойствами. Ее прин-цип противодействия заключается в том, что за счет явлений, происходящих на границе раздела двух сред, часть кинетической энергии кумулятив-ной струи, первоначально перешедшей в головную ударную волну, трансформируется в кинетическую энергию среды, которая повторно взаимодействует с кумулятивной струей.
Второе предложенное НИИ Стали (Л. Н. Аникина, М. И. Маресев, И.И. Терехин). При пробитии кумулятивной струей комбинированной преграды (стальная плита - наполнитель - тонкая стальная пластина) происходит куполообразное выпучивание тонкой пластины, вершина выпуклости движется в направлении, нормальном к тыльной поверх-ности стальной плиты. Указанное движение продолжается после пробития тонкой пла-стины в течение всего времени прохождения струи за составную преграду. При оптимально выбранных геометрических параметрах указанных составных преград после их пробивания головной частью кумулятивной струи происходят дополнительные соударения ее частиц с кромкой пробоины в тонкой пластине, приводящие к снижению пробивной способности струи. В качестве наполнителей исследовалась резина, полиуретан, керамика.
Данный тип брони аналогичен по своим принципам Британской броне « Burlington », которая применялась на западных танках начала 80-х годов.
Дальнейшее развитие конструкции и технологии изготовления литых башен заключалось в том, что комбинированная броня лобовых и бортовых частей башни образовывалась за счет открытой сверху полости, в которую монтировался сложный наполнитель, закрываемый сверху приварными крышками (заглушками). Башни такой конструкции применяются на более поздних модификациях танков Т-72 и Т-80 (Т-72Б, Т-80У и Т-80УД).
На Т-72Б применялись башни с наполнителем в виде плоскопараллельных пластин (отражающих листов) и вставок из стали повышенной твердости.
На Т-80У с наполнителем из ячеистых литых блоков (ячеистая отливка), заливаемых полимером (полиэфируретан), и стальных вставок.
Т-72Б
Бронирование башни танка Т-72 относится к «полуактивному» типу. В передней части башни расположены две полости, расположенные под углом 54-55 градусов к продольной оси орудия. В каждой полости пакет из 20 30-мм блоков, каждый из которых состоит из 3 слоев, склеенных вместе. Слои блока: 21-мм броневая плита, 6-мм слой резины, 3-мм металлическая плита. К броневой плите каждого блока приварены 3 тонкие металлические пластинки, обеспечивающие расстояние между блоками 22 мм. Обе полости имеют 45-мм броневую плиту, расположенную между пакетом и внутренней стенкой полости. Общий вес содержимого двух полостей 781 кг.
Внешний вид пакета бронирования танка Т-72 с отражающими листами
И вставками стальной брони БТК-1
Фото пакета J. Warford. Journal of military ordnance. May 2002,
Принцип действия пакетов с отражающими листами
Бронирование ВЛД корпуса Т-72Б первых модификаций состояло из составной брони из стали средней и повышенной твердости прирост стойкости и эквивалентное ему снижение бронебойного действия боепри-паса обеспечивается за счет расхода струи на разделе сред. Стальная наборная преграда является одним из простейших конструктивных решений противоснарядного защитного устройства. Такая комбинированная броня из нескольких сталь-ных плит, обеспечивала 20%-ный выи-грыш в массе по сравнению с гомогенной броней может при тех же габаритных размерах.
В дальнейшем применялся более сложный вариант бронирования с использованием «отражающих листов» по принципу функционирования аналогичных пакету, применяемому в башне танка.
На башне и корпусе Т-72Б устанавливался ДЗ «Контакт-1». Причем контейнеры установлены непосредственно на башню без предания им угла обеспечивающего максимально эффективную работу ДЗ. В результате этого эффективность ДЗ установленной на башне была значительно снижена. Возможным объяснением служит то, что при проведении государственных испытаний Т-72АВ в 1983-ем году испытываемый танк был поражен по причине наличия участков, не перекрытых контейнерами ДЗ и конструкторы пытались добиться лучшего перекрытия башни.
Начиная с 1988 года ВЛД и башня была усилена комплексом ДЗ «Контакт- V » обеспечивающего защиту не только от кумулятивных ПТС а и от ОБПС.
Структура брони с отражающими листами представляет собой преграду, состоящую из 3-х слоев: плиты, прокладки и тонкой пластины.
Проникание кумулятивной струи в броню с «отражающими» листами
Рентгеновский снимок демонстрирует боковые смещения частиц струи
И характер деформирования пластины
Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности (а), а затем к ее разрушению (б). При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты (в). Поскольку между направлением движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее. Эффект от использования «отражающих» листов может достигать 40% в сравнении с монолитной броней той же массы.
Т-80У, Т-80УД
При совершенствовании броневой защиты танков 219М (А) и 476, 478 рассматривались различные варианты преград особенностью которых было использование энергии самой кумулятивной струи для ее разрушения. Это были наполнители коробчатого и ячеистого типа.
В принятом варианте состоит из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером, со стальными вставками. Бронирование корпуса обеспечивается оптимальным соотношением толщин стеклотекстолитового наполнителя и стальных платин высокой твердости.
