Динамическая броня. динамическая защита как она работает и как ее поразить

16.03.2019

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.

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.

Из схлопывающейся воронки выдавливается тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) кумулятивная струя, которая разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более . Скорость кумулятивной струи существенно превышает скорость распространения звука в материале брони (порядка 4 км/с). Поэтому взаимодействие струи и брони происходит по законам гидродинамики, то есть они ведут себя как жидкости: струя вовсе не прожигает броню (это широко распространенное заблуждение), а проникает в нее, подобно тому, как струя воды под давлением размывает песок.

Принципы полуактивной защиты с использованием энергии самой струи.
Справа: ячеистая броня, ячейки которой заполнены квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Ударная волна кумулятивной струи отражается от стенок и схлопывает каверну, вызывая разрушение струи. 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

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%.

Конструкторы ВНИИ-100 (ныне ВНИИ «Трансмаш») предложили вплавлять внутрь башенной брони шары из ультрафарфора, удельная струегасящая способность которого в 2–2,5 раза выше, чем у броневой стали. Специалисты НИИ стали выбрали другой вариант: между внешним и внутренним слоями брони помещались пакеты из высокопрочной твердой стали. Они принимали на себя удар ослабленной кумулятивной струи на скоростях, когда взаимодействие происходит уже не по законам гидродинамики, а в зависимости от твердости материала.

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

Полуактивная броня

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.

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.

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. 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.

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.

Смертельный плевок

Однако уже в начале Второй мировой в поражающих свойствах боеприпасов произошла революция: появились кумулятивные снаряды. В 1941 году Hohlladungsgeschoss («снаряд с выемкой в заряде») начали применять немецкие артиллеристы, а в 1942-м и в СССР был принят на вооружение 76-мм снаряд БП-350А, разработанный после изучения трофейных образцов. Так были устроены и знаменитые фауст-патроны. Возникла проблема, не разрешимая традиционными способами из-за неприемлемого увеличения массы танка.

В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед). Детонация взрывчатого вещества начинается со стороны, ближайшей к вершине воронки. Детонационная волна «схлопывает» воронку к оси снаряда, а поскольку давление продуктов взрыва (почти полмиллиона атмосфер) превышает предел пластической деформации обкладки, последняя начинает вести себя как квазижидкость. Такой процесс не имеет ничего общего с плавлением, это именно «холодное» течение материала. Из схлопывающейся воронки выдавливается тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) кумулятивная струя, которая разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более. Скорость кумулятивной струи существенно превышает скорость распространения звука в материале брони (порядка 4 км/с). Поэтому взаимодействие струи и брони происходит по законам гидродинамики, то есть они ведут себя как жидкости: струя вовсе не прожигает броню (это широко распространенное заблуждение), а проникает в нее, подобно тому как струя воды под давлением размывает песок.

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

Слоеная защита

Первой защитой от кумулятивных боеприпасов стало применение экранов (двухпреградной брони). Кумулятивная струя формируется не мгновенно, для ее максимальной эффективности важно взорвать заряд на оптимальном расстоянии от брони (фокусное расстояние). Если перед основной броней поместить экран из дополнительных листов металла, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится. Во время Второй мировой для защиты от фаустпатронов танкисты крепили на свои машины тонкие металлические листы и сетчатые экраны (распространена байка об использовании в этом качестве панцирных кроватей, хотя в реальности применялись специальные сетки). Но такое решение было не слишком эффективным – прирост стойкости составлял в среднем всего 9–18%.

Поэтому при разработке нового поколения танков (Т-64, Т-72, Т-80) конструкторы применили другое решение – многослойную броню. Она состояла из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя – стеклопластика или керамики. Такой «пирог» давал выигрыш в сравнении с монолитной стальной броней до 30%. Однако этот способ был неприменим для башни: у этих моделей она литая и поместить внутрь стеклопластик сложно с технологической точки зрения. Конструкторы ВНИИ-100 (ныне ВНИИ «Трансмаш») предложили вплавлять внутрь башенной брони шары из ультрафарфора, удельная струегасящая способность которого в 2–2,5 раза выше, чем у броневой стали. Специалисты НИИ стали выбрали другой вариант: между внешним и внутренним слоями брони помещались пакеты из высокопрочной твердой стали. Они принимали на себя удар ослабленной кумулятивной струи на скоростях, когда взаимодействие происходит уже не по законам гидродинамики, а в зависимости от твердости материала.

Хотя затормозить кумулятивную струю достаточно непросто, она уязвима в поперечном направлении и легко может быть разрушена даже слабым боковым воздействием. Поэтому дальнейшее развитие технологии состояло в том, что комбинированная броня лобовых и бортовых частей литой башни образовывалась за счет открытой сверху полости, заполненной сложным наполнителем; сверху полость закрывалась приварными заглушками. Башни такой конструкции применялись на более поздних модификациях танков – Т-72Б, Т-80У и Т-80УД. Принцип действия вставок был разным, но использовал упомянутую «боковую уязвимость» кумулятивной струи. Такую броню принято относить к «полуактивным» системам защиты, поскольку в них используется энергия самого средства поражения.

Один из вариантов таких систем – ячеистая броня, принцип действия которой был предложен сотрудниками Института гидродинамики Сибирского отделения АН СССР. Броня состоит из набора полостей, заполненных квазижидким веществом (полиуретан, полиэтилен). Кумулятивная струя, попав в такой объем, ограниченный металлическими стенками, генерирует в квазижидкости ударную волну, которая, отражаясь от стенок, возвращается к оси струи и схлопывает каверну, вызывая торможение и разрушение струи. Такой тип брони обеспечивает выигрыш по противокумулятивной стойкости до 30–40%.

Еще один вариант – броня с отражающими листами. Это трехслойная преграда, состоящая из плиты, прокладки и тонкой пластины. Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности, а затем к ее разрушению. При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты. Поскольку между направлениями движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее. В сравнении с монолитной броней той же массы эффект от использования «отражающих» листов может достигать 40%.

Следующим усовершенствованием конструкции был переход на башни со сварной основой. Стало ясно, что разработки по увеличению прочности катаной брони более перспективны. В частности, в 1980-х годах были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Применение башен с основой из проката позволило повысить защитный эквивалент по основе башни. В результате башня для танка Т-72Б с основой из проката обладала увеличенным внутренним объемом, рост массы составил 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б. Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Эквивалентная бронестойкость стала равна 500–550 мм гомогенной стали.

Принцип действия динамической защиты
При пробитии элемента ДЗ кумулятивной струей взрывчатое вещество, находящееся в нем, детонирует и металлические пластины корпуса начинают разлетаться. При этом они пересекают траекторию струи под углом, постоянно подставляя под нее новые участки. Часть энергии расходуется на пробитие пластин, а боковой импульс от соударения дестабилизирует струю. ДЗ снижает бронепробивные характеристики кумулятивных средств на 50–80%. При этом, что очень важно, ДЗ не детонирует при обстреле из стрелкового . 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

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.

Динамическая защита танков / Фото: Пресс-служба МО РФ

Введение

Изначально танковая дуэль представляла собой бой лоб в лоб, так как основным поражающим снарядом был бронебойный, все сводилось к увеличению калибра пушки, а также толщины и углов наклона брони. Данная концепция развития, хорошо просматривается на развитии танковых войск периода Второй мировой войны. Даже после появления бронебойных снарядов с неразрушающимся сердечником, мало что изменилось.

Однако уже на начальных этапах Второй мировой войны, 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 фаустпатроны .

В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед).

Рисунок 1.1 Схема кумулятивно-осколочного снаряда(танковый боеприпас).

