Военное обозрение

Алюминиевая броня для боевых машин

48

Боевая машина пехоты БМП-1. Основная часть корпуса выполнена стальной; из алюминиевого сплава сделан характерный люк на верхней лобовой детали. Фото Wikimedia Commons


Во второй половине прошлого века широкое распространение получили боевые бронированные машины, защита которых обеспечивается катанными деталями того или иного рода из алюминиевых сплавов. Несмотря на кажущуюся мягкость и другие особенности, алюминий смог показать все свои преимущества перед стальной броней и даже потеснить ее в ряде сфер.

Долгая история


Алюминий как материал для перспективного бронирования начали рассматривать только в середине XX в. К примеру, в нашей стране работы в этом направлении стартовали в конце сороковых. Советские специалисты сначала искали возможность создания легкой брони для самолетов; затем начался такой же проект в интересах флота. И только к концу пятидесятых алюминиевую броню начали «примерять» к сухопутным ББМ. Схожие процессы в то время наблюдались и в зарубежных странах.

К началу шестидесятых годов советские и зарубежные металлурги нашли оптимальные сплавы алюминия и других металлов, способные показывать желаемые показатели прочности. К середине шестидесятых такие сплавы нашли применение в реальных проектах легкой бронетехники ряда типов. В одних случаях алюминий использовался самостоятельно, в других – вместе с другими металлами.


Американский БТР M113 с алюминиевым корпусом. Ввиду новых угроз собственная броня дополнена накладными блоками. Фото US Army

Впоследствии у нас и за рубежом появлялись новые сплавы – и новые бронемашины с подобной защитой. Готовые машины неоднократно участвовали в боях и показывали свои возможности. На испытаниях и на практике алюминиевая броня показала высокие характеристики и даже преимущества перед другой защитой. Все это позволяет ей до сих пор оставаться в строю.

Алюминиевые образцы


Первой отечественной ББМ с алюминиевой броней стала БМП-1. Она получила стальной корпус, но верхняя лобовая деталь-крышка трансмиссионного отсека выполняется из алюминиевого сплава. В тот же период создавалась БМД-1, получившая полный корпус из сплава АБТ-101 / «1901». Те же подходы использовались и в следующих машинах десанта. Более поздняя БМП-3 имеет алюминиевое разнесенное бронирование со стальными экранами, что позволяет лобовой проекции выдержать 30-мм снаряд.

Из зарубежных образцов в первую очередь стоит отметить БТР M113 американской разработки. Детали корпуса толщиной до 44 мм изготавливаются из сплавов 5083 и 5086. Лобовая проекция защищена от 12,7-мм пуль, другие поверхности – от нормального калибра. Современные БМП M2 Bradley тоже строятся из алюминиевых сплавов 7039 и 5083. Лоб и борт усилены стальными экранами.


Боевые машины десанта БМД-4М - как и предшественники строятся из алюминиевых сплавов. Фото Минобороны РФ

Технологии изготовления алюминиевого бронирования достаточно давно освоили и другие страны. Такая защита активно используется на ББМ разработки Великобритании, Германии, Франции и т.д. Некоторые сплавы и технологии сборки разработаны самостоятельно, другие приобретены у дружественных стран.

Вопрос технологий


Сам по себе алюминий не может служить достаточной защитой для ББМ из-за мягкости и недостаточной прочности, однако его сплавы способны показывать требуемые характеристики. Первыми появились и получили распространение нетермоупрочненные сплавы алюминия с магнием – АМг-6, 5083 и т.д. При сравнении с другими сплавами они показывают более высокие показатели противоосколочной защиты.

Существует группа сплавов с добавлением до 6-8 проц. магния и цинка – это советские АБТ-101 и АБТ-102, а также иностранные 7017, 7039 и т.д. Они отличаются увеличенной твердостью, что дает преимущества при защите от пуль или снарядов, но сокращает противоосколочный потенциал.


БМП-3. В отличие от предыдущих советских БМП, имеет алюминиевый корпус со стальными вставками,
Фото: army-news.ru

Алюминиевая броня может подвергаться дополнительной обработке, повышающей ее прочность. Прежде всего, это закалка и наклеп. С технологической точки зрения проще и удобнее термическое упрочнение – к тому же оно снимает ряд ограничений по производству деталей.

