Oțel, aluminiu și ceramică. Evoluția protecției vehiculelor ușoare

Oțel, aluminiu și ceramică. Evoluția protecției vehiculelor ușoare
Oțel, aluminiu și ceramică. Evoluția protecției vehiculelor ușoare
Anonim

Vehiculele blindate de luptă dintr-un număr de clase combină o masă de luptă relativ redusă și un nivel suficient de ridicat de protecție. Această combinație de caracteristici poate fi obținută datorită mai multor soluții tehnice de bază. În funcție de cerințele și capacitățile clienților, proiectanții sacrifică nivelul de protecție sau utilizează materiale și tehnologii noi. În ultimele decenii, industria internă și mondială a acumulat o experiență solidă în crearea de echipamente militare bine protejate, dar ușoare.

Din punct de vedere istoric, prima modalitate de a reduce masa (de exemplu, în conformitate cu caracteristicile șasiului disponibil) a fost reducerea grosimii armurii cu o scădere corespunzătoare a nivelului de protecție. S-a realizat, de asemenea, dezvoltarea de noi aliaje de oțel cu caracteristici superioare. Ulterior, a început căutarea altor metale și materiale nemetalice care combină rezistența și greutatea redusă. În cele din urmă, de la un anumit timp în domeniul vehiculelor blindate ușoare, au fost utilizate armuri combinate și distanțate, utilizate anterior doar la vehiculele grele. În plus, nu trebuie uitat de posibilitatea instalării unei protecții dinamice sau active, care completează armura proprie a corpului.

Oțel, aluminiu și ceramică. Evoluția protecției vehiculelor ușoare

Rezervor plutitor PT-76. Fotografie Russianarmy.ru

Oțel și plutitoare

Ca primul exemplu de vehicul blindat de luptă ușor intern de după război, poate fi luat în considerare tancul amfibiu PT-76. A fost creat la sfârșitul anilor patruzeci, în conformitate cu o misiune tehnică specială. Această mașină ar fi trebuit să aibă protecție antiglonț și să plutească bine, ceea ce a impus cerințe speciale asupra designului în ansamblu. Sarcinile atribuite au fost rezolvate cu succes, deși, conform standardelor actuale, rezervorul rezultat nu se distinge prin perfecțiune ridicată sau caracteristici de protecție remarcabile.

Noul tip de tanc amfibiu a primit un corp blindat sudat supradimensionat, conceput pentru a asigura o flotabilitate adecvată. Materialul caroseriei era oțel blindat al mărcii „2P”. Protecția frontală a vehiculului consta din foi cu grosimea de 11 și 14 mm, laturile și pupa aveau grosimea de 14 și respectiv 7 mm. De sus, mașina era protejată de un acoperiș de 5 mm, de jos - de un fund gros de 7 mm. Armura turelei avea o grosime de 8-17 mm.

Corpul tancului PT-76 avea o lungime de 6, 91 m și o lățime de aproximativ 3 m. În cursul modernizării ulterioare, corpul a fost rafinat, dar principalele sale caracteristici nu s-au schimbat. Greutatea de luptă a tancului amfibiu a fost de 14 tone - puțin mai puțin de jumătate a reprezentat carena blindată și turela.

Imagine

Vehicul de luptă infanterie BMP-1. Fotografie Wikimedia Commons

Armura de până la 14-17 mm grosime, inclusiv cele instalate cu o înclinație de până la 80 °, avea o rezistență limitată și, prin urmare, PT-76 avea caracteristici de protecție limitate. Armura de oțel a acestui vehicul a fost garantată pentru a rezista loviturii gloanțelor de arme de calibru mic și a șrapnelelor din toate unghiurile. Proiecția frontală întărită ar putea rezista, de asemenea, la bombardamentele de la sistemele de calibru mare și chiar la pistoalele de calibru mic. În același timp, orice tanc sau pistol antitanc de la sfârșitul anilor patruzeci este garantat să lovească PT-76 la toate distanțele eficiente. O situație similară a fost cu lansatoarele de grenade antitanc recent apărute.

