ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

ЖИВУЧЕСТЬ НАВЕСНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ

Е. В. Кирющенко, Д. А. Рототаев, Е. В. Сорокин, X. А. Хаббихожин

Вестник бронетанковой техники. 1987. №7.

 

При размещении навесной динамической защиты поверх основной брони танка требуется максималь­но защитить ее от воздействия современных куму­лятивных (КС) и осколочно-фугасных (ОФС) Сна­рядов. Известно, что разрабатываются снаряды комбинированными поражающими элементами, пред­ставляющими собой стальные или медные матрицы с гранулами из вольфрамового сплава. Матрица слу­жит демпфером при пробитии многослойных разне­сенных преград. Как показано в работе [1], эти снаряды обладают повышенным пробивным дейст­вием по сравнению со стальными поражающими элементами.

Элементы динамической защиты обычно размещают за пассивным экраном. Например, на танке М-48А3 они установлены в съемных контейнерах из 3-мм стали [2]. В качестве экрана здесь использу­ется верхняя крышка контейнера, предохраняющая взрывчатку от преждевременного пробития голов­ной частью КС.

Обстрел такой конструкции показал, что при проби­тии тонкого экрана пулями или осколками начина­ется горение взрывчатого вещества и силой взрыва срывает большое число контейнеров, вследствие че­го оголяется значительная площадь защищаемой проекции. Поэтому установка элементов в тонко­стенных контейнерах не рациональна с точки зрения живучести конструкции, Защиту от пуль и осколков можно обеспечить выбором соответствующего бро­невого экрана.

Проведенные ранее исследования показали, что до­минирующую роль в разрушении тонких (10...20 мм) стальных преград играют осколки взрыва. Фугасное действие взрыва оказывается ме­нее разрушительным для преград. Отсюда следует, что при выборе материала и структуры экрана не­обходимо учитывать, прежде всего, поражающее действие осколков.

Скорость осколков по мере их удаления R от центра взрыва определяется по формуле [3]:

ν=ν0 ехр (– kqR),

где ν0 – начальная скорость осколка; q – масса ос­колка; k – коэффициент, равный 0,0034/

В критическом случае снаряд подрывается на броне (R 0) при ν=ν0. Скорость удара осколков по броне можно найти из выражения

νуд=√ ν02- νс2.             (1)

 

Здесь νс – скорость снаряда. Угол β между векто­рами скорости снаряда и осколка равен arctg ν0с, а угол встречи (от нормали) Θ=90–β–а (α – угол встречи снаряда с преградой).

Пробивное действие осколков можно оценить по формуле, предложенной в [4]:

νп=u(L/D)0,15·√f(Z)D3/m,       (2)

где νп – предельная скорость пробития, м/с;

u – коэффициент;

D, L – диаметр и длина ударника, см;

f(Z)= Z + e-z – 1; Z = (T/D) sec0,75Θ ;

Τ – толщина экрана, см;

m – масса ударника, г.

Для экрана из броневой стали целесообразно ис­пользовать u=3 800. При оценке пробивного дейст­вия отождествляем L с характерным размером осколка сферической формы D и принимаем νуд=νп, В расчетах использовались характеристики осколков 122-мм отечественного ОФС [3], близкого по своим параметрам к американскому 105-мм сна­ряду. Исходные данные; ν0=900 м/с, νс=1000 м/с, преграда из броневой стали. Расчеты (1, 2) показа­ли (рис. 1), что осколки (Θ=0) пробивают стальной экран толщиной ~1,12D. В случае L<D (m> 10 г), когда характерный размер осколка больше толщи­ны корпуса снаряда, пробивное действие резко сни­жается по сравнению с компактными осколками. Поэтому осколки массой более 10 г в расчетах не учитывались.

 

 

Рис. 1. Зависимость предельной пробиваемой толщины Т экрана от массы m ударника:

1 – стеклотекстолит, Θ =26°; 2, 3, 4 – стальной экран при Θ равно 0; 26 и 60°


 

Применение комбинированной преграды на основе слоистых высокомодульных материалов (стекло­текстолита) может предохранить экран от разруше­ния [3]. Значительная часть энергии осколков рас­ходуется на сдвиг и перемещение слоев. Более ин­тенсивное затухание ударной волны в такой прегра­де позволяет снизить уровень остаточных деформа­ций.

Поскольку значение коэффициента и для компози­ционных материалов отсутствует, воспользуемся данными работы [5], где показана возможность ис­пользования формулы Лаврентьева для оценки глу­бины проникания ударника в стеклотекстолит:

T=Dρp/ρt,     (3)

где ρt, ρp – плотность материала экрана и осколка. В соответствии с этой формулой осколок массой 10 г пробивает лист стеклотекстолита толщиной ~ 2D.

