Усиление брони бортов танка от подкалиберных снарядов – дело без перспектив
Не секрет, что бронирование абсолютно всех существующих ныне танков резко дифференцировано: в лобовых частях корпусов и башен оно, как правило, наиболее мощное, тогда как в бортовых проекциях – минимальное. Делается это, конечно, не просто так, поскольку только таким образом можно сохранить массу и габариты боевой машины в разумных пределах. Но и обратная сторона у медали тоже имеется – ослабленные зоны бортов существенно сокращают диапазон безопасных углов маневрирования танка.
Конечно, если брать во внимание исключительно кумулятивные боеприпасы, то расширить этот самый диапазон можно с помощью динамической защиты – тем более что сейчас существуют комплексы «реактивной брони», способные нейтрализовать моноблочные гранаты и ракеты при попадании чуть ли не под прямым углом в борт. Но с подкалиберными снарядами такой вариант (с учётом имеющихся сейчас технических средств), что называется, не прокатит – поможет только непосредственное усиление бортовой брони.
Однако какой ценой оно может быть обеспечено и стоит ли игра свеч, подробно рассказывается в статье, опубликованной в «Вестнике бронетанковой техники» в 1991 году. Материал, безусловно, к лёгкому чтиву не относится и изобилует расчётами, но к ознакомлению рекомендуется.
Подход к бронированию бортовой проекции танка
Показано, что повышение уровня и расширение сектора защиты борта корпуса от наиболее мощных современных БПС не дает существенного прироста защищенности танка и достигается ценой очень большого увеличения массы защиты. Значительно больший эффект может быть получен за счет снижения доли зон ослабленного бронирования лобовой части танка.
Современные танки имеют резкое дифференцирование уровня защиты с различных направлений. Это следствие ограниченной массы танка, свыше 50 % которой из-за высокой бронепробиваемости современных противотанковых средств (ПТС) приходится использовать для броневой защиты. В первую очередь стараются защитить лобовую проекцию от наиболее мощных и распространенных ПТС: бронебойных подкалиберных снарядов (БПС) и противотанковых управляемых ракет. Определяющее значение имеют БПС, требующие наибольшей массы брони для защиты лобовой проекции.
У современных танков защита бортов от БПС на уровне лобовой проекции обеспечивается только под курсовым углом 15°. Этот угол близок к углам рикошета снаряда. Для современных оперенных БПС типа М111 и М829 угол рикошета составляет 80…83° от нормали, что соответствует курсовому углу обстрела бортов q = 7÷10°.
Естественно стремление с ростом пробивной способности БПС расширить сектор защиты борта, увеличивая диапазон курсовых углов безопасного маневрирования танка. Защиту бортов затрудняет следующее:
– резкое (практически пропорциональное) уменьшение противоснарядной стойкости по мере увеличения курсового угла обстрела в диапазоне 10…40°;
– невозможность реализации конструктивных углов, существенно отличающихся от вертикальных;
– трудность создания комбинированной броневой системы из-за ограничений, связанных с соблюдением железнодорожного габарита, размещением ходовой части и внутреннего оборудования танка;
– значительная поверхность бортов, равная ~4 м2, без учета редана и соответственно большая масса брони, необходимая для увеличения толщины бортов;
– низкий по отношению к БПС (в сравнении с кумулятивными средствами поражения) эффект от динамической защиты (ДЗ), разнесенных преград, наполнителей.
Отношение противоснарядной стойкости к эквиваленту по массе гомогенной стальной брони для комбинированных преград современного танка достигает ~1,2–1,3. Для преград с большим разнесением (бортовые экраны) этот показатель увеличивается до 1,6–1,8. По отношению к кумулятивным снарядам для комбинированных преград с ДЗ он превышает 2,5–3.
Требования к стойкости и сектору защиты в той или иной зоне бронирования танка в конечном счете определяется величиной его защищенности с участком всех условий обстрела в бою и ценой, которую за это придется платить. В нашем случае такой ценой является доля защиты в общей массе танка. В качестве показателя защиты воспользуемся условной вероятностью пробития брони при попадании БПС Рп.б. (отношение вероятности пробития Р к вероятности попадания в броню Р2).
