Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil

Kazalo:

Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil
Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil

Video: Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil

Video: Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil
Video: 15 самых мощных и опасных видов оружия в мире 2024, April
Anonim

Bojna oklepna vozila različnih razredov združujejo relativno nizko bojno maso in dovolj visoko stopnjo zaščite. To kombinacijo značilnosti je mogoče dobiti zaradi več osnovnih tehničnih rešitev. Glede na zahteve in zmožnosti strank oblikovalci žrtvujejo stopnjo zaščite ali uporabljajo nove materiale in tehnologije. V zadnjih desetletjih je domača in svetovna industrija nabrala dobre izkušnje pri ustvarjanju dobro zaščitene, a lahke vojaške opreme.

Zgodovinsko gledano je bil prvi način za zmanjšanje mase (na primer v skladu z značilnostmi razpoložljivega podvozja) zmanjšanje debeline oklepa z ustreznim padcem stopnje zaščite. Izveden je bil tudi razvoj novih jeklenih zlitin z višjimi lastnostmi. Kasneje se je začelo iskanje drugih kovin in nekovinskih materialov, ki združujejo trdnost in majhno težo. Nenazadnje so se na področju lahkih oklepnih vozil uporabljali kombinirani in razmaknjeni oklepi, ki so se prej uporabljali le pri težkih vozilih. Poleg tega ne smemo pozabiti na možnost namestitve dinamične ali aktivne zaščite, ki dopolnjuje lastni oklep telesa.

Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil
Jeklo, aluminij in keramika. Razvoj zaščite lahkih vozil

Plavajoči rezervoar PT-76. Fotografija Russianarmy.ru

Jeklo in plavajoče

Kot prvi primer povojnega domačega lahkega oklepnega bojnega vozila lahko štejemo amfibijski tank PT-76. Nastala je v poznih štiridesetih letih v skladu s posebno tehnično nalogo. Ta stroj naj bi imel neprebojno zaščito in dobro plaval, kar je postavljalo posebne zahteve glede celotne zasnove. Dodeljene naloge so bile uspešno rešene, čeprav po današnjih standardih nastali rezervoar ni odlikoval visoka popolnost ali izjemne zaščitne lastnosti.

Novi tip amfibijskega tanka je prejel prevelik varjen oklepni trup, zasnovan tako, da zagotavlja ustrezno vzgon. Material telesa je bilo oklepno jeklo blagovne znamke "2P". Čelna zaščita vozila je bila sestavljena iz listov debeline 11 oziroma 14 mm, stranice in krma so bile debele 14 oziroma 7 mm. Od zgoraj je bil avto zaščiten s 5 -mm streho, od spodaj - s 7 mm debelim dnom. Oklep kupole je bil debel od 8 do 17 mm.

Trup tanka PT-76 je imel dolžino 6, 91 m in širino približno 3 m. Med nadaljnjo posodobitvijo je bil trup izpopolnjen, vendar se njegove glavne značilnosti niso spremenile. Bojna teža amfibijskega tanka je bila 14 ton - nekaj manj kot polovica je predstavljala oklepni trup in kupolo.

Slika
Slika

Bojno vozilo pehote BMP-1. Fotografija Wikimedia Commons

Oklep debeline do 14-17 mm, vključno s tistimi, ki so nameščeni z nagibom do 80 °, je imel omejeno trdnost, zato je imel PT-76 omejene zaščitne lastnosti. Jekleni oklep tega vozila je bil zagotovljen, da je zdržal udarce krogel in gelenov iz vseh kotov. Okrepljena čelna projekcija bi lahko vzdržala tudi granatiranje iz sistemov velikega kalibra in celo pištol majhnega kalibra. Hkrati je zagotovljeno, da bo vsak tenkovski ali protitankovski top iz poznih štiridesetih zadel PT-76 na vseh učinkovitih dosegih. Podobna situacija je bila z nedavno pojavljenimi protitankovskimi bacači granat.