Под номерами: 1 — корпус, 2 - обтекатель, 3 - защита кумулятивной воронки, 4 - аппаратура взрывателя, 5 - кумулятивная воронка, 6 - взрывчатое вещество, 7 - стабилизаторы, 8 - инициирующий заряд.

В кумулятивном заряде взрывчатое вещество размещено вокруг пустого металлического (обычно медного) конуса (облицовки). Детонация заряда осуществляется таким образом, чтобы волна детонации распространилась от вершины облицовки к ее основанию перпендикулярно к образующей конуса. Когда волна детонации достигает облицовки, последняя начинает с большой скоростью деформироваться (обжиматься) по направлению к своей оси, что вызывает течение металла облицовки. При этом материал облицовки не плавится, а благодаря очень большой скорости и степени деформации переходит в когерентное (расщепленное на молекулярном уровне) состояние и ведет себя как жидкость, оставаясь твердым телом.

По физическому закону сохранения количества движения меньшая по массе часть облицовки, обладающая более высокой скоростью, потечет к основанию конуса, образуя кумулятивную струю. Большая по массе часть облицовки, но обладающая меньшей скоростью, потечет в противоположном направлении, образуя сердечник (пест).

Рисунок 1. Образование сердечника (песта) и струи во время деформации облицовки, вызванной детонацией заряда.

Фронт детонации распространяется от вершины облицовки к ее основанию, перпендикулярно к образующей конуса: 1 - взрывчатое вещество; 2 - облицовка; 3 - струя; 4 - фронт детонации; 5 - сердечник.

Распределение энергии между струёй и сердечником зависит от апертуры конуса облицовки. Когда апертура конуса меньше 90º, энергия струи больше энергии сердечника, обратное же верно для апертуры больше 90. Поэтому обычные кумулятивные заряды, используемые в снарядах, предназначенных для пробития толстой брови кумулятивной струей, образующейся при непосредственном контакте снаряда с броней, имеют апертуру не более 45º. Плоские кумулятивные заряды (типа "ударное ядро"), предназначенные для пробития относительно тонкой брони сердечником со значительного (до десятков метров) расстояния, имеют апертуру порядка 120º.

Скорость сердечника ниже скорости звука в металле. Поэтому взаимодействие сердечника с броней протекает как у обычных бронебойных снарядов кинетического действия.

Скорость кумулятивной струи выше скорости звука в металле. Поэтому взаимодействие кумулятивной струи с броней протекает согласно гидродинамической теории, то есть кумулятивная струя и броня взаимодействуют как две идеальные жидкости при их соударении.

Из гидродинамической теории следует, что бронепробиваемость кумулятивной струи растет пропорционально длине струи и корню квадратному из отношения плотности материала облицовки кумулятивного заряда к плотности материала преграды. Исходя из этого может быть рассчитана теоретическая бронепробивная способность данного кумулятивного заряда.

Однако практика показывает, что реальная бронепробивная способность кумулятивных зарядов выше теоретической. Это объясняется тем, что фактическая длина струи оказывается большей, чем расчетная, из-за дополнительного вытягивания струи вследствие градиента скорости ее головной и хвостовой частей.

Для полной реализации потенциальной бронепробивной способности кумулятивного заряда (с учетом дополнительного вытягивания кумулятивной струи из-за градиента скорости по ее длине) необходимо, чтобы детонация кумулятивного заряда происходила на оптимальном фокусном расстоянии от преграды (рисунок 2). С этой целью используются различные типы баллистических наконечников соответствующей длины.

Рисунок 2. Изменение пробивной способности типичного кумулятивного заряда как функция изменения фокусного расстояния: 1 - глубина внедрения (см); 2 - фокусное расстояние (см).

С целью большего вытягивания кумулятивной струи и, соответственно, повышения ее бронепробивной способности используют конические облицовки кумулятивных зарядов о двумя или тремя угловыми апертурами, а также облицовки рупорообразной формы (с непрерывно меняющейся угловой апертурой). При изменении угловой апертуры (ступенчато или непрерывно) возрастает градиент скорости по длине струи, что и вызывает ее дополнительное вытягивание и повышение бронепробивной способности.

Повышение бронепробиваемости кумулятивных зарядов за счет дополнительного вытягивания кумулятивной струи, возможно лишь при обеспечении высокой точности изготовления их облицовок. Точность изготовления облицовок является ключевым фактором эффективности кумулятивных зарядов .

1. Многослойная защита

Первое с чего решили начать конструктора, это увеличить количество преград на пути снаряда, добавление новых слоев брони. Так как кумулятивная струя формируется не мгновенно, то если перед основной броней, поместить экран из дополнительных листов, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится.

Исходя из этого опыта, советские конструктора при разработке танков нового поколения (Т-64, Т-72, Т-80) применили другое решение - многослойную защиту, состоящую из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя – стеклопластика или керамики.

2. Полудинамическая броня

Остановить кумулятивную струю очень непросто однако, так как она уязвима в поперечном направлении, то её легко разрушить даже слабым воздействием.

Поэтому дальнейшее развитие технологии состояло в том, чтобы 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 .

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.

3. Взрыв навстречу

Следующим поколением динамической защиты 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 БПС (бронебойно подкалиберные снаряды), взрывчатое вещество должно было надежно детонировать от низкоскоростного (по сравнению с кумулятивной струей) сердечника БПС, 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 .

4. Дальнейшее усовершенствование конструкции

Рассмотрим развитие динамической защиты на современном этапе, на примере танков: Т-80У; Т-90С/А1; Т-90А и Т-80УД.

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» .

Рисунок 3.1 Танк Т-80 У с экипажем.

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 .

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 .

Рисунок 4.1 Танк Т-90С/А во время испытаний.

Рисунок 4.2 Броня танка Т-90С/А1

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-90А и Т-80УД

Защита башни состоит из двух съемных защитных модулей устанавливаемых 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.

Рисунок 4.3 Варианты башен со 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 .

5. Перспективы развития

Почему же для современного танка необходимо использование защиты нового поколения? Перспективы вооружения танка будущего: скорость снарядов к 2015-2020 году может достичь величины в 4,5 км./сек. (ЭМП, ЭТХП). Величина бронепробиваемости может 1000 мм (2000 мм под углом 0 град.). Дульная энергия, достигаемая перспективной 140 мм пушкой составляет 23 МДж и более, при эффективной энергии снаряда 14 МДж. Наряду с этим приняты на вооружение кумулятивные боеприпасы с тандемной боевой частью и с большим временем задержки существенно ограничивающие область целесообразного применения встроенной динамической защиты. Динамическая защита от тандемных боеприпасов предполагает практически полную нейтрализацию действия предзаряда, что делает необходимым введение в структуру динамической защиты между ее рядами достаточно толстой броневой перегородки. Это, в свою очередь, ограничивает ее использование для защиты бортовых проекций, а при защите лобовых - требует большой массы и габаритов.

При этом к перспективным танкам выдвигаются строгие весовые ограничения (Боевой вес- 42-57* тонны), которые делают мало осуществимым обеспечение защиты исключительно при помощи стандартной встроенной динамической защиты и пассивной многослойной брони.

Предположительно современные танки при применении ДЗ могут обеспечить защиту до 1350 мм по ходу снаряда с применением ДЗ, что явно не достаточно для перспективы, дальнейший рост защиты возможен только при значительном росте плотности защитного материала, соответственно и массы танка, шасси которых исчерпали возможности по увеличению нагрузки.

