Композит вместо алюминия. Экспериментальная бронемашина ACAVP
Схема опытной машины ACAVP. Графика Thinkdefence.co.uk
Боевая бронированная машина должна обеспечивать требуемый уровень защиты, но при этом быть максимально легкой. В прошлом эту проблему стали решать за счет алюминиевой брони, а затем появились более смелые идеи. В британском экспериментальном проекте ACAVP бронекорпус с достаточным уровнем защиты изготовили из композиционного материала на основе стеклоткани и эпоксидной смолы.
Смелое предложение
Основные преимущества алюминиевой брони перед стальной связаны с ее меньшей плотностью. За счет этого алюминиевая деталь при той же массе может быть толще и обеспечивать защиту, как минимум, не хуже стальной. Кроме того, более толстая алюминиевая деталь жестче, что упрощает конструирование бронекорпуса. Все эти особенности разных материалов были неоднократно продемонстрированы в разных проектах.
В начале девяностых годов недавно созданное агентство оборонных разработок при Минобороны Великобритании Defence Research Agency (позже переименовано в Defence Evaluation and Research Agency) выступило с предложением об изучении перспектив брони на основе композиционных материалов. В теории, композиты разных типов легче алюминия, но способны давать тот же уровень баллистической защиты.
Сборка корпуса из двух деталей. Фото Thinkdefence.co.uk
В 1991 г. DRA запустила проект ACAVP (Advanced Composite Armoured Vehicle Platform – «Перспективная платформа с композитной броней»). К исследованиям привлекли несколько научных организаций, а в производстве опытной техники должны были участвовать предприятия GKN, Westland Aerospace, Vickers Defenses Systems и Short Brothers.
В дальнейшем состав участников программы менялся. Так, в середине девяностых из нее вышла компания «Шорт», не имевшая необходимых производственных мощностей. Вместо нее к работам присоединилась Vosper Thorneycroft. В 2001 г. DRA / DERA расформировали, и основным участником программы стала компания QinetiQ.
Теория брони
На первом этапе проекта, в 1991-93 гг., задачей был поиск оптимального композита, способного заменить алюминиевую броню. Планировалось изучить существующие и перспективные материалы и найти наиболее удачные в техническом отношении – и выгодные в плане экономики. При определении требуемых характеристик композитной брони отталкивались от защиты серийной алюминиевой БМП Warrior.
Готовый корпус с металлическими закладными. Фото Thinkdefence.co.uk
В общей архитектурой новой брони определились достаточно быстро. Ее предлагалось выполнить на матрице из эпоксидной смолы с наполнением из листового материала. При этом требовалось опробовать разные смолы и материалы и сравнить их. На этом этапе важным фактором стала стоимость. Так, стандартные сорта стеклоткани с ограниченными характеристиками прочности обходились всего в 3 фунта за килограмм. Более прочное арамидное волокно (кевлар) обходилось в 20 фунтов за 1 кг. Имелся широкий выбор эпоксидных смол, стоимость которых колебалась в широких пределах.
Окончательный состав брони для опытной машины ACAVP определили в 1993 г. Ее предлагалось выклеивать из стеклоткани от компании Hexcel Composites с использованием смолы типа Araldite LY556 от компании Ciba. Также требовались формы и другая оснастка для производства – за них отвечала компания Short Brothers.
Детали должны были изготовляться по технологии вакуумного формования. В специальный термостойкий мешок закладывались листы стеклоткани, и эта сборка помещалась в форму. При помощи внутри мешка создавался вакуум, после чего внутрь подавалась смола. После пропитки листов смолой будущая композитная деталь помещалась в печь для спекания.
Принцип изготовления деталей. Графика Assets.markallengroup.com
В ходе исследований изготавливались блоки композитной брони разного состава и отличающихся габаритов. Финальным изделием этого этапа стала кормовая дверь для БМП Warrior. В 1993 г. это изделие прошло испытания. Композитная дверь при той же стойкости к пулям была на 25% легче. Это показало возможность производства целого композитного корпуса с желаемыми характеристиками.
Опытный образец
В 1993 г. началась разработка опытной машины ACAVP с композитным корпусом. Этот проект разрабатывался компанией «Виккерс» на основе БМП «Уорриор». Впервые в истории фирмы проект полностью создавался в цифровом виде. При проектировании активно использовались готовые узлы и агрегаты; силовую установку, ходовую часть и некоторые другие узлы заимствовали с минимальными изменениями. Проектирование завершилось только в октябре 1996 г., и после этого началась подготовка к строительству.
Композитный корпус для ACAVP внешне был похож на броню Warrior, однако отличался более простыми обводами, облегчавшими изготовление и извлечение деталей из форм. Корпус разделили на две части. Нижняя «ванна» имела длину ок. 6,5 м и весила 3 т. В композите были заделаны втулки и другие элементы для крепления силовой установки, ходовой части и т.д. Верхний короб корпуса имел массу 5,5 т. Он получил наклонную лобовую часть и длинную крышу с погоном башни и люками. Толщина композитной брони на наиболее ответственных участках достигала 60 мм
Опытная ACAVP на на трассе. Фото Thinkdefence.co.uk
Уровень защиты такого корпуса соответствовал броне серийной БМП. Также предусматривалась возможность установки навесных блоков бронирования – стального, алюминиевого или композитного. Это позволяло усилить защиту, используя высвободившийся запас грузоподъемности.
В корме корпуса поставили силовой агрегат от БМП на основе дизеля Perkins V-8 Condor мощностью 550 л.с. Композит выдерживал температуры до 130°C, что позволяло не беспокоиться о разрушении моторного отсека. Использовалась шестикатковая ходовая часть с торсионной подвеской и задним ведущим колесом.
На опытной ACAVP поставили башню от Warrior. Экипаж сократили до двух человек – водителя и командира. Они располагались в корпусе и боевом отделении и попадали на свои места через собственные люки. Десантное отделение отсутствовало.
В зависимости от оснащения и других факторов, полная масса ACAVP находилась в пределах 18-25 т. Ходовые качества остались на уровне существующей БМП. При том же уровне защиты, композитный корпус был на 25% легче алюминиевого, и экономия массы достигала 1,5-2 т. При использовании других компонентов брони разницу масс можно было довести до 30%. Впрочем, новый корпус не отличался дешевизной, и высокая цена могла нивелировать прочие преимущества.
Преодоление препятствия. Фото Thinkdefence.co.uk
Композит на полигоне
Подготовка к строительству опытной бронемашины ACAVP началась в конце 1996 г. На этом этапе выяснилось, что «Шорт Бразерс» не в состоянии изготовить два крупногабаритных элемента корпуса из-за отсутствия печей необходимых размеров. Заказ на производство брони передали фирме Vosper Thorneycroft.
К концу 1997 г. опытный образец достроили и вывели на испытания. Проверки подтвердили высокую прочность и жесткость корпуса, позволяющую бронемашине перемещаться по пересеченной местности без риска деформаций, повреждений и т.д. Полноценную машину не испытывали обстрелом, но такую проверку прошли отдельные композитные панели, изготовленные по той же технологии.
Испытания прототипа ACAVP завершились в 2000-2001 гг. с положительными результатами. На практике подтвердились все расчеты разработчиков, и в распоряжении конструкторов появился набор перспективных технологий, пригодных для применения в новых проектах. Будущее этих наработок зависело только от планов и пожеланий военного ведомства.
Композитная бронемашина в качестве музейкного экспоната. Фото Bovington Tank Museum
Интерес армии к новой разработке был ограниченным. Военные высоко оценили перспективную разработку и ее преимущества. Однако у них не возникло желания давать ход новым технологиям и использовать их в реальном проекте. Через несколько лет началась разработка перспективного семейства бронетехники Ajax, но в этой программе вновь решили использовать алюминиевую и стальную броню. Вернутся ли когда-либо к идее композитной брони – неизвестно.
Судьба прототипа
После завершения испытаний единственную опытную бронемашину ACAVP передали танковому музею в Бовингтоне. Ее разместили в одном из выставочных залов, рядом с другими интересными разработками британской промышленности. Прототип до сих пор пребывает в хорошем состоянии, и его регулярно выводят на танкодром для участия в местных «танковых фестивалях».
С 2001 г. тематика композитной брони ограниченно прорабатывается компанией QinetiQ. Ее специалисты регулярно приезжают в Бовингтон и проводят обследование машины ACAVP. Такие исследования позволяют понять, как ведет себя композитный корпус по мере старения. Собранные данные используются в новых исследованиях и могут найти применение в перспективных проектах. Конечно, если британская армия проявит интерес к новым материалам.
Информация