Керамическая броня
В последнее время одной из мировых тенденций в бронировании боевой техники становится использование так называемой керамической брони, которая обладает меньшим весом в сравнении со стальной, одновременно с этим, не уступая в прочности броневой стали, а в чем-то даже превосходя ее. Одновременно с этим недостатками такой брони признают ее высокую стоимость по сравнению с броневой сталью. Применение керамической брони позволяет добиться повышения полезной нагрузки на шасси бронетехники за счет уменьшения массы бронирования, повышая при этом конечную стоимость боевой техники.
Одновременно с этим существуют и другие проблемы. Керамическая плитка рассеивает энергию пули или снаряда по всей своей площади, разрушаясь при этом, а при попадании в стыки разрушаются и соседние плитки. Все это ведет к снижению защитной площади, которая уменьшается соответственно площади поврежденных керамических плит. В настоящее время основной проблемой такой защиты является то, что керамические плиты не в состоянии противостоять многочисленным попаданиям, а также не пригодны к проведению ремонта в условиях войсковой эксплуатации. Минимальное расстояние между попаданиями без пробития должно быть достаточно высоким. При этом при воздействии на такую броню самодельных взрывных устройств плитка не может справиться, так как взрывная волна повреждает большое количество плит в жесткой панели и может подвергнуть экипаж воздействию осколков в незащищенной зоне. Оставшиеся плитки могут расшататься или просто выпасть с модуля.
Lockheed Martin UK работает над керамической броней стойкой к многократным попаданиям
Создание новых образцов легких средств улучшения живучести и защиты бронетехники, используемой в боевых условиях спецназом и армией Великобритании, получило новый импульс. Компания Lockheed Martin UK тесно сотрудничает с инженерами-исследователеями из Университета Суррея по вопросу придания керамической броне стойкости при многократных попаданиях. Керамические материалы, которые в настоящее время все чаще заменяют в броне сталь, хорошо защищают экипаж и технику от последствий поражения. Такая броня чрезвычайно устойчива к пробитию различными бронебойными средствами, являясь наряду с этим еще и более легкой, по сравнению с обычной броней.
Однако проблема, которая стоит перед производителями керамической брони, состоит в том, что преимущества повышенного уровня защиты и меньшей массы были уравновешены и недостатками, которые связанны с приклеиванием керамических бронепластин, для того чтобы связать их с подложкой. Такой метод крепления позволяет в случае попадании в керамическую броню выкрашивать ее по частям, что превращает ее в менее надежную, по сравнению с традиционной металлической броней. Особенно в случае защиты бронированных целей от многократных попаданий. Поэтому, для того чтобы сделать керамическую броню надежнее ее приходится делать тяжелее, а это уже ведет к снижению ее преимуществ.
В то же время ученые из Университета Суррея создали метод обработки поверхности керамической брони, для того чтобы улучшить прочность керамических композитных материалов как на основе карбида кремния, так и оксида алюминия. Данная разработка в состоянии повысить надежность такого рода брони в боевых условиях. «Однако несмотря на то, что керамическая броня обладает рядом преимуществ в сравнении с иными методами защиты, существуют еще некоторые проблемы», отмечает доктор Эндрю Харрис – инженер-исследователь из Университета Суррея.
В то же время ученый отметил тот факт, что тесные отношения с Lockheed Martin позволили им создать метод обработки керамических материалов, ведущий к улучшению эффективности такой брони. Сообщается, что ключом к повышению характеристик, которые были подтверждены испытаниями, стало предварительное кондиционирование керамических плит, перед их закреплением на подложке.
При этом снижение веса бронетехники становится для современной армии все более важным требованием, так как позволяет обеспечить быстрое развитие подразделений в наиболее конфликтных регионах, отмечает Стив Бурнэйдж главный конструктор Lockheed Martin UK. Проведенные испытания показывают, что при помощи обработки поверхности карбида кремния и оксида алюминия можно повысить прочность связей. Проведенные испытания продемонстрировали, что в случае обстрела 14,5-мм бронебойно-зажигательными боеприпасами повреждения металлической панели под керамической броней не произошло и при многократном близком попадании. В настоящее время ввод в эксплуатацию подобной брони является лишь вопросом времени не только для бронированных целей, но и для бронежилетов.
В дополнении к применению в военной сфере у предложенной технологии существует потенциал и в других областях, к примеру, в космосе, где керамические плитки применяются для защиты транспортных средств от негативных последствий, проявляющихся при их возвращения в атмосферу. Продолжить работы в этой области Lockheed Martin UK собирается с Лондонским центром (LCN) в Университетском колледже Лондона (UCL).
