Военное обозрение

Защита от кумулятивной струи – уголки, трубочки и штырьки

36

Броня ощетинилась



В первой части материала шла речь об экспериментальной защите брони различными материалами – стеклом, деревом и бетоном. Следующим объектом исследования инженеров «Броневого института» (ЦНИИ-48) стали совершенно экзотические образования на броне – уголки, трубочки и штырьки. Как бы это удивительно ни звучало, но они действительно защищали, но обо всем по порядку.

Начнем с уголков. Авторы технического отчета по теме Б-6-46 «Изучение механизма разрушения брони кумулятивными средствами поражения и разработка методов защиты от них», датируемого 1947 годом, пришли к идее уголковой защиты не просто так. Экспериментально было доказано, что большие углы брони очень эффективно рассеивают гигантскую энергию кумулятивной струи. Углы встречи около 80–85 градусов практически гарантировали полное отражение струи от металла. Инженеры ЦНИИ-48 в качестве эксперимента установили бронепластины под углом 60 и 75 градусов к продольной оси боеприпаса. Напомню, в первую очередь отечественные исследователи искали защиту от легких противотанковых средств – РПГ Faustpatrone, Ofenrohr и Puppchen. Но во взрывной лаборатории института использовали не конкретно эти боеприпасы, а 25-граммовые шашки с выемками в торце.


Источник: отчет по теме Б-6-46 «Изучение механизмов разрушения брони кумулятивными средствами поражения и разработка методов защиты от них»

Одной из целей изучения контакта наклонной брони и кумулятивной струи стала оценка влияния уровня твердости стали. По тексту отчета:

«Нами были проведены подрывы кумулятивных зарядов таким образом, чтобы углы встречи кумулятивной струи с броней составляли 600 и 750. Была взята броня марки 2Н и обработана на разную твердость – 445 и 230 по Бринеллю (диаметр лунки соответственно 2,9 и 4,0). Можно было предположить, что зависимость от твердости, весьма малая при попадании по нормали, может стать более значительной при больших углах встречи».

Но не случилось.

Во-первых, кумулятивному боеприпасу практически все равно, куда бить – по броне, расположенной на 60 или 75 градусов к нормали, или по расположенной по нормали.

Во-вторых, даже при таких углах встречи твердость брони не оказывает заметного влияния на рассеивание струи. Тогда решено было спровоцировать преждевременное срабатывание заряда на небольшом удалении от брони, буквально в 15–20 мм. В качестве модели выбрали полые стальные углы, обращенные острием к боеприпасу и изготовленные из листового материала толщиной 1,5–2 мм. Такие импровизированные конусы имели угол при вершине в 45 градусов и высоту в 20 мм.

Об особенностях эксплуатации такой ощетинившейся бронетехники авторы разработки, очевидно, не задумывались. Сложно даже представить, какие неудобства возникали бы у членов экипажа танков, не говоря уже о пехоте, разместившейся на марше на броне. Кроме этого, уголки были ожидаемо очень уязвимой защитой – простой пулеметной очереди вполне хватило бы для ликвидации немалой части конструкции. Да и сапог крепкого бойца с легкостью помнет эту экзотическую защиту.

Тем не менее глубина выбоины от кумулятивной струи при применении уголков уменьшается на 50 %. Только вот кумулятивному боеприпасу необходимо было очень точно угадать и попасть непосредственно в вершину уголка. Во всех других случаях эффективность защиты заметно снижалась.

«Зубчатая» броня


Как можно увеличить толщину брони без критического наращивания массы? Понадеяться на удачу и утыкать поверхность штырями. Гипотеза инженеров ЦНИИ-48 была такой:

«Если направить кумулятивную струю не на большую поверхность, а на такую площадь, площадь которой приблизительно равна площади кумулятивного пучка, то можно подумать, что при прочих равных условиях будут получен тот же эффект».

Для этого идеально подходили так называемые стерженьки диаметром 6 мм, изготавливаемые из мягкой стали. В опыте они приваривались к основной броне, и непосредственно над ними размещался кумулятивный заряд. Высота штырька доходила до 30 мм. Как показали опыты, кумулятивная струя просто сносит «стерженек» и гасит свою пробивную силу, не причиняя броне фактически никакого вреда. Небольшие каверны не в счет. Для большей убедительности инженеры подорвали заряд на расстоянии 15 мм и 30 мм от брони – кумулятивная струя преграду прошла насквозь.