Башня Т-80У (Т-80УД) имеет толщину наружной стенки 85…60 мм, тыльной - до 190 мм. В открытые сверху полости, в монтировался сложный наполнитель, который состоял из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером (ПУМ) установленного в два ряда и разделенных стальной плитой 20 мм. За пакетом установлена плита БТК-1 толщиной 80 мм. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла + 35 установлены цельные V -образные блоки динамической защиты «Контакт-5». На ранних вариантах Т-80УД и Т-80У устанавливался НКДЗ «Контакт-1».
Подробнее про историю создания танка Т-80У смотрите в фильме - Видео про танк Т-80У (объект 219А)
Бронирование ВЛД многопреградное. С начала 80-х годов было испытано несколько вариантов конструкции.
Принцип действия пакетов с «ячеистым наполнителем»
Этот тип брони реализует способ так называемых «полуактивных» систем защиты, в которых для защиты используется энергия самого средства поражения.
Способ предложен институтом гидродинамики Сибирского отделения АН СССР и заключается в следующем.
Схема действия яче-истой противокумулятивной защиты:
1 - кумулятивная струя; 2- жидкость; 3 - металли-ческая стенка; 4 - ударная волна сжатия;
5 - вторичная волна сжатия; 6 - схлопывание каверны
Схема одинарных ячеек: а -цилиндрическая, б - сферическая
Стальная броня с полеуретановомы (полеэфируретановым) наполнителем
Результаты исследований образцов ячеистых преград в различном кон-структивном и технологическом исполнении были подтверждены натурными испытаниями при обстреле кумулятивными снарядами. Результаты показали, что применение ячеистого слоя вместо стеклопластика позволяет уменьшить габаритные размеры преграды на 15%, а массу - на 30%. По сравнению с монолитной сталью может быть достигнуто уменьшение массы слоя до 60% при сохранении близкого к ней габарита.
Принцип действия брони "откольного" типа.
В тыльной части ячеистых блоков также находятся заполненные полимерным материалом полости. Принцип действия этого типа брони примерно таков же, как и ячеистой брони. Здесь также для защиты используется энергия кумулятивной струи. Когда кумулятивная струя, двигаясь, выходит на свободную тыльную поверхность преграды, элементы преграды у свободной тыльной поверхности под действием ударной волны начинают двигаться в направлении движения струи. Если же создать условия, при которых материал преграды будет двигаться на струю, то энергия летящих от свободной поверхности элементов преграды будет расходоваться на разрушение самой струи. А такие условия можно создать изготовлением на тыльной поверхности преграды полусферических или параболических полостей.
Некоторые варианты верхней лобовой детали танка Т-64А, Т-80, вариант Т-80УД (Т-80У), Т-84 и разработка новой модульной ВЛД Т-80У (КБТМ)
Наполнитель башни Т-64А с керамическими шарами и варианты пакета Т-80УД -
ячеистая отливка (наполнитель из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером)
и металлокерамический пакет
Дальнейшие совершенствование конструкции было связанны с переходом на башни со сварной основой. Разработки, направленные на увеличение динамических прочностных характеристик литых броневых сталей с целью повышения противоснарядной стойкости, дали существенно меньший эффект, чем аналогичные разработки по катаной броне. В частности в 80-е годы были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Таким образом, применение башен с основой из проката позволило без увеличения массы повысить защитный эквивалент по основе башни. Такие разработки предприняли НИИ Стали совместно с конструкторскими бюро, башня с основой из проката для танка Т-72Б обладала несколько увеличенным (на 180 л.) внутренним объемом , рост массы составил до 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б.
Вар и ант башни усовершенствованного Т-72, Т-80УД со сварной основой
и металлокерамическим пакетом, серийно не применялась
Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Прорабатывались варианты башен с съемным модульным бронированием для лобовых и бортовых частей.
Т-90С/А
Применительно к башням танков одним из существенных резервов усиления их противоснарядной защиты или снижения массы стальной основы башни при сохранении существующего уровня противоснарядной защиты является повышение стойкости применяемой для башен стальной брони. Основа башни Т-90С/А изготовлена из стальной брони средней твердости , которая существенно (на 10-15%) превосходит по противоснарядной стойкости литую броню средней твердости.
Таким образом, при одинаковой массе башня, выполненная из катаной брони, может иметь более высокую противоснарядную стойкость, чем башня из литой брони и, кроме того, в случае применения для башни катаной брони возможно дальнейшее повышение ее противоснарядной стойкости.
Дополнительным преимуществом башни из проката является возможность обеспечения более высокой точности ее изготовления, так как при изготовлении литой броневой основы башни, как правило, не обеспечивается необходимое качество литья и точность отливки по геометрическим размерам и массе, что вызывает необходимость проведения трудоемких и немеханизированных работ по устранению дефектов литья, подгонки размеров и массы отливки, включая подгонку полостей под наполнители. Реализация преимуществ конструкции башни из проката в сравнении с литой башней возможна только тогда, когда ее противоснарядная стойкость и живучесть в местах расположения соединений деталей из катаной брони отвечает общим требованиям по противоснарядной стойкости и живучести башни в целом. Сварные соединения башни Т-90С/А выполнены с перекрытием полностью или частично стыков деталей и сварных швов со стороны снарядного обстрела.
