В свое время попытка внедрения на боевых бронированных машинах систем динамической защиты, основанных на применении небольшого количества взрывчатого вещества, была встречена танкистами в штыки. Как же это вообще возможно – размещать на броне взрывчатку?! Однако путем многочисленных экспериментов было доказано: в случае если снаряд попадает не в броню, а в навешенные поверх нее контейнеры с тротилом, последствия от поражения танка минимизируются.Со временем системы такой защиты претерпели существенные изменения, воплотив в себе как многочисленные научные новшества, так и проверенные практикой элементы. Не так давно мир облетели кадры попадания ракеты управляемого противотанкового комплекса в танк Т-90 сирийской армии. На съемке видно, как боеприпас достигает цели, взрывается, но... боевая машина остается на ходу, невредим и ее экипаж.О том, какие средства защиты применяются на современных российских танках, как они работают и какие новации возможны в этих системах в перспективе, расскажет журналист Алексей Егоров в очередном выпуске программы на телеканале «Звезда».Реактивная броня Время, когда танкисты в качестве защиты надеялись только на толщину брони своих боевых машин, осталось далеко в прошлом. Где-то во временах Второй мировой войны. По словам начальника Главного автобронетанкового управления Минобороны России генерал-лейтенанта Александра Шевченко, выпускника танкового инженерного училища и Военной академии бронетанковых войск, толщина брони на тяжелых танках времен Великой Отечественной достигала порой 25 сантиметров. Речь, к примеру, идет о знаменитых машинах под марками КВ и ИС – «Клим Ворошилов» и «Иосиф Сталин».«Это была мощная защита от снарядов, противостоящая кинетическим средствам поражения того времени, – отмечает начальник ГАБТУ. – Впоследствии хорошо себя зарекомендовали решетчатые экраны: вероятность 50%, что они "снимают" ручную противотанковую гранату. То есть они действительно вносят вклад, причем достойный, в защиту машины».Однако со временем появились реактивные противотанковые гранаты (типа нашей РПГ-26), которые преодолевали и эти системы. Неужели перед лицом многочисленных средств поражения танк должен был остаться «голым»? Для защиты так называемых «легкобронных» проекций корпуса и башни танка от кумулятивных боеприпасов были изобретены системы динамической защиты. По сути, это взрывчатка, размещенная в металлическом футляре, уничтожающая кумулятивную струю методом ее рассеивания. К слову, именно за это ее иногда называют «реактивной броней».Внешне это небольшой контейнер, крепящийся к корпусу боевой машины. Таких приспособлений на броне современного танка можно увидеть не один десяток. Внутри помещены две-три пластины со взрывчаткой, уложенные под определенным углом. Главный специалист по динамической защите ОАО «НИИ стали» Николай Дорохов так объясняет принцип работы системы: от удара в контейнер снаряда срабатывает его взрыватель, кумулятивная струя детонирует и подрывает элементы динамической защиты. Та, в свою очередь, разрушает струю, которая в итоге оказывается не в состоянии пробить броню.Когда риск оправдан Первые образцы динамической защиты были разработаны именно в нашей стране, хотя, к примеру, на своем авторстве данного устройства настаивают израильтяне, относя его к 1982 году. Однако имеются доказательства, а именно научная статья, опубликованная на эту тему в одном из специализированных советских изданий еще в 1948 году. Правда, путь динамической защиты к системам оснащения советских танков был тернистым.Дело в том, что новшество не понравилось тогдашнему начальнику танковых войск Советской армии маршалу Азамаспу Бабаджаняну. «Ни одного грамма взрывчатого вещества на танке не будет! – жестко резюмировал он, когда ему представили инновационную разработку. – Я ничего не позволю взрывать!» Однако время показало, что такой подход был неверным. Когда право на жизнь для динамической защиты было доказано, она стала едва ли не ключевым средством спасения для целых поколений бронированных боевых машин.Сегодня взрывные процессы и способы защиты от них исследуют в ОАО «НИИ стали». Это головное отечественное предприятие по разработке комплексных средств защиты автобронетанковой техники и личного состава – динамической защиты, композитных бронепанелей, электромагнитной и противорадиационной защиты, бронежилетов, бронешлемов.Здесь создана уникальная лаборатория взрывных процессов. Именно на ее базе, а точнее в специальной взрывной камере, еще в 1950-х годах проводились испытания по отработке первых образцов динамической защиты, ставшие в итоге прототипом серийных элементов, примененных во встроенных комплексах динамической защиты танков вплоть до Т-90.