Rezervorul amfibiu PT-76 a îndeplinit cerințele, dar în timp a reușit să devină depășit. Unul dintre motivele pentru aceasta a fost perfecțiunea redusă a designului de protecție a armurii.Deja la începutul anilor șaizeci, a fost dezvoltat un proiect pentru o modernizare profundă a rezervației, care prevedea înlocuirea materialului principal al corpului. În 1961, VNII-100 a fabricat o carenă experimentală PT-76 folosind aliaj de aluminiu D20. Testele la scară completă au arătat că, cu un nivel similar de protecție, o astfel de carenă este semnificativ mai ușoară decât una din oțel. O astfel de corp nu a intrat în producție, dar a arătat potențialul armurilor din aluminiu. Ulterior, aceste idei au fost aplicate în noi proiecte.

Oțel și aluminiu

Următorul exemplu de iluminare reușită poate fi vehiculele sovietice de luptă pentru infanterie BMP-1 și BMP-2. Primul dintre ele a fost dezvoltat la GSKB-2 al uzinei de tractoare Chelyabinsk la începutul anilor cincizeci și șaizeci, în conformitate cu noile specificații tehnice și ținând cont de tehnologiile disponibile. Ca rezultat, a fost creat un design foarte curios, care a inclus elemente necaracteristice. Pentru a obține combinația optimă de greutate și protecție, s-a propus combinarea oțelului și aluminiului.

Imagine

Forma de formare a BMD-1. Ferestrele din clădire vă permit să evaluați rezervarea. Fotografie Vitalykuzmin.net

Baza corpului sudat pentru BMP-1 a fost din nou foi de oțel laminate cu duritate ridicată. Fruntea corpului blindat din oțel avea o grosime de 7 mm (partea superioară cu o înclinare de 80 °) până la 19 mm (inferioară). Părțile laterale au fost realizate din foi de 16 și 18 mm. Alimentarea avea parametri de protecție similari. Cea mai mare grosime a pieselor turnului a ajuns la 33 mm. O caracteristică interesantă a noii mașini este un capac suplimentar peste compartimentul motorului. Pentru a proteja împotriva bombardamentelor și a influențelor externe, pe foaia frontală superioară a apărut un capac mare cu nervuri transversale caracteristice. A fost realizat dintr-un aliaj ACM-aluminiu cu adaosuri de zinc și magneziu.

Lungimea corpului BMP-1 a depășit 6, 73 m, lățimea - aproximativ 2, 9 m. Greutatea de luptă a vehiculului a fost determinată la nivelul de 12, 7-13 tone. Corpul de oțel sudat, fără piese și ansamblurile instalate pe acesta, cântăreau puțin mai mult de 3870 kg. Turn de oțel - doar 356 kg. Placa de acoperire frontală asamblată din ACM avea o masă de aproximativ 105 kg.

După cum a cerut clientul, BMP-1 ar putea rezista la bombardarea gloanțelor de 7,62 mm care perforează armura din toate unghiurile. De asemenea, toate foile de rezervare conțineau fragmente mici și ușoare. Proiecție frontală protejată de mitraliere grele la distanță zero. Obuzele tunurilor străine de calibru 20 mm nu au putut atinge vehiculul frontal de la o distanță de peste 100 m. Pentru sistemele de 23 mm, raza maximă a fost de 500 m. În același timp, ca orice alt vehicul blindat ușor, BMP-1 nu avea o protecție reală împotriva cochiliilor de tancuri și a grenadelor antitanc.

Imagine

Vehicul de luptă aerian BMD-2K. Fotografie a autorului

Nu a fost necesar un nivel deosebit de ridicat de protecție de la BMP-1, iar caracteristicile necesare au fost obținute printr-o combinație reușită de materiale deja stăpânite și materiale noi. De fapt, acest vehicul de luptă a infanteriei poate fi considerat primul model intern la scară largă, în proiectul căruia a fost utilizată rezervarea de aluminiu. Cu toate acestea, un astfel de „record” nu a durat prea mult și în curând a apărut un vehicul blindat și mai interesant.