Толщина брони бортовых стенок - 70 мм, лобовые броневые стенки имеют толщину 65- 150 мм крыша башни выполнена сварной из отдельных деталей, что снижает жесткость конструкции при фугасном воздействии. На наружной поверхности лба башни установлены V -образные блоки динамической защиты.
Варианты башен с сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)
Другие материалы по броне:
Использованы материалы:
Отечественные бронированные машины. XX век: Научное издание: / Солянкин А.Г, Желтов И.Г., Кудряшов К.Н. /
Том 3. Отечественные бронированные машины. 1946-1965 гг.- М.: ООО «Издательство “Цейхгауз”», 2010.
М.В. Павлова и И.В. Павлова «Отечественные бронированные машины 1945-1965» — ТиВ №3 2009
Теория и конструкция танка. — Т. 10. Кн. 2. Комплексная защита / Под ред. д.т.н., проф. П . П . Исакова . — М .: Машиностроение , 1990.
J. Warford. The first look at Soviet special armor. Journal of military ordnance. May 2002.
В век, когда партизан, вооруженный ручным гранатометом, может уничтожить выстрелом все, начиная от основного боевого танка и до грузовика с пехотой, слова Вильяма Шекспира «И оружейники теперь в почете» как нельзя более актуальны. Технологии бронирования развиваются для защиты всех боевых единиц, от танка до пешего солдата.
К традиционным угрозам, которые всегда стимулировали разработку брони для транспортных средств, относятся высокоскоростной кинетический снаряд, выстреливаемый из пушек вражеских танков, кумулятивные боеголовки ПТУРов, безоткатные орудия и гранатометы пехоты. Впрочем, боевой опыт противоповстанческих и миротворческих операций, проводимых вооруженными силами, показал, что бронебойные пули из винтовок и пулеметов вместе с вездесущими самодельными взрывными устройствами или придорожными бомбами стали основной угрозой для легких боевых машин.
В результате, в то время, как многие из нынешних разработок в сфере бронирования нацелены на защиту танков и БТР, существует также растущий интерес к схемам бронирования для более легких машин, так же как и к улучшенным типам бронежилетов для личного состава.
Основным типом брони, которым оснащаются боевые машины, является толстолистовой металл, обычно это сталь. В основных боевых танках (ОБТ), он принимает форму катанной гомогенной брони (RHA - rolled homogeneous armour), хотя в некоторых более легких машинах, например в БТР M113, применяется алюминий.
Перфорированная стальная броня представляет собой пластины с группой отверстий, просверленных перпендикулярно лицевой поверхности и имеют диаметр менее половины диаметра предполагаемого снаряда противника. Отверстия уменьшают массу брони, при этом, что касается способности выдерживать кинетические угрозы, то снижение характеристик брони в этом случае минимально.
Улучшенная сталь
Поиски лучшего типа брони продолжаются. Улучшенные стали позволяют повысить защищенность при сохранении исходной массы или для более легких листов сохранить существующие уровни защиты.
Немецкая компания IBD Deisenroth Engineering работала совместно со своими поставщиками стали над разработкой новой высокопрочной азотистой стали. В сравнительных испытаниях с существующей сталью Armox500Z High Hard Armour, она показала, что защита от стрелковых боеприпасов калибра 7,62x54R может быть достигнута за счет применения листов, имеющих толщину около 70% от толщины, необходимой при использовании прежнего материала.
В 2009 году британская Лаборатория оборонной науки и технологии DSTL в сотрудничестве с компанией Coras анонсировала броневую сталь. названную Super Bainite. Изготавливается она с помощью процесса, известного как изотермическая закалка, она не требует дорогих присадок для предотвращения трещинообразования в процессе производства. Новый материал создается за счет нагревания стали до 1000° C, последующего охлаждения до 250°C, затем выдерживания при этой температуре 8 часов перед окончательным охлаждением до комнатной температуры.
В случаях, когда противник не имеет бронебойного вооружения, даже коммерческая стальная пластина может сослужить хорошую службу. Например, мексиканские наркобанды используют тяжело бронированные грузовики, оснащенные стальным листом для защиты от стрелкового оружия. Исходя из широкого применения в конфликтах малой интенсивности в развивающемся мире так называемой "техники", грузовиков оборудованных пулеметами или легкими пушками, было бы удивительно, если бы армии не столкнулись лицом к лицу с подобной бронированной "техникой" во время будущих беспорядков.
Композитная броня
Композитная броня, состоящая из слоев различных материалов, например металлов, пластиков, керамики или воздушной прослойки, доказала большую эффективность по сравнению со стальной броней. Керамические материалы хрупки и при использовании в чистом виде обеспечивают только ограниченную защиту, но в сочетании с другими материалами они образуют композиционную конструкцию, которая зарекомендовала себя в качестве эффективной защиты машин или отдельных солдат.
Первым композитным материалом, получившим широкое распространение, стал материал под названием «Комбинация K». Как сообщалось, он представлял собой стеклопластик между внутренним и внешним листами стали; он применялся на советских танках T-64, поступивших на вооружение в середине 60-х годов.
Броня Chobham британской разработки была установлена первоначально на британском экспериментальном танке FV 4211. Пока она засекречена, но, по неофициальным данным, она состоит из нескольких эластичных слоев и керамических плиток, заключенных в металлическую матрицу и приклеенных к опорной плите. Она была использована на танках Challenger I и II и на M1 Abrams.
Этот класс технологии может и не понадобиться, если атакующий не имеет сложного бронебойного вооружения. В 2004 году рассерженный американский гражданин оборудовал бульдозер Komatsu D355A композитной броней собственной разработки, изготовленной из бетона, заключенного между стальными листами. Броня толщиной 300 мм была непробиваемой для стрелкового оружия. Вероятно, оборудование подобным образом наркобандами и повстанцами своих машин - это всего лишь вопрос времени.
Дополнения
Вместо того чтобы оборудовать машины все более толстой и тяжелой стальной или алюминиевой броней, армии начали принимать на вооружение различные формы навесной дополнительной защиты.
Одним из хорошо известных примеров навесной пассивной брони на основе композиционных материалов является модульная рсширяемая броневая система Mexas (Modular Expandable Armour System). Разработанная немецкой IBD Deisenroth Engineering, она изготавливалась компанией Chempro. Сотни броневых комплектов были изготовлены для гусеничных и колесных бронированных боевых машин, а также колесных грузовиков. Система устанавливалась на танк Leopard 2, БТР M113 и колесные машины, например Renault 6 x 6 VAB и немецкую машину Fuchs.
Компания разработала и начала поставки своей следующей системы - продвинутой модульной броневой защиты Amap (Advanced Modular Armor Protection). Она базируется на современных стальных сплавах, алюминиево-титановых сплавах, нанометрических сталях, керамике и нанокеарамических материалах.
Ученые из вышеупомянутой лаборатории DSTL разработали дополнительную керамическую систему защиты, которая могла бы навешиваться на машины. После того как эта броня была разработана для серийного производства британской компанией NP Aerospace и получила обозначение Camac EFP, она была использована в Афганистане.
В системе применяются небольшие шестиугольные сегменты из керамики, размер, геометрия и размещение которых в массиве были исследованы лабораторией DSTL. Отдельные сегменты скрепляются литым полимером и укладываются в композиционный материал с высокими баллистическими характеристиками.
Применение навесных панелей активно-реактивной брони (динамическая защита) для защиты машин хорошо известно, но детонация таких панелей может повредить машине и представляет угрозу для пехоты, находящейся поблизости. Как говорит ее название, самоограничивающая активно-реактивная броня Slera (self-limiting explosive reactive armour) ограничивает распространение воздействия взрыва, но расплачивается за это несколько сниженными характеристиками. В ней применяются материалы, которые можно классифицировать как пассивные; они не столь эффективны по сравнению с полностью детонируемыми взрывчатыми веществами. Тем не менее, Slera может обеспечить защиту от множественных попаданий.
Невзрывная активно-реактивная броня NERA (Non-Explosive Reactive Armour) развивает эту концепцию далее и, будучи пассивной, предлагает такую же защиту, как и Slera, плюс хорошие характеристики защиты от многократного поражения против кумулятивных боеголовок. Non-Energetic Reactive Armour (неэнергетическая активно-реактивная броня) имеет дополнительно улучшенные характеристики для борьбы с кумулятивными боеголовками.
Очень часто можно слышать как броню сравнивают в соответствии с толщиной стальных пластин 1000, 800мм. Или, например, что определённый снаряд может пробить какое-то «n»-количество мм брони. Факт в том, что сейчас данные расчёты не объективны. Современная броня не может быть описана как эквивалент какой-либо толщины гомогенной стали. В настоящее время существует два типа угроз: кинетическая энергия снаряда и химическая энергия. Под кинетической угрозой понимается бронебойный снаряд или, проще говоря, болванка обладающая большой кинетической энергией. В данном случае нельзя рассчитывать защитные свойства брони, исходя из толщины стальной пластины. Так, снаряды с обедненным ураном или карбидом вольфрама проходят сквозь сталь как нож в масло и толщина любой современной брони, если бы она была гомогенной сталью, не выдержала бы попадания подобных снарядов. Нет никакой брони толщиной в 300мм, которая эквивалентна 1200мм стали, и следовательно способной останавливать снаряд, который будет застревать и торчать в толще броневого листа. Успех защиты от бронебойных снарядов кроется в изменении вектора его воздействия на поверхность брони. Если повезёт, то при попадании будет лишь небольшая вмятина, а если не повезёт, то снаряд прошьёт всю броню, независимо от того толстая она или тонкая. Проще говоря, броневые листы являются относительно тонкими и твёрдыми, и повреждающий эффект во многом зависит от характера взаимодействия со снарядом. В американской армии для увеличения твёрдости брони используется обедненный уран, в других странах карбид вольфрама, который фактически является более твёрдым. Около 80% способности танковой брони останавливать снаряды-болванки приходится на первые 10-20 мм современной брони. Теперь рассмотрим химическое воздействие боеголовок. Химическая энергия представлена двумя типами: HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) и HEAT (Кумулятивный снаряд). HEAT - сегодня больше распространена, и не имеет никакого отношения к высоким температурам. В HEAT используется принцип фокусировки энергии взрыва в очень узкой струе. Струя образуется, когда геометрически правильный конус снаружи обкладывают взрывчаткой. При детонации 1/3 энергии взрыва используется на формирование струи. Она за счёт высокого давления (не температуры) проникает сквозь броню. Простейшей защитой от данного типа энергии служит отставленные на полметра от корпуса слой брони, при этом получается рассеивание энергии струи. Этот приём использовался в период второй мировой войны, когда русские солдаты обкладывали корпус танка сеткой-рабицей от кроватей. Сейчас подобным образом поступают израильтяне на танке Меркава, они для защиты кормы от ПТУР и гранат РПГ используют стальные шары, висящие на цепях. Для этих же целей на башне установливается большая кормовая ниша, к которой они крепятся. Другим методом защиты является использование динамической или реактивной брони. Возможно также применение комбинированной динамической и керамической брони (такая как Chobham). При соприкосновении струи расплавленного металла с реактивной бронёй происходит детонация последней, образующаяся ударная волна дефокусирует струю, устраняя её поражающий эффект. Броня Chobham работает подобным образом, но в данном случае в момент взрыва отлетают куски керамики, превращающиеся в облако плотной пыли, которая полностью нейтрализует энергию кумулятивной струи. HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) - боеголовка работает следующим образом: после взрыва она обтекает броню как глина и передаёт огромный импульс через металл. Далее, подобно биллиардным шарам, частицы брони сталкиваются друг с другом и, тем самым, защитные пластины разрушаются. Материал бронирования способен, разлетаясь на мелкую шрапнель, травмировать экипаж. Защита от такой брони подобна вышеописанной для HEAT. Резюмируя вышесказанное, хочется отметить, что защита от кинетического воздействия снаряда сводится к нескольким сантиметрам металлизированной брони, когда как защита от HEAT и HESH заключается в создании отставленной брони, динамической защиты, а также некоторых материалов (керамика).
Очень часто можно слышать как броню сравнивают в соответствии с толщиной стальных пластин 1000, 800мм. Или, например, что определённый снаряд может пробить какое-то «n»-количество мм брони . Факт в том, что сейчас данные расчёты не объективны. Современная броня не может быть описана как эквивалент какой-либо толщины гомогенной стали.
В настоящее время существует два типа угроз: кинетическая энергия снаряда и химическая энергия. Под кинетической угрозой понимается бронебойный снаряд или, проще говоря, болванка обладающая большой кинетической энергией. В данном случае нельзя рассчитывать защитные свойства брони , исходя из толщины стальной пластины. Так, снаряды с обедненным ураном или карбидом вольфрама проходят сквозь сталь как нож в масло и толщина любой современной брони , если бы она была гомогенной сталью, не выдержала бы попадания подобных снарядов . Нет никакой брони толщиной в 300мм, которая эквивалентна 1200мм стали, и следовательно способной останавливать снаряд , который будет застревать и торчать в толще броневого листа. Успех защиты от бронебойных снарядов кроется в изменении вектора его воздействия на поверхность брони .
Если повезёт, то при попадании будет лишь небольшая вмятина, а если не повезёт, то снаряд прошьёт всю броню , независимо от того толстая она или тонкая. Проще говоря, броневые листы являются относительно тонкими и твёрдыми, и повреждающий эффект во многом зависит от характера взаимодействия со снарядом . В американской армии для увеличения твёрдости брони используется обедненный уран , в других странах карбид вольфрама , который фактически является более твёрдым. Около 80% способности танковой брони останавливать снаряды -болванки приходится на первые 10-20 мм современной брони .
Теперь рассмотрим химическое воздействие боеголовок
.
Химическая энергия представлена двумя типами: HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) и HEAT (Кумулятивный снаряд
).
HEAT — сегодня больше распространена, и не имеет никакого отношения к высоким температурам. В HEAT используется принцип фокусировки энергии взрыва в очень узкой струе. Струя образуется, когда геометрически правильный конус снаружи обкладывают взрывчаткой . При детонации 1/3 энергии взрыва используется на формирование струи. Она за счёт высокого давления (не температуры) проникает сквозь броню . Простейшей защитой от данного типа энергии служит отставленные на полметра от корпуса слой брони , при этом получается рассеивание энергии струи. Этот приём использовался в период второй мировой войны, когда русские солдаты обкладывали корпус танка сеткой-рабицей от кроватей. Сейчас подобным образом поступают израильтяне на танке Меркава, они для защиты кормы от ПТУР и гранат РПГ используют стальные шары, висящие на цепях. Для этих же целей на башне установливается большая кормовая ниша, к которой они крепятся.
Другим методом защиты является использование динамической или реактивной брони . Возможно также применение комбинированной динамической и керамической брони (такая как Chobham ). При соприкосновении струи расплавленного металла с реактивной бронёй происходит детонация последней, образующаяся ударная волна дефокусирует струю, устраняя её поражающий эффект. Броня Chobham работает подобным образом, но в данном случае в момент взрыва отлетают куски керамики, превращающиеся в облако плотной пыли, которая полностью нейтрализует энергию кумулятивной струи.