Amfibijski tank PT-76 je izpolnjeval zahteve, vendar je sčasoma uspel zastareti. Eden od razlogov za to je bila nizka dovršenost zasnove zaščite oklepa. Že v začetku šestdesetih let je bil razvit projekt globoke posodobitve rezervata, ki je predvideval zamenjavo glavnega materiala karoserije. Leta 1961 je VNII-100 izdelal poskusni trup PT-76 iz aluminijeve zlitine D20. Obsežni testi so pokazali, da je s podobno stopnjo zaščite tak trup bistveno lažji od jeklenega. Tak trup ni šel v proizvodnjo, ampak je pokazal potencial aluminijastih oklepov. Kasneje so te ideje uporabili pri novih projektih.

Jeklo in aluminij

Naslednji primer uspešne zasnove strele so lahko sovjetska bojna vozila pehote BMP-1 in BMP-2. Prvi je bil razvit v GSKB-2 Čeljabinske traktorske tovarne ob prehodu v petdeseta in šestdeseta leta v skladu z novimi tehničnimi specifikacijami in ob upoštevanju razpoložljivih tehnologij. Posledično je nastala zelo radovedna zasnova, ki je vključevala neznačilne elemente. Za optimalno kombinacijo teže in zaščite je bilo predlagano kombiniranje jekla in aluminija.

Slika
Slika

Postavitev usposabljanja BMD-1. Okna v stavbi omogočajo oceno rezervacije. Fotografija Vitalykuzmin.net

Osnova varjenega trupa za BMP-1 so bile spet valjane jeklene pločevine visoke trdote. Čelo jeklenega oklepnega trupa je bilo debelo od 7 mm (zgornji del z nagibom 80 °) do 19 mm (spodnji). Strani so narejeni iz listov 16 in 18 mm. Krma je imela podobne zaščitne parametre. Največja debelina delov kupole je dosegla 33 mm. Zanimivost novega avtomobila je dodatna prevleka nad motornim prostorom. Za zaščito pred granatiranjem in zunanjimi vplivi se je na zgornjem čelnem listu pojavil velik pokrov z značilnimi prečnimi rebri. Narejen je bil iz aluminijeve zlitine ACM z dodatki cinka in magnezija.

Dolžina trupa BMP-1 je presegla 6, 73 m, širina-približno 2, 9 m. Bojna teža vozila je bila določena na ravni 12, 7-13 ton. Varjeni jekleni trup, brez delov in sklopi, nameščeni na njem, so tehtali nekaj več kot 3870 kg. Jekleni stolp - samo 356 kg. Sestavljena čelna pokrovna plošča iz ACM je imela maso približno 105 kg.

Kot je zahtevala stranka, je BMP-1 zdržal granatiranje 7,62 mm oklepnih krogel iz vseh zornih kotov. Prav tako so vsi listi za rezervacije vsebovali majhne in lahke drobce. Čelna projekcija, zaščitena pred težkimi mitraljezi na ničelnem dosegu. Granate tujih topov kalibra 20 mm niso mogle čelno udariti v vozilo z razdalje več kot 100 m. Za 23-milimetrske sisteme je bil največji doseg 500 m. Hkrati, tako kot katera koli druga lahka oklepna vozila, BMP-1 ni imel prave zaščite pred tankovskimi granatami in protitankovskimi granatami.

Slika
Slika

Letalsko bojno vozilo BMD-2K. Fotografija avtorja

Posebno visoka raven zaščite ni bila zahtevana od BMP-1, potrebne lastnosti pa so bile pridobljene z uspešno kombinacijo že obvladanih in novih materialov. Dejansko lahko to bojno vozilo pehote štejemo za prvi obsežnejši domači model, pri oblikovanju katerega je bila uporabljena aluminijasta rezervacija. Vendar tak "rekord" ni trajal predolgo in kmalu se je pojavilo še bolj zanimivo oklepno vozilo.