Вклад каждой зоны брони в обеспечение защищенности танка в целом находится в прямой зависимости от частости попадания в нее рассматриваемого ПТС. Частость попадания в свою очередь зависит от плотности огня с разных направлений площади проекции этой зоны и ее положения относительно центра рассеивания снарядов.
По данным войсковых учений, опыту локальных конфликтов и Второй мировой воины, распределение курсовых углов обстрела танков из танков противника подчиняется нормальному закону с математическим ожиданием q̅ = 0° и средним квадратическим отклонением ơ0, зависящим от дальности обстрела. Для комплексов вооружения таких современных машин, как американский танк М1А1, дальность эффективной стрельбы БПС из 120-мм гладкоствольной пушки спаренными М829 и М829А1 составляет 2–2,5 км. С учетом построения противотанковой обороны для этих дальностей ơ0 = 25÷30°. Построен график плотности вероятности q для ơ0 = 20, 30 и 40° (рис. 1).
По результатам имитационного моделирования* обстрела танка Т-72 снарядом М829 из танка М-1A1 (дальность обстрела 2 км, q = 0°, ơq = 30°), точка прицеливания – геометрический центр видимой части танка с учетом экранирования рельефом местности), обобщенная вероятность попадания в борт при условии попадания в танк составляет ~0,15. Построены три зависимости условной вероятности Рл к от курсового угла обстрела танка (см. рис. 1).
С увеличением курсового угла происходит резкий рост частости попадания БПС в борт. Наиболее часты попадания при q = 20÷50° (~70 % в борт корпуса). Именно в этом диапазоне q центр рассеивания снарядов проходит через бортовую проекцию танка при значительной площади этой проекции и частом обстреле в этом направлении. При q < 20° центр рассеивания смешается в лобовую часть, уменьшается видимая площадь бортов. Частость же обстрела БПС на углах больше 50° сама по себе очень мала.
Рис. 1.1. Параметры падания в зависимости от курсового угла q. 1, 2 – условная вероятность попадания в борт или ослабленную зону лобовой части танки (относительно всех попаданий); 3, 4, 5 – плотность вероятности q при ơq = 20, 30 и 40° с дальности 2 000 м; 6 – распределение попаданий в корпус танка.
Посмотрим, что может дать расширение сектора защиты бортов. Предположим, что обеспечивается переход от гарантированного непробития при ±q1 к ±q2. При симметрии бортов максимальное снижение вероятности пробития брони имеет вид:
Борт современного танка (70-мм гомогенная стальная брони + силовой экран с встроенной ДЗ) имеет защиту от БПС М829 при q<15°. При переходе на курсовой угол защиты q2 = ±(20÷22°) в соответствии с (1) и с учетом рис. 1: Рп.б. меньше или равен 0,01, а при переходе на q2 = ±30° это снижение равно ~0,04. Вероятность пробития броневой защиты танка в целом при попадании БПС М829 составляет 0,6. Таким образом, в первом случае вероятность пробития брони будет снижена на 2, во втором – примерно на 7 %.
Теперь посмотрим, как изменяется масса бортовой брони (с учетом силового экрана) в зависимости от курсового угла по отношению к различным зарубежным БПС (рис. 2). Воспользуемся такой условной величиной, как эквивалентная по массе толщина гомогенной стальной брони Вэ. Броневая система 70 мм борт + силовой экран с встроенной ДЗ имеет Вэ = 85÷90 мм. Для защиты от снаряда М829 при q = ±(20÷22°) потребуется Вэ = 115÷120 мм, а углу q = ±30° соответствует Вэ = 160÷170 мм.
В первом случае это потребует увеличения массы обоих бортов на Δm = 1 500÷2 100 кг, а во втором – на 4 800÷5 100 кг. Таким образом, снижение вероятности пробития брони на 2 % при расширении сектора защиты с q = ±15° до q = ±(20÷22°) достигается за счет 10 % роста массы защиты. Снижение Рп. б. на 7 % при q = ±30° за счет 25 % увеличения массы вряд ли оправдано.
Даже при q = ±(20÷22°) толщина борта равна 170…180 мм в нормаль. Защита бортов от более мощных снарядов: М829А1, ХМ829А2, ХМ946, как и расширение сектора защиты свыше ±30° традиционными средствами – нереальна.
Проