Как это работает. Динамическая защита танков.
Динамическая защита, ДЗ (англ. Explosive Reactive armour, Взрывная реактивная броня) — разновидность защиты боевых бронированных машин. Она состоит из металлических контейнеров, содержащих один или несколько (как правило — два) элементов защиты. Элемент динамической защиты (ЭДЗ) состоит из двух слоев взрывчатого вещества (ВВ) и тонкой металлической пластины, расположенной между ними. Принцип действия динамической защиты состоит в том, что контейнеры со взрывчаткой, навешенные поверх обычной брони танка, взрываются «навстречу» летящему в танк снаряду. Современная ДЗ танка приводится в действие либо благодаря электронике (в основном, США), либо благодаря пневмо-механическому реагированию наружной пластины контейнера (СССР, Россия).
Что такое динамическая защита? Как работает ДЗ? И многие другие вопросы станут для вас понятными, после просмотра весьма интересного видео.
Встречная атака: активная танковая броня
Поначалу атака на броню велась в лоб: пока основным видом воздействия был бронебойный снаряд кинетического действия, дуэль конструкторов сводилась к увеличению калибра пушки, толщины и углов наклона брони. Эта эволюция хорошо видна на примере развития танковых вооружений и брони во Второй мировой. Конструктивные решения того времени достаточно очевидны: сделаем преграду толще; если ее наклонить — снаряду придется пройти больший путь в толще металла, да и вероятность рикошета увеличится. Даже после появления в боекомплектах танковых и противотанковых пушек бронебойных снарядов с жестким неразрушающимся сердечником мало что изменилось.
Смертельный плевок
Однако уже в начале Второй мировой в поражающих свойствах боеприпасов произошла революция: появились кумулятивные снаряды. В 1941 году Hohlladungsgeschoss («снаряд с выемкой в заряде») начали применять немецкие артиллеристы, а в 1942-м и в СССР был принят на вооружение 76-мм снаряд БП-350А, разработанный после изучения трофейных образцов. Так были устроены и знаменитые фауст-патроны. Возникла проблема, не разрешимая традиционными способами из-за неприемлемого увеличения массы танка.
В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед). Детонация взрывчатого вещества начинается со стороны, ближайшей к вершине воронки. Детонационная волна «схлопывает» воронку к оси снаряда, а поскольку давление продуктов взрыва (почти полмиллиона атмосфер) превышает предел пластической деформации обкладки, последняя начинает вести себя как квазижидкость. Такой процесс не имеет ничего общего с плавлением, это именно «холодное» течение материала. Из схлопывающейся воронки выдавливается тонкая (сравнимая с толщиной оболочки) кумулятивная струя, которая разгоняется до скоростей порядка скорости детонации ВВ (а иногда и выше), то есть около 10 км/с и более. Скорость кумулятивной струи существенно превышает скорость распространения звука в материале брони (порядка 4 км/с). Поэтому взаимодействие струи и брони происходит по законам гидродинамики, то есть они ведут себя как жидкости: струя вовсе не прожигает броню (это широко распространенное заблуждение), а проникает в нее, подобно тому как струя воды под давлением размывает песок.
Слоеная защита
Первой защитой от кумулятивных боеприпасов стало применение экранов (двухпреградной брони). Кумулятивная струя формируется не мгновенно, для ее максимальной эффективности важно взорвать заряд на оптимальном расстоянии от брони (фокусное расстояние). Если перед основной броней поместить экран из дополнительных листов металла, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится. Во время Второй мировой для защиты от фаустпатронов танкисты крепили на свои машины тонкие металлические листы и сетчатые экраны (распространена байка об использовании в этом качестве панцирных кроватей, хотя в реальности применялись специальные сетки). Но такое решение было не слишком эффективным — прирост стойкости составлял в среднем всего 9−18%.
Поэтому при разработке нового поколения танков (Т-64, Т-72, Т-80) конструкторы применили другое решение — многослойную броню. Она состояла из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя — стеклопластика или керамики. Такой «пирог» давал выигрыш в сравнении с монолитной стальной броней до 30%. Однако этот способ был неприменим для башни: у этих моделей она литая и поместить внутрь стеклопластик сложно с технологической точки зрения. Конструкторы ВНИИ-100 (ныне ВНИИ «Трансмаш») предложили вплавлять внутрь башенной брони шары из ультрафарфора, удельная струегасящая способность которого в 2−2,5 раза выше, чем у броневой стали. Специалисты НИИ стали выбрали другой вариант: между внешним и внутренним слоями брони помещались пакеты из высокопрочной твердой стали. Они принимали на себя удар ослабленной кумулятивной струи на скоростях, когда взаимодействие происходит уже не по законам гидродинамики, а в зависимости от твердости материала.
Да и среди военных порой бывает недопонимание, ведь частенько случается так, что на маркировку контейнеров динамической защиты не обращают внимание, либо ее и вовсе нет. Между тем именно правильная установка этих «кирпичиков» влияет на их защитные свойства.
Углы наклона
Наверняка многие из тех, кто интересовался динамической защитой (ДЗ), в частности «Контактом», на уровне чуть большем, чем «какие-то там взрывающиеся кирпичики на броне», знают, что в блоке (контейнере) этой реактивной брони на распорках клинообразно установлены два элемента. Они состоят из метаемых стальных пластин и взрывчатого вещества, которое детонирует при проникновении кумулятивной струи. При этом воздействие на эту самую кумулятивную струю оказывает как энергия взрыва, так и летящие и пересекающие ее траекторию пластины.
В результате те части струи, которые взаимодействуют с динамической защитой, подвергаются мощной деформации и разрывному воздействию, теряя собственную целостность и пробивную способность. На этом, собственно говоря, принцип взрывной реактивной брони и основан.
Маркировка на блоках динамической защиты «Контакт»
Кстати, чтоб долго не томить, ставить контейнеры «Контакта» нужно так, как подписано на приложенном ниже фото. Параллельно оси танка. Часто на них имеется маркировка в виде буквы и стрелки, указывающей направление установки.
«Полярность» блока динамической защиты
Почему – поговорим дальше. В том числе и о том, зачем в блоке два взрывных элемента.
Кажется, ответ на этот вопрос о количестве элементов динамической защиты в блоке предельно прост и может заключаться только в том, что два элемента лучше, чем один. Две прослойки из взрывчатки, больше метаемых пластин – сильнее и воздействие на атакующую кумулятивную струю. Так ведь? Именно так, споров никаких в этом плане быть не может, но такая конструкция имеет и другой функционал. И во всем виноваты углы наклона, под которыми нужно ставить ДЗ.
Суть в том, что любой серийный отечественный комплекс динамической защиты, будь то «Контакт», о котором мы говорим, или универсальный «Контакт-5», а уж тем более современный «Реликт» – штуковины, которые очень неохотно работают под прямым углом к атакующим боеприпасам. Можно привести очень условный пример.
Если закрепить блок того же «Контакта» на строго вертикальной поверхности и выстрелить в него под прямым углом из какого-нибудь гранатомета с моноблочной гранатой, пробивающей 500 мм, то сбавить ее проникающую способность ДЗ сможет максимум наполовину или около того, и то при удачном стечении обстоятельств. Виной всему небольшая площадь контакта метаемых пластин, действующих на кумулятивную струю в таких условиях.
«Шестьдесятчетверка» с удачным расположением динамической защиты «Контакт»
А вот установленная под углом 60–70 градусов динамическая защита у такого же снаряда может «сбрить» уже порядка 90 % пробиваемости из-за большей площади контакта пластин с кумулятивной струей, совершающих по сути боковой удар по ней. Именно поэтому на лобовых частях танков «Контакт» ставят под большим углом от вертикали: на лбу корпуса это очевидно, поскольку он сам по себе имеет нужный наклон, а вот на лбу башни – клинообразно с помощью металлических конструкций. Своеобразным антипримером тут может служить разве что Т-72Б/Б1 образца 1985 года, у которого башня облеплена ДЗ абы как.
Т-72Б1 с неудачным расположением динамической защиты на лобовой части башни
Краевой эффект и зазоры
К чему этот пассаж с углами наклона и как он связан с двумя элементами динамической защиты в блоках?