Защита без компромиссов Во время эксперимента, который будет проведен во взрывной камере при участии съемочной группы «Звезды», испытатели пробьют плиту броневой стали толщиной 20 миллиметров. Струя прошьет эту преграду насквозь. А вот та же плита с закрепленным на ней контейнером динамической защиты (весящим, к слову говоря, всего 370 граммов) останется целой. Сквозного пробития не произойдет, «тыл» останется чистым.Именно такая защита, отмечает начальник ГАБТУ генерал Александр Шевченко, и спасла жизнь экипажу сирийского танка. Кстати, пораженная выстрелом ПТУР машина через некоторое время смогла завестись и даже уехать своим ходом с места боя. Известно и то, что через небольшое время этот экипаж на этой же (!) машине продолжил участие в боевых действиях.В свою очередь, как рассказывает Николай Дорохов, у него есть факты из истории наших операций на Северном Кавказе, когда танк выдерживал последовательное попадание шести противотанковых гранат. На ремонтной базе, куда после этого дошла машина (также своим ходом), потребовалось лишь... заменить выведенные из строя контейнеры динамической защиты! А вообще, как подчеркивает генерал-лейтенант Александр Шевченко, танк с динамической защитой в 2– 2,5 раза превосходит по защите обычную машину.Стоит отметить, что взрывчатка, используемая в этой системе, не подвержена подрыву в результате внешнего воздействия огнем. То есть от попадания в корпус тех же коктейлей Молотова танк не взорвется. В НИИ стали проверено: взрывчатое вещество выгорает, но не детонирует.«Штора» над танком Генерал-лейтенант Александр Шевченко ответственно заявляет: в российской армии сегодня нет танков, не оснащенных подобными средствами прикрытия. «Динамическая защита в своем развитии шагнула очень далеко, – отмечает начальник ГАБТУ Минобороны России. – Мы с гордостью можем говорить, что наша защита имеет самые высокие параметры. И это признано во всем мире: наши машины считаются самыми защищенными».При этом, что немаловажно, помимо данной системы, российские танки прикрыты целым комплексом других защитных технологий. Взять, к примеру, систему «Штора». Этот электронно-оптический комплекс «глушит» системы наведения противотанковых ракет. В итоге вражеский снаряд «слепнет» и вместо танка врезается в землю или улетает в сторону. Еще одна система, создающая рубеж обороны вокруг боевой машины, носит название «Арена». Она устанавливается в самом уязвимом месте – на башне. Радар «Арены» обнаруживает противотанковую ракету на дальности в 50 метров.Электронный мозг мгновенно определяет тип, скорость, направление полета, вычисляет предполагаемое место попадания. Когда вражескому снаряду остается всего два метра до цели, «Арена» выстреливает собственный защитный боеприпас, поражая подлетающую цель композитными осколками, летящими со скоростью два километра в секунду.Важно, что работает эта система в автоматическом режиме: участия человека с его не всегда оперативной реакцией не требуется. Обнаружение и сопровождение целей с обзором пространства во всем защищаемом секторе обеспечивает собственная многофункциональная РЛС. Комплекс всепогодный, всесуточный, поражает цели в любых условиях, в том числе при движении машины и при разворотах башни. По расчетам, «Арена» даже в наступательном бою повышает выживаемость танка в два раза.Один из разработчиков этой системы,руководитель отделения перспективных исследований Научно-производственной корпорации «Конструкторское бюро машиностроения» Владимир Харькин, отмечает, что иностранцы долго не могли поверить в само существование подобной технологии. «До 2000-х годов не было разработок за рубежом, сейчас они активно работают, – отмечает российский инженер. – В Израиле один из комплексов активной защиты даже принят на вооружение».
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
К ИСТОРИИ ПРОИЗВОДСТВА ТАНКОВОЙ БРОНИ В СССР
И. В. ЮРАСОВ
Началом развития танковой промышленности в СССР следует считать 1931 год, когда Ижорский завод, а вслед за ним ныне Ждановский завод тя-желого машиностроения приступили к производству танковой катаной брони.
Первые броневые плиты в России были полу-чены на Ижорском заводе в феврале 1866 г. для об-шивки кораблей русского флота.
В 1870 г. для международной выставки была из-готовлена броневая плита весом более 27 т, дли-ной 6,6 м, шириной 1,65 м и толщиной 0,37 м. Ижорский завод был награжден золотой медалью.
