ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

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

Размещение элемента ДЗ в преграде

Угол встре­чи α …,°

Вероятность пробития Рп

Между лицевым листом и наполнителем

0

0,8

30

0

Между инертным наполнителем

и тыльным листом

0

1.0

30

1.0

 

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

Показатель

ПТАБ-1

Суббоеприпас с ГСН

без МП

с МП

без МП

 с МП

Вероятность попадания в броню при попадании в танк

0,73

0,72

Вероятность попадания в крышу башни при по­падании в броню танка

0,30

0,44

Вероятность попадания в МП при попадании в крышу башни

0,20

0,17

Вероятность пробития брони при попадании в нее

0,60

0,55

0,65

0.59

Вероятность пробития крыши башни при попа­дании в нее

0,68

0,54

0,71

0,57

Вероятность пораже­ния танка при попада­нии

0,33

0,30

0,31

0,27

Вероятность безвозв­ратной потери при попа­дании

0,06

0,05

0,08

0,06

Вероятность пораже­ния кого-либо из эки­пажа

0,12

0,10

0,16

0,14


 

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

  1. Серегин А. В. и др. Средства поражения и защиты ОБТТ со стороны верхней полусферы за рубежом. Обзор. М - ЦНИИТИ, 1986.
  2. Коновалов А. В. и др. Взаимодействие кумулятивной струи с бронепреградами, содержащими керамические мате­риалы // Боеприпасы, 1983. № 11. С. 23—28.
  3. Кобылкин И. Ф., Соловьев В. С. Критические условия распространения инициирования детонации в тонких слоях ВВ // Боеприпасы, 1986. № 3. С. 54—59.
  4. Брызгов В. Н. Исследование навесной динамической защиты танков израильской армии // Вестник бронетанковой техники, 1985. № 3. С. 51—53.
  5. Комяженко А. Г. и др. Методы расчетной оценки жи­вучести танка // Вопросы оборонной техники. Сер. XX. Вып. 100. 1981.

 

 

 











 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