Во-первых, между расположенными под наклоном блоками так или иначе есть зазоры в пределах 40 миллиметров. Будь в них только по одному горизонтально установленному элементу с метаемыми пластинами, эти зазоры могли бы служить отличным заманом для кумулятивной струи, если снаряд попал в край крышки расположенного ниже блока. Поэтому второй – стоящий под углом – элемент перекрывает ослабленные зоны, максимально исключая такую возможность. Именно поэтому «Контакт» нельзя ставить «вверх ногами» или иным другим способом – эффективность сразу упадет в разы.
Траектории кумулятивных струй, которые при правильной установке блоков динамической защиты «Контакт» под углом и друг за другом пересекают как минимум два элемента динамической защиты. Вероятность попадания в зазоры минимальна
Во-вторых, сам по себе блок «Контакта», одиноко стоящий на броне, пусть и под нужным эффективным углом (60 градусов, например), по всей своей площади далеко не однороден в плане защитной способности. Это в научной литературе, посвященной бронетехнике, зовется краевым эффектом. Такую штуковину еще в 80-х годах описал с коллегами Д. А. Рототаев – человек, благодаря которому динамическая защита вообще появилась на наших танках.
Условно верхняя и нижняя часть блока динамической защиты «Контакт»
Суть этого эффекта состоит в том, что при попадании кумулятивного снаряда не в центр блока, а ближе к краям, резко снижается эффективность реактивной брони. Попадание в нижние части блока приводит к тому, что с кумулятивной струей взаимодействует очень небольшая площадь метаемых пластин и их обломков. В случае попадания снаряда в верхнюю часть блока со струей контактирует только один взрывной элемент динамической защиты, тогда как второй, нижний, фактически бездействует.
Результаты испытаний показаны ниже. В них использовался блок динамической защиты под углом 60 градусов от вертикали и боевая кумулятивная часть противотанковой гранаты калибра 93 мм.
Точки обстрела блока динамической защиты. Остаточное пробитие кумулятивной струи при попадании в верхнюю часть блока: C – 274 мм, F – 376 мм. Остаточное пробитие при попадании в среднюю часть блока: В – 37 мм, Е – 86 мм. Остаточное пробитие при попадании в нижнюю часть блока: А – 241 мм, D – 292 мм
Тут, в общем-то, конструкция «Контакта» снова доказывает свою пользу именно при правильной установке – как и в случае с зазорами, перекрываются нижние части «вышестоящих» соседей, за счет чего частично нивелируется краевой эффект. В таких условиях кумулятивная струя в любом случае проходит как минимум через два элемента динамической защиты, а то и три, с соответствующим снижением пробиваемости.
Все вышесказанное о зазорах и краевом эффекте касается бортов боевой машины: ставить «Контакт» на бортовых экранах нужно по тем же правилам. Именно тогда реактивная броня наиболее полно сработает против атакующих боеприпасов в курсовых углах маневрирования танка. Правильно поставил – увеличил шансы на выживание в боевых условиях, как экипажа, так и самой техники.
На самом деле это прописные истины, которые в теории должен знать любой служащий ремонтных подразделений, а еще и экипаж танка. Но в нынешних условиях, когда четких правил обращения с динамической защитой просто нет (порой доходят сведения, что в спорах о правильности установки ДЗ иногда до мордобоя доходит), знания вроде как не совсем уж бесполезные. Тем более что вовсю процветает кустарщина, когда реактивную броню лепят абы как, да еще иногда делают ее или составные части под заказ силами волонтеров. Есть там маркировка или нет ее. Короче говоря, написанное может пригодиться.
Источники информации:
«Влияние краевого эффекта на динамическую защиту танка». А. И. Анисько, С. В. Бодров и др.
«Защита танков». В. А. Григорян, Е. Г. Юдин и др.
«Средства поражения и боеприпасы». А. В. Бабкин, В. А. Велданов и др.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Динамическая защита танков
Рисунок 1.1 Схема кумулятивно-осколочного снаряда(танковый боеприпас).
Рисунок 1. Образование сердечника (песта) и струи во время деформации облицовки, вызванной детонацией заряда.
Рисунок 2. Изменение пробивной способности типичного кумулятивного заряда как функция изменения фокусного расстояния: 1 — глубина внедрения (см); 2 — фокусное расстояние (см).
Рисунок 3.1 Танк Т-80 У с экипажем.
Рисунок 4.1 Танк Т-90С/А во время испытаний.
Рисунок 4.2 Броня танка Т-90С/А1
Рисунок 4.3 Варианты башен со сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)