Mrap – довольная старая идея
Противокумулятивная решетчатая броня за последнее десятилетие претерпела серьезные улучшения. Этот Cougar от Force Protection весь окружен клеткой из стальных планок
Если конструкция Mrap (Mine Resistant Ambush Protected - с усиленной противоминной защитой) тесно связана с операциями в Ираке и Афганистане, то история говорит нам, что подобная концепция фактически насчитывает уже примерно 50 лет. В то время другая арабская страна была полем продолжительной и кровавой битвы - Алжир. Французская армия опробовала там новую тактику, став первой армией использовавшей вертолеты в качестве высокомобильных средств специальных сил, которые были тренированы и экипированы уничтожать повстанцев «Катиба» в горной местности.
Были и другие инновации, среди которых некоторые удивительным образом модифицированные грузовики, которые были частью французских средств для противоповстанческих операций. Алжирские бойцы, как правило, организовывали засады, но также широко применяли мины и бомбы, спрятанные на дорогах и часто используемых тропах.
Основные машины французской армии состояли из американских излишков времен второй мировой, а именно полугусеничных машин, грузовиков GMC, легких разведывательных автомобилей M8 и джипов. Ни одна из них не была способна выдержать взрыв и осколки, создаваемые минами и придорожными бомбами. Таким образом, компания AMX получила предложение на разработку минозащищенной машины, способной лучше защищать войска и транспортные колонны.
В сотрудничестве с компанией Berliet – производителем грузовиков известным благодаря своим высокомобильным грузовикам «для Сахары» – AMX создала бронированный корпус, отличающийся превосходным V-образным профилем. Кто-то может сказать, «ничего нового в военной сфере», и будет прав! Первые машины были поставлены на вооружение в 1959 году.
Десятилетие спустя в южной части Африки начались небольшие, «связанные с Холодной войной» конфликты. Партизаны, поддерживаемые Советским Союзом, занимались дестабилизацией так называемых «колониальных» режимов в ЮАР, Намибии, Анголе и Мозамбике. Мины и придорожные бомбы снова стали основным оружием в руках нерегулярных сил. Настало время начать серьезные инженерные работы в области боевых бронированных машин с противоминной защитой.
Первые эксперименты начались в Южной Африке, там появились машины с «длинными ногами» и V-образной формой корпуса. Эти первые машины выглядели как хитроумное изобретение «сделай сам», в них совмещались силовые приводы легких грузовиков, самодельные рамы и сварные коробки для защиты водителя и экипажа в самой удаленной от земли точке. Итак, существенной особенностью этих машин является размещение личного состава как можно дальше от места подрыва. Чем дальше, тем лучше.
Черно-белые фото напоминают о старой истории: в конце 50-х годов компании AMX и Berliet объединились для создания первой машины MRAP, которая предназначалась для эксплуатации в Алжире для сопровождения конвоев и перевозки пехоты
На фото четко видна V-образная с углом 90° нижняя часть корпуса южноафриканского транспортера Ivema Gila
Ocelot от Force Protection выиграл программу LPPV в Великобритании. Он сочетает V-образный корпус и композитную структуру, усиленную керамикой
Такие машины как Caspir, Ratel и Buffel прошли все этапы, от экспериментального образца до производства. Южноафриканские вооруженные силы широко использовали их в своей борьбе против СВАПО (Организация Народов Юго-Западной Африки) и других повстанцев и подтвердили их достаточную эффективность для защиты солдат и систем вооружения. Технология минной защиты, в основном базирующаяся на концепции V-образного корпуса и «расходуемых» элементах подвески, мигрировала на другие средства, например грузовики снабжения (например, Samil) и даже самоходные гаубицы типа G6.
Что касается броневых материалов, то использовалась исключительно обычная гомогенная катаная броня. Не было сложной керамики, арамидных волокон, композиционных материалов, а только умелая сборка как следствие новых сварочных и гибочных процессов и плюс умное применение пространства и изолированных отделений. Интересно, что Merkava Mk 1 был спроектирован по тем же принципам и в тоже время!
Тем временем, пока северное полушарие застыло на этапе Холодной войны, в южных регионах большую озабоченность вызывали бесконечные засады, бои в зарослях, рейды и борьба за контролирование районов, все это имело свои баллистические последствия в виде взрывов и осколков. Впрочем, позднее была проведена миротворческая операция в бывшей Югославии, полностью изменившая умы и стратегии разработки военной техники.
Немецкая промышленность была среди первых, понявшая драматичные перемены, которые еще требовали объяснения, и в связи с эти в 1996 году была выпущена машина ATV от Krauss-Maffei Wegmann. Это привело к новому поколению минозащищенных машин с более сбалансированной конструкцией, включающих новые технологии, но сохраняющих концепцию грузового автомобиля. ATV получила обозначение Dingo и стала одной из самых успешных промышленных историй на пороге нового столетия.
Компания Permali Gloucester является главным специалистом по бронированию. На этих двух фото показаны боковые и днищевые панели для легких и средних машин. Хотя комплект противоминного бронирования создан для Land Rover, интересно отметить, что не видно сварочного шва. Для повышения прочности предпочтительны отгибка, гибка и штамповка, а сварка исключается насколько это возможно
Ближний план кормы автомобиля BAE Systems RC-35, показаны две интересные особенности бронированной конструкции. Во-первых, угол у «V» довольно большой и усилен небольшой приваренной пластиной. Во-вторых, сварочный шов между V-образным днищем и бортами корпуса четко виден. Большое перекрытие между верхней и нижней конструкциями гарантирует жесткость и надлежащую изоляцию от ударной волны. Типичная толщина листов легированной стали составляет примерно 18 мм. Они обеспечивают баллистический Уровень 3 и противоминный Уровень 4a/4b
Matador от компании Paramount имеет прямую генетическую связь со своими знаменитыми южноафриканскими предшественниками Caspir и Buffel. V-образный корпус является основой его конструкции. Paramount создала новую машину Mbombe, которая базируется на новом подходе к защите
Быть V-образным или не быть V-образным?
V было магической буквой и обязательным пунктом в разговорах о конструкциях минозащищенного корпуса, вплоть до того, что невозможно никакое доверие к машине, если эта буква не является ее основным элементом. Маркетинг был настолько эффективным, что многие армии требовали «V» в качестве основного решения для своих планируемых закупок. Производители боевых бронированных машин понимали что без «V» многие возможности бизнеса исчезли бы. Поэтому шаг от «чисто теоретической V» до предлагаемой на рынке «V» был очень коротким.
Красота «V» состоит в том, что одиночный гнутый или правильно сваренный лист стали, размещенный на правильной высоте, обеспечивает противоминную защиту без каких бы то ни было дополнительных элементов. Это функционально законченное решение. Толщина листа также важна, но меньше, чем значение угла. Было четко продемонстрировано, что «плоская V» не ведет себя расчетным образом, в этом случае взрывная волна не отражается в достаточной мере. Отклонение волны эффективно происходит при угле близком к 90°. Тем не менее, когда он сочетается с высоким клиренсом, то это автоматически приводит к высокому силуэту – слабое место всех машин класса Mrap.
Противоповстанческие операции в Ираке начались в 2004 году. Mrap стал ответом американской промышленности на неотложные оперативные требования. Бывшие южноафриканские инженеры были приглашены инновационными и коммерчески агрессивными компаниями, как например Force Protection или Navistar. В очень сжатые сроки они смогли предложить решения для американской морской пехоты, которая всегда была первой в приобретении боевых и вспомогательных машин нового поколения. Южноафриканские товарищи пришли с проверенным решением, которое они знали, «V», остальное конечно уже хорошо известно.
Американская промышленность тяжелых машин, принимая во внимание военное положение, за несколько лет смогла поставить тысячи машин Mrap. Было произведено множество моделей, они становились все тяжелее и тяжелее по мере усиления угрозы. К концу 2008 года этот смертельный порочный круг развился в эксплуатационный тупик. Действительно, машины Mrap не были созданы для езды по пересеченной местности и по мере своего утяжеления их мобильность все в большей степени ухудшалась. Таким образом, повстанцы знали, на чем их подловить.
Машина Cougar от Force Protection отличается толстыми и тяжелыми бронированными блоками по бортам для предотвращения пробивания капсулы экипажа снарядоформирующими зарядами. Как можно видеть на примере Cougar, глушители и другие средства РЭП «преуспели» на борту всех машин Mrap в Ираке и Афганистане, но создали проблемы для систем связи, безопасности экипажа и противоречат медицинским нормам
Существующие решения «V» – вся правда
Было время подумать по-другому и решить парадигму защиты. Стратеги внезапно поняли или заново открыли, что мобильность была частью целостного подхода к живучести. На недавнем симпозиуме французская армия заявила, что ни один VBL не был подстрелен из РПГ, хотя многие из них подвергались этой угрозе и обстреливались повстанцами на всех ТВД за последние 20 лет. Попросту машина очень небольшая и очень подвижная.
Была запущена программа по M-ATV (автомобиль повышенной проходимости с усиленной противоминной защитой), предполагалось, что решения по его защите могут быть самыми разнообразными. Целью было создание машины повышенной проходимости с более сбалансированной баллистической защитой. Уменьшение силуэта с целью улучшения подвижности привело к исключению «V-образного» днища. На этом этапе истории необходимо подчеркнуть что «V» является просто техническим решением, а отнюдь не руководством к действию. Ни Merkava, ни Puma, ни VBCI и даже легкие Mrap как, например Dingo или Aravis, не базируются на V-образном корпусе. Толстое и прочное днище или энергопоглощающие модули также являются очень эффективными техническими решениями.
Тем не менее, некоторая путаница намеренно поддерживалась по очевидным маркетинговым соображениям. Действительно, любой может заметить что «V-образное» или даже «двойное V-образное» днище упоминаются в некоторых программах, хотя угол «V» при этом довольно плоский. Единственная цель этих так называемых V-днищ – увеличение жесткости днища без способности отклонить любой взрыв. Эта технология была применена в модернизационной программе по канадской машине Lav 3, ее можно также увидеть на корпусах Oshkosh M-ATV, Piranha 5 или на некоторых других боевых машинах 6x6 и 8x8.
Интересно, что в технологиях «более плоских» днищ применяются весьма традиционные материалы, при этом предпочтительны катаная гомогенная броня и легированные стали. Низкие силуэты означают меньшее расстояние между днищем и грунтом. Поэтому обязательно применение материалов с хорошими баллистическими и упругими свойствами. Хорошие баллистические свойства необходимы для останова осколков и шрапнели, создаваемых минами и грунтом (поскольку камни и галька на высокой скорости могут быть также летальными).
С другой стороны хорошая ударная вязкость гарантирует, что пластина поглотит ударную волну без разрушения или растрескивания. Оказывается, что хорошая добрая катаная гомогенная броня и ее вариации, легированные или высокопрочные стали, очень хорошо выполняют свою работу.
В нижней части машин M-ATV или Dingo имеется много стали. В Nexter Aravis также используются отлично спроектированные энергопоглощающие модули, изготовленные из стали. Для обеспечения уровня противоминной защиты 4a/4b они комбинируются с днищем, изготовленным из гнутых алюминиевых листов. Также достойно внимания то, что также очень подходят некоторые алюминиевые сплавы, поскольку они имеют замечательную способность останавливать осколки.
Исходя из типа угрозы, в броневой сэндвич могут быть интегрированы также другие материалы. Стекло и полиэтилен в числе фаворитов. Они очень хорошо противостоят небольшим минам типа «ударное ядро» (используются в некоторых минах, например в бывшей югославской TMRP-6).
Самой важной частью в проектировании «плоского» днища является обеспечение его цельности при воздействии ударной волны. Редукторы, мосты и другие компоненты механической трансмиссии машин категории Mrap требуют под себя отверстия в корпусе и основной конструкции машины. Искусство минозащищенных машин состоит в герметизации этих отверстий без ухудшения подвижности.
Ranger от Universal Engineering был представлен в качестве окончательной концепции Mrap. В нем соединены почти все доступные технологии, обеспечивающие лучшую защиту при имеющихся ограничениях массы. Несмотря на многообещающие характеристики Ranger на сегодняшний день не смог найти ни одного покупателя
Получение правильного продукта
По меньшей мере, три шага определяют развитие угроз в Ираке и Афганистане.
• шаг первый: состоит в минах и закопанных снарядах всех типов, которые поражают нижнюю часть Mrap.
• шаг второй: в городских действиях и при охране объектов широко распространение получили атаки РПГ. Техническим ответом стала стационарная защита в виде реек, решеток и других аналогичных решений. Поскольку большая часть пусков РПГ была нейтрализована этой технологией, то повстанцы начали думать по-другому.
• шаг третий: cнарядоформирующие заряды (или СФЗ) показали свою ужасную сущность, они оказались гораздо более летальной угрозой по сравнению с РПГ. Вдобавок они могут удаленно управляться, что сильно затрудняет обнаружение оператора. Они также могут приводиться в действие по проводам или посредством других устройств. Они в основном изготавливаются из старых артиллерийских снарядов: корпус разрезается на две части и сферический железный кусок прикрепляется прямо к взрывному блоку. Эта сферическая часть непосредственно штампуется из листового металла. Это оружие ручной работы имеет непостоянные характеристики, одна из них состоит в том, что они могут создавать много небольших снарядов, до трех, вместо одного большого. Таким образом, они поражают машину залпом и поэтому броневая защита должна проектироваться соответствующим образом.
На стыке столетий с появлением мин и придорожных бомб двери и сиденья стали высокотехнологичными элементами. Двери этого автомобиля Dingo 2 представляют собой пример использования новых технологий, предотвращающих поражение экипажа ударной волной, взрывом и осколками
Супер Биг-Мак
СФЗ (снарядоформирующий заряд) наносит урон за трех основных факторов: удар, пробивание и фрагментация. Неудивительно, что специальная броневая защита в основном представляет собой различные слои, объединенные в некоем блоке. Каждый слой тщательно отбирается и размещается для нейтрализации одного из вышеупомянутых воздействий. Стоит заметить, что стандартный промышленный СФЗ способен пробить до 100 мм катаной однородной брони, а это означает 780 кг металла на кв. метр! Все боковые поверхности могут составлять у Mrap 15 м2, что может составить 12 тонн стали.
В связи с этим, конструкторы Mrap должны были работать с ограниченными защищаемыми зонами, но в лабораториях бронирования создали технологии бронирования с высокой массовой эффективностью (Em – отношение поверхностной плотности катаной гомогенной брони к общей площади бронирования). Статистика говорит, что СФЗ в основном «летают» над землей на высоте 0,8 – 2 метра, что подразумевает размещение броневых блоков между этими высотами по обоим бортам машины.
Некоторые так называемые броневые листы «Супер Биг-Мак» отличаются наличием до восьми слоев различных материалов. Сталь применяется для создания внешнего корпуса блоков. Она обеспечивает необходимую жесткость и может крепиться болтами или сваркой. Внутренняя структура изготавливается из алюминия, титана, резины, керамики, стекла и полиэтилена. Они взаимодействуют между собой за счет сочетания своих механических свойств и тем самым эффективно останавливают снаряды и поглощают энергию и осколки.
Каждый разработчик брони имеет свой собственный рецепт, который он хранит у сердца, как это сделал бы любой великий шеф-повар. Наиболее изящные технологии легко достигают Em=1,5, что эквивалентно трем тоннам брони для больших машин Mrap.
Транспортными средствами может перевозиться до ста кг взрывчатых веществ (СВУ в автомобиле). Эти машины приводятся в действие водителями-самоубйцами, которые таранят ими колоны коалиции. Здесь лучшей защитой является сбор информации и последующее дистанционное уничтожение автомобиля.
Вернемся к более классической угрозе неподвижных бомб, здесь особое внимание было обращено на конструкцию дверей и люков. Необходимо напомнить, что большое количество взрывчатого вещества создает двойную волну. Первая прямо воздействует на машину, но за ней незамедлительно следует жестокое, так называемое обратное разрежение, которое стремится оторвать двери и люки. Обе волны в равной степени летальны для экипажа, который подвергается удару и встряхиванию, и здесь целой статьи не хватит, чтобы подробно описать технологии минозащищенных сидений, которые в настоящее устанавливаются в машинах.
Этот автомобиль BMC отличается очень интересным решением, заключающимся в том, что весь корпус соединен с шасси через центральный мост, что позволяет ему вращаться в случае боковой атаки. Мощные пружины толкают корпус обратно на место после уменьшения силы взрывной волны. Гордый дуб вырывается с корнем в бурю, а смиренный тростник просто сгибается вниз
Прозрачная броня
Более интересны значительные улучшения, которые принесло применение прозрачной брони. Благодаря большим потребностям американских программ по Mrap, производители в финансовом отношении оказались в благоприятном положении и с большим желанием инвестировали в эти технологии.
Бронированные стекла образца 2013 года очень сильно отличаются от обычных пластин из толстого стекла выпуска 90-х годов. Новая композиционная или прозрачная керамика, например Saint Gobain Sapphire, отличается даже лучшей Em по сравнению с катаной гомогенной броней! Прозрачная броня является ключевой технологией, предоставляющей экипажу немедленную ситуативную информированность - важнейшее оперативное требование в противоповстанческих миссиях.
Технология бронирования сделала качественный скачок за последние пятнадцать лет и многим она обязана программам Mrap. Эти технологии в настоящее время мигрируют на другие боевые бронированные машины. Например, перспективный французский БТР VBMR включил в себя технологии защиты, разработанные для машин Mrap, но в нем они встроены в механическую архитектуру более классического типа, свойственную боевым бронированным машинам.
И помните...
Концепция Mrap была на грани самоликвидации, когда ее плохая мобильность начала создавать стратегические проблемы. На помощь приходят M-ATV и решения по усовершенствованной независимой подвеске, продвигаемые, например компанией Oshkosh. Впрочем, история защиты Mrap «прозвонила в набат» несколько раз и еще раз показала, как важен системный подход, где мобильность, ситуационная осведомленность, обмен информацией и активная защита должны все быть объединены в единый броневой купол вокруг машины. Это является одним из самых важных уроков, извлеченных из недавних боевых действий. Самый лучший баллистический материал никогда не заменит его.
Использованы материалы:
Armada International 2/2013
www.baesystems.com
www.ivema.co.za
www.gdls.com/
www.permali.co.uk
www.paramountgroup.biz
www.universalengineering.co.uk
http://www.bmc.com.tr/
Информация