В то время броня изготавливалась двумя мето-дами — проковкой под молотами и прокаткой в ва-лах железа.
В начале 90-х годов начались поиски нового типа брони — стальной и сталеникелевой.
В 1894 г. были изготовлены из никелевой стали три первых броневых плиты, но полигонные испыта-ния этих плит оказались неудовлетворительными.
За границей в это время верхний слой броневых плит цементировали.
Ижорскому заводу было приказано освоить про-изводство брони по способу Гарвея.
В ноябре 1896 г. в новой бронезакалочной ма-стерской была обработана первая плита.
В Германии в эту пору получил распростране-ние еще один новый тип брони — хроманикелевой .
В 1898 г. Россия приобрела патент на эту броню у немецкой фирмы Круппа .
В 1910 г. рядом с закалочной мастерской был построен новый броневой завод; производитель-ность Ижорского завода возросла до двух тысяч тонн брони в год.
Было решено организовать бронероизводство и на Обуховском заводе.
В 1907—1909 гг. была выпущена опытная валовая партия палубной брони для кораблей на Кулебакском металлургическом заводе. В 1914—1918 гг. завод изготовлял шрапнельную заго-товку. В 1919—1920 гг. выпускались броневые листы для бронепоездов.
В 1914 г. выпуск брони достиг 18 тысяч тонн в год. В этом же году Ижорокий завод начал изго-товлять бронемашины. Это были легковые машины «Русско-балтийского общества в Риге».
В конце 1916 г. бронируется несколько автомо-билей с ходом конструкции инженера Кегресса , ко-торые были прообразом появившихся в скором вре-мени танков.
С сентября 1918 г. по сентябрь 1919 г. на заводе широко развернулось бронирование автомашин, ре-монт бронепоездов, прокат броневых листов для нужд фронта молодого Советского государства.
В 1932 г. началось валовое производство танко-вой брони на Ждановском заводе тяжелого маши-ностроения, на Кулебакском и Ижорском метал-лургических заводах.
Отечественные танки, выпускавшиеся до 1938 г., оснащались, в основном, противопульной броней. Бронекорпуса этих танков изготовлялись клепкой, поэтому для их бронирования применялись марки стали с содержанием углерода 0,35—0,50%, разра-ботанные пионером отечественной броневой про-мышленности — Ижороким заводом.
Ведущие специалисты создавшейся в тот пе-риод советской школы — С. А. Баранов, А. С. Завь-ялов , М. М. Замятин, Л. А. Каневский , С. И. Сахин и др. разработали несколько свариваемых марок броневой стали.
В 1934 г. была разработана марка стали ИЗ (Ижорокий завод). Недостатками этой стали были сложная технология закалки и жесткие требования по соблюдению технологии сварки во избежание образования сварочных трещин.
Чтобы сделать эту сталь пригодной для условий массового производства О. Ф. Данилев-ский, Я. И. Куландин , В. Г. Фридман, А. С. Завь-ялов , Л. А. Каневский и А. П. Горячев откорректи-ровали химический состав стали. Под маркой 2П она до настоящего времени в качестве основной стали применяется для изготовления бронекорпусов танков с противопульной защитой.
Появление крупнокалиберных пулеметов (12,7-мм) и противотанковых пушек калибром 37 — 45-мм потребовало создания более мощного бронирования; с этой целью в период 1934—1939 гг. началось применение цементированной брони, мар-ки которой были разработаны А. Н. Понимащенко , В. А. Делле , А. С. Завьяловым , Я. И. Куландиным , Л. С. Левиным, Л. Т. Шрейбером .
Однако длительная и сложная технология изго-товления цементированной брони препятствовала ее широкому внедрению.
В 1937—1938 гг. опыт войны
в Испании показал необходимость оснащения танков противоснаряд-ной защитой. Для
защиты от бронебойных снаря-дов была разработана броня высокой твердости, со-четавшая
требуемый уровень стойкости с достаточ-ной живучестью, это броня марки МЗ-2
(Мариу-польский завод), авторами которой были Г. Ф. Засецкий
,
Г. И. Капырин
, А. Т. Ларин, И. Ф. Тим-ченко, Н. В.
Шмидт.
Эта сталь под индексом 8С использовалась для бронекорпусов и башен танка Т-34. В апреле 1940 г. появилась новая конструкция модернизированной машины Т-34 со штампованной башней.
Как известно, танки Т-34 были практически неуязвимы для бронебойных снарядов калибров 37 и 45-мм и имели удовлетворительную защиту от бронебойных снарядов короткоствольной 75-мм пушки немецкого танка T-IV.
Перед началом Великой Отечественной войны был разработан новый тип высокоотпущенной бро-ни (взамен брони высокой твердости), обладающий высокой стойкостью против действия более круп-ных снарядов калибра 88, 90 и 100 мм. Этот тип хромомолибденовой и хромоникелевомолибденовой брони был применен для производства корпусов танков KB и впоследствии, в период Отечественной войны, для танков ИС, в виде марок 42С, 43ПС, 49С и 52С.
В ходе Великой Отечественной войны тт. С. И. Смо-ленский и Б. Е. Шейнин модифицировали состав марок 42С и 43ПС; для улучшения технологических и защитных характеристик в них было повышено содержание молибдена, после чего они получили обозначение 42СМ и 43ПСМ.
Для изготовления брони толщиной свыше 100 мм по предложению С. И. Смоленского была принята сталь марки 53С.
В 1938 г. А. С. Завьялов , JI. А. Каневский и Н. И. Перов получили авторское свидетельство на изготовление танковых корпусов башен и др. узлов сложной конфигурации литьем.
Переход на литье вместо сварки из гнутых или штампованных листовых деталей позволил упро-стить технологию, создать оптимальную геометриче-скую форму узлов с дифференцированными толщи-нами и углами наклона и повысить живучесть узлов за счет исключения сварных швов.
Впервые работы над литой башней на Жданов-ском заводе были начаты в феврале 1940 г. Первая башня отливалась из стали марки 8С, термическая обработка башни производилась по схеме двойной закалки с окончательным низким отпуском.
Полигонные испытания показали, что такая баш-ня при незначительном увеличении толщин, по сравнению с катаной броней, имеет большие пре-имущества перед сварной башней из штампован-ных деталей. Были разработаны и другие марки литой брони.
Опыт ЖЗТМ по производству литых башен и броневого литья для танков нашел широкое приме-нение на ряде танковых заводов Советского Союза и сыграл огромную роль в деле качественного и ко-личественного оснащения Советской армии боевы-ми машинами в годы Великой Отечественной войны.
Для более толстых башен танка Т-34-85 (с пуш-кой калибра 85 мм) была разработана более леги-рованная сталь средней твердости марки 71Л (авто-ры JI. В. Буталов , Н. И. Перов, С. И. Сахин , Р. Г. Хмелевский).
Для башен и других литых узлов всех осталь-ных средних и тяжелых танков применялась броня средней твердости марок 66Л для мелких деталей, 74Л и 75JI — для башен тяжелых танков.
До конца 1935 г. броневая промышленность Со-ветского Союза не была организационно объеди-нена. Лишь в начале 1936 г. основные бронепроиз-водящие заводы были объединены в одном главном управлении, во главе которого был первоначально поставлен выдающийся организатор промышлен-ности И. Т. Тевосян .
С первых дней создания Главка для работы в нем был привлечен крупный специалист в об-ласти качественной металлургии А. А. Хабахпашев , который в период 1936—1954 гг. активно способ-ствовал развитию броневой промышленности.
В период 1938—1940 гг. на руководящих должностях в броневой промышленности работал В. С. Емельянов, в период 1940—1941 гг.— Я. В. Юшин.
В период Отечественной войны для работы в ап-парате Главка были привлечены ведущие специа-листы Л. А. Каневский , В. А. Орлов, Ф. И. Пирский , Д. М. Поликарпов, С. И. Смоленский и др.; для руководства производством брони на заводах черной металлургии были привлечены Ф. И. Пирский , А. Ф. Стогов, Η. Н. Тимошенко и Н. И. Шефтель.
В настоящее время броня для танков изготов-ляется из высококачественных легированных ста-лей, подвергаемых специальной термической обра-ботке.
При большой прочности броня должна быть и достаточно вязкой, способной воспринимать боль-шие динамические нагрузки и при этом не разру-шаться, не давать трещин и отколов с внутренней стороны.
Основными легирующими присадками являются никель, марганец, хром, молибден, кремний и др. Сочетание легирующих элементов и их процентное содержание в броневых сталях различно и зависит от способов изготовления стали, назначения, тол-щины броневых деталей. В таблице дано примерное процентное содержание присадок в броневой стали.
На качество брони очень сильно влияет углерод. Увеличение его содержания повышает твердость, но резко увеличивает хрупкость, снижает вязкость брони, ухудшает ее свариваемость.
