|
|
||||||||
|
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ БПС С ЭКРАНОМ
И. Д. Мелешко, А. И. Платов Вестник бронетанковой техники. 1991. №1
Приведены экспериментальные данные по снижению поражающего действия бронебойных подкалиберных снарядов при взаимодействии с экраном динамической защиты. Получены зависимости уменьшения этого действия от различных факторов, которые рекомендуется использовать при разработке экранов.
Для защиты танка от противотанковых средств используется многослойная и комбинированная броня, а также устройства динамической защиты с экранами. Для проектирования сложной защиты танков от бронебойных подкалиберных снарядов (БПС) нужно знать условия и характер взаимодействия их с защитными экранами. Важно также оцепить характер поражения БПС при взаимодействии с динамической защитой. Для этого необходимо определить состояние снаряда после пробития металлического экрана, за которым находится взрывчатка. Методы экспериментальной оценки состояния БПС после взаимодействия с преградой (с помощью оптической регистрации) представлены в [1, 2]. Модельные испытания показывают [2], что при взаимодействии с экраном из броневой стали высокой твердости модель БПС из высокоплотного сплава на основе ВНЖ-90 раскалывается на несколько осколков: с увеличением диаметра вероятность разрушения модели уменьшается. В качестве объекта исследований анализировались БПС типа БМ22, БМ26, «Манго», БМ9. Снаряды БМ22, БМ26 и «Манго» при взаимодействии с экранами из броневой стали высокой твердости, как правило, разрушаются на несколько частей в местах соединений. Поэтому для исследования механизма взаимодействия с экраном был выбран БПС БМ9. Это стальной, цельнокорпусной снаряд, диаметром 42 мм, который лучше, чем другие отечественные БПС, противостоит разрушению в условиях импульсного нагружения. В Работы по исследованию состояния БПС в результате взаимодействия с экраном из броневой стали высокой твердости проводились в натурных условиях по методике [1] на специально разработанном стенде, снабженном баллистической установкой, высокоскоростной кино- и фотоаппаратурой и преградой-«свидетелем». Особенность опытов состояла в том, что после удара БПС наблюдался на расстоянии 3 м от места взаимодействия, в зоне, где зримо проявляются все виды поражения снаряда и дестабилизации его траектории. Были отмечены следующие виды поражения снаряда: срабатывание головной части корпуса ΔL; раскалывание корпуса и смещение траектории отдельных осколков; вращение корпуса в вертикальной плоскости и связанное с этим появление угла атаки ω; уменьшение горизонтальной составляющей Δv; появление
вертикальной составляющей vу.
Для оценки взаимодействия БПС и различных преград были выбраны те из параметров поражения, которые не изменяются после прекращения воздействия. Такими параметрами являются: срабатывание головной Насти, угловая скорость вращения снижение горизонтальной составляющей линеДной скорости, величина вертикальной составляющей vу. Разделение корпуса БПС на несколько частей необходимо учитывать с точки зрения возможности достижения достаточного разнесения их при подходе к основной броне. С другой стороны, части снаряда легче придать угловую скорость вращения и вертикальную составляющую скорости. Но поскольку эти параметры уже учтены при сравнении преград, то, следовательно, таким образом, учитывается и деление корпуса снаряда на части. Угол атаки зависит от угловой скорости и времени движения БПС или расстояния, на котором он фиксируется, и поэтому меняется в процессе полета снаряда и не является постоянным после воздействия. В Связи с этим его нецелесообразно рассматривать при сравнении преград. Оценка поражения БПС ЗБМ9 после удара проводилась обстрелом преград со Скоростью встречи 1 600...1 800 м/с. Исследовались следующие варианты преград: пластина из броневой стали высокой твердости толщиной 10 и 16 мм (10СВТ, 16СВТ) и из броневой стали средней твердости толщиной 30 мм (30 ССТ); структура 16СВТ+6...20 В+3ССТ (пластина из стали высокой твердости толщиной 16 мм + воздушный зазор толщиной 6...20 мм+пластина из стали средней твердости толщиной 3 мм); структура 16СВТ+6НН-8СВТ (наполнитель толщиной 6 мм, плотность 1,5 г/мм3); структуры 16СВТ+66В+8СВТ и 5ССТ+6В+16СВТ. Преграды устанавливались под углом встречи 45, 60 и 68° от нормали. Параметры, поражения БПС 3БМ9 (таблица) определялись по методике [1]. При движении БПС ЗБМ9 сквозь преграды раскол корпуса не наблюдался. Параметры поражения БПС анализировались в зависимости от суммарной толщины металла преграды по ходу снаряда.
