|
|
||||||||
|
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 (– kq ⅓ R), 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 ν0/νс, 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=D√ρp/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
|
|
|||||||
|