Развитие бронетанковой техники будущего тесно связано с исполь- зованием новых типов брони, так как возрастает необходимость радикально увеличить защиту танков от средств поражения будущего, при этом со снижением массы самого танка. Одним из путей является дальнейшая разработка динамической защиты, которая еще имеет некоторый потенциал, а решения включают, различные варианты электродинамической и так называемой «умной» брони.

Сейчас также ведутся разработки перспективных систем активной защиты, использующие в качествеконтрбоеприпаса осколочно-фугасные боевые элементы, что позволит бороться с любым кумулятивным боеприпасом, в том числе тандемным, имеющим большое время задержки срабатывания основного заряда, а также, позволит эффективно воздействовать на оперенные БПС танковых пушек, однако решении проблемы обеспечения точного срабатывания контрбоеприпасов по высокоскоростным снарядам является сложноосуществимой задачей. Эксперименты, проведенные в течение последних лет, показали принципиальную возможность создания активной защиты, способной защитить танки, в том числе от оперенных БПС.

Сейчас сложно с точностью прогнозировать структуру бронезащиты перспективного танка, на западе ведутся работы по созданию «полностью электрического танка», в котором «электрическая» броня является органическим компонентом защиты. Уже можно утверждать, что времена обычной многослойной, брони ушли безвозвратно. Противостоять поражающим элементам современных боеприпасов за счет простого поглощения их кинетической энергии, срабатывания и торможения при имеющихся ограничениях по массе и толщине бронирования далее не представляется возможным. В любом случае им должен наноситься деструктивный и дестабилизирующий ущерб активным контрвоздействием со стороны брони.

Список использованной литературы:

Т-80УД

В условиях новой политики, состоящей как в уменьшении ассигнований Министерству обороны, так и в сокращении численности личного состава, обеспечение высокой эффективности является одной из актуальных проблем дальнейшего развития военной техники и вооружения. По этой причине реформы в Российской Армии должны быть тесно связаны с созданием высокоэффективного вооружения. Поскольку борьба с танками является одной из основных задач почти всех родов войск, то необходимо дальнейшее совершенствование противотанковых средств (ПТС). Использование на танках новых конструкций защиты требует принятия боеприпасниками адекватных мер по созданию высокоэффективного противотанкового вооружения.

В последние годы в зарубежных армиях уделяется большое внимание повышению боевой живучести образцов бронетанковой техники. Современные и перспективные танки оснащаются динамической защитой (ДЗ), которая эффективна как против кумулятивных, так и бронебойных подкалиберных снарядов (БПС). Наряду с установкой ДЗ на танках, ДЗ устанавливается на БМП, БТР, САУ (закрывают боезапас), на различных инженерных оборонительных сооружениях.

Динамическая защита представляет собой блок разнесенных преград из металлических и неметаллических материалов, в том числе из листовых зарядов пластичного взрывчатого вещества (ПВВ), которая в результате использования энергии ВВ обеспечивает повышение уровня стойкости защиты при действии бронебойных подкалиберных снарядов и кумулятивных средств поражения. Повышение уровня стойкости защиты обеспечивается за счет динамического воздействия преград (метаемых взрывом листовых зарядов ПВВ) на проникающий ударник. В ливанских событиях с помощью ДЗ была значительно повышена общая стойкость бронезащиты старых танков («Центурион», «Шеридан», М-48А3, М-60) от кумулятивных гранат отечественных РПГ, широко используемых в этом конфликте. Следует отметить, что современные конструкции динамической защиты создавались в условиях «привязки» к существующим танкам. Такая привязка не позволила достичь высоких значений параметров эффективности как ДЗ, так и всей защиты в целом. Однако, высокая эффективность броневой защиты может быть достигнута при создании танка нового поколения.

Танк М60, оснащенный ДЗ навесного типа

Использование передовых технологий, мощных методов моделирования для обоснования оптимальных конструкций бронеобъектов позволяет создавать танки с высоким уровнем комплексной защиты, в которой ДЗ стала играть определяющую роль. Сегодня создатели танков, имея возможность (благодаря использованию пластичного взрывчатого вещества) широкого манёвра массой, габаритами при компоновке комплексной защиты, обладают определёнными преимуществами перед боеприпасниками, которые «повязаны» ограничениями по калибрам и массе боеприпасов.

Напомним, что ДЗ - защитное устройство (в состав которого входит заряд ПВВ), воздействующее на попавший в танк БПС или кумулятивную струю (КС) с целью резкого снижения их бронепробивного действия. Высокая эффективность динамической защиты в снижении бронепробивной способности боеприпаса достигается за счёт бокового воздействия метаемых взрывом металлических пластин на кумулятивную струю и бронебойные подкалиберные снаряды.

Активные исследования и разработки позволили создать конструкции ДЗ, обладающие различной эффективностью. Так, если вначале была создана навесная динамическая защита для борьбы с кумулятивными боеприпасами, то вскоре появилась встроенная динамическая защита, предназначенная для борьбы как с кумулятивными боеприпасами, так и с бронебойными подкалиберными снарядами. В нашей стране встроенная ДЗ отработана в начале 60-х годов. Однако установка ДЗ на отечественных танках в ее не лучшем варианте была осуществлена в 1985 году. Такое запоздалое появление ДЗ отрицательно отразилось на своевременном создании отечественных противотанковых боеприпасов, способных преодолевать ДЗ. Вместе с тем, чтобы сразу осуществить отработку динамической защиты, способной бороться с БПС и тандемными кумулятивными боеприпасами, наши разработчики создали навесную ДЗ, способную бороться только со старыми кумулятивными боеприпасами.

Вместе с тем, имеются отрицательные примеры того, как осуществляется оснащение динамической защитой навесного типа танков в войсковых условиях. Так на фото представлен вариант «самодеятельного» размещения контейнеров ДЗ на башне Т-72. Третий ряд контейнеров не увеличивает общую эффективность динамической защиты, а увеличивает площадь, с которой взрывом будут снесены соседние контейнеры ДЗ. Танк окажется «голым» для последующего воздействия. Кроме того, при трехслойном расположении контейнеров ДЗ возрастают динамические нагрузки на внутреннее оборудование и экипаж и увеличивается эффективность их поражения без пробития брони танка.

Т-80У

Динамической защитой встроенного типа оснащены отечественные танки Т-72Б, Т-80УД и зарубежные М1А2 (США), «Леопард-2» (Германия), «Леклерк» (Франция), танк «90» (Япония), а также разработан вариант установки её на верхней лобовой детали корпуса танка Т-80 (Китай). Известно, что эффективность динамической защиты определяется длиной ее элементов. На зарубежных танках длина блоков ДЗ составляет 500 мм, что позволяет эффективно воздействовать не только на моноблочные боеприпасы (с одним кумулятивным зарядом), но и на тандемные БЧ. На наших же танках длина блоков в угоду унификации составляет 250 мм, что обусловило малую ее эффективность. Из сравнения размеров блоков ДЗ, например, на верхней лобовой детали корпуса американского танка с ДЗ на отечественном танке видно, что на зарубежном танке размещено 2 ряда, а на отечественном - 4 ряда контейнеров ДЗ. Уже одно это сравнение свидетельствует о большей длине блоков ДЗ на зарубежных танках.