BMD din aluminiu

După experimentul cu corpul din aluminiu pentru PT-76, oamenii de știință sovietici au continuat să lucreze la găsirea celor mai bune opțiuni pentru protecție ușoară și materiale pentru acesta. Până la mijlocul anilor șaizeci, un nou aliaj de aluminiu, magneziu și zinc a fost creat sub denumirile ABT-101 și 1901. Acest aliaj a fost considerat ca bază pentru armura antiglonț a vehiculelor de luptă ușoare. În curând, aliajul ABT-102/1903 a fost creat pe baza sa, care diferea într-o viscozitate diferită și, datorită acestui fapt, ar putea oferi protecție împotriva obuzelor de artilerie.

În 1965, uzina de tractoare Volgograd a adus prototip BMD-1 vehicul de luptă aerian pentru testare. La dezvoltarea acestora, sarcina principală a fost reducerea dimensiunii și greutății la valori corespunzătoare capacităților avioanelor de transport militar. A fost posibil să se reducă greutatea utilizând armuri de aluminiu precum ABT-101 și alte aliaje ușoare.Cu toate acestea, nu a fost posibil să scăpați complet de oțelul relativ greu. Unele părți erau încă făcute din ea.

Imagine

Vehicul de luptă pentru infanterie BMP-3. Fotografie a autorului

Protecția frontală a BMD-1 a inclus mai multe foi de aluminiu plasate la unghiuri diferite față de axa orizontală și longitudinală a vehiculului. Acest design a făcut posibilă creșterea în continuare a grosimii reduse a armurii. Părțile superioare ale frunții aveau o grosime de 10 mm, cele de mijloc erau de 32 mm, iar cele inferioare erau de 10 mm. Partea corpului a fost asamblată din foi cu grosimea de 20 și 23 mm. Alimentarea consta din piese de 15-20 mm grosime. Turnul era din oțel, grosimea maximă a protecției sale era de 22 mm.

Corpul BMD-1 avea o lungime de numai 5,4 m cu o lățime de puțin mai mare de 2,5 m. Greutatea de luptă a întregului vehicul a fost determinată la 7,2 tone. Emisfera frontală. De asemenea, a fost necesară o protecție completă împotriva gloanțelor de 7, 62 mm care perforează armura. Astfel, nivelul de protecție al BMD-1 a repetat într-o oarecare măsură caracteristicile BMP-1. Vehiculul de aterizare era inferior vehiculului de infanterie numai în ceea ce privește rezistența armurii sale frontale. În același timp, corpul mai compact din aliaj ABT-101 era de aproximativ jumătate din greutatea celui din oțel folosit pe BMP-1.

Mai târziu, pe șasiul BMD-1 a fost creat un nou vehicul de luptă aerian, cu un alt compartiment de luptă și arme. În același timp, carcasa din aluminiu nu a suferit modificări majore - de fapt, BMD-2 a diferit de predecesorul său doar în ceea ce privește armele și unele dispozitive interne. La mijlocul anilor optzeci, o mașină complet nouă BMD-3, creată pe baza diferitelor idei și soluții, a intrat în serie. Cu toate acestea, armurile moderne din aluminiu au fost utilizate pe scară largă în acest proiect.

Imagine

Protecție blindaj BMP-3. 1 - partea frontală superioară (18 mm ABT-102); 2 - frunză zigomatică (60 mm ABT-102); 3 - proiecție frontală a turnului (16 mm BT-70SH + 70 mm spațiu de aer + 50 mm ABT-102); 4 - acoperiș turn (18 mm ABT-102); 5 - partea din spate a turnului (43 mm ABT-102); 6 - acoperiș (15 mm ABT-102); 7 - alimentare (13 mm ABT-102); 8 - fund (10 mm AMG-6); 9 - placă (43 mm ABT-102) 10 - foaie de nișă (15 mm ABT-102): 11 - placă de jos (43 mm ABT-102); 12 - partea frontală inferioară (10 mm BT-70SH + 70 mm spațiu de aer + 60 mm ABT-102); 13 - partea frontală mijlocie (10 mm BT-70Sh + 70 mm spațiu de aer + 12 mm BT-70Sh + 60 mm ABT-102). Figura Btvt.nador.ru

Aluminiu și oțel pentru infanterie

În anii optzeci, în paralel cu promițătorul BMD-3, a fost creat un nou vehicul de luptă pentru infanterie BMP-3. La crearea acestuia, Biroul de proiectare specială Kurgan de inginerie mecanică a luat în considerare necesitatea creșterii nivelului de protecție în legătură cu dezvoltarea armelor pentru vehiculele blindate ușoare ale unui potențial inamic. A fost necesar să se asigure protecție împotriva cojilor de 30 mm, dar în același timp să se prevină o creștere inacceptabilă a masei. Soluția la astfel de probleme a fost direct legată de aplicarea noii rezervări.