Никель увеличивает вязкость и прочность брони, улучшает свариваемость, повышает прокаливание.
Марганец увеличивает прочность и повышает прокаливаемость брони. Молибден, марганец и кремний повышают прочность и твердость, не сни-жая вязкости. Кроме того, марганец придает хоро-шие литейные качества, улучшает термообработку, а молибден уменьшает хрупкость брони при от-пуске, облегчает механическую обработку и увели-чивает прокаливаемость брони.
Таблица
Типичный химсостав броневой стали
Элементы |
||||||
Процентное |
0,3-0,5 |
0,6-5,0 |
0,2-0,8 |
0,4-2,1 |
0,1-0,4 |
0,1-0,4 |
Термическая обработка — сложный процесс, за-висящий от назначения брони, ее толщины и хими-ческого состава, обычно включает закалку с после-дующим отпуском.
Закалкой достигается необходимая твердость брони, а отпуском — требуемая вязкость. Внимательно изучается опыт зарубежного танко-строения.
Наряду с непрерывным повышением качества стальной брони в иностранном танкостроении ведут-ся большие работы по созданию танковой брони из легких сплавов на титановой, алюминиевой или маг-ниевой основе. Так, в зарубежной печати сообща-лось о создании легкой боевой машины с броней из магниевого сплава, втрое более легкой, чем подоб-ная машина со стальной броней. Новый легкий аме-риканский танк «Шеридан» имеет броню из алюми-ниевого сплава. Большое внимание уделяется со-зданию брони из пластмасс.
Применяется броня катаная и литая.
По внутреннему строению броня бывает одно-родная (гомогенная) и неоднородная (гетероген-ная).
Гетерогенная броня обладает несколько лучшей снарядостойкостью , но она дороже и сложнее в производстве по сравнению с гомогенной.
По конструктивному выполнению различают монолитную, составную и экранированную броню.
Монолитная броня изготовляется из одного ли-ста; составная — из двух или более листов, сло-женных вплотную; экранированная — из экрана и основной брони, размещенных на определенном рас-стоянии друг от друга.
Такую броню применяют для борьбы со снаря-дами кумулятивного действия.
И в России и за рубежом для бронирования военной техники применяют, в основном, низколегированные гомогенные броневые стали.
1. Стали для бронирования тяжелой техники (танковая броня)
Эти стали должны выдерживать без раскола попадания крупнокалиберных снарядов (требование живучести), а также обеспечивать требования по свариваемости (отпуск сварных соединений не допускается).
В абсолютном большинстве случаев применяются стали с системой легирования Cr-Ni-Mo с ограничением по верхнему допустимому содержанию углерода (не более 0,30% для толщин до 100 мм).
Стали поставляются в состоянии термического улучшения (закалки и высокого отпуска) на твердость 280…388 НВ. Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-12560 “Armor plate, steel, wrought, homogeneous. For use in combat-vehicles and for ammunition testing)”.
Требования по твердости зависят от толщины листа, а именно:
Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 190 (Франция), ARMOX 370S (Швеция).
Стали ARMOX 300S и ARMOX 400S также относятся к указанному классу прочности, но при этом из-за более низкого содержания углерода требуемый уровень прочности (твердости) реализуется на этих сталях за счет закалки и низкого отпуска.
Отечественные аналоги, как правило, имеют большее содержание углерода, что предъявляет более жесткие требования к выбору сварочных материалов и технологии изготовления сварных бронеузлов.
Особенности в условиях приемки
Броневые листы по MIL-A-12560 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40°С и уровню противопульной и противоснарядной стойкости. Типичный пример условий приемки приведен ниже в таблице.
При обстреле как пулями, так и снарядами, определяется скорость баллистического предела пробития V 50
|
Диапазон толщин, мм |
Тип и калибр пули (снаряда) |
Угол обстрела, град. |
|
7,62 мм АР, М2 |
||
|
12,7 мм АР, М2 |
||
|
20 мм АР-Т, М602 |
||
|
57 мм АР, М70 |
||
|
90 мм АРС, М82 |
В отечественной практике и НТД условия приемки несколько отличаются. При обстреле пулями определяется не V 50 , а угол непробития, не применяется снаряд калибра 20 мм, вместо 90-мм снаряда используется 100 мм и т.д. Кроме того, вместо ударной вязкости в России контролируется вид излома технологической пробы.
Эти различия носят достаточно условный характер и ничто не мешает выработать условия приемки, устраивающие обе стороны.