Броневая защита одной ББМ может включать элементы из разных сплавов с разными показателями толщины, углами установки и уровнем защиты. Так, для защиты от пуль нормального калибра требуется до 25-30 мм брони. Крупнокалиберные угрозы требуют ответ толщиной не менее 50-60 мм. Однако, несмотря на значительную толщину, такая броня не отличается чрезмерной массой. Возможно применение разнесенных преград.

Достаточно давно легкие сплавы начали комбинировать с другими материалами. В алюминиевые детали вставляют стальные или керамические элементы. Также в последние годы получили распространение накладные элементы дополнительной защиты, существенно улучшающие собственные показатели корпуса ББМ. Общая живучесть техники может повышаться и за счет средств динамической или активной защиты.


Алюминиевая БМП M2 Bradley. Фото US Army

Преимущества перед конкурентами


Основное преимущество алюминиевых сплавов заключается в меньшей плотности. За счет этого алюминиевая конструкция с теми же параметрами деталей оказывается существенно легче стальной. Такая экономия массы может использоваться для сокращения весовых показателей ББМ, для наращивания брони с увеличением уровня защиты или для решения других конструкторских задач.

Алюминий и сплавы выгодно отличаются от стальной брони большей жесткостью. Это позволяет убрать из конструкции бронекорпуса силовые элементы и тем самым уменьшить его массу. В ряде случаев достигается экономия массы не менее 25-30 проц.

Алюминиевая броня хорошо показывает себя при малых углах попадания, а также при углах более 45°. В таких условиях сплавы алюминия уверенно гасят энергию пули или осколка, не позволяя им пройти через броню насквозь или выбить осколки с тыльной стороны. При больших углах также обеспечивается рикошетирование без серьезных повреждений брони. Впрочем, в диапазоне от 30 до 45 град. лучшие результаты показывает сталь.


Поражение бронетранспортера M113 в борт 57-мм кумулятивными снарядами. Результат - два сквозных пробития с повреждением внутренних отсеков. Фото US Army

В первые десятилетия своего развития алюминиевые сплавы проигрывали стали по стоимости производства, что негативно сказывалось на цене готовых ББМ. В дальнейшем прогресс и новые технологии позволили сократить этот разрыв. Кроме того, появились новые варианты бронирования – не хуже алюминиевых сплавов, но и не дешевле них. Так, титановая броня, как минимум, не тяжелее, а комбинированная защита на основе керамики позволяет в тех же габаритах создать более стойкую преграду. Однако и тот, и другой вариант, значительно дороже алюминиевых сплавов.

Объективные ограничения


При всех положительных отличиях от стальной брони, алюминиевая имеет несколько недостатков. Главный – необходимость увеличения толщины для того же уровня защиты. Как следствие, выполнение мощной противоснарядной брони из алюминиевого сплава не представляется возможным – как гомогенной, так и комбинированной. Именно по этой причине танки и другие ББМ с высоким уровнем защиты по-прежнему полагаются на сталь.

Термоупрочненные алюминиевые сплавы более чувствительны к высоким температурам, чем броневая сталь. Так, стальной бронекорпус в ходе пожара может потерять прочность и характеристики защиты, но в основном сохраняет конструктивную целостность – если его не разрушат другие факторы. Алюминиевая броня при горении ББМ сначала теряет стойкость к баллистическим угрозам, а затем размягчается и даже плавится. При достаточно длительном горении машина буквально складывается или распадается. Все это представляет большую опасность для экипажа и десанта, а также исключает восстановление.


Результат пожара в алюминиевом корпусе M2 Bradley. Корпус оплавился, размягчился и развалился. Башня провалилась внутрь. Фото US Army

В свое время возникали проблемы при внедрении алюминиевого бронирования в производство техники. Предприятия, ранее работавшие только со сталью, были вынуждены осваивать новый материал и связанные с ним технологии. Впрочем, к настоящему времени все такие проблемы решены, и алюминиевая броня столь же привычна для заводов, как и стальная. «Почетное звание» сложной новинки со временем перешло к иным разработкам.

Особое решение


Как видим, алюминиевые сплавы имеют определенные преимущества и представляют большой интерес для разработчиков боевых бронированных машин. С середины прошлого века такой интерес вылился в появление нескольких десятков видов бронетехники с тем или иным использованием брони из алюминиевых сплавов. Некоторые остались на уровне проектирования и испытаний, а другие строились десятками тысяч и успешно решали боевые и иные задачи.

Сплавы алюминия подтвердили свой потенциал в контексте бронирования и потому нашли самое широкое применение. Они не смогли полностью вытеснить привычные стальные отливки или листы, но в ряде направлений стали хорошей заменой для них. При этом развитие средств защиты техники не остановилось, и к настоящему времени в распоряжении заказчиков и разработчиков бронетехники есть длинный список разнообразных материалов – алюминиевые сплавы занимают в нем далеко не последнее место.
Автор:
48 комментариев
Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.

Уже зарегистрированы? Войти

  1. Вождь краснокожих
    Вождь краснокожих 7 июля 2020 18:40 Новый
    +1
    Спасибо. Познавательно.
  2. polpot
    polpot 7 июля 2020 18:51 Новый
    +5
    Спасибо за статью , фото того что осталось от "Бредли" интересное .
    1. Magic Archer
      Magic Archer 7 июля 2020 19:02 Новый
      +5
      Было видео о расстреле украинской колонны. Помоему в районе Дебальцево. Больше всего поразили останки БМД. Блин с остатками пушки, оплавленный движок и гусеницы. Всё!! От экипажа даже костей не было. Ужас...
      1. одинокий
        одинокий 7 июля 2020 19:45 Новый
        +1
        Цитата: Magic Archer
        Блин с остатками пушки, оплавленный движок и гусеницы. Всё!! От экипажа даже костей не было. Ужас...

        Видел Бмп 2..Незнаю чем попали ,но там было помимо того что Вы перечислили, полботинка.Ужас какой то
        1. Лопатов
          Лопатов 7 июля 2020 19:48 Новый
          +2
          Цитата: одинокий
          Видел Бмп 2..Незнаю чем попали

          Сама скорее всего сгорела

          Цитата: одинокий
          полботинка

          Если поискать, в БМПшке и не такое найти можно laughing
          1. одинокий
            одинокий 7 июля 2020 21:02 Новый
            0
            Цитата: Лопатов
            Сама скорее всего сгорела

            Да,нет ..там помоему двойное попадание было..Это надо было видеть..жуткое зрелище.
            1. Лопатов
              Лопатов 7 июля 2020 21:43 Новый
              +2
              Ни разу не видел, чтобы они выгорали после попаданий. А вот самовозгораний- куча
  3. kenig1
    kenig1 7 июля 2020 18:53 Новый
    +6
    Не люк на верхней лобовой детали, а ребристый лист.
  4. Nikolaevich I
    Nikolaevich I 7 июля 2020 21:06 Новый
    +5
    Даааа....было славное доброе время ! Последняя четверть 20 века ! ,,0бкашливание,, различных видов брони: люминиевой, магниевой , титановой , стеклопластиковой (!) , керамической...! Интересно было жить ! Никто не спешил помирать ! Всем хотелось дожить до обещанного срока,чтобы убедиться: свершилось или не свершилось обещанное ! Были и в СССР опытные образцы бронетехники из стеклопластика ! Кстати, в США из люминия изготовляли не только М113...но и М114 , М551...в Англии - ,,Скорпион,,...!
  5. Вадим237
    Вадим237 7 июля 2020 21:14 Новый
    +3
    Более предпочтительней будет бронеметалопена на основе титанового сплава ВТ 32 лёгкая и на порядок прочнее нынешних алюминиевых бронесплавов.
    1. VicktorVR
      VicktorVR 8 июля 2020 14:51 Новый
      +1
      Вот только ценник у титановых сплавов в разы выше алюминиевых, обрабатываемость в десятки раз хуже. Как со свариваемостью не знаю, возможно тоже хуже чем у "люминия", но точно гораздо проблематичней, чем у стали.

      Что впрочем не мешает делать отдельные детали "летающих" машин из "титана", а то и корпуса подводных лодок.
      1. Вадим237
        Вадим237 9 июля 2020 11:42 Новый
        +1
        2000 рублей килограмм, сваривают такие сплавы в гелий аргоне в пропорции 80 на 20 - алюминий сварить сложнее всего только на постоянном токе с обратной полярностью что бы разрушить окисную плёнку. На счёт обрабатываемости титановых сплавов сейчас эта проблема уже не стоит, так как появилось новые станки и материалы резцов фрез свёрл - разновидности СТМ, твердосплавных, минералокерамических, сверхтвёрдых материалов.
        1. VicktorVR
          VicktorVR 11 июля 2020 07:26 Новый
          0
          Вот про обрабатываемость "титана" мне не надо рассказывать :). Н
          Реально производительность по стружке примерно раз в десять хуже, чем у стали. И от станков совершенно не зависит, наоборот, на старых советских производительность по стружке заметно выше за счет коробки/дикого крутящего момента и конструкции более лояльной к ударам. Чистовая обработка конечно на современных станках, но их возможности не используются и на 10% из-за низких скоростей резания и невысоких подач. А уж сколько всякого инструмента перепробовали...

          Кстати, насколько мне известно на некоторых машинах при ремонтах ставят стальные детали, вместо изношенных "родных" "титановых". Как раз из-за высокой стоимости и недоступности "титановых" деталей.
      2. doubovitski
        doubovitski 10 июля 2020 14:48 Новый
        0
        Цитата: VicktorVR
        Вот только ценник у титановых сплавов в разы выше алюминиевых, обрабатываемость в десятки раз хуже. Как со свариваемостью не знаю, возможно тоже хуже чем у "люминия", но точно гораздо проблематичней, чем у стали.

        Что впрочем не мешает делать отдельные детали "летающих" машин из "титана", а то и корпуса подводных лодок.

        Некоторые титановые сплавы знамениты тем, что горят на воздухе нисколько не хуже магниевых.
  6. ДэКо
    ДэКо 7 июля 2020 21:17 Новый
    -7
    Самые лучшие образцы наноброни выпускают на Украине. Вид первый это 30 слоёв стеклоткани, смазанной между собой эпоксидной смолой, а на первый слой- керамическая плитка. Говорят 12 калибр с 25 метров держит. И вид второй это сталь-резина-решётка-сталь Этот тоже 12,7 в упор держит
    1. Usher
      Usher 7 июля 2020 21:40 Новый
      +3
      Это сарказм?
      1. ДэКо
        ДэКо 7 июля 2020 21:59 Новый
        -2
        Это правда. Наберите на ютубе homemade armor plates и посмотрите. Это про стеклоткань. Там основные видео от Украины. Ну а про железо с резиной- интернет в помощь
    2. Nastia Makarova
      Nastia Makarova 8 июля 2020 08:52 Новый
      0
      на украине кроме рапса уже ничего не производят))))
      1. ДэКо
        ДэКо 8 июля 2020 14:00 Новый
        -2
        Смотрю минусы мне ставят истинные украинцы. Видать, правда глаза им колет
        1. Nastia Makarova
          Nastia Makarova 8 июля 2020 14:06 Новый
          0
          минусы ставят за бред
          1. ДэКо
            ДэКо 8 июля 2020 19:27 Новый
            +1
            За какой бред? Поищите в гугле, про броню из стеклоткани. Это ваши украинцы делают. И железо-резина тоже ваш укроборонпром показывает. А ещё они показывают ручной пулемёт из польского ППС 43, с деревянным прикладом. Да, ещё револьвер изобрели, под Калашовский патрон
            1. Nastia Makarova
              Nastia Makarova 9 июля 2020 07:11 Новый
              -1
              ураины уже и промышленности нет
              1. Вадим237
                Вадим237 9 июля 2020 11:44 Новый
                +1
                Вообще то есть, в том числе по производству титановых сплавов.
  7. Usher
    Usher 7 июля 2020 21:40 Новый
    0
    Вопрос спецам по броне: почему сейчас используют гомогенную броню, а не гетерогенную? От закалки отказались? Читая статьи про бронетехнику, постоянно вижу слова "катанная гомогенная броня", а почему не гетерогенная? Сложнее, дороже?
    1. Лопатов
      Лопатов 7 июля 2020 21:52 Новый
      +7
      Цитата: Usher
      катанная гомогенная броня

      В плане бронепробиваемости и стойкости к пробитию?
      Обычно "катанная гомогенная" применяется как эталон.

      То есть, к примеру, какая-то броня "противостоит БОПС так же, как N мм катанной гомогенной". Ну или обратное- "БОПС пробивает N мм катанной гомогенной"
    2. CouchExpert
      CouchExpert 8 июля 2020 09:15 Новый
      +2
      Гетерогенную используют в основном на ОБТ и подобных по уровню защиты вещах, да и там есть возможность делать ее практически только в лобовых проекциях корпусов/башен - в других местах банально не хватает габаритов (там используют активную защиту/экраны/решетки и т. д.). Комбинированная броня производится и совершенствуется примерно с 1960-х годов. Ну а катанная в качестве эквивалента для бронирования выбрана потому, что при ее производстве гораздо проще добиться равномерности механических свойств во всем объеме детали (если проще - катанная броня лучше литой аналогичной толщины из-за более сложного процесса литья, который создает различные напряжения внутри детали). К примеру 20-мм катанная стенка сварной конструкции имеет те же свойства независимо от того, где используется, а 20-мм по толщине часть некоей сложной литой детали (например, башни) может проявлять немного различные свойства в разных местах. Также литые конструкции как правило более склонны к образованию осколков. Однако процесс производства сложных деталей литьем имел преимущество в плане стоимости и трудоемкости, что было актуально для массовых ВС (смотрим на башни танков военного/раннего послевоенного периода ИС-3 например). В настоящее время катанная броня (+высококачественная сварка) практически вытеснила литье.
      1. Usher
        Usher 12 июля 2020 23:12 Новый
        0
        Вы прочитали мой вопрос? В ТТХ современных ОБТ пишут состав брони, то есть конструкцию и т.д. Так везде пишут катаная гомогенная. Не как эквивалент, а именно состав. А почему гетерогенную не используют. А все что вы выше написали, я и так знаю.
  8. Костя Лавинюков
    Костя Лавинюков 7 июля 2020 22:14 Новый
    +1
    Интересно было бы узнать, каково отношение твёрдости алюминиевой брони к стальной.
    1. Undecim
      Undecim 7 июля 2020 22:47 Новый
      +4
      У алюминиевых сплавов типа 7039-T65l производства Alcan до 170 НВ. У броневых сталей - 300 - 600 НВ.
      1. Вадим237
        Вадим237 9 июля 2020 11:45 Новый
        +2
        Для бронематериалов главным показателем является ударная вязкость.
    2. VicktorVR
      VicktorVR 8 июля 2020 14:47 Новый
      0
      Но твердость даже в металлобработке и общем машиностроении только один из параметров, по которому оценивают материал.
  9. Alien From
    Alien From 7 июля 2020 23:04 Новый
    +1
    Кирилл спасибо, познаю многое вместе с Вашими статьями!)
  10. lshka
    lshka 8 июля 2020 01:32 Новый
    +1
    Отец рассказывал, как работая в фирме "Коналю" ездили на осмотр аварии "Коналюшки россинкаской"(буханка с навешаной алюм броней) с Зилом, у Зила движок с креплений сорвало. Я спросил у него-"водитель буханки труп?" Он ответил "Только две ноги сломало и все"
  11. sen
    sen 8 июля 2020 04:44 Новый
    +2
    Я когда-то читал о таком композиционном броневом материале: связующее - алюминий, заполнитель - куски керамики на основе оксида алюминия. Адгезия обеспечивается наличием в обоих материалах алюминия.
  12. Cottodraton
    Cottodraton 8 июля 2020 05:53 Новый
    +3
    Самые прочные из наших в95 -(6) после то имеют до 700мпа , но теряют свойства после нагрева больше 130+ градусов.
    Амг6 , как я помню, не калят. Но если его наклеаать, то твердость до 30% увеличится. Однако АМГ не самые твердые.
    Вообще, основная "ахиллесова пята" алюминиевых сплавов - это их слабая теплостойкость. Даже всякие "жаропрочные" сплавы типа ак4-1 свойства теряют после 200 градусов
  13. Ингвар 72
    Ингвар 72 8 июля 2020 10:16 Новый
    +3
    Хорошая статья, только автор зря вставил фото поражения БМП камулятивными снарядами - они пробьют и более толстую стальную броню. А уж алюминий подавно.
  14. VicktorVR
    VicktorVR 8 июля 2020 14:45 Новый
    +1
    Сам по себе алюминий не может служить достаточной защитой для ББМ из-за мягкости и недостаточной прочности, однако его сплавы способны показывать требуемые характеристики.


    Как ни странно, но и железо само по себе мало кому нужно, однако его сплавы..., называемые сталями.
  15. Momotomba
    Momotomba 8 июля 2020 20:00 Новый
    -1
    Вопрос просто из интереса: а к алюминиевой броне магнит липнет или нет?
  16. Momotomba
    Momotomba 8 июля 2020 20:06 Новый
    +1
    Многие пишут, что алюминиевая броня не любит высоких температур. А зачем её нагревать в процессе эксплуатации машины?
    1. Usher
      Usher 12 июля 2020 23:13 Новый
      0
      Пожар может быть, во время боя, бак загорится, или сквозь горящую машину проехать.
      1. Momotomba
        Momotomba 13 июля 2020 19:44 Новый
        -1
        Я не танкист, возможно ошибаюсь, но если бак загорелся, то надо убегать из машины... А там и БК взорваться может от возгорания... А уж разворотил взрыв БК машину или броня температуру не выдержала - какая разница??
        1. Usher
          Usher 14 июля 2020 11:46 Новый
          0
          Ну вот араба так и воюют. А если надо проехать сквозь горящее здание?
          1. Комментарий был удален.
          2. Momotomba
            Momotomba 14 июля 2020 13:35 Новый
            0
            Тогда прошу Вас пояснить: как долго надо ехать сквозь горящее здание, чтобы броня нагрелась до температуры разрушения? И какая при этом будет температура внутри? Приборы наблюдения останутся целыми при таком нагреве?
            1. Usher
              Usher 14 июля 2020 16:00 Новый
              0
              Ну когда дом горит, температура там очень высокая. Если вы не знали. Точно больше чем 200 градусов. Ну приборы же маленькие и не везде. А корпус, это корпус. Если он плавится, что уж тут про приборы. А на танках есть бронеколпачки и броне заслонки.
              1. Momotomba
                Momotomba 14 июля 2020 19:39 Новый
                0
                Цитата: Usher
                Ну когда дом горит, температура там очень высокая. Если вы не знали.

                Догадывался.
                Получается, что в случае стальной брони произойдет отпуск стали с потерей её качеств, а в случае алюминиевой брони вообще всё развалится... Зачем тогда ехать через огонь, если броня в итоге потеряет свои качества? Значит и переживать не стоит, что ляминий хуже стали температуру держит. Правильно? Вот и вопрос: почему переживают?
                1. Usher
                  Usher 14 июля 2020 19:41 Новый
                  0
                  Хотя бы проехать и дальше выполнять задачи, а не оплавляться. Вы алюминий плавили? Я и свинец и алюминий и медь плавил. Не так и много надо жару.
                  1. Momotomba
                    Momotomba 14 июля 2020 20:45 Новый
                    0
                    Я даже сталь плавил когда изучал материаловедение wink
                    Но согласитесь, что просто негде нагреть корпус до 200 градусов кроме случая заехать в пожар и там заглохнуть... А даже если и удастся это сделать, то экипаж погибнет от перегрева задолго до этого...
  17. Владимирский
    Владимирский 9 июля 2020 19:10 Новый
    +1
    когда плавится, "представляет большую опасность для экипажа и десанта" - если там к этому времени ещё кто-нибудь выжил?