Следовательно, для защиты экрана от осколков нужна толщина стеклотекстолита не менее 2D. Сло­истый материал вместе с металлом эффективен в со­ставе комбинированной преграды. Применение ее с точки зрения защиты от комбинированных поража­ющих элементов оправдано, так как по [1] матрица разрушается уже на 2-мм стальном слое. Сопоставление расчетных данных показывает возможности использования следующей структуры для защиты экрана: (0,2...0,3) D стали + (0,7...0,12) слой стеклотекстолита, что равноценно по стойкости 1,12 стали или 2D стеклотекстолита. Сравнение показывает, что комбинированная структура при толщине равной толщине стальной преграды и меньшей толщины стеклотекстолитного слоя, лишь несколы! превосходит по массе слой стеклотекстолита. Для проведения сравнительных испытаний был выбраны следующие структуры экрана:

I – 1,12 D стали;

II – 0,6 D стали + 0,7D стеклотекстолита + 1,12D стали;

III – 0,4 D стали + 0,7D стеклотекстолита + 1,12 D стали;

IV – 0,3D стали + 0,7D стеклотекстолита + 1,12D стали;

V – 0,3D стали +1,12D стеклотекстолита + 1,12D стали.

При подрыве 125-мм кумулятивного снаряда с общеих сторон от него устанавливались экраны (рис. 2).

 

Рис. 2. Схемы подрыва (а) и обстрела (б) кумулятивными снарядами.

1 – ВВ; 2 – экран; 3 – направление осколков; 4 – КС; 5 – плита


 

За каждым экраном располагались элементы динамической защиты, установленные на стальной плите. Обстрел проводился под углом встречи 68°. На броневой плите устанавливались элементы динамической защиты и закрывались сверху экраном. Снаряд направлялся в выступающую часть экрана так чтобы кумулятивная струя не попала в ВВ.

При подрыве структуры I наблюдалось разрушение экрана и возбуждение детонации ВВ. Факт детонации фиксировался по отпечаткам на броневой плите. Аналогичные опыты со структурами II-V показали, что основная масса осколков теряет пробивную способность на лицевом стальном слое. Наблюдается частичное разрушение этого слоя и текстолита. Детонации ВВ не было.

При обстреле структуры I, как и в случае подрыва происходит разрушение экрана и детонация BB. В случаях II-V отмечено полное разрушение лицевого стального и стеклотекстолитового слоев. Остаточный прогиб тыльного стального слоя составляет 25...40 мм. Детонации ВВ не было. Таким обра­зом, применение стального экрана толщиной 1,12D не обеспечивает достаточной защиты. Под действи­ем осколочного потока КС экран разрушается и возбуждается детонация ВВ. Это происходит даже в случае подрыва, когда ударная скорость осколков меньше, чем при обстреле. В случае применения эк­рана комбинированной структуры осколочный поток полностью задерживается стальным и стеклотекстолитовым слоями. Следов от удара осколков по тыль­ному стальному слою не обнаружено. Это подтверж­дает расчетные данные. Использование комбиниро­ванного экрана структуры (0,2...0,3) D стали + (0,7 ...1,12) D стеклотекстолита + 1,12D стали может обеспечить защиту ВВ от ударного воздейст­вия осколочных потоков КС и ОФС и повысить тем самым живучесть динамической защиты при сна­рядном обстреле.

 

Вывод. Живучесть навесной динамической защиты может быть повышена путем введения комбиниро­ванной преграды из стали и текстолита, защищаю­щей от воздействия осколков кумулятивных и оско­лочно-фугасных снарядов.


 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Островский Н. А. и др. Пробивное действие комбинирован­ных поражающих элементов по разнесенным преградам // Боеприпасы. 1980. № 3.
  2. Брызгов В. Н. и др. Конструкция навесной динамической за­щиты танка М-48А3 (США) // Вестник бронетанковой техни­ки: 1984. № 1.
  3. Белкин Ю. И. и др. Средства локальной защиты от оскол­ков // Там же. 1986. № 2.
  4. Динамика удара / Пер. с англ. Под ред. С. С. Григоряна. М.: Мир, 1985. С. 154—160.
  5. Цыплаков Г. О. Модель сверхзвукового проникания ударно­го индентора в стенку из композиционного волокнистого мате­риала // Вопросы оборонной техники. Сер. 15. 1986. Вып. 3(67).

 

 





 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