Типичные представители зарубежных броневых сталей данного класса приведены в таблицах 1, 2. Отечественные улучшаемые противоснарядные броневые стали обеспечивают уровень прочности 1000…1400 МПа.
2. Стали для бронирования легкобронной техники (БТР, БМП)
Эти стали должны выдерживать без раскола попадания крупнокалиберных пуль (требование живучести), а также обеспечивать требования по свариваемости (при условии отпуска сварных соединений).
В абсолютном большинстве случаев применяются стали с ограничением по верхнему допустимому содержанию углерода (не более 0,32%).
Стали поставляются в состоянии закалки и низкого отпуска на твердость 477…534 НВ. Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-46100 “Armor plate, steel, wrought, high-hardness”).
Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 240 (Франция), ARMOX 500S (Швеция).
Отечественными аналогами являются стали марок “2П”, “7”. При этом сталь марки “7” не требует отпуска сварных соединений.
Броневые листы по MIL-A-46100 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40 0 С и уровню противопульной стойкости бронебойными пулями калибра 7,62 мм, 12,7 мм и 14,5 мм. Имеющиеся отличия в условиях приемки уже отмечались выше.
Типичные представители зарубежных и отечественных сталей данного класса приведены в таблицах 1,2,3.
3. Стали широкого спектра применения
Эти стали должны выдерживать без расколов и появления трещин в местах попадания снарядов калибра 20 мм.
Стали поставляются в состоянии закалки и низкого отпуска на твердость 534…601 НВ (для толщин 4,7…25,4 мм) и 477…534 НВ (для толщин 25,5…76,2 мм).Броня второго класса поставляется с твердостью 302…352 НВ.
Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-46173 “Armor steel, plate, wrought, (ESR). (3/16 through 3 inches, inclusive))”.
Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 270 (Франция), ARMOX 560S (Швеция).
Отечественными аналогами являются стали марок “77” и “88”. При этом сталь марки “77” требует отпуска сварных соединений.
Броневые листы по MIL-A-46173 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40°С и уровню противопульной и противоснарядной стойкости бронебойными пулями калибра 7,62 мм, 12,7 мм, 14,5 мм. и (для толщин 25…50 мм) снарядами калибра 20 мм. Имеющиеся отличия в условиях приемки уже отмечались выше.
Таблица 1. Основные марки броневых сталей Франции
|
Марка стали |
Толщина, мм |
Углерод, вес. % |
σ В, МПа средний |
Твердость, HB |
Особенности технологии |
Технические условия |
|
|
0,30C-1,10Cr-2,0Ni-0,45Mo |
Внепечная обработка S ≤ 0,005% |
||||||
|
0,285C-1,50Cr-1,50Ni-0,30Mo |
То же, S ≤ 0,004% |
||||||
|
0,35C-0,75Cr-3,10Ni-0,40Mo |
То же, S ≤ 0,002% |
||||||
|
0,50C-0,80Si-4,0Ni-0,40Mo |
Таблица 2. Основные марки броневых сталей Швеции
|
Марка стали |
Номинальный химический состав |
Толщина, мм |
Углерод, вес. % |
σ В, МПа средний |
Твердость, HB |
Особенности технологии |
Технические условия |
|
0,18С-1,5Mn-0,4Cr-0,65Mo-0,003B |
Внепечная обработка Технология ТМО |
||||||
|
0,28-1Mn-0,8Cr-1,1Ni-0,65Mo-0,002B |
|||||||
|
0,35-1Mn-1,2Cr-3Ni-0,65Mo-0,002B |
|||||||
|
0,45-0,8Mn-0,8Cr-2,5Ni-0,65Mo-,002B |
Таблица 3. Броневые стали со структурой низкоотпущенного мартенсита России
|
Марка стали |
Система легирования |
Толщина, мм |
Углерод, вес. % |
σ В, МПа средний |
Твердость, HB |
Особенности технологии |
аналог ТУ |
|
Внепечная обработка |
|||||||
Броня — защитный материал, которому свойственны высокая устойчивость и сопротивляемость внешним факторам, угрожающим деформацией и нарушением его целостности. Неважно, о какой защите идёт речь: будь то рыцарские латы или тяжёлое покрытие современных боевых машин, цель остаётся одна — оберегать от повреждений и принимать на себя основной удар.
Броня гомогенная — защитный однородный слой материала, который обладает повышенной прочностью и имеет по всему сечению однородный химический состав и одинаковые свойства . Именно о таком типе защиты и пойдёт речь в статье.
