ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

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.

 

 

 











 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