BMD iz aluminija

Po poskusu z aluminijastim ohišjem za PT-76 so sovjetski znanstveniki še naprej iskali najboljše možnosti za lahko zaščito in materiale zanjo. Do sredine šestdesetih let je nastala nova zlitina aluminija, magnezija in cinka pod oznakama ABT-101 in 1901. Ta zlitina je veljala za osnovo za neprebojne oklepe lahkih bojnih vozil. Kmalu je na njegovi osnovi nastala zlitina ABT-102/1903, ki se je razlikovala po različni viskoznosti in zahvaljujoč temu je lahko zagotovila zaščito pred topniškimi granatami.

Leta 1965 je Volgogradska traktorska tovarna prinesla za preskušanje prototip letalskih bojnih vozil BMD-1. Glavna naloga pri njihovem razvoju je bila zmanjšati velikost in težo na vrednosti, ki ustrezajo zmožnostim vojaško transportnih letal. Težo je bilo mogoče zmanjšati z uporabo aluminijastih oklepov, kot sta ABT-101 in nekatere druge lahke zlitine. Vendar se razmeroma težkega jekla ni bilo mogoče popolnoma znebiti. Nekateri deli so bili še vedno izdelani iz nje.

Slika
Slika

Bojno vozilo pehote BMP-3. Fotografija avtorja

Čelna zaščita BMD-1 je vključevala več aluminijastih plošč, nameščenih pod različnimi koti glede na vodoravno in vzdolžno os vozila. Ta zasnova je omogočila dodatno povečanje zmanjšane debeline oklepa. Zgornji deli čela so bili debeli 10 mm, srednji so bili debeli 32 mm, spodnji pa 10 mm. Stranska stran trupa je bila sestavljena iz listov debeline 20 in 23 mm. Krma je bila sestavljena iz delov debeline 15-20 mm. Stolp je bil izdelan iz jekla, največja debelina njegove zaščite je bila 22 mm.

Trup BMD-1 je imel dolžino le 5,4 m in širino nekaj več kot 2,5 m. Bojna teža celotnega vozila je bila določena na 7,2 tone sprednje poloble. Potrebna je bila tudi vsestranska zaščita pred 7, 62-milimetrskimi oklepnimi naboji. Tako je raven zaščite BMD-1 do neke mere ponovila značilnosti BMP-1. Pristajalno vozilo je bilo slabše od pehotnega vozila le glede na moč sprednjega oklepa. Hkrati je bilo bolj kompaktno ohišje iz zlitine ABT-101 približno polovica teže jekla, uporabljenega na BMP-1.

Kasneje je bilo na podvozju BMD-1 ustvarjeno novo letalsko bojno vozilo z drugačnim bojnim prostorom in orožjem. Hkrati aluminijasto ohišje ni doživelo večjih sprememb - pravzaprav se je BMD -2 od predhodnika razlikoval le po orožju in nekaterih notranjih napravah. Sredi osemdesetih let je v serijo prišel popolnoma nov stroj BMD-3, ustvarjen na podlagi različnih idej in rešitev. Kljub temu so v tem projektu široko uporabljali sodobne aluminijaste oklepe.

Slika
Slika

Zaščita oklepa BMP-3. 1 - zgornji čelni del (18 mm ABT -102); 2 - zigomatični list (60 mm ABT -102); 3-čelna projekcija stolpa (16 mm BT-70SH + 70 mm zračna reža + 50 mm ABT-102); 4 - streha stolpa (18 mm ABT -102); 5 - zadnji del stolpa (43 mm ABT -102); 6 - streha (15 mm ABT -102); 7 - dovod (13 mm ABT -102); 8 - dno (10 mm AMG -6); 9 - deska (43 mm ABT -102) 10 - nišna pločevina (15 mm ABT -102): 11 - spodnja plošča (43 mm ABT -102); 12-spodnji čelni del (10 mm BT-70SH + 70 mm zračna reža + 60 mm ABT-102); 13-srednji čelni del (10 mm BT-70Sh + 70 mm zračna reža + 12 mm BT-70Sh + 60 mm ABT-102). Slika Btvt.nador.ru

Aluminij in jeklo za pehoto

V osemdesetih letih je vzporedno z obetavno BMD-3 nastalo novo bojno vozilo pehote BMP-3. Posebno oblikovalsko biro za strojništvo Kurgan je pri njegovem ustvarjanju upoštevalo potrebo po povečanju stopnje zaščite v zvezi z razvojem orožja za lahka oklepna vozila potencialnega sovražnika. Treba je bilo zagotoviti zaščito pred 30-milimetrskimi školjkami, hkrati pa preprečiti nesprejemljivo povečanje mase. Rešitev tovrstnih težav je bila neposredno povezana z uporabo nove rezervacije.