Российские разработки
Стоит отметить, что Россия – одна из первых в мире еще в середине 1970-х годов начала проводить систематические исследования по бронекерамике. Тогда в ходе проведения опытов и экспериментов с самыми различными металлокерамическими и керамическими материалами советские специалисты пришли к выводу о том, что по технологическим и физико-механическим параметрам наиболее перспективными в практическом применении представляются карбидокремниевая, карбидоборная и корундовая керамика.
Справедливости ради можно отметить, что в карбидокремниевой и корундовой керамике советские успехи были достаточно скромны. В 1980 году в НИИ Стали была отработана в опытном плане (в качестве противовеса английской броне «Чобхэм») защита лобовых узлов и деталей танков. Но ее практически сразу же сделало морально устаревшей появление динамической защиты. К тому же вопросы, которые были связаны с конструктивной живучестью керамической брони, все еще оставались не до конца решенными. В то же время в отношении легких боевых машин и средств индивидуальной защиты (СИЗ) актуальность керамической брони не только не уменьшилась, но и по ряду причин даже увеличилась, поэтому исследования в данной области осуществляются практически всеми создателями «легкой брони». К сожалению, в нашей стране, так называемая перестройка, сильно отбросила назад нашу промышленность. В плане совершенствования и производства отечественной броневой керамики мы были возвращены примерно на уровень 70-х годов.
В то же время требования, предъявляемые сегодня основными заказчиками (МВД, ФСБ, Минобороны), достаточно явно свидетельствуют нам о том, что разработка легких бронеструктур для средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) высоких уровней, таких как 5-6а, не представляется выполнимой без применения керамической брони. При этом основным требованиям силовиков остается снижение массы брони. Для создателей СИБ они гораздо жестче, чем для разработчиков бронетехники. Поэтому разработчики СИБ выбирают наиболее легкие материалы – карбид бора и карбид кремния.
Дальнейшее же улучшение характеристик керамической брони для боевой техники должно проводиться по следующим направлениям. Первое – это повышение качества бронекерамики. Последние 2-3 года в НИИ Стали достаточно тесно сотрудничают с российскими производителями бронекерамики – ЗАО «Алокс», ОАО «НЭВЗ-Союз», ООО «Вириал» по вопросу отработки и улучшения качества керамической брони. Совместными усилиями удалось существенно повысить ее качество и довести его почти до уровня западных образцов.
Второе – это отработка рациональных конструктивных решений. Известно, что керамические плиты обладают особыми зонами вблизи их стыков, данные зоны снижают баллистические характеристики брони. С целью выравнивания свойств керамических панелей создана конструкция так называемой «профилированной» бронеплитки. Данные панели, к примеру, смонтированы на автомобиль «Каратель» и уже успели успешно пройти серию предварительных испытаний. Вес панелей класса защиты 6а составил 60 килограмм-сил на 1 кв. метр. Помимо этого, были отработаны структуры на основе корунда с подложкой из арамидов и СВМПЭ с весом всего в 45 килограмм-сил на 1 кв. метр для панелей защиты того же класса. Но использование таких панелей на боевой технике ограничено в связи с наличием ряда дополнительных требований (к примеру, стойкости в случае бокового подрыва взрывного устройства).
Третье – для бронетехники, такой как БТР или БМП, характерно достаточно плотное огневое воздействие противника, по этой причине предельная плотность поражений, которую в состоянии обеспечить керамическая бронепанель, выполненная по принципу «сплошного бронирования», может оказаться недостаточной. Решением этой проблемы может стать применение дискретных керамических сборок брони, состоящих из цилиндрических или шестигранных элементов, соразмерных средствам поражения (огневого воздействия). Дискретная компоновка брони позволяет обеспечить максимальную живучесть композитных бронепанелей, предельная плотность поражения которых вплотную приближается к аналогичному показателю для бронеконструкций из металла.
При этом новые весовые характеристики дискретных керамических бронеконструкций, имеющих основой стальной или алюминиевый бронелист на 5-10% превышают массу керамических панелей, имеющих сплошную компоновку. Однако преимуществом дискретных керамических панелей является отсутствие надобности в приклеивании ее к подложке. Данные бронеплиты уже были установлены и испытаны на опытных образцах БМД-4 и БРДМ-3. В настоящее время данные панели используются на этапе ОКР по проектам «Бумеранг» и «Тайфун».
Источники информации:
http://www.army-guide.com/rus/article/article_2318.html
http://vpk-news.ru/articles/9011
http://twower.livejournal.com/612904.html
Одновременно с этим существуют и другие проблемы. Керамическая плитка рассеивает энергию пули или снаряда по всей своей площади, разрушаясь при этом, а при попадании в стыки разрушаются и соседние плитки. Все это ведет к снижению защитной площади, которая уменьшается соответственно площади поврежденных керамических плит. В настоящее время основной проблемой такой защиты является то, что керамические плиты не в состоянии противостоять многочисленным попаданиям, а также не пригодны к проведению ремонта в условиях войсковой эксплуатации. Минимальное расстояние между попаданиями без пробития должно быть достаточно высоким. При этом при воздействии на такую броню самодельных взрывных устройств плитка не может справиться, так как взрывная волна повреждает большое количество плит в жесткой панели и может подвергнуть экипаж воздействию осколков в незащищенной зоне. Оставшиеся плитки могут расшататься или просто выпасть с модуля.
Lockheed Martin UK работает над керамической броней стойкой к многократным попаданиям
Создание новых образцов легких средств улучшения живучести и защиты бронетехники, используемой в боевых условиях спецназом и армией Великобритании, получило новый импульс. Компания Lockheed Martin UK тесно сотрудничает с инженерами-исследователеями из Университета Суррея по вопросу придания керамической броне стойкости при многократных попаданиях. Керамические материалы, которые в настоящее время все чаще заменяют в броне сталь, хорошо защищают экипаж и технику от последствий поражения. Такая броня чрезвычайно устойчива к пробитию различными бронебойными средствами, являясь наряду с этим еще и более легкой, по сравнению с обычной броней.
Однако проблема, которая стоит перед производителями керамической брони, состоит в том, что преимущества повышенного уровня защиты и меньшей массы были уравновешены и недостатками, которые связанны с приклеиванием керамических бронепластин, для того чтобы связать их с подложкой. Такой метод крепления позволяет в случае попадании в керамическую броню выкрашивать ее по частям, что превращает ее в менее надежную, по сравнению с традиционной металлической броней. Особенно в случае защиты бронированных целей от многократных попаданий. Поэтому, для того чтобы сделать керамическую броню надежнее ее приходится делать тяжелее, а это уже ведет к снижению ее преимуществ.
В то же время ученые из Университета Суррея создали метод обработки поверхности керамической брони, для того чтобы улучшить прочность керамических композитных материалов как на основе карбида кремния, так и оксида алюминия. Данная разработка в состоянии повысить надежность такого рода брони в боевых условиях. «Однако несмотря на то, что керамическая броня обладает рядом преимуществ в сравнении с иными методами защиты, существуют еще некоторые проблемы», отмечает доктор Эндрю Харрис – инженер-исследователь из Университета Суррея.
В то же время ученый отметил тот факт, что тесные отношения с Lockheed Martin позволили им создать метод обработки керамических материалов, ведущий к улучшению эффективности такой брони. Сообщается, что ключом к повышению характеристик, которые были подтверждены испытаниями, стало предварительное кондиционирование керамических плит, перед их закреплением на подложке.
При этом снижение веса бронетехники становится для современной армии все более важным требованием, так как позволяет обеспечить быстрое развитие подразделений в наиболее конфликтных регионах, отмечает Стив Бурнэйдж главный конструктор Lockheed Martin UK. Проведенные испытания показывают, что при помощи обработки поверхности карбида кремния и оксида алюминия можно повысить прочность связей. Проведенные испытания продемонстрировали, что в случае обстрела 14,5-мм бронебойно-зажигательными боеприпасами повреждения металлической панели под керамической броней не произошло и при многократном близком попадании. В настоящее время ввод в эксплуатацию подобной брони является лишь вопросом времени не только для бронированных целей, но и для бронежилетов.
В дополнении к применению в военной сфере у предложенной технологии существует потенциал и в других областях, к примеру, в космосе, где керамические плитки применяются для защиты транспортных средств от негативных последствий, проявляющихся при их возвращения в атмосферу. Продолжить работы в этой области Lockheed Martin UK собирается с Лондонским центром (LCN) в Университетском колледже Лондона (UCL).
Испытания керамической брони
Российские разработки
Стоит отметить, что Россия – одна из первых в мире еще в середине 1970-х годов начала проводить систематические исследования по бронекерамике. Тогда в ходе проведения опытов и экспериментов с самыми различными металлокерамическими и керамическими материалами советские специалисты пришли к выводу о том, что по технологическим и физико-механическим параметрам наиболее перспективными в практическом применении представляются карбидокремниевая, карбидоборная и корундовая керамика.
Справедливости ради можно отметить, что в карбидокремниевой и корундовой керамике советские успехи были достаточно скромны. В 1980 году в НИИ Стали была отработана в опытном плане (в качестве противовеса английской броне «Чобхэм») защита лобовых узлов и деталей танков. Но ее практически сразу же сделало морально устаревшей появление динамической защиты. К тому же вопросы, которые были связаны с конструктивной живучестью керамической брони, все еще оставались не до конца решенными. В то же время в отношении легких боевых машин и средств индивидуальной защиты (СИЗ) актуальность керамической брони не только не уменьшилась, но и по ряду причин даже увеличилась, поэтому исследования в данной области осуществляются практически всеми создателями «легкой брони». К сожалению, в нашей стране, так называемая перестройка, сильно отбросила назад нашу промышленность. В плане совершенствования и производства отечественной броневой керамики мы были возвращены примерно на уровень 70-х годов.
В то же время требования, предъявляемые сегодня основными заказчиками (МВД, ФСБ, Минобороны), достаточно явно свидетельствуют нам о том, что разработка легких бронеструктур для средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) высоких уровней, таких как 5-6а, не представляется выполнимой без применения керамической брони. При этом основным требованиям силовиков остается снижение массы брони. Для создателей СИБ они гораздо жестче, чем для разработчиков бронетехники. Поэтому разработчики СИБ выбирают наиболее легкие материалы – карбид бора и карбид кремния.
Дальнейшее же улучшение характеристик керамической брони для боевой техники должно проводиться по следующим направлениям. Первое – это повышение качества бронекерамики. Последние 2-3 года в НИИ Стали достаточно тесно сотрудничают с российскими производителями бронекерамики – ЗАО «Алокс», ОАО «НЭВЗ-Союз», ООО «Вириал» по вопросу отработки и улучшения качества керамической брони. Совместными усилиями удалось существенно повысить ее качество и довести его почти до уровня западных образцов.
Бронеавтомобиль "Тайфун" с комбинированной бронезащитой
Второе – это отработка рациональных конструктивных решений. Известно, что керамические плиты обладают особыми зонами вблизи их стыков, данные зоны снижают баллистические характеристики брони. С целью выравнивания свойств керамических панелей создана конструкция так называемой «профилированной» бронеплитки. Данные панели, к примеру, смонтированы на автомобиль «Каратель» и уже успели успешно пройти серию предварительных испытаний. Вес панелей класса защиты 6а составил 60 килограмм-сил на 1 кв. метр. Помимо этого, были отработаны структуры на основе корунда с подложкой из арамидов и СВМПЭ с весом всего в 45 килограмм-сил на 1 кв. метр для панелей защиты того же класса. Но использование таких панелей на боевой технике ограничено в связи с наличием ряда дополнительных требований (к примеру, стойкости в случае бокового подрыва взрывного устройства).
Третье – для бронетехники, такой как БТР или БМП, характерно достаточно плотное огневое воздействие противника, по этой причине предельная плотность поражений, которую в состоянии обеспечить керамическая бронепанель, выполненная по принципу «сплошного бронирования», может оказаться недостаточной. Решением этой проблемы может стать применение дискретных керамических сборок брони, состоящих из цилиндрических или шестигранных элементов, соразмерных средствам поражения (огневого воздействия). Дискретная компоновка брони позволяет обеспечить максимальную живучесть композитных бронепанелей, предельная плотность поражения которых вплотную приближается к аналогичному показателю для бронеконструкций из металла.
При этом новые весовые характеристики дискретных керамических бронеконструкций, имеющих основой стальной или алюминиевый бронелист на 5-10% превышают массу керамических панелей, имеющих сплошную компоновку. Однако преимуществом дискретных керамических панелей является отсутствие надобности в приклеивании ее к подложке. Данные бронеплиты уже были установлены и испытаны на опытных образцах БМД-4 и БРДМ-3. В настоящее время данные панели используются на этапе ОКР по проектам «Бумеранг» и «Тайфун».
Источники информации:
http://www.army-guide.com/rus/article/article_2318.html
http://vpk-news.ru/articles/9011
http://twower.livejournal.com/612904.html
Информация