История возникновения брони
Первые упоминания о броне встречаются в средневековых источниках, речь идет о латах и щитах воинов. Главное их предназначение заключалось в защите частей тела от мечей, сабель, топоров, копий, стрел и прочего оружия.
С появлением огнестрельного оружия появилась необходимость отказаться от применения сравнительно мягких материалов при изготовлении брони и перейти к более прочным и устойчивым не только к деформациям, но и к условиям окружающей среды сплавам.
Со временем украшения, применяемые на щитах и доспехах, символизирующие статус и почёт знати, стали уходить в прошлое. Форма лат и щитов начала упрощаться, уступая дорогу практичности.
По сути, весь мировой прогресс свёлся к гонке скоростей изобретения новейших видов оружия и защиты от такового. Как результат, упрощение формы доспеха приводило к снижению стоимости (из-за отсутствия украшений), но повышало практичность. В итоге броня стала более доступной.
Железо и сталь нашли применение и далее, когда во главе угла встали качество и толщина брони. Явление нашло отклик в корабле- и машиностроении, а также при укреплении наземных сооружений и малоподвижных боевых единиц вроде катапульт и баллист.
Виды брони
С развитием металлургии в историческом плане наблюдались усовершенствования толщины оболочек, что постепенно привело к появлению брони современных типов (танковая, корабельная, авиационная и т. д.).
В современном мире гонка вооружений не прекращается ни на минуту, что приводит и к появлению новых типов защиты как средства противодействия имеющимся видам оружия.
Исходя из особенностей конструкции, выделяют следующие :
- гомогенная;
- армированная;
- навесная;
- разнесённая.
Исходя из способов применения:
- нательная — любая броня, одеваемая для защиты тела, и неважно, что это - латы средневекового воина или бронежилет современного солдата;
- транспортная — металлические сплавы в виде плит, а также пуленепробиваемое стекло, целью которого является защита экипажа и пассажиров техники;
- корабельная — броня для защиты судов (подводной и надводной части);
- строительная — вид, применяемый для защиты дотов, блиндажей и деревоземляных огневых точек (дзотов);
- космическая — всевозможные противоударные экраны и зеркала для защиты космических станций от орбитального мусора и вредоносного воздействия прямых солнечных лучей в открытом космосе;
- кабельная — предназначена для защиты подводных кабелей от повреждений и долговечной эксплуатации в агрессивной среде.
Броня гомогенная и гетерогенная
Материалы, применяемые для изготовления брони, отражают развитие выдающейся конструкторской мысли инженеров. Доступность таких полезных ископаемых, как хром, молибден или вольфрам, позволяет разрабатывать высокопрочные образцы; отсутствие таковых создаёт необходимость разработки узконаправленных формаций. К примеру, броневых листов, которые легко бы балансировали по критерию соотношения цены и качества.
По назначению броня делится на противопульную, противоснарядную и конструкционную. Броня гомогенная (из одного материала по всей площади сечения) или гетерогенная (разнится по составу) используется при создании как противопульных покрытий, так и противоснарядных. Но и это еще не все.
Броня гомогенная имеет как одинаковый химический состав по всей площади сечения, так и идентичные химические и механические свойства. Гетерогенная же может иметь разные механические свойства (закалённая с одной стороны сталь, например).
Катаная гомогенная броня
По способу изготовления броневые (будь то гомогенная бронь или гетерогенная) покрытия делятся на:
- Катаные. Это разновидность литой брони, прошедшей обработку на прокатном станке. За счёт сдавливания на прессе молекулы сближаются друг с другом, и происходит уплотнение материала. Данный вид сверхпрочной брони обладает одним недостатком: не поддаётся отливке. Используется на танках, но лишь в виде ровных пластин. На танковой башне, к примеру, требуется округлая.
- Литые. Соответственно, менее прочные в процентном соотношении, чем предыдущий вариант. Однако такое покрытие может использоваться для башни танков. Литая гомогенная броня, разумеется, будет прочнее, чем гетерогенная. Но, как говорится, хороша ложка к обеду.
Предназначение
Если рассматривать противопульную защиту от обычных и бронебойных пуль, а также воздействия осколков малых бомб и снарядов, то такая поверхность может быть представлена в двух исполнениях: катаная гомогенная броня высокопрочная или гетерогенная цементированная с высокой прочностью как лицевой, так и тыльной сторон.