HESH (Противотанковые бронебойно-фугасные) — боеголовка работает следующим образом: после взрыва она обтекает броню как глина и передаёт огромный импульс через металл. Далее, подобно биллиардным шарам, частицы брони сталкиваются друг с другом и, тем самым, защитные пластины разрушаются. Материал бронирования способен, разлетаясь на мелкую шрапнель, травмировать экипаж. Защита от такой брони подобна вышеописанной для HEAT.
Резюмируя вышесказанное, хочется отметить, что защита от кинетического воздействия снаряда сводится к нескольким сантиметрам металлизированной брони , когда как защита от HEAT и HESH заключается в создании отставленной брони , динамической защиты , а также некоторых материалов (керамика).
Общие типы брони, которые используются в танках:
1. Стальная броня.
Она дешева и её легко сделать. Это может быть монолитный брусок или спаянная из нескольких пластин броня
. Обработка повышенной температурой повышает упругость стали и улучшает отражательную способность против кинетического воздействия. Классические танки
М48 и Т55 использовали этот тип брони
.
2. Перфорированная стальная броня. Это сложная стальная броня , в которой просверлены перпендикулярные отверстия. Отверстия сверлятся из расчёта не больше чем 0,5 от диаметра ожидаемого снаряда . Очевидно, что уменьшается вес брони на 40-50%, но эффективность также падает на 30%. Это делает броню более пористой, что в какой-то мере защищает от HEAT и HESH. Передовые типы этой брони включают твердые цилиндрические наполнители в отверстиях, изготовленные, например, из керамики. Кроме того, перфорированную броню располагают на танке таким образом, чтобы снаряд попадал перпендикулярно ходу просверленных цилиндров. Вопреки расхожему мнению, изначально на танках Леопарда-2 использовалась не Chobham тип брони (тип динамической брони с керамикой), а перфорированную стальную.
3. Керамическая слоистая (тип Chobham) . Представляет из себя комбинированную броню из чередующихся металлических и керамических слоёв. Используемая разновидность керамики, как правило, является тайной, но обычно это глинозем (соли алюминия и сапфир), карбид бора (самая простая твердая керамика), и подобные материалы. Иногда используются синтетические волокна, скрепляющие металлические и керамические пластины. В последнее время в слоистой броне используются керамические матричные соединения. Керамическая слоистая броня очень хорошо защищает от кумулятивной струи (за счет расфокусировки плотной металлической струи), но также хорошо противостоит кинетическому воздействию. Слоистость также позволяет эффективно противостоять современным тандемным снарядам. Единственная проблема керамических пластин в том, что их нельзя согнуть, поэтому слоистая броня построена из квадратов.
В керамическом ламинате применяются сплавы, которые повышают его плотность. Это обычная по современным меркам технология. В основном в качестве материала используется вольфрамовый сплав или, в случае , сплав 0,75% титана с обедненным ураном. Проблема здесь состоит в том, что обедненный уран крайне ядовит при вдыхании.
4. Динамическая броня. Это дешёвый и относительно лёгкий способ защититься от кумулятивных снарядов. Представляет из себя бризантное взрывчатое вещество, сдавленное между двух стальных пластин. При поражении боеголовкой ВВ детонирует. Недостатком является бесполезность в случае кинетического удара снаряда , а также тандемного снаряда . Однако такая броня является лёгкой, модульной и простой. Её можно видеть, в частности, на Советских и Китайских танках. Динамическая броня используется, как правило, взамен передовой слоистой керамической брони .
5. Отставленная броня. Одно из ухищрений конструкторской мысли. В данном случае на определенном расстоянии от основной брони устанавливаются отставленные лёгкие заслоны. Эффективно только против кумулятивной струи.
6. Современная комбинированная броня
. Большинство лучших танков
оснащаются этим типом брони
. По сути здесь используется комбинация из вышеперечисленных типов.
———————
Перевод с английского.
Адрес: www.network54.com/Forum/211833/thread/1123984275/last-1124092332/Modern+Tank+Armor
С момента появления бронетехники извечное сражение между снарядом и броней обострилось. Одни конструкторы стремились увеличить пробивную способность снарядов, другие повышали стойкость брони. Борьба продолжается и сейчас. О том, как устроена современная танковая броня, «Популярной механике» рассказал профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, директор по науке НИИ стали Валерий Григорян
Поначалу атака на броню велась в лоб: пока основным видом воздействия был бронебойный снаряд кинетического действия, дуэль конструкторов сводилась к увеличению калибра пушки, толщины и углов наклона брони. Эта эволюция хорошо видна на примере развития танковых вооружений и брони во Второй мировой. Конструктивные решения того времени достаточно очевидны: сделаем преграду толще; если ее наклонить – снаряду придется пройти больший путь в толще металла, да и вероятность рикошета увеличится. Даже после появления в боекомплектах танковых и противотанковых пушек бронебойных снарядов с жестким неразрушающимся сердечником мало что изменилось.