BMP-3 a primit armuri distanțate, construite pe baza unor piese din aluminiu fabricate din aliaj ABT-102 și oțel blindat BT-70Sh. Părțile frontale superioare și zigomatice ale corpului sunt realizate din aluminiu și au o grosime de 18 și respectiv 60 mm. Partea din față ușor înclinată înainte include oțel de 10 mm, o distanță de aer de 70 mm, oțel de 12 mm și foi de aluminiu de 60 mm. Partea inferioară are o structură similară, dar nu dispune de tabla interioară de oțel. Părțile laterale sunt asamblate din foi de ABT-102 cu grosimea de 15 și 43 mm. Acoperișul, pupa și fundul au o grosime de 15, 13 și respectiv 10 mm. Fruntea turelei a primit protecție sub formă de oțel de 16 mm, aer de 70 mm și aluminiu de 50 mm. O protecție suplimentară a proiecției frontale este un scut care reflectă undele realizat din oțel blindat cu grosime mică.

Armura distanțată și omogenă a BMP-3 oferă o protecție completă împotriva brațelor de calibru mare. Proiecția frontală rezistă bombardamentelor dintr-un tun de 30 mm de la o rază de acțiune de 200 m. La un moment dat, au fost oferite și diverse atașamente pentru a crește nivelul de protecție. Panourile deasupra capului au fost destinate să îmbunătățească protecția balistică, iar armura reactivă specială explozivă a contribuit la rezistența bombardamentelor de la un lansator de grenade antitanc.

Imagine

Mașini blindate Typhoon-K în linia paradei. Fotografie de Ministerul Apărării al Federației Ruse / mil.ru

Corpul BMP-3 are o lungime de 7, 14 m și o lățime de aproximativ 3,3 m. Greutatea de luptă a vehiculului în ansamblu este de 18, 7 tone. În același timp, masa unui corp blindat din oțel iar aluminiul nu depășește 3,5 tone.Conform datelor cunoscute, utilizarea aliajului ABT-102 a oferit o reducere a masei carcasei cu aproape o treime în comparație cu o unitate de oțel cu același nivel de protecție. În plus, foile de aluminiu relativ groase au permis asamblarea unui corp rigid fără elemente structurale separate, rezultând economii suplimentare de greutate.

Oțel și ceramică

Dezvoltarea în continuare a mijloacelor de protecție duce la noi variante de vehicule blindate, caracterizate printr-o rezistență destul de mare la principalele amenințări. Mașinile interne ale familiei Typhoon-K, create de întreprinderea KamAZ în ultimii ani, pot fi considerate un bun exemplu în acest sens. În mai multe proiecte din această linie, a fost posibil să se obțină rezultate foarte remarcabile în domeniul protecției.

Corpurile blindate ale vehiculelor Typhoon-K beneficiază de protecție combinată. Se folosește o foaie de metal exterioară relativ subțire, sub care sunt așezate plăci ceramice cu caracteristici specificate. Stratul inferior al armurii este o foaie de oțel mai groasă. Atunci când lovești un astfel de pachet, un glonț sau un șrapnel străpunge stratul exterior, cheltuind o parte din energie, iar ceramica o inhibă. În plus, oțelul și ceramica au parametri diferiți de rezistență și duritate, ceea ce provoacă distrugerea elementului deteriorant. Fragmentele de glonț și ceramică sunt ținute pe loc de o foaie interioară de oțel.