Одним из существенных параметров поражения БПС
является укорочение длины корпуса в результате срабатывания головной части БПС
(рис. 1). После пробития преграды с лицевой пластиной из броневой стали
высокой твердости и тыльной из стали средней твердости (при наличии воздушного зазора 6...20 мм) величина ΔL несколько выше, чем после монолитной преграды из броневой стали
высокой твердости. Кроме того, после проникания через преграду с лицевой пластиной
из стали средней твердости и тыльной из броневой стали высокой твердости при
наличии 6-мм воздушного зазора между ними величина срабатывания несколько
меньше, чем после проникания через монолитную преграду. Таким образом, ΔL увеличивается с увеличением толщины преграды по ходу снаряда; она
не зависит от зазора и зависят от твердости лицевой брони.
Рис. 1. Срабатывание корпуса БПС ΔL в функция толщины металла bм: 1 – преграды структур 16СВТ +6В+ЗСС и 16СВТ+66В+3СС; 2 – монолитная стальная преграда; 3 – преграда структуры 6ССТ +6В +16СВТ
Важнейшим параметром поражения снаряда является потеря горизонтальной
составляющей линейной скорости (торможение) Δv в результате преодоления преграды.
Получены зависимости Δv снаряда 3БМ9 от толщины металла bм (рис.
2). Как видно из графиков, средние величины торможения снаряда для монолитной
преграды и преград с небольшим разнесением (до 20 мм) лета» на одну прямую,
независимо от наличия в этих преградах пластин из конструкционной стали средней
твердости. При разнесении на 66 мм пластин из броневой стали высокой твердости
торможение несколько выше по сравнению с монолитной преградой из такой же стали.
Примечателен факт, что усредненные величины потери линейной скорости легли на
одну прямую как после проникания через монолитную преграду, так и через
преграды с небольшим разнесением (6...20 мм), но с наличием тонких пластин из
конструкционной стали средней твердости. При 66-мм разнесении пластин из стали
высокой твердости торможение выше, чем для монолитной преграды из
броневой стали высокой твердости. Тот факт, что усредненные величины потери
линейной скорости легли на одну прямую как после проникания через монолитную
преграду, так и после проникания через преграды с небольшим разнесением (6...20
мм), но с наличием в преграде тонких пластин из конструкционной стали средней
твердости, объясняется, видимо, тем, что в последнем случае эти два фактора
взаимно компенсируются.
Рис. 2. Зависимость торможения корпуса БПС Δv от толщины металла bм: 1 — структура 16CBT + 66B+3CC; 2—монолитная сталь
Таким образом, торможение снаряда Δv прямо пропорционально толщине преграды по ходу снаряда; оно возрастает с увеличением разнесения преград (в исследованных пределах 0...70 мм). В литературе имеются данные о влиянии начальной скорости удара снаряда на снижение его линейной скорости и потерю массы снаряда при пробитии соответствующих преград. В работе [3] приведены результаты лабораторных испытаний тонкой преграды (25 мм) из гомогенизированной стали RHA при обстреле стержнями (инструментальная сталь 57 с удлинением 10), со скоростью 1200...1800 м/с. Из анализа приведенных величин остаточной скорости, полученной после преодоления преграды, следует, что величина торможения стержня с ростом начальной скорости встречи до 1,2vmax (предельная скорость сквозного пробития) уменьшается, а при дальнейшем увеличении скорости соударения остается неизменной. С этих позиций изменение начальной скорости встречи БПС с преградой в пределах 1 600...1 800 м/с не оказывает влияния на оцениваемые параметры, поскольку в рассматриваемых опытах она существенно больше предельной скорости сквозного пробития. После проникновения через тонкий экран БПС приобретает угловую скорость вращения в плоскости, проходящей через траекторию снаряда и нормаль к преграде. Результаты испытаний свидетельствуют о том, что после пробития тонкой стали БПС практически всегда вращается. Величины угловых скоростей для разных схем преград различны. Для преграды одной структуры величина угловой скорости зависит как от угла встречи БПС с преградой, так и от толщины преграды по ходу БПС. Малый объем испытаний не позволил оценить зависимость величины угловой скорости от параметров преград. Поэтому был проведен расчетный эксперимент [4] попадания монолитного стального стержня длиною 410 мм с начальной скоростью 1 700 м/с в преграды 16СВТ+6В+3ССТ и 16СВТ+66В+8СВТ под углом встречи 45...68° (от нормали), а также в преграду из монолитной стали высокой твердости толщиной 10. ..30 мм под углом встречи 60°. Таким образом, получены расчетные зависимости величины угловой скорости вращения ω от толщины металла преграды по ходу снаряда и от угла встречи с преградой, совмещенные с опытными данными (рис. 3 и 4). Значения угловых скоростей, полученных экспериментально, удовлетворительно сходятся с данными расчета, что подтверждает достоверность этих графиков.