Элементы динамической защиты (ЭДЗ)
Представляют собой «сэндвичи» из двух металлических пластин и взрывчатого вещества. ЭДЗ помещены в контейнеры, крышки которых защищают их от внешних воздействий и одновременно представляют собой метаемые элементы
Смертельный плевок
Однако уже в начале Второй мировой в поражающих свойствах боеприпасов произошла революция: появились кумулятивные снаряды. В 1941 году Hohlladungsgeschoss («снаряд с выемкой в заряде») начали применять немецкие артиллеристы, а в 1942-м и в СССР был принят на вооружение 76-мм снаряд БП-350А, разработанный после изучения трофейных образцов. Так были устроены и знаменитые фауст-патроны. Возникла проблема, не разрешимая традиционными способами из-за неприемлемого увеличения массы танка.
В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед). Детонация взрывчатого вещества начинается со стороны, ближайшей к вершине воронки. Детонационная волна «схлопывает» воронку к оси снаряда, а поскольку давление продуктов взрыва (почти полмиллиона атмосфер) превышает предел пластической деформации обкладки, последняя начинает вести себя как квазижидкость. Такой процесс не имеет ничего общего с плавлением, это именно «холодное» течение материала. Из схлопывающейся воронки выдавливается тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) кумулятивная струя, которая разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более. Скорость кумулятивной струи существенно превышает скорость распространения звука в материале брони (порядка 4 км/с). Поэтому взаимодействие струи и брони происходит по законам гидродинамики, то есть они ведут себя как жидкости: струя вовсе не прожигает броню (это широко распространенное заблуждение), а проникает в нее, подобно тому как струя воды под давлением размывает песок.
Слоеная защита
Первой защитой от кумулятивных боеприпасов стало применение экранов (двухпреградной брони). Кумулятивная струя формируется не мгновенно, для ее максимальной эффективности важно взорвать заряд на оптимальном расстоянии от брони (фокусное расстояние). Если перед основной броней поместить экран из дополнительных листов металла, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится. Во время Второй мировой для защиты от фаустпатронов танкисты крепили на свои машины тонкие металлические листы и сетчатые экраны (распространена байка об использовании в этом качестве панцирных кроватей, хотя в реальности применялись специальные сетки). Но такое решение было не слишком эффективным – прирост стойкости составлял в среднем всего 9–18%.
Поэтому при разработке нового поколения танков (Т-64, Т-72, Т-80) конструкторы применили другое решение – многослойную броню. Она состояла из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя – стеклопластика или керамики. Такой «пирог» давал выигрыш в сравнении с монолитной стальной броней до 30%. Однако этот способ был неприменим для башни: у этих моделей она литая и поместить внутрь стеклопластик сложно с технологической точки зрения. Конструкторы ВНИИ-100 (ныне ВНИИ «Трансмаш») предложили вплавлять внутрь башенной брони шары из ультрафарфора, удельная струегасящая способность которого в 2–2,5 раза выше, чем у броневой стали. Специалисты НИИ стали выбрали другой вариант: между внешним и внутренним слоями брони помещались пакеты из высокопрочной твердой стали. Они принимали на себя удар ослабленной кумулятивной струи на скоростях, когда взаимодействие происходит уже не по законам гидродинамики, а в зависимости от твердости материала.
Полуактивная броня
Хотя затормозить кумулятивную струю достаточно непросто, она уязвима в поперечном направлении и легко может быть разрушена даже слабым боковым воздействием. Поэтому дальнейшее развитие технологии состояло в том, что комбинированная броня лобовых и бортовых частей литой башни образовывалась за счет открытой сверху полости, заполненной сложным наполнителем; сверху полость закрывалась приварными заглушками. Башни такой конструкции применялись на более поздних модификациях танков – Т-72Б, Т-80У и Т-80УД. Принцип действия вставок был разным, но использовал упомянутую «боковую уязвимость» кумулятивной струи. Такую броню принято относить к «полуактивным» системам защиты, поскольку в них используется энергия самого средства поражения.
Один из вариантов таких систем – ячеистая броня, принцип действия которой был предложен сотрудниками Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР. Броня состоит из набора полостей, заполненных квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Кумулятивная струя, попав в такой объем, ограниченный металлическими стенками, генерирует в квазижидкости ударную волну, которая, отражаясь от стенок, возвращается к оси струи и схлопывает каверну, вызывая торможение и разрушение струи. Такой тип брони обеспечивает выигрыш по противокумулятивной стойкости до 30–40%.
Еще один вариант – броня с отражающими листами. Это трехслойная преграда, состоящая из плиты, прокладки и тонкой пластины. Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности, а затем к ее разрушению. При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты. Поскольку между направлениями движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее. В сравнении с монолитной броней той же массы эффект от использования «отражающих» листов может достигать 40%.
Следующим усовершенствованием конструкции был переход на башни со сварной основой. Стало ясно, что разработки по увеличению прочности катаной брони более перспективны. В частности, в 1980-х годах были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Применение башен с основой из проката позволило повысить защитный эквивалент по основе башни. В результате башня для танка Т-72Б с основой из проката обладала увеличенным внутренним объемом, рост массы составил 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б. Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Эквивалентная бронестойкость стала равна 500–550 мм гомогенной стали.