Противоснарядное (защищает от воздействия больших снарядов) покрытие тоже представлено несколькими типами. Самые распространённые из них — катаная и литая гомогенная броня нескольких категорий прочности: высокой, средней и низкой.
Ещё один тип — катаная гетерогенная. Представляет собой цементированное покрытие с закалкой с одной стороны, прочность которой убывает «в глубину».
Толщина брони по отношению к твёрдости в этом случае представляет собой соотношение 25:15:60 (наружный, внутренний, тыльный слои соответственно).
Применение
Танки России, как и корабли, в настоящее время покрыты хромоникелевой или никелированной сталью. Причем если при строительстве кораблей используется стальной бронепояс с изотермической закалкой, то танки обрастают композитной защитной оболочкой, которая состоит из нескольких слоёв материалов.
К примеру, лобовая броня универсальной боевой платформы «Армата» представлена композитным слоем, непробиваемым для современных противотанковых снарядов калибра до 150 мм и подкалиберных стреловидных снарядов калибра до 120 мм.
А также используются противокумулятивные экраны. Трудно сказать, лучшая броня это или нет. Танки России совершенствуются, а с ними улучшается и защита.
Броня vs Снаряд
Конечно, маловероятно, что члены расчёта танка держат в голове подробные тактико-технические характеристики боевой машины, указывающие, какова толщина защищающего слоя и какой снаряд на каком миллиметре она сдержит, равно как и то, гомогенной является броня используемой ими боевой машины или нет.
Свойства современной брони нельзя описать одним лишь понятием «толщина». По той простой причине, что угроза от современных снарядов, против которых, собственно, и разработана такая защитная оболочка, исходит от кинетической и химической энергии снарядов.
Кинетическая энергия
Под кинетической энергией (лучше сказать «кинетической угрозой») подразумевается способность болванки снаряда прошить броню. К примеру, снаряд из или пробьёт таковую насквозь. Гомогенная стальная броня бесполезна против попадания таковых. Нет никаких критериев, по которым можно утверждать, что 200 мм гомогенной эквивалентны 1300 мм гетерогенной.
Секрет противодействия снаряду кроется в расположении брони, что приводит к изменению вектора воздействия снаряда на толщу покрытия.
Кумулятивный снаряд
Химическая угроза представлена такими типами снарядов, как противотанковый бронебойно-фугасный (по международной номенклатуре обозначается как HESH) и кумулятивный (HEAT).
Кумулятивный снаряд (вопреки устоявшемуся мнению и влиянию игры World Of Tanks) не несёт в себе воспламеняющей начинки. Его действие основано на фокусировании энергии удара в тонкую струю, которая, благодаря высокому давлению, а не температуре, прорывает защитный слой.
Защитой от подобного рода снарядов служит наращивание так называемой фальш-брони, которая принимает на себя энергию удара. Простейшим примером является обтягивание танков сеткой-рабицей от старых кроватей во времена Второй мировой войны советскими солдатами.
Израильтяне защищают корпуса своих «Меркав», прикрепляя к корпусу стальные шары, висящие на цепях.
Ещё одним вариантом является создание динамической брони. При столкновении направленной струи от кумулятивного снаряда с защитной оболочкой происходит детонация броневого покрытия. Взрыв, направленный в противовес приводит к рассеиванию последней.
Фугас
Действие сводится к обтеканию корпуса брони при столкновении и передаче огромного ударного импульса через слой металла. Далее, как кегли в боулинге, слои брони толкают друг друга, что приводит к деформации. Таким образом, бронепластины разрушаются. Причём слой брони, разлетевшись, наносит травмы экипажу.
Защита от фугасных снарядов может быть такой же, как и от кумулятивных.
Заключение
Одним из исторически зафиксированных случаев применения необычных химических составов для защиты танка является инициатива Германии покрывать технику циммеритом. Делалось это для защиты корпусов «Тигров» и «Пантер» от магнитных мин.
В состав циммеритовой смеси входили такие элементы, как сульфид цинка, древесные опилки, пигмент охры и связующее вещество на основе поливинилацетата.
Использование смеси началось в 1943 г. и закончилось в 1944-м по той причине, что засыхание требовало нескольких суток, а Германия на тот момент находилась уже в положении проигрывающей стороны.
В дальнейшем практика применения такой смеси нигде не нашла отклика ввиду отказа от употребления пехотой ручных противотанковых магнитных мин и появления значительно более мощных видов оружия — противотанковых гранатомётов.