Источник: отчет по теме Б-6-46 «Изучение механизмов разрушения брони кумулятивными средствами поражения и разработка методов защиты от них»

Но попадание точно в торец «стерженька» – это 100-процентная удача, которая если и случается в боевых условиях, то нечасто. Поэтому ЦНИИ-48 смоделировали ситуацию детонации заряда не точно над торцом стержня, а с небольшим смещением. В итоге струя частично смыла преграду, потеряла большую часть энергии и оставила слепое отверстие в пару миллиметров глубиной.




Источник: отчет по теме Б-6-46 «Изучение механизмов разрушения брони кумулятивными средствами поражения и разработка методов защиты от них»

Открытый эффект сотрудники «Броневого института» комментируют следующим образом:

«Практическое использование возможно лишь в том случае, если будут созданы условия, гарантирующие приблизительно центральное расположение стерженька относительно кумулятивной выемки в момент встречи. В этом случае можно было бы добиться существенных успехов при значительной экономии в весе. Осуществить такие условия можно расположив на броне целый ряд таких стерженьков в виде как бы зубцов с тем, чтобы при попадании кумулятивной струи какой-либо из них оказался на её пути. Дело сводится к подбору расстояния между стерженьками и высоты их с учетом возможного попадания струи под углами. Опыты в этом направлении ведутся. Проводится также опыт по замене сплошного стержня полой трубкой. Если обеспечить прохождение кумулятивной струи через стенку такой трубки, то можно также получить удовлетворительный эффект».

Как такая «зубчатая» броня будет выглядеть в реальности, инженеры ЦНИИ-48 не пояснили. Но поиски недорогого и легкого антикумулятивного средства продолжили.




На фото вверху экспериментальный пакет из латунных трубок. Источник: отчет по теме Б-6-46 «Изучение механизмов разрушения брони кумулятивными средствами поражения и разработка методов защиты от них»

В поисках «удовлетворительного эффекта» инженеры спаяли несколько десятков латунных трубочек в круглую обойму, очень походящую на пчелиные соты. Установили на броне и подорвали стандартизированный кумулятивный заряд. В ЦНИИ-48 пишут о «сильном рассредоточенном поражении» брони, которое, однако, мало о чем может говорить.

Несколько последовательных опытов показали большое расхождение результатов, что потребовало большей проработки экспериментов. В частности, уточнения влияния на процесс отдельных факторов – материала трубочек, диаметра и расположения заряда. Доподлинно неизвестно, довели сотрудники «Броневого института» опыты с трубочками до логического конца или нет. Но, судя по тому, что серийного воплощения идеи мы не видим, результаты были далеки от «удовлетворительных».

В финале серии опытов исследователи из ЦНИИ-48 предложили создать гибрид уголков и штырьков. Стыки уголков являются наиболее уязвимой частью инновационной брони, поэтому вполне логичным выглядит усиление данных участков штырьками. Но до испытаний и тем более создания действующих прототипов такой «колючей» брони дело не дошло.


Немецкий ёж для самоходок и БМП

Как это ни удивительно звучит, но реинкарнация разработок советского ЦНИИ-48 случилась в Германии уже в XXI веке. Компания GEKE Schutztechnik GmbH изготавливает бронепластины IGEL (ёж), которым усиливают бронирование крыши самоходок PzH 2000 и бронемашин SPz PUMA. Достаточно легкая бронированная накладка (29 кг/м2) на 80 % снижает вероятность поражения брони крышебойным боеприпасом с диаметром кумулятивной воронки в 35 мм.

Продолжение следует…
Автор:
36 комментариев
Объявление

Подписывайтесь на наш Телеграм-канал, регулярно дополнительные сведения о спецоперации на Украине, большое количество информации, видеоролики, то что не попадает на сайт: https://t.me/topwar_official

Информация
Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.
  1. Владимир_2У
    Владимир_2У 15 апреля 2022 04:47
    +2
    В общем понимание того что, лучше разрушать сам боеприпас, а не струю, пришло не сразу.
    1. Sancho_SP
      Sancho_SP 15 апреля 2022 10:17
      0
      Если это делать пассивными элементами, то габарит будет негуманный. А если активными, то ценник.
      1. Владимир_2У
        Владимир_2У 15 апреля 2022 10:34
        +2
        Цитата: Sancho_SP
        Если это делать пассивными элементами, то габарит будет негуманный.
        Тут недавно возмущались: почему всю технику не обрешётили на начало СпО, так на резон что она в таком разе по ЖД не проходит, а массовая установка скрытность замысла нарушает, мне минусы накидали. lol
        1. Sancho_SP
          Sancho_SP 15 апреля 2022 12:13
          +1
          Тут любопытна статистка поражения техники, которой мы пока не узнаем. Есть подозрение, что от РПГ потерь не так много как кажется. А против взрослой птур все равно не поможет.
  2. Вождь краснокожих
    Вождь краснокожих 15 апреля 2022 06:40
    +2
    Спасибо. Достаточно интересно и иллюстрации хорошие.
    1. agond
      agond 15 апреля 2022 08:57
      +2
      Я бы предложил проверить как поведут себя полые штырьки заполненные водой, ведь у ВВ, например у ТНТ, удельная теплота сгорания не такая большая - 4.2 мдж/кг для сравнения у бензинам АИ-93 43.5мдж/кг , а на испарение воды уходит 2.1 Мдж/кг
      1. Sancho_SP
        Sancho_SP 15 апреля 2022 10:20
        +1
        Вся суть кумулятивной струи в концентрации энергии относительно большой шашки на относительно небольшой площади.

        Фактически нет материалов, которые бы могли противостоять этому грубой силой. Методы борьбы предполагают либо рассеивание струи по большей площади (когда уже сталь ее прекрасно держит), либо недопущение полноценного формирования струи.
    2. Mister X
      Mister X 16 апреля 2022 07:20
      +1
      Цитата: Вождь краснокожих
      Спасибо. Достаточно интересно и иллюстрации хорошие.

      hi
      Присоединяюсь!
      Всегда с большим интересов читаю работы автора по теме танковой брони.

      Уже представил себе такого дикобраза на поле боя wink
  3. Nikolaevich I
    Nikolaevich I 15 апреля 2022 08:46
    +4
    Как это ни удивительно звучит, но реинкарнация разработок советского ЦНИИ-48 случилась в Германии уже в XXI веке. Компания GEKE Schutztechnik GmbH изготавливает бронепластины IGEL (ёж), которым усиливают бронирование крыши самоходок PzH 2000 и бронемашин SPz PUMA.

    Странно ! Причём тут ХХI век ? Такую "конструкцию" я видел в одной замечательной статье ,посвящённой защите бронетехники от ПТ-оружия ,ещё в конце прошлого века ! (До сих пор испытываю огромное сожаление,что эта статья не сохранилась у меня! Попытки же восстановить её(повторно найти в интернете) не увенчались успехом ! Там,кстати,была и история попыток создать танковые КАЗы на "западе" в 20 веке...)
  4. Fedot
    Fedot 15 апреля 2022 09:28
    +1
    Несколько лет назад украинец.школьник изобрёл броню нового типа, вроде как Стаханов.
    Стал я думать по инерции, перебирать варианты, что-то вроде трубочек, сот.
    Но в году ~1980 я сказал начальнику, что хотел бы стать одним автором изобретения.
    Через несколько дней он говорит: один человек просил вам передать, что если хочешь и дальше у нас работать, то и не думай об этом. Поэтому у меня изобретений - раз, два и обчелся.
    К тому же изобретатель иск.крови почему-то самоубился. А Желондковского убили.
    Работал инженером, давно на пенсии.
    1. Авиатор_
      Авиатор_ 15 апреля 2022 18:24
      0
      Несколько лет назад украинец.школьник изобрёл броню нового типа,
      Это который её из картона делал?
  5. Fedot
    Fedot 15 апреля 2022 09:34
    0
    У ежа иголки не так расположены.
  6. Усатый Кок
    Усатый Кок 15 апреля 2022 11:02
    -4
    Интересное предложение было в комментариях. Сделать трубочки/ячейки наполненые водой. У кумулятивной струи есть одна особенность, её высокая температура. При контакте горячей струи с водой, может произойти паровой взрыв, что снизит силу кумулятивного ядра. Да и броня тогда будет весить меньше. Хотя вот от БОПСов такие ячейки будут бесполезны(
    1. Евгений Федоров
      15 апреля 2022 11:05
      0
      Идея неплохая, но зимой разорвёт трубочку. Надо лить антифриз
    2. Болторез
      Болторез 15 апреля 2022 11:10
      +7
      При контакте горячей струи с водой, может произойти паровой взрыв
      Скорость кумулятивной струи- ок.7 км\сек. Вода даже нагреться не успеет.
    3. SovAr238A
      SovAr238A 15 апреля 2022 14:11
      +1
      Цитата: Усатый Кок
      Интересное предложение было в комментариях. Сделать трубочки/ячейки наполненые водой. У кумулятивной струи есть одна особенность, её высокая температура. При контакте горячей струи с водой, может произойти паровой взрыв, что снизит силу кумулятивного ядра. Да и броня тогда будет весить меньше. Хотя вот от БОПСов такие ячейки будут бесполезны(


      У некоторых торпед имеются кумулятивные БЧ.
      В воде.
    4. Авиатор_
      Авиатор_ 15 апреля 2022 18:29
      +1
      У кумулятивной струи есть одна особенность, её высокая температура.
      И другая особенность - скорость несколько км/с. Время взаимодействия с трубкой длиной 10 см порядка 10 мкс. За это время вода даже нагреться не успеет, не то, что закипеть.
      1. Saxahorse
        Saxahorse 15 апреля 2022 22:42
        0
        Цитата: Авиатор_
        За это время вода даже нагреться не успеет, не то, что закипеть.

        Да и температура там невысокая, всего 450-600 градусов С.
        1. Авиатор_
          Авиатор_ 15 апреля 2022 23:02
          0
          Да и температура там невысокая, всего 450-600 градусов С.
          При обжатии металлической облицовки кумулятивным зарядом температура гораздо выше, но толку с этой температуры всё равно никикого, там импульсное давление сформировавшейся струи жидкого металла дыру делает. Температуру можно оценить, а вот как измерить - только спектрометрическим методом. По-моему, никто этого и не делал, ибо не нужно.
          1. Saxahorse
            Saxahorse 15 апреля 2022 23:32
            0
            Цитата: Авиатор_
            По-моему, никто этого и не делал, ибо не нужно.

            Делали. Температуру струи можно оценить по результатам анализа следов на броне и внутренних поверхностях бронетехники после пробития. Глядя непосредственно на структуру образцов. Как выяснилось в итоге, фазового перехода в кумулятивной струе не происходит. Медная облицовка воронки не плавится, но течет вследствие запредельного давления. Структура брызг и прочих останков кумулятивной струи подтвердила что температура оставалась в диапазоне 450-600 градусов Цельсия.

            Это было важно узнать для понимания как работает кум и как от этой напасти защищаться. После этих исследований поняли окончательно, что струя кума ведет себя как жидкость. Вот после этого уже и появились модули ДЗ Контакт и ДЗ Реликт.
  7. Knell Wardenheart
    Knell Wardenheart 15 апреля 2022 12:06
    0
    Спасибо за интересную статью !
    Возможно композитно-керамический материал ,состоящий из спекаемой (либо прессуемой) смеси металло-керамических фрагментов (либо сфер разного размера) ,огнеупорного волокна и связующего компаунда , в виде легко заменяемых блоков (типа гексагональных ячеек) был бы решением этой проблемы.
    Разнообразные по механическим и термическим свойствам материалы,способные смещаться относительно друг друга , поидее могут способствовать рассредоточению кумм.струи и следовательно уменьшению ее воздействия непосредственно на броню.
    1. Болторез
      Болторез 15 апреля 2022 13:51
      +2
      композитно-керамический материал ,состоящий из спекаемой (либо прессуемой) смеси металло-керамических фрагментов (либо сфер разного размера) ,огнеупорного волокна и связующего компаунда , в виде легко заменяемых блоков
      Британская Chobham и моифицированная версия Dorchester.

      Модули крепятся к башне болтами. Толщина ( борт башни)- ок 17см.

      Постарался показать толщину в масштабе.

      Зазор между башней и корпусом. Танк Challenger настоящий, из музея в Ньюкасле. Фото еще есть всякие если что.
      1. Knell Wardenheart
        Knell Wardenheart 15 апреля 2022 17:42
        0
        Получается они просто использовали обычный экран , возможно из термостойкого материала . Защита такого рода это использование того принципа, что после препятствия кумм. струя очень быстро теряет свою эффективность ,попадая в среду с иной плотностью.
        Давненько читал про Чобхэм, надо обновить в памяти.. Спасибо !
        1. Болторез
          Болторез 16 апреля 2022 12:22
          0
          обычный экран
          Далеко не обычный- что внутри накладных бронеэлементов на фото до сих пор секрет. Сами элементы- из стали. Внутри- говорят что подобие текстолита из сапфирового волокна и керамических пластин необычной формы.
          после препятствия кумм. струя очень быстро теряет свою эффективность
          Зависит от формы воронки и применяемого материала\ов таковой. Современные разработки- не очень быстро теряют , оставаясь эффективными.
    2. Saxahorse
      Saxahorse 15 апреля 2022 22:47
      +1
      Цитата: Knell Wardenheart
      Разнообразные по механическим и термическим свойствам материалы,способные смещаться относительно друг друга , поидее могут способствовать рассредоточению кумм.струи и следовательно уменьшению ее воздействия непосредственно на броню.

      Именно так и работает динамическая защита. Модули ДЗ ударом металлических пластин сбоку пытаются разбить кумулятивную струю на отдельные капли с многократно меньшим импульсом и пробивом. Это примерно как ладонью ударить по струе воды из крана, превратив струю в брызги.

      На фото - модуль ДЗ Контакт.
    3. svoroponov
      svoroponov 14 июня 2022 16:50
      0
      Вы правы, металл и керамика уже спользуются на Армате и это помимо встроенной активной брони и комплекса поражения подлетающих ПТУР .
  8. DenVB
    DenVB 15 апреля 2022 17:15
    +1
    Вот эта штука с трубочками так и напрашивается стрельнуть по ней кумулятивом не вдоль трубочек, а поперек.
    1. agond
      agond 15 апреля 2022 18:15
      0
      Цитата: SovAr238A

      У некоторых торпед имеются кумулятивные БЧ.
      В воде.

      В воде менее эффективно, а если вода находится в замкнутом объеме , например кислородный баллон залили до упора, то такой баллон из РПГ на вылет не пробить, известны эксперименты на эту тему.
      Кумулятивный эффект обусловлен (помимо многих прочих факторов) тем, что кумулятивная струя сс облицовкой воронки движется сквозь броню без рассеивания, по сторонам канала ,( примерно как пуля по стволу )стенки канала твердые и прочные для рассеивания нет условий . но если создать условия , как в том примере со штырьками , то будет рассеивание струи, а вода в закрытых полых штырьках поведет себя совсем иначе чем в открытой емкости .
    2. Saxahorse
      Saxahorse 15 апреля 2022 22:59
      +1
      Цитата: DenVB
      Вот эта штука с трубочками так и напрашивается стрельнуть по ней кумулятивом не вдоль трубочек, а поперек.

      Хоть вдоль хоть поперек. Давление в кумулятивной струе порядка 15-30 тонн на см\кв. Трубочек способных такую струю развернуть пока не придумали.

      Если вдруг найдете подходящий материал сразу подавайте на Нобелевку. Будем строить лестницу с Земли на Луну для пеших турпоходов. good
  9. Saxahorse
    Saxahorse 15 апреля 2022 23:05
    -3
    Статья в целом безграмотная и основана на самых первых, послевоенных и путанных материалах исследований кумулятивного эффекта. В то время еще через раз называли такие снаряды то кумулятивными то бронепрожигающими. По картинкам в статье это заметно, ни правильные углы воронки ни сама воронка в исследованиях еще даже не появилась. Соответственно и практические выводы из тех, древних исследований, отличаются крайней приблизительностью. Не работают такие их предложения если коротко подытожить.

    Автор просто пытается хайпить на горячей, на фоне сегодняшней ситуации, теме.
    1. Роман Ефремов
      Роман Ефремов 16 апреля 2022 17:27
      +1
      Там же реальные фото приведены по каждой конструкции.
      1. Saxahorse
        Saxahorse 16 апреля 2022 18:11
        -1
        Цитата: Роман Ефремов
        Там же реальные фото приведены по каждой конструкции.

        Конечно. Автор цитирует реальные документы. Однако документы эти представляют интерес лишь в целях описания первых шагов по изучению кумулятивного эффекта. Грубая ошибка, это попытка автора привязать эти любопытные для историков материалы к практическим выводам. Как он это пытается сделать в конце статьи.

        Инженеры и ученые не сразу осознали, что ключевую роль в пробитии играет облицовка воронки. Просто потоком газов пробить броню не так то просто, потому и изучение брони для защиты именно от потока газов особого смысла не имело.
    2. Fedot
      Fedot 16 апреля 2022 22:20
      0
      Появляется желание изобретать и патентовать.
  10. Maus
    Maus 16 мая 2022 23:28
    0
    Примите мои соболезнования. Русская разработка умерла а немецкая ожила в 21 веке. Не в ту степь думают и делают армию руководители в этой стране. Армия может и обязана работать для того чтобы зарабатывать выгодные , паритетные позиции во всем мире. А ребята разглагольствуют о мирных акциях и жалуются на Америку. Стыдно .
  11. valentin light
    valentin light 27 мая 2022 19:29
    0
    Интересная тема.
    Но похоже и в самом деле сначала работали со кумулятивной струей.
    В тоже время подкалиберный снаряд сомнет и уголки, и стерженьки с трубочками, а делать броню толще не позволяют возможности мостов, автолатформ и самое главное двигатели.
  12. AlOrg
    AlOrg 28 июня 2022 17:25
    0
    А если сделать полые трубки из тугоплавкого сплава, расположить их виде сот продольно бортам и залить в них воду ? При воздействии кумулятивной струи трубки будут разрушаться а находящаяся в них вода мгновенно вскипать и мощной встречной струей раскаленного газа ослаблять кумулятивную струю