Imagine

Alimentarea mașinii blindate KamAZ-63969 după testele de bombardare. Fotografie de OJSC "KamAZ" / Twower.livejournal.com

Unul dintre primii a fost așa-numitul. mașină blindată de corp KamAZ-63969. Armura sa combinată ar putea rezista bombardamentelor de la armele de 14,5 mm. A existat, de asemenea, o variantă cu armură mai puțin puternică, care protejează împotriva gloanțelor de 12,7 mm. Această versiune a mașinii blindate a făcut față tuturor testelor, dar nu a interesat clientul. Un eșantion numit "Typhoon K-63968" a intrat în serie, care a diferit în ceea ce privește aspectul și caracteristicile rezervării. Cu toate acestea, arhitectura protecției rămâne aceeași și prevede utilizarea plăcilor ceramice.

Serialul "Typhoon-K" are o carenă cu o lungime puțin mai mică de 9 m și o lățime de aproximativ 2,5 m. Greutatea totală a vehiculului cu o sarcină de până la 2,6 tone depășește 24,7 tone. Este posibil să remorciți o remorcă cu o greutate de până la 8 tone. Producătorul nu specifică greutatea incintei în sine.

O altă variantă de armare combinată cu materiale ceramice a fost implementată în proiectul Typhoon K-53949, cunoscut și sub numele de Typhoon 4x4 și Typhoonok. În acest caz, plăcile ceramice sunt plasate între foile de armură din aluminiu. Această protecție corespunde nivelului 3 al standardului STANAG 4569 și poate rezista la gloanțe de pușcă de 7,62 mm.

Imagine

Mașină blindată "Typhoon K-53949" cu blindaj ușor. Fotografie a autorului

Typhoon 4x4 a primit o caroserie cu capotă cu o lungime totală mai mică de 6,5 m și o lățime de aproximativ 2,5 m. Greutatea la bord a unei astfel de mașini este de 12 tone, cu alte 2 tone pentru sarcina utilă. La fel ca în cazul eșantionului mai mare, dezvoltatorii nu se grăbesc să clarifice masa corpului în sine și protecția acestuia, ceea ce nu ne permite să evaluăm pe deplin perfecțiunea în greutate a designului.

***

În trecutul îndepărtat, proiectanții de vehicule blindate s-au confruntat cu o problemă serioasă sub forma unei relații directe între nivelul de protecție și greutate. Vehiculele blindate cu corpuri de oțel ar putea prezenta o rezistență ridicată la elemente deteriorante numai cu o greutate adecvată. Cu toate acestea, mai târziu, dezvoltarea metalurgiei și apariția de noi aliaje au făcut posibilă rezolvarea acestor probleme, datorită cărora a apărut un număr semnificativ de vehicule de luptă în țara noastră și în străinătate, combinând greutatea redusă și o bună protecție.

Prima soluție la problema masei și a protecției a fost aliajele de aluminiu, care puteau fi utilizate atât în ​​mod independent, cât și în combinație cu alte materiale sau chiar cu o armură articulată suplimentară. Apoi au apărut ceramice noi, potrivite și pentru crearea unei protecții combinate. Dezvoltarea metalelor și a materialelor ceramice continuă și duce la apariția de noi opțiuni de protecție.

Este ușor de văzut că încercările de a reduce masa mașinii în timp ce beneficiază de o bună protecție au dus la rezultate serioase la mijlocul anilor șaizeci. Armura din aluminiu și oțel a BMP-1 și, după aceasta, BMP-2, ar putea proteja echipajul de obuzele de artilerie de calibru mic. În următorul proiect BMP-3, combinația dintre diferite materiale și prezența unui gol de aer a făcut posibilă îmbunătățirea din nou a protecției. În prezent, astfel de evoluții sunt în curs de dezvoltare și conduc la noi rezultate remarcabile.

Dezvoltarea postbelică a științei materialelor, care a dus la apariția de noi aliaje și materiale nemetalice, a dat un impuls serios dezvoltării vehiculelor blindate de luptă de diferite clase. Inginerii au reușit să îmbunătățească caracteristicile de protecție ale vehiculelor lor fără a crește semnificativ greutatea lor. Echipamentul rezultat este încă în funcțiune cu multe țări și toate proiectele noi sunt create ținând cont de experiența existentă. În același timp, ar trebui să se aștepte ca în viitorul îndepărtat să apară materiale fundamental noi care vor îmbunătăți din nou caracteristicile vehiculelor blindate, iar procesele din ultimele decenii vor fi repetate.

Popular după subiect