Трехслойный вариант размещения контейнеров ДЗ на башне танка Т-72

В настоящее время имеются варианты разработок тандемной ДЗ с двумя разнесёнными слоями пластичного взрывчатого вещества (первый слой ПВВ нейтрализует действие первого заряда тандемной БЧ, второй - уменьшает глубину проникания кумулятивной струи основного заряда на 50...70%), а также создается компьютеризированная ДЗ, которая будет более сложной и эффективной, чем существующие конструкции и сможет нейтрализовать бронепробивное действие, как бронебойных подкалиберных снарядов, так и кумулятивных боеприпасов калибра 120 мм и более. Эта «разумная» конструкция является компьютеризированным вариантом ДЗ, обнаруживающим, отклоняющим или разрушающим БПС и КС с использованием небольших блоков ДЗ. В этой конструкции используются датчики, соединённые с компьютером, управляющим всей системой. Когда атакующий боеприпас пройдёт систему датчиков, компьютер определит параметры снаряда и число блоков ДЗ, которые должны нейтрализовать боеприпас. Такая схема позволяет более экономично расходовать ПВВ ДЗ и менее существенно воздействовать на внешние и внутренние агрегаты бронеобъектов. Предполагается, что данная система может быть установлена на перспективных модификациях танка Ml и БМП «Бредли». Рассмотренная система безопаснее существующей ДЗ, поскольку инициируется только по сигналу компьютера. Вместе с тем, перспективные ПТС должны использовать насыщенность электроникой компьютеризированной ДЗ путём создания ложных помех и осуществлять дистанционный подрыв её блоков.

Оснащение танков динамической защитой активизировало работы в развитых странах по совершенствованию противотанковых средств. К настоящему времени созданы боеприпасы способные «преодолевать» ДЗ, но, в целом, многие вопросы проблемы поражения бронецелей с ДЗ остаются неразрешенными. Существует многообразие созданных и разрабатываемых конструкций ПТС, предназначенных для борьбы с бронецелями, оснащёнными ДЗ. В условиях ограниченных материальных возможностей и повышения эффективности ПТС необходим комплексный научно обоснованный подход в выборе направлений развития этого вида вооружения. Вместе с тем, результаты исследований свидетельствуют о том, что наряду со способом преодоления динамической защиты с инициированием ПВВ существует возможность преодоления её элементов без инициирования ПВВ. Поскольку крыша, днище и борта танков имеют незначительные толщины, то создание противотанковых средств, действующих по этим фрагментам (даже при наличии ДЗ), позволит значительно повысить эффективность противотанкового вооружения. Новые тактические приёмы ведения стрельбы даже «старыми» боеприпасами могут дать положительный результат. И, наконец, нетрадиционные способы поражения целей открывают новые эффективные направления борьбы с танками. Нельзя не отметить необходимость осуществления курса на продление жизненного цикла некоторых ПТС за счёт модернизации. Одним из предложений в этом направлении может являться замена кумулятивных предзарядов (ПЗ) тандемных боевых частей (БЧ) ПТУР сплющивающимися предзарядами фугасно-направленного действия.

С появлением динамической защиты разработчики противотанковых боеприпасов предложили новые компоновочные схемы ракет, в том числе с тандемной боевой частью. По замыслу создателей тандемных БЧ, первый по ходу движения ракеты кумулятивный заряд или предзаряд (ПЗ) обеспечивает инициирование взрывчатого вещества в динамической защите, а второй - основной заряд (ОЗ) срабатывает через период времени, достаточный для ухода фрагментов динамической защиты с траектории кумулятивной струи, т. е. воздействует на «голый» корпус бронецели.

Первая реакция боеприпасников на появление динамической защиты заключалась в модернизации штатных средств, т. е. осуществлялась доработка моноблочных БЧ ПТУР до уровня тандемных. Так, ПТУР TOW-2 с помощью предзаряда, размещённого в головном штоке, была доведена до уровня TOW-2А с тандемнои БЧ. При модернизации отечественных и зарубежных конструкций ПТУР использовалась компоновочная схема (рис.1), при которой предзаряд (5), установленный в головном отсеке, размещался перед маршевым двигателем (6) с каналом (7) для прохождения кумулятивной струи основного заряда (8). При такой конструкции маршевый двигатель защищает основной заряд от взрывного воздействия предзаряда. Но данная компоновочная схема обладает двумя существенными недостатками. Первый из них заключается в том, что из-за дефицита свободных объемов при размещении в головном отсеке предзаряда он получается небольшим с малым количеством ВВ. Поэтому кумулятивная струя такого предзаряда обладает малой бронепробиваемостью и малой инициирующей способностью, т. е. только головные участки этой струи обеспечивают инициирование ПВВ в элементах динамической защиты. Положение предзаряда относительно контейнера ДЗ, при котором осуществляется нормальное функционирование, представлено на рис.1а. При попадании предзаряда в крайнюю зону (рис.1b) ближнего контейнера головные участки кумулятивной струи ПЗ «расходуются» на пробитие верхней и боковой стенок, а также боковой стенки дальнего контейнера. Оставшаяся часть кумулятивной струи не обладает достаточной инициирующей способностью для возбуждения взрыва в элементах (3,4) соседнего контейнера, куда затем попадает кумулятивная струя ОЗ. В этих условиях при взаимодействии с элементами ДЗ кумулятивная струя основного заряда теряет значительную часть своего бронепробивного действия. Подобная ситуация наблюдается также при взаимодействии кумулятивной струи предзаряда с толстой верхней стенкой контейнера динамической защиты. Здесь также оставшейся энергии кумулятивной струи недостаточно для возбуждения детонации ПВВ в элементах ДЗ. Следует заметить, что на рис.1 представлены варианты взаимодействия тандемной БЧ ПТУР с контейнером ДЗ, имеющим длину 250 мм, который устанавливается на отечественных танках. Ко второму недостатку упомянутой компоновочной схемы ПТУР можно отнести следующее. При попадании ПТУР (рис. 2а) в левую крайнюю зону контейнера ДЗ (длиной 500 мм) двигательная установка (6) и основной заряд (8) находятся в опасной зоне, в которой продуктами взрыва метается верхняя часть контейнера (2), называемая метаемым экраном. Удар метаемого экрана (рис.2b), по ПТУР, приводит к деформации корпуса двигательной установки (6), в результате чего происходит смятие канала (7) и разрушение основного заряда, что является причиной значительного снижения бронепробивного действия основного заряда. Еще больше подвержены разрушению основного заряда конструкции ПТУР типа Hellfire (рис.3), у которых сразу за предзарядом размещён основной заряд. В этом случае удар метаемого экрана (4) вообще приводит к разрушению ОЗ.

По этой причине созданы ПТУР с тандемными БЧ, оснащенными неконтактными взрывательными устройствами, которые позволяют осуществлять подрыв предзаряда на расстоянии нескольких метров от динамической защиты (ПТУР AC-3G), а также использовать отстреливаемый предзаряд (ПТУР НОТ 2Т). Компоновочные решения, используемые в этих ПТУР, позволили значительно увеличить временную задержку между подрывами предзаряда и основного заряда, что обеспечило вхождение основного заряда в зону, свободную от метаемых взрывом фрагментов динамической защиты. Компоновочная схема с отстреливаемым предзарядом представлена на рис.4а. Пороховой заряд (3) массой несколько десятков граммов позволяет осуществить плавное разделение (рис.4b) головного отсека (1) с предзарядом (2) от основного корпуса ракеты (5). Такая конструкция позволяет установить оптимальную временную задержку между подрывами ПЗ и ОЗ (рис.4с), обеспечивающую уход с траектории кумулятивной струи основного заряда метаемого экрана (7) и подлет основного заряда к оголенной броне танка. Компоновочная схема ПТУР НОТ 2Т наиболее предпочтительна, она позволяет в случае изменения параметров ДЗ сравнительно легко модернизировать конструкцию БЧ посредством корректировки расстояния (на котором осуществляется отстрел предзаряда) и временной задержки срабатывания основного заряда. Одновременно ПТУР с отстреливаемым предзарядом при наличии на танке помимо ДЗ активной защиты (A3) позволит решить проблему одновременного преодоления двух этих защит. Напомним, что принцип действия активной защиты состоит в том, что с помощью средств, установленных на танке, обнаруживается подлетающий к нему боеприпас, на который оказывается воздействие (например, с помощью осколочного потока) в целях его разрушения или снижения эффективности. Обеспечив предзаряд защитой от осколочного потока, можно ожидать, что он, осуществив детонацию пластичного взрывчатого вещества динамической защиты, позволит приблизить основной заряд к «голой» броне без воздействия осколочного потока, поскольку активная защита не успеет «перезарядиться».