BMP-3 je prejel razmaknjen oklep, zgrajen na osnovi aluminijastih delov iz zlitine ABT-102 in oklepnega jekla BT-70Sh. Zgornji čelni in zigomatični del telesa sta izdelana iz aluminija in imata debelino 18 oziroma 60 mm. Srednja sprednja stran, rahlo nagnjena naprej, vključuje jeklo 10 mm, zračno režo 70 mm, jeklo 12 mm in aluminij 60 mm. Spodnji del ima podobno strukturo, vendar brez notranje jeklene pločevine. Strani so sestavljeni iz listov ABT-102 debeline 15 in 43 mm. Streha, krma in dno so debeli 15, 13 oziroma 10 mm. Čelo kupole je dobilo zaščito v obliki jekla 16 mm, zraka 70 mm in aluminija 50 mm. Dodatna zaščita čelne štrline je ščit, ki odbija valove, iz oklepnega jekla majhne debeline.

Razmaknjeni in homogeni oklep BMP-3 zagotavlja vsestransko zaščito pred osebnim orožjem velikega kalibra. Čelna projekcija zdrži obstreljevanje iz 30-milimetrskega topa z dosega 200 m. Nekoč so bili ponujeni tudi različni nastavki za povečanje stopnje zaščite. Zgornje plošče so bile namenjene izboljšanju balistične zaščite, posebni eksplozivni reaktivni oklep pa je zdržal obstreljevanje iz protitankovskega granata.

Slika
Slika

Oklopni avtomobili Typhoon-K v paradi. Fotografija Ministrstva za obrambo Ruske federacije / mil.ru

Trup BMP-3 ima dolžino 7, 14 m in širino približno 3,3 m. Bojna teža celotnega vozila je 18, 7 ton. Hkrati je masa oklepnega trupa iz jekla in aluminij ne presega 3,5 tone. Po znanih podatkih je uporaba zlitine ABT-102 zmanjšala maso ohišja za skoraj tretjino v primerjavi z jekleno enoto z enako stopnjo zaščite. Poleg tega so sorazmerno debele aluminijaste plošče omogočale sestavljanje togega telesa brez ločenih konstrukcijskih elementov, kar je povzročilo dodaten prihranek teže.

Jeklo in keramika

Nadaljnji razvoj zaščitnih sredstev vodi v nove različice oklepnih vozil, za katere je značilna precej visoka odpornost na glavne grožnje. Domači avtomobili družine Typhoon-K, ki jih je podjetje KamAZ ustvarilo v zadnjih letih, lahko štejemo za dober primer tega. V več projektih te vrste je bilo mogoče doseči zelo izjemne rezultate na področju zaščite.

Oklepni trupi vozil Typhoon-K so deležni kombinirane zaščite. Uporablja se razmeroma tanka zunanja pločevina, pod katero se polagajo keramične ploščice z določenimi lastnostmi. Spodnja plast oklepa je debelejša jeklena pločevina. Ko zadete tak paket, krogla ali šrapnel prebije zunanjo plast, pri čemer porabi del energije, keramika pa jo zavira. Poleg tega imajo jeklo in keramika različne parametre trdnosti in trdote, kar povzroči uničenje poškodovalnega elementa. Kroglični in keramični drobci so pritrjeni z notranjo jekleno pločevino.

Slika
Slika

Krma oklepnega avtomobila KamAZ-63969 po preskusih granatiranja. Fotografija OJSC "KamAZ" / Twower.livejournal.com

Eden prvih je bil t.i. korpusni oklepni avtomobil KamAZ-63969. Njegov kombinirani oklep lahko prenese granatiranje iz 14,5 mm orožja. Obstajala je tudi varianta z manj zmogljivim oklepom, ki ščiti pred naboji 12,7 mm. Ta različica oklepnega avtomobila se je spopadla z vsemi testi, vendar kupca ni zanimala. V serijo je šel vzorec, imenovan "Typhoon K-63968", ki se je razlikoval po postavitvi in značilnostih rezervata. Vendar arhitektura zaščite ostaja enaka in predvideva uporabo keramičnih ploščic.

Serijski "Typhoon-K" ima trup dolžine nekaj manj kot 9 m in širine približno 2,5 m. Skupna teža vozila z obremenitvijo do 2,6 tone presega 24,7 ton. Možno je vleko priklopnik, ki tehta do 8 ton. Proizvajalec ne določa teže samega ohišja.

Druga različica kombiniranega oklepanja s keramičnimi materiali je bila izvedena v projektu Typhoon K-53949, znan tudi kot Typhoon 4x4 in Typhoonok. V tem primeru so keramične plošče nameščene med listi aluminijastega oklepa. Ta zaščita ustreza ravni 3 standarda STANAG 4569 in lahko prenese 7,62 mm naboje za oklepno puško.

Slika
Slika

Oklepni avtomobil "Typhoon K-53949" z lahkim oklepom. Fotografija avtorja

Tajfun 4x4 je dobil pokrov karoserije s skupno dolžino manj kot 6,5 m in širino približno 2,5 m. Masa praznega vozila takega avtomobila je 12 ton, za nosilnost pa še 2 toni. Tako kot v primeru večjega vzorca se razvijalci ne mudijo razjasniti mase samega telesa in njegove zaščite, kar nam ne omogoča popolne ocene teže popolnosti zasnove.

***

V daljni preteklosti so se oblikovalci oklepnih vozil soočili z resno težavo v obliki neposrednega razmerja med stopnjo zaščite in težo. Oklepna vozila z jeklenimi trupi bi lahko pokazala visoko odpornost proti škodljivim elementom le z ustrezno težo. Kasneje pa sta razvoj metalurgije in pojav novih zlitin omogočila rešitev teh težav, zaradi česar se je pri nas in v tujini pojavilo veliko število bojnih vozil, ki združujejo majhno težo in dobro zaščito.

Prva rešitev problema mase in zaščite so bile aluminijeve zlitine, ki so jih lahko uporabljali samostojno in v kombinaciji z drugimi materiali ali celo z dodatnimi oklepi na tečajih. Nato se je pojavila nova keramika, primerna tudi za ustvarjanje kombinirane zaščite. Razvoj kovin in keramičnih materialov se nadaljuje in vodi v pojav novih možnosti zaščite.

Zlahka je videti, da so poskusi zmanjšanja mase avtomobila ob dobri zaščiti do sredine šestdesetih let prinesli resne rezultate. Aluminijast in jekleni oklep BMP-1 in za njim BMP-2 bi lahko posadko zaščitil pred topniškimi granatami majhnega kalibra. V naslednjem projektu BMP-3 je kombinacija različnih materialov in prisotnost zračne reže omogočila ponovno izboljšanje zaščite. Trenutno se tak razvoj razvija in vodi do novih izjemnih rezultatov.

Povojni razvoj znanosti o materialih, ki je privedel do nastanka novih zlitin in nekovinskih materialov, je dal resen zagon razvoju oklepnih bojnih vozil različnih razredov. Inženirji so lahko izboljšali zaščitne lastnosti svojih vozil, ne da bi znatno povečali njihovo težo. Nastala oprema je še vedno v uporabi v številnih državah, vsi novi projekti pa nastajajo ob upoštevanju obstoječih izkušenj. Hkrati je treba pričakovati, da se bodo v daljni prihodnosti pojavili bistveno novi materiali, ki bodo spet izboljšali lastnosti oklepnih vozil, procesi zadnjih desetletij pa se bodo ponovili.

Priporočena: