|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ОСОБЕННОСТИ ВОЗДЕЙСТВИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ПРЕГРАДЫ НА КУМУЛЯТИВНУЮ СТРУЮ
В. Серегин, В. С. Шушунов, М. И. Маресев Вестник бронетанковой техники. 1989. № 9.
Исследованы защитные свойства многослойных преград типа сталь-инертный наполнитель-сталь с элементами динамической защиты. Показано, что установка таких преград на крышу башни заметно повышает показатели живучести танка обстреливаемого кумулятивными боеприпасами.
Многослойные преграды могут использоваться для защиты танков сверху от широкой номенклатуры разработанных за рубежом кумулятивных боеприпасов, в том числе Мк-118, М42, М46, М77 (США), Мк-2 (Великобритания); КВ-44 (ФРГ) и других с бронепробиваемостью 150...220 мм стальной брони, значительно превышающей обычную толщину бронирования верхней проекции танка [1]. Проведена экспериментальная оценка защитных свойств многослойных преград от воздействия кассетных кумулятивных элементов (боевой части ПТАБ-1 диаметром d с бронепробиваемостью 204±9 мм стальной брони) в диапазоне углов встречи 0...45°. Многослойная преграда представляла собой систему броневая сталь (лицевой лист) —инертный наполнитель — броневая сталь (тыльный лист). Толщина лицевого листа составляла 11 % от толщины инертного наполнителя. Тыльный лист имитировал основное бронирование объекта, а лицевой лист с инертным наполнителем— дополнительное. В качестве инертного наполнителя применялись полиуретан (ПУ), стеклопластик (СТ) и керамика (К). При этом толщина лицевого листа и инертного наполнителя (дополнительного бронирования) соответствовала принятой для реального танка. Остаточная глубина внедрения кумулятивной струи измерялась в тыльной стальной плите. Результаты испытаний по схеме, показанной на рис. 1, были получены обработкой экспериментальных данных на основе парного линейного регрессионного и корреляционного анализа. Расчеты показали, что может быть принята гипотеза линейной зависимости остаточной глубины внедрения кумулятивной струи от угла встречи с преградой. Для каждого угла встречи проводилось 5-7 опытов. Для оценки влияния плотности инертного наполнителя на защитные свойства преграды дополнительно испытывалась преграда с воздушным зазором вместо наполнителя; полученная кривая располагалась значительно выше приведенных на рис. 1 (Н/d = 5,1; 5,2 и 4,1 при а = 0; 30 и 45° соответственно).
Рис. 1. Зависимость остаточного действия относительной глубины внедрения (Н/d) кумулятивной струи от утла встречи с преградами из различных материалов
Результаты испытаний свидетельствуют, что с увеличением плотности инертного наполнителя защитные свойства преграды увеличиваются. Стойкость преград с полиуретаном и стеклопластиком практически не зависит от угла встречи с кумулятивной струей. Стойкость преграды с керамическим наполнителем при увеличении угла встречи уменьшается, что согласуется с [2]. Способность керамических материалов к активной реакции на проникающее действие кумулятивной струи связана с высокими характеристиками упругости и прочностного сопротивления, благодаря которым материал при сжатии способен кратковременно запасать значительную часть энергии, реализуемой проникающей струей на перемещение к оси пробоины разрушенных частиц керамики, в результате чего и происходит локальное разрушение кумулятивной струи. По мере срабатывания лидирующего участка кумулятивной струи скорость последующих ее участков уменьшается, но ударная волна успевает разрушить целостность керамических пластин до прихода оставшихся частей кумулятивной струи; разрушенные пластины работают как пассивный материал, что несколько снижает эффективность керамического слоя в целом. Эффективная его толщина, активно воздействующая на проникающую струю, должна специально подбираться; последующие слои керамики можно предохранить от преждевременного разрушения, используя демпфирующие перегородки, препятствующие передаче ударных волн, но это увеличит массу защиты. Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что преграды с полиуретаном и стеклопластиком не обеспечат защиты танков сверху от кумулятивных боеприпасов типа ПТАБ-1. Поэтому исследовались преграды, в которых между наполнителем и стальными листами располагались элементы динамической защиты (ДЗ), например, сталь — полиуретан — сталь с плоским элементом ДЗ. Толщина полиуретана была уменьшена на высоту этого элемента при сохранении общего габарита сборки (А) без изменения. Испытывались варианты размещения элемента динамической защиты перед и за инертным наполнителем. В качестве кумулятивного средства поражения использовалась опытная БЧ с бронепробиваемостью 230...245 мм стали средней твердости. Оценку проводили по вероятности пробития тыльного листа преграды, результаты испытаний представлены в таблице. Исследования (табл. 1) показали преимущества размещения элемента динамической защиты перед инертным наполнителем (непосредственно за лицевым листом). Такой же результат получен при испытаниях преграды с керамикой в качестве наполнителя. При α = 0° и размещении элемента динамической защиты между лицевым стальным листом и керамическим наполнителем вероятность возбуждения детонации кумулятивной струей ПТАБ-1 составляла 1,0, а при установке элемента за керамикой снижалась до 0,6, что согласуется с выводами [3].
Таблица 1. Вероятность пробития Рп тыльного слоя многослойной преграды с ДЗ
Для оценки роли инертного наполнителя экспериментальные данные сравнивались (рис. 2) со стойкостью ДЗ танка М-48АЗ [4]. Экспериментально установлено, что ДЗ обеспечивает защиту крыши башни танков при углах встречи 30°. При этом на тыльной стороне брони наблюдался отпечаток глубиной 1...3 мм от ударного воздействия металлических обкладок элемента ДЗ, а после 2-3 опытов происходило расслоение плиты и образование отколов глубиной 3...8 мм площадью ~ 85X100 мм. Инертные наполнители полностью исключают ударное воздействие динамической защиты по броне и обеспечивают необходимые уровни защиты и при α = 0...30°. Бронепробиваемость БЧ ПТАБ-1 при взаимодействии с преградой, включающей полиуретан или керамику, снижается на 35 и 75 % соответственно при угле встречи 0°. Использование в этих преградах элементов динамической защиты снижает бронепробиваемость значительно больше: на 65 и 95 %.
Рис. 2. Зависимость относительной глубины внедрения остаточной части кумулятивной струи от угла встречи с преградами, включающими элемент динамической защиты и инертные наполнители (обозначения см. в тексте и на рис. 1)
Необходимо отметить, что элемент динамической защиты улучшает активное воздействие керамики на кумулятивную струю во всем диапазоне углов встречи. Движущиеся обкладки элемента динамической защиты в керамическом слое увеличивают интенсивность активного воздействия частиц керамики на струю, что резко уменьшает ее бронепробиваемость. Активность воздействия частиц керамики на кумулятивную струю при этом не уменьшается даже при предварительном нарушении целостности керамического слоя ударной волной, формируемой в процессе ее проникания в керамику (для углов а>0°). Снижение бронепробиваемости кумулятивной струи при прохождении преграды с ДЗ и полиуретаном происходит за счет многократного схлопывания каверны под действием продуктов взрыва ВВ, движущихся обкладок элемента и ударно-волновых процессов, возникающих в материале. Анализ рентгенограмм показал, что в результате контакта материала с боковой поверхностью струи (при схлопывании каверны материала) последняя испытывает всестороннее сжатие, а после выхода из зоны обжатия под действием радиальных волн разгрузки диспергирует (разрывается на части). Последующие участки струи, встречая на своем пути инертный наполнитель, вынуждены снова его пробивать, формируя каверну и расходуя на это некоторую часть своей длины, что ведет к снижению бронепробиваемости струи. Исследована эффективность установки на крышу башни серийного танка блоков дополнительной многослойной преграды (МП), состоящей из лицевого броневого листа, элементов ДЗ и полиуретанового наполнителя. Блоки размещаются так, чтобы не требовалось перекомпоновки наружного оборудования, не ухудшалась обзорность через прицелы и смотровые приборы, не накладывались дополнительные ограничения на работу экипажа и оборудования. Обстрел моделировался по системе моделей оценки живучести танка [5] для кумулятивных суббоеприпасов с математическим ожиданием бронепробиваемости 250 мм и среднеквадратическим отклонением 15 мм. Распределение направлений подхода суббоеприпаса к танку — равновероятное в пределах ±180°, вертикальные углы подлета — в диапазоне 20...80°.
Таблица 2. Показатели поражаемости танка с МП и без нее
Рассматривались две схемы распределения попаданий (табл. 2): равновероятное по проекции (ПТАБ) и по круговому нормальному закону с центром рассеивания в геометрическом центре танка с среднеквадратическим отклонением 1,5 м (суббоеприпас с головкой самонаведения — ГСН). Показатели поражаемости танка приведены в таблице 2. Выводы: 1. Многослойная броневая преграда с динамической защитой и инертным наполнителем перед тыльным листом снижает бронепробиваемость кассетных кумулятивных боеприпасов. 2. Установка таких преград на крышу башни обеспечивает снижение вероятности ее пробития и показателей уязвимости серийных танков в целом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|