Помимо способа преодоления ДЗ с возбуждением детонации существует способ преодоления без возбуждения детонации пластичного взрывчатого вещества в динамической защите. К сожалению, при разработке тандемных боеприпасов этому способу уделялось недостаточное внимание. Этот способ обусловлен «низкой» чувствительностью ПВВ, используемого при снаряжении элементов ДЗ. Низкая чувствительность ПВВ в элементах ДЗ обусловлена требованиями по невозбуждению детонации при осколочном воздействии, при простреле пулей или малокалиберным снарядом.

Зарубежными и отечественными специалистами установлено, что при динамическом нагружении элементов динамической защиты снаряженными штатными пластичными взрывчатыми веществами могут возникать следующие процессы:
- взрыв ПВВ;
- «прокол», при котором образуется зона, свободная от ПВВ, по площади равной площади ударника;
- образование зоны, свободной от ПВВ, по размерам превышающим площадь сечения ударника;
- гидроудар, при котором происходит выброс почти всего ПВВ из корпуса элемента ДЗ;
- аэроудар, характерен для случая наличия в элементе ДЗ объёма незаполненного ПВВ, попадание в который КС приводит к вскрытию элемента без взрыва; такая ситуация возникает из-за технологического брака.

Для реализации способа преодоления динамической защиты без детонации ПВВ может быть использован сплющивающийся предзаряд фугасно-направленного действия. Тандемные боеприпасы со сплющивающимся ПЗ фугасно-направленного действия могут «преодолеть» практически все штатные конструкции динамической защиты.

Бронебойные подкалиберные снаряды до настоящего времени считались одними из наиболее эффективных противотанковых средств. Определяющим показателем БПС является бронепробиваемость. Толщина броневой плиты, пробиваемая БПС, определяется массой и скоростью снаряда, а также его поперечным сечением (т. е. зависит от его диаметра).

Повышение бронепробиваемости можно достичь увеличением массы, скорости и уменьшением диаметра снаряда.

Это достигается использованием в качестве конструкционного материала обедненного урана - побочного продукта атомной промышленности. До недавнего времени в качестве конструкционного материала для производства сердечников БПС использовался вольфрам, который принадлежит к числу редких металлов и как полагают зарубежные эксперты три четверти мировых запасов которого сосредоточены в Китае. После проведения большого количества экспериментов с целым рядом тяжелых металлов и их сплавов, специалисты-исследователи пришли к выводу, что наиболее удачной заменой вольфрамовым сплавам в сердечниках бронебойных подкалиберных снарядов является обеднённый уран. Для улучшения физико-механических свойств обедненный уран используется в БПС в виде сплавов, с небольшими добавками легирующих элементов: титана, молибдена и других. Для получения высокой бронепробиваемости БПС из обеднённого урана имеют в настоящее время длину порядка 500 мм при диаметре 20...30 мм. Это увеличение длины снаряда и уменьшение диаметра в значительной мере способствует деформации и разрушению при его взаимодействии с экраном и ДЗ.

Большие и малозащищённые площади танков со стороны крыши и днища всегда привлекали внимание разработчиков противотанковых средств. К настоящему времени созданы ПТУР, конструкция которых позволяет осуществлять атаку танков сверху при пикировании на конечном участке траектории (PARS 3LR, Javelin) или на пролёте (TOW 2B, BILL). Одновременно достигнуты определённые успехи в создании противотанкового гранатомёта SRAW (дальность стрельбы - 17...500 м) атакующего бронированную цель сверху. Кроме того, к настоящему времени созданы самонаводящиеся, корректируемые (требующие внешней подсветки цели) артиллерийские противотанковые снаряды: 152-мм «Краснополь» и 155-мм «Copperhead», также предназначенные для атаки бронецели сверху.

Особенно интенсивно в последние 15 лет развиваются высокоточные боеприпасы: самонаводящиеся (СНБ) и самоприцеливающиеся (СПБ). Главной задачей высокоточных боеприпасов является борьба с объектами бронетанковой техники. Доставка этих боеприпасов к цели может осуществляться: с помощью артиллерии (артиллерийские кассетные снаряды и мины), авиации (авиационные кассеты) и с использованием ракетных систем залпового огня. Самонаводящиеся боеприпасы (TGSM, Ephram, Strix, Merlin) оснащены системой наведения непосредственно на цель. Самоприцеливающиеся боеприпасы (Sadarm, Skeet, Bonus, Habicht) осуществляют поиск и обнаружение цели при спуске с одновременным вращением, далее, при обнаружении цели производится прицеливание БЧ и отстрел самоформирующегося поражающего элемента (ударное ядро). Из-за небольшой толщины фрагментов защиты крыши танков на ней нельзя устанавливать ДЗ с большим количеством ПВВ. Поэтому эффективность СНБ с моноблочной кумулятивной БЧ (бронепробиваемость - 500...600 мм) не вызывает сомнений, так как остаточной части кумулятивной струи будет вполне достаточно для эффективного заброневого действия. Вместе с тем у БЧ (на принципе ударного ядра) самоприцеливающегося боеприпаса имеется очень важный недостаток. Существует физическая закономерность, при которой в металлическом ударнике при соударении с экраном со скоростью 2 км/с и более возникают мощные ударно-волновые процессы, приводящие к дроблению ударника. По этой причине динамическая защита, представляющая собой систему экранов со слоем пластичного взрывчатого вещества, может являться эффективной защитой от боеприпасов с БЧ на принципе ударного ядра. Следует заметить, что противоднищевые мины с использованием принципа ударного ядра являются грозным средством борьбы с танками. Наиболее перспективным способом установки противоднищевых мин является дистанционное минирование. Положительные результаты при обстреле танков, оснащенных навесной динамической защитой с помощью штатных ПТУР с моноблочными БЧ (т. е. нетандемными) можно достичь пуском двух ракет с небольшим временным интервалом. При этом действие первой ракеты приведет к сносу ДЗ с поверхности корпуса танка, а вторая ракета будет взаимодействовать с «голой» броней. Вторым тактическим приемом может быть стрельба не в лобовые фрагменты защиты танка с ДЗ, двигающегося на пусковую установку (орудие), а в бортовые фрагменты бронецели, двигающуюся на соседнюю пусковую установку, т.е. ведётся стрельба по танку, наступающему на «соседа». Бортовая защита корпуса танка имеет толщину 50...60 мм. Поэтому никакая ДЗ не спасает бронецель от поражения при углах подхода боеприпаса, близких к нормали к бортовой поверхности корпуса танка.

Основной танк Т-72

Внимательный читатель вспомнит полный крах бронетанковых частей в чеченских событиях при использовании отечественного гранатомётного вооружения. «Самые - самые» Т-72 и Т-80 горели как спички. Вместе с тем, этот факт требует особого рассмотрения. В уличных боях стрельба из гранатомётов велась с дистанции в несколько десятков метров в борт танка (в зоны расположения топливных баков и боезапаса). В этих условиях борт толщиной 50 мм даже при наличии навесной ДЗ не мог защитить их от воздействия гранат с бронепробиваемостью 400...750 мм. Естественно, попадание кумулятивной струи в гильзу или снаряд боезапаса наносило танку тяжелейшее поражение.

Особо следует остановиться на причинах горения топливных баков танков Т-72 и Т-80, которые представляют собой тонкостенные конструкции и после попадания кумулятивной струи в результате гидроудара разрушаются с интенсивным выплескиванием топлива с последующим горением. При этом горит не само топливо, а его пары. В зарубежных танках «Абрамс», «Леопард-2» внутренние топливные баки размещены в специальных забронированных объёмах, попадание кумулятивной струи в которые не вызывает их разрушения и образования паров топлива. Известно, что для сгорания 1 кг топлива требуется 3 кг кислорода, который содержится, примерно, в 13 м3 воздуха. Поэтому благодаря более прочной конструкции топливных баков зарубежных танков, обеспечивающих минимальный контакт топлива с кислородом воздуха, при их пробитии не происходит горения, что позволяет включать баки в общую схему защиты.

Детальное и более глубокое изучение характеристик уязвимости бронецелей позволяет создавать перспективные боеприпасы, основанные на нетрадиционных способах поражения. Одним из таких способов является поражение ствола танковой пушки с помощью осколочной БЧ, снабженной неконтактным взрывателем. Подрыв такой БЧ в зоне ствола приведет к образованию либо пробоины, либо - к выпучине на внутренней поверхности ствола. Высокая вероятность попадания нескольких осколочных элементов в ствол обеспечивается их специальной укладкой на поверхности БЧ. По этим причинам бронецель будет лишена своего основного боевого свойства - огневой мощи.

Анализ компоновочных схем танков и их боевого использования показал, что танк может быть поражён без пробития брони. При этом необходимо, чтобы боеприпас за счёт энергии ВВ или кинетической энергии осуществил мощное импульсное воздействие на корпус бронецели. Это воздействие выводит из строя внутренние агрегаты танка.

В настоящее время у разработчиков динамической защиты имеются резервы (тандемный и компьютеризированный варианты) по значительному повышению эффективности её воздействия на бронебойные подкалиберные снаряды и тандемные кумулятивные боеприпасы. Одновременно можно отметить, что жизненный цикл созданных отечественных тандемных боеприпасов завершился, так как эти боеприпасы уже не способны преодолевать, например, тандемную динамическую защиту. В то же время наши разработчики ПТС мало внимания уделяют созданию противотанковых боеприпасов, действующих со стороны крыши. За рубежом к настоящему времени на различной стадии разработки находилось около двадцати образцов этих боеприпасов, которые начали поступать на вооружение. Основными направлениями в разработке высокоточных боеприпасов являются:
- обеспечение минимальных масс и габаритов самонаводящихся и самоприцеливающихся высокоточных боеприпасов;
- повышение мощи БЧ за счет применения облицовок из тяжёлых металлов;
- разработка всепогодных и помехозащищённых датчиков цели и головок самонаведения, работающих в ИК- и ММ-диапазонах длин волн, в том числе комбинированных, для повышения вероятности обнаружения цели, широкое внедрение современной элементной базы;
- разработка оптимальных алгоритмов поиска цели, исключающих ее пропуск и ложное срабатывание;
- разработка системы рационального рассеивания элементов для достижения максимальной эффективности поражения бронецелей;
- широкая блочно-модульная унификация, позволяющая добиться универсализации применения высокоточных боеприпасов на различных носителях.

Рассмотренные традиционные и нетрадиционные способы поражения танка с ДЗ свидетельствуют о необходимости выработки на основе исследования характеристик уязвимости бронецелей концепции создания ряда высокоэффективных ПТС, отвечающих новым способам ведения боевых действий на различных ТВД.

ЛИТЕРАТУРА
1. Основные боевые танки. Под редакцией Сафонова Б.С. и Мураховского В.И. - М.; Арсенал-пресс, 1993.
2. Российское ракетное 1943-1993 гг. Справочник. Под редакцией Карпенко А.В. - СПб; ПИКА Ltd, 1993.
3 .М.НеЫ. «Initiation phenomena with shaped charge jets»; 9 Detonation (International) Symposium, 1989.
4. M.Held. «Armour»; 14 International Symposium on Ballistics, 1993.
5. W.Schwartz. «Explosive reactive armour - How it works and to defeat it»; Military Technology, Vol.15, №8, 1991.
6. Патент Франция, №2569834, кл. F 42 В, 13/00(1/02), заявл. 05.09.84, опубл. 07.03.86.
7. MMayseless, Y.Erlich, Y.Falcovitz, G.Rosenberg. «Взаимодействие кумулятивной струи с движущимися пластинами», Proceedinga of the 8th International Symposium on Ballistics, Orlando, Florida, October 23-25, 1984.

Ctrl Enter

Заметили ошЫ бку Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

ДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА КАК ОНА РАБОТАЕТ И КАК ЕЕ ПОРАЗИТЬ

« EXPLOSIVE REACTIVE ARMOUR HOW IT WORKS AND HOW TO DEFEAT IT»

MILITARY TECHNOLOGY, 1991, No8, p.57-64

Всльфганг Швартц

Со времени изобретения в 1970 г. Динамической защиты (ДЗ) она стала самой эффек-тивной в отношении габаритно-массовых характе-ристик броней. Ее успешно используют на брони-рованных машинах для обеспечения защиты от лег-ких кумулятивных противотанковых средств, но возможности ее применения гораздо шире. Имеется большое разнообразие типов брониДЗ, зави-сящее от типов машин, на которых она устанавли-вается, и от характеристик противотанковых средств, от которых она должна обеспечить защиту. Модули этой брони разрабатывались для основных боевых танков, САУ и БТР.

При надлежащей конструкции брони ДЗ она может обеспечить защиту не только от малых или средних кумулятивных зарядов, но и от кумулятивных зарядов крупного калибра, а также от снарядов кинетического действия. В данной статье рассматриваются различ-ные аспекты применения брониДЗ.

При фактическом или ожидаемом увеличении бронепробивной способности средства поражения возникает все большая необходи-мость в увеличении толщины брони. Однако существуют очевидные ограничения в отношении общей массы и габаритов, боевых машин. Поэтому в конечном счете стало невозможным, дальнейшее увели-чение толщины катаной гомогенной брони. Следовало ис-кать другие способы защиты. Композитная (составная) броня, сос-тоящая из слоев разных материалов, была одним из решении, которое давало повышение стойкости по сравнению с равной по массе сталь-ной броней, однако не полностью обеспечивало защиту от современ-ных противотанковых средств.. Прорыв в решении этой проблемы был совершен, когда доктор Хелд * изобрел взрывную реактивную броню. Его основной патент относится к 1970 г.

* Динамическая защита изобретена Б.Войцеховским с созданием в середине 60-х первых опытных образцов.

Рис. 1.Этот известный рентгеновский снимок остается все еще лучшим фотодокументом, показывающим рабочий механизм реактивной брони

С тех пор разработаны различные типы взрывной реактивной брони, которые способны уменьшить в значительной степени пора-жающее действие либо одного, либо обоих типов средств поражения (кумулятивных зарядов и снарядов кинетического действия).

Принцип действия борони ДЗ

Обычная, нереактивная, броня способна обеспечить защиту от средств поражения, таких как струя кумулятивного заряда или сердечник снаряда кинетического действия, если имеет доста-точную толщину по направлению действия поражающего средства. В случае гидродинамического процесса пробивания это означает, что толщина катаной гомогенной брони по направлению действия средства поражения должна быть не меньше

(1), где

L - эффективная длина сердечника;

δ Р -плотность сердечника;

δ Т - плотность брони.

Следовательно, масса гомогенной брони, приходящаяся на единицу площади по направлению действия средства поражения будет (2),

то есть при возрастании характеристик сердечника (струи) необ-ходимая для обеспечения защиты масса брони будет возрастать.

Ключом к нарушению этой тенденции является такая броня, которая имела бы не только определенную толщину и приемлемую массу по направлению действия сердечника, но и воздействовала бы на него в боковом направлении так, чтобы его эффективная длина (выражение 1) уменьшалась. Возможность такого воздействия может быть в той или иной мере обеспечена за счет:

наклона брони;

использования многослойной (композитной) брони;

применения реактивной брони.

Конечно, степень этого дополнительного воздействия и повышения за счет этого защиты будет в значительной степени зави-сеть от специфики конструкции брони, сердечника и скорости в точке встречи сердечника с броней.

Общий механизм этого воздействия во всех случаях состоит в том, что материал брони перемещается поперек направления действия сердечника за счет возникновения в процессе их взаимо-действия ударных волн деформации и отраженных волн, а также воздействием специальных элементов реактивной брони.

В броне ДЗ этот процесс протекает особенно эффективно. Основным устройством брони ДЗ является слой взрывчатого вещества, закрытый с наружной и тыльной сторон металлическими пластинами. Концепция заключается в том, что кумулятивная струя (сердечник) после пробития наружной металлической пластины воз-действует на слой ВВ и вызывает его детонацию. Давление, соз-даваемое при детонации, вызывает перемещение наружной и тыльной пластин, закрывающих слой ВВ, которые воздействуют на кумуля-тивную струю.

На рисунке 2 показано, что происходит с кумулятивнойсбруей, когда она взаимодействует с метаемыми плитами брони ДЗ.

Если угол от нормали в точке встречи снаряда с броней составляет 0 о (то есть снаряд действует перпендикулярно элемен-ту брони ДЗ), то кумулятивная струя будет подвергаться лишь воздействию давления и до некоторой степени беспорядоч-ного потока продуктов детонации, а металлические пластины будут оказывать да нее воздействие только как обычная преграда соответствующей толщины.

Рис. 2.Разрушение кумулятивной струи при взаимодействии с броней ДЗ

Однако, если угол от нормали в точке встречи больше 0 о, то метаемые пластины будут непрерывно подавать по направлению действия струи новый броневой материал.

Следовательно, кумулятивная струя будет пробивать дополни-тельный материал преграды, что вызывает увеличенный расход куму-лятивной струи (ее эрозию).

Метаемые пластины обычно изготавливаются из стали. В качест-ве взрывчатого вещества часто используется С4 или PENTN (пентрит ), хотя используются и другие взрывчатые вещества. До сих пор выбор взрывчатого вещества диктовался требованием его детонации при воздействии кумулятивной струи и нечувствительностик другим воздействиям. Другие требования к ВВ будут рассмотрены ниже.

Разработано множество конструкций брони ДЗОни отли-чаются количеством слоев взрывчатого вещества, толщиной пластин, расстоянием, наклоном, длиной и шириной.

Уменьшение бронепробивного действия

кумулятивного заряда бронейДЗ

Общий механизм воздействия брони ДЗ на кумулятивную струю изложен выше.

Из-за задержки по времени в реакции брони ДЗ на воз-действие кумулятивной струи, некоторая высокоскоростная часть струи пройдет слой взрывчатого вещества до его детонации незначительно расходуясь лишь на пробитие металлических пластин, закрывающих слой ВВ. Эта часть струи всегда будет являться ос-таточной угрозой для основной брони, как бы ни был эффективен элемент брони ДЗ при его срабатывании. На рис. 4 схематично показано, как расходуются различные части струи при взаимодействии с броней ДЗ. Бронепробиваемость разрушенной при подрыве брони ДЗ части кумулятивной струи и ее хвостовой части, представляющих поток рассеивающих частиц, незначительна .

Рис. 4.1 - вершина струи; 2 - часть струи, поглощенная материалами брониДЗ; 3 - часть струи, прошедшая бронюДЗ без разрушения; 4 - часть струи, разрушенная броней ДЗ при ее подрыве; 5 - хвостовая часть струи

Было осуществлено много испытаний различных типов брони ДЗ обстрелом различными кумулятивными зарядами в широком диапазоне углов встречи от нормали. Хотя остаточная бронепробиваемость изменяется в зависимости от типов кумулятивного заряда и брони, все же выявлена, как показано на рис. 5, обобщенная зависимость относительного (%) снижения бронепробиваемости кумулятивной струи при ее взаимодействии с бронейДЗот угла встречи.

Рис. 5.

Кроме угла встречи, имеется множество других факторов, которые определяют защищающую способность брони ДЗ (и соответственно возможность кумулятивных боевых частей по ее поражению):

последовательность расположения материалов, из которых изготовлена броня;

количество слоев взрывчатого вещества;

габариты брони в плоскости взаимодействия со средством поражения;

арматура и способы крепления модулей;

плотность снаряжения.

На схеме (рис. 6) показано возможное расположение брони BRA относительно направления воздействия средства поражения.

Рис. 6.1 - направление воздействия; 2 - дополнительная(навесная) броня, 3 - основная броня

Снижение бронепробиваемости снаряда

кинетического действия броней ДЗ

Из-за более высокой бронепробиваемости кумулятивных зарядов по сравнению с сердечниками снарядов кинетического дейст-вия, броня ДЗ первоначально разрабатывалась для противо-действия первому из этих двух средств поражения. И навесная броня ДЗ хорошо решает эту задачу. Для разрушения сердечников снарядов кинетического действия подходит этот же тип брони. Необходимо лишь выбрать толщины метаемых металлических пластин так, чтобы достичь высокойэффективности и против этого средства поражения. ПО существу в этом случае броня ДЗдолжна быть массивнее, чем для защиты от кумулятивного снаряда, чтобы сообщить пробивающему сердечнику достаточный перпендикулярный импульс силы. Он может вызвать два типа повреждения сердечника:

сердечник разламывается на несколько частей , первоначальная траектория которых изменяется;

сердечник деформируется и изменяет первоначальную траекто-рию.

Характер и степень повреждения сердечника зависят от тол-щины брони, отношения скоростей сердечника и метаемых пластин -и угла встречи сердечника с броней.

На рис. 7 показан рентгеновский снимок характерного экспе-римента, в котором использовались длинный сердечник из тяжелого металла и базовый модуль брони ДЗ. Видно, что сердечник разрушен воздействием реактивной брони, а сохранившиеся части не имеют сколько-нибудь значительной остаточной бронепробивной способности. В результате воздействия брони ДЗ на сердечники снарядов кинетического действия их бронепробивная способность снижается на 60...80%.

Рис. 7.Разрушение броней ДЗ сердечника снаряда кинетического действия

Защита от комбинированного

воздействия средств поражения

Дополнительная реактивная броня, предназначенная для установки на бронированные машины при их модернизации, должна быть легкой. Но такая броня способна существенно снижать бронепробивную способность струи кумулятивных снарядов лишь с боевы-ми частями средних размеров,а эффективность такой брони при воздействии сердечников снарядов кинетического действия крайне низкая.

Более тяжелая броня ДЗ, необходимая для обеспечения защиты от снарядов кинетического действия, не может быть навес-ной и должна являться составным элементом основной брони машины. Такая броня ДЗ в отношении габаритно-массовых характеристик является наиболее эффективной для защиты от обоих типов средств поражения.

Требования

При разработке брони ДЗ для бронированных машин учиты-вается ряд требований. По своей природе они являются функцио-нальными или ориентированными на безопасность.

Так как бронированная машина не должна оставаться незащищенной после одиночного попадания снаряда, броня ДЗ должна состоять из отдельных блоков, комплект которых должен покры-вать поверхность всей машины. Если один блок взорвется при попадании снаряда, то машина останется в значительной степени защищенной.

Деление брони на блоки имеет смысл лишь в том случае, если взрыв отдельного блока будет ограничен пределами этого отдельного блока. Индуцированная детонация соседних блоков ("взаимное уничтожение") неприемлема. Из этого следует, что между блоками следует помещать определенные преграды, а выбира-емое взрывчатое вещество не должно быть чувствительным к взры-ву соседнего блока. Возможность взаимного уничтожения блоков можно, также уменьшить за счет их рационального размещения и крепления.

Характер метания металлических пластин при подрыве брони ДЗ показывает, что ее эффективность будет зависеть от места попадания снаряда. Однако требуется обеспечить защиту одинаковую как по поверхности отдельных блоков, так и по поверхности всей машины, закрытой комплектом блоков. Это в определенной мере может быть обеспечено путем рационального размещения бло-ков.

Аспекты безопасности при использовании брони ДЗ по существу являются двоякими. Во-первых, машина, оборудованная броней ДЗ, не должна представлять собой опасность для эксплуатирующих ее военнослужащих, а также для гражданских лиц, которые могут находиться поблизости. Например, в случае транспортной аварии блоки брони не должны срабатывать. Это же относится и к возможному пожару. Во-вторых, в условиях боевых действий, когда блок брони ДЗдетонирует из-за воздействия средства поражения, не должно оказываться вредного воздействия на экипаж и оборудование машины.

Первое из этих требований может быть выполнено за счет конструкции блоков брони ДЗ и подбора взрывчатого вещест-ва, второе - за счет соответствующего размещения и конструкции крепления блоков.

Резюме и перспектива

Хотя в разработке пассивной брони достигнуты неоспоримые успехи, броняДЗпо своим габаритно-массовым характеристи-кам более эффективна.

Встроенная в основную броню броня ДЗ эффективна для защиты как от сердечников снарядов кинетического действия, так и от струй всех кумулятивных снарядов. Дополнительная (навесная) броня BRA эффективна для защиты только от кумулятивных снарядов малого и среднего калибров.

Продолжающиеся попытки усовершенствовать броню ДЗ направ-лены, главным образом, на обеспечение защиты от кумулятивных снарядов тандемного типа (о чем смотри ниже) и дальнейшего уменьшения возможности повреждения защищаемой машины.

Средства для поражения брони ДЗ

Для поражения брони ДЗ обычно недостаточно увеличить диаметр кумулятивного заряда за счет этого повысить его бронепробивную способность. Для повышения поражающего действия да броню ДЗ требуется более сложная боевая часть, а именно, двухступенчатая (или многоступенчатая) боевая часть (система).К созданию таких систем для пораженияброни ДЗ существует несколько подходов.Основным из них является следую-щий . Подрыв предваритёльного кумулятивного заряда вызывает срабатывание модуля брони ДЗ расчищает путь длякумулятивной струи основного кумулятивного заряда, который срабатывает через определенное время после заряда. Работы над такими тандемными системами боевых частей начались в 1974г., вскоре после изобретения брони ДЗ. В настоящее время несколько систем находятся на стадии полномасш-табной разработки и, по крайней мере, одна система уже поставле-на в войска.

Базовая тандемная система

Базовая компоновка состоит из предварительного заряда, расположенного впереди основного заряда. Предварительный заряд обычно меньше. Так как он детонируется раньше основного заряда, то для предотвращения повреждения основного заряда требуется защитное устройство. На рис. 8 показана такая компоновка.

Рис. 8.1 - вентиляция; 2 - основной заряд; 3 - защитная перегородка; 4 - предва-рительный заряд; 5 - корпус

Очевидно, что прочность защитной перегородки основного заряда должна повышаться с уменьшением расстояния между двумя зарядами, с увеличением времени между срабатыванием зарядов и с увеличением массы предварительного заряда. Все же необходимо стремиться сделать защитную преграду по возможности более тонкой в центре, чтобы она как можно меньше воздействовала на струю основного заряда. На рис. 8 показано также, что конструкция корпуса тандемной ракеты (снаряда) должна быть специфической в части ее реакции на расширяющиеся продукты детонации предварительного заряда. В частности, вентиляция газов должна быть по возможности такой интенсивной, чтобы свести до минимума продолжительность давления на защитную перегородку. Без специально запроектированных вентиляционных отверстий конструкция тандемной системы, подобная показанной на рис. 8, обычно не работает. Высокая скорость головной части струи определяет ее спо-собность инициировать срабатывание модуля реактивной брони. На рис. 4 схематически показано, какая часть струи предваритель-ного заряда эффективна для инициирования брони BRA .

Предварительный заряд должен минимально воздействовать на защитную перегородку основного заряда, отсюда вытекают требо-вания по его минимизации и форме задней части. С другой стороны, форма защитной перегородки основного заряда должна специально подбираться. Форма, показанная на рис. 8, позволяет продуктам детонации предварительного заряда течь вдоль контура преграды. Наряду с вентиляционными отверстиями, это помогает достичь минимальной передачи нагрузки на защитную перегородку основного заряда. Основной заряд должен обладать высокими характеристиками, которые должны компенсировать вредное воздействие предшествующей детонации предварительного заряда основному заряду придается максимально возможный диаметр и он изготавливается по технологии, обеспечивающей высокую точность изготовления.

На рис. 9 показан график достижимого пробивания катаной гомоген-ной брони (RHA ) современным кумулятивным зарядом.

Рис. 9.1 - пробиваемая катаная гомогенная броня, дециметры; 2 - фокусное расстояние, дециметры

Схема тандемной кумулятивной боевой части, показанная на рис. 8, является базовой и отражает тенденцию усовершенствова-ния кумулятивного противотанкового снаряда. Просматривается дальнейшее развитие этой базовой схемы по двум вариантам.

По первому варианту (рис. 10) объем между предваритель-ным и основным зарядами используется для размещения бортовых электронных устройств и электродвигателя. Это позволяет увели-чить расстояние между зарядами, исключить защитную перегородку основного заряда (или уменьшить ее массу) и в целом уменьшить массу боевой части.

Рис. 11.1 - устройство для выталкивания предварительного заряда; 2 - предохранитель; 3 - основной заряд; 4 - корпус; 5 - предва-рительный заряд; 6 - приемник; 7 - передатчик

Сравнение концепций тандемной системы

Из рассмотренных вариантов наиболее простым является базовый вариант (рис. 8), но он и менее эффективен. Наимень-шую массу имеет первый вариант (рис. 10), но он уступает вто-рому варианту (рис. 11) по возможности обеспечения наиболее благоприятных условий для бронепробивания . Наиболее высокую бронепробиваемость может обеспечить второй вариант, но он наиболеесложен по конструкции.

Технология, необходимая для этих вариантов, разработана и демонстрировалась, и что еще более используется восуществляемых в разных странах программах FSD .

Резюме

Представленные концепции кумулятивного боеприпаса тандемного типа предлагают ряд подходов. В принципе, все они могут обеспечить поражение различных конструкций брони ДЗ. Выбор концепции в значительной степени должен определяться тем, какая броня ДЗ должна поражаться: состоящая на вооружении или броня будущего. Самое большое внимание следует уделять обеспечению четкого взаимодействия различных устройств боевой части тандемного типа.

fkrchr.ru

Смертельный плевок

Слоёная защита

Полуактивная броня

Взрыв навстречу

Против лома есть приёмы