При пробитии элемента ДЗ кумулятивной струей взрывчатое вещество, находящееся в нем, детонирует и металлические пластины корпуса начинают разлетаться. При этом они пересекают траекторию струи под углом, постоянно подставляя под нее новые участки. Часть энергии расходуется на пробитие пластин, а боковой импульс от соударения дестабилизирует струю. ДЗ снижает бронепробивные характеристики кумулятивных средств на 50–80%. При этом, что очень важно, ДЗ не детонирует при обстреле из стрелкового . Применение ДЗ стало революцией в защите бронетехники. Появилась реальная возможность воздействовать на внедряющееся поражающее средство так же активно, как до этого оно воздействовало на пассивную броню
Взрыв навстречу
Тем временем технологии в области кумулятивных боеприпасов продолжали совершенствоваться. Если в годы Второй мировой войны бронепробиваемость кумулятивных снарядов не превышала 4–5 калибров, то позднее она значительно выросла. Так, при калибре 100–105 мм она уже составляла 6–7 калибров (в стальном эквиваленте 600–700 мм), при калибре 120–152 мм бронепробиваемость удалось поднять до 8–10 калибров (900–1200 мм гомогенной стали). Чтобы защититься от этих боеприпасов, требовалось качественно новое решение.
Работы над противокумулятивной, или «динамической», броней, основанной на принципе контрвзрыва, велись в СССР с 1950-х годов. К 1970-м ее конструкция уже была отработана во ВНИИ стали, но принять ее на вооружение мешала психологическая неподготовленность высокопоставленных представителей армии и промышленности. Убедить их помогло только успешное применение израильскими танкистами аналогичной брони на танках М48 и М60 в ходе арабо-израильской войны 1982 года. Поскольку технические, конструкторские и технологические решения были полностью подготовлены, основной танковый парк Советского Союза был оснащен противокумулятивной динамической защитой (ДЗ) «Контакт-1» в рекордный срок – всего за год. Установка ДЗ на танки Т-64А, Т-72А, Т-80Б, и без того уже обладавшие достаточно мощным бронированием, практически одномоментно обесценила существовавшие арсеналы противотанкового управляемого вооружения потенциальных противников.
Против лома есть приемы
Кумулятивный снаряд – не единственное средство поражения бронетехники. Гораздо более опасные противники брони – бронебойные подкалиберные снаряды (БПС). По конструкции такой снаряд прост – он представляет собой длинный лом (сердечник) из тяжелого и высокопрочного материала (обычно это карбид вольфрама или обедненный уран) с оперением для стабилизации в полете. Диаметр сердечника намного меньше калибра ствола – отсюда и название «подкалиберные». Летящий со скоростью 1,5–1,6 км/с «дротик» массой в несколько килограммов обладает такой кинетической энергией, что при попадании способен пробивать более 650 мм гомогенной стали. Причем описанные выше способы усиления противокумулятивной защиты практически не влияют на подкалиберные снаряды. Вопреки здравому смыслу, наклон броневых листов не только не вызывает рикошет подкалиберного снаряда, но даже ослабляет степень защиты от них! Современные «срабатывающиеся» сердечники не рикошетируют: при контакте с броней на переднем конце сердечника образуется грибовидный оголовок, играющий роль шарнира, и снаряд доворачивается в сторону перпендикуляра к броне, сокращая путь в ее толще.
Следующим поколением ДЗ стала система «Контакт-5». Специалисты НИИ стали проделали большую работу, решив множество противоречивых проблем: ДЗ должна была давать мощный боковой импульс, позволяющий дестабилизировать или разрушить сердечник БОПС, взрывчатое вещество должно было надежно детонировать от низкоскоростного (по сравнению с кумулятивной струей) сердечника БОПС, но при этом детонация от попадания пуль и осколков снарядов исключалась. С этими проблемами помогла справиться конструкция блоков. Крышка блока ДЗ выполнена из толстой (около 20 мм) высокопрочной броневой стали. При ударе в нее БПС генерирует поток высокоскоростных осколков, которые и детонируют заряд. Воздействие на БПС движущейся толстой крышки оказывается достаточным, чтобы снизить его бронепробивные характеристики. Воздействие на кумулятивную струю также увеличивается по сравнению с тонкой (3 мм) пластиной «Контакт-1». В результате установка ДЗ «Контакт-5» на танки повышает противокумулятивную стойкость в 1,5–1,8 раза и обеспечивает повышение уровня защиты от БПС в 1,2–1,5 раза. Комплекс «Контакт-5» устанавливается на российские серийные танки Т-80У, Т-80УД, Т-72Б (начиная с 1988 года) и Т-90.
Последнее поколение российской ДЗ – комплекс «Реликт», также разработанный специалистами НИИ стали. В усовершенствованных ЭДЗ удалось устранить многие недостатки, например недостаточную чувствительность при инициировании малоскоростными кинетическими снарядами и некоторыми типами кумулятивных боеприпасов. Повышенная эффективность при защите от кинетических и кумулятивных боеприпасов достигается за счет применения дополнительных метательных пластин и включения в их состав неметаллических элементов. В результате бронепробиваемость подкалиберными снарядами снижается на 20–60%, а благодаря возросшему времени воздействия на кумулятивную струю удалось добиться и определенной эффективности по кумулятивным средствам с тандемной боевой частью.