Рис. 3. Зависимость величины угловой скорости вращения корпуса БПС со от толщины bм: 1 – монолитная
стальная преграда - структура 16CBT +6В+3ССТ;
2 – преграда 6ССТ + 6В+16CBT
Анализ показал, что с увеличением угла встречи от 45 до 60° величина угловой скорости примерно вдвое увеличивается, а затем – от 60 до 71° несколько уменьшается. Близость зависимости ω от толщины металла по ходу снаряда (см. рис. 3), рассчитанная для монолитной преграды из стали высокой твердости толщиной от 10 до 30 мм при угле встречи 60°, и величин угловых скоростей, полученных экспериментально, показывает, что значение угловой скорости, в рассматриваемых пределах, обусловливается bм. Следовательно, основываясь на совокупности экспериментальных и расчетных данных, можно сказать, что с увеличением толщины металла преграды по ходу снаряда до ~50 мм угловая скорость вращения БПС возрастает; с увеличением bм свыше ~50 мм ω уменьшается.
Рис. 4. Зависимость ω от угла встречи с броней α; 1, 2 – преграды 16СВТ+6В+ЗССТ и 16СВТ+66В+8СВТ; 3 – монолитная стальная преграда: 4 – структура 6CCT+6B+16СВТ
Тенденция уменьшения ω с увеличением bм свыше некоторого предела, по-видимому, не случайна. Аналогичный характер получаем для зависимости угловой скорости от величины разнесения преграды, состоящей из двух пластин броневой стали высокой твердости толщиной 16 и 8 мм (рис. 5), что не противоречит физическому представлению.
Рис. 5. Зависимость угловой скорости ω от величины разнесения экранов L (16СВТ+В+8СВТ)
При проникании через тонкую пластину, особенно из стали высокой твердости, БПС выбивает пробку диаметром, большим, чем диаметр снаряда, и снаряду нет помех для вращения в вертикальной плоскости, перпендикулярной к преграде. При большей толщине преграда создает момент сил, противодействующих вращению снаряда, при этом плечо этих сил тем больше, чем больше разнесение преград. Это подтверждается тем, что место перегиба (см. рис. 3 и 5) находится вблизи толщины преграды (50 мм). Таким образом, после взаимодействия с пассивным экраном цельнокорпусной стальной снаряд типа БПС ЗБМ9 приобретает угловую скорость вращения в плоскости, проходящей через траекторию снаряда и перпендикуляр к преграде. Величина угловой скорости зависит от угла встречи с преградой, при возрастании угла от 45 до 60° (от нормали) она увеличивается, при дальнейшем увеличении угла встречи и уменьшается или остается постоянной. Она зависит также от толщины металла преграды по ходу снаряда, увеличиваясь при возрастании толщины примерно до 50 мм и уменьшаясь при ее дальнейшем увеличении. Величина зависит от разнесения преград, при этом она увеличивается с разнесением примерно до 50 мм и падает при дальнейшем увеличении разнесения. Следует обратить внимание на то, что после проникания через пассивную преграду БПС ЗБМ9 вертикальная составляющая линейной скорости ничтожна: vу= ± 10 м/с. Некоторые отклонения, получаемые в эксперименте, можно объяснить влиянием на незначительное изменение траектории полета хвостового оперения. Таким образом,
в результате взаимодействия стального цельнокорпусного БПС в результате взаимодействия
со стальными экранами наблюдаются следующие виды поражения БПС: срабатывание головной
части корпуса; уменьшение линейной скорости, приобретение угловой скорости
вращения в плоскости, проходящей через траекторию и нормаль к преграде, и
соответствующего угла атаки на определенном расстоянии от экрана. Величины этих
видов поражений зависят от суммарной толщины металла экрана по ходу БПС.
На срабатывание головной части корпуса снаряда в основном оказывает влияние схема расположения в преграде пластин с разной твердостью, а величина разнесения составляющих преграды не оказывает заметного влияния. В то же время снижение линейной скорости снаряда растет с увеличением разнесения составляющих преграды. Приобретаемая снарядом угловая скорость вращения корпуса в сторону нормализации к преграде увеличивается с ростом толщины экрана и достигает максимального значения при толщине преграды ~50 мм по ходу БПС. При дальнейшем увеличении толщины преграды она уменьшается. Угловая скорость растет также с увеличением разнесения преград примерно до 50 мм, а затем падает. Вывод. При взаимодействии бронебойных подкалиберных снарядов с экраном их поражающее действие снижается в зависимости от толщины, материала экрана и угла встречи снаряда с ним. Полученные зависимости уменьшения бронепробивной способности снаряда от указанных факторов могут быть использованы при разработке экранов комбинированной брони.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Мелошко И. А. и др. Методика исследования поведения бронебойных подкалиберных снарядов при воздействии активных преград // Боеприпасы. 1988. № 11. 2. Крюков Г. И. и др. Экспериментальное исследование на модели механизма взаимодействия бронебойных подкалиберных снарядов со сложными преградами на основе рентгеновских методов регистрации // Там же 1989. № 6. 3. Зукас А. Проникание и пробивание твердых тел // Динамика удара: сборник, М.: Мир, 1985. 4. Кирющенко Е. В. и др. Взаимодействие снаряда с преградой, содержащей заряд взрывчатого вещества // Вестник бронетанковой техники, 1989. № 11.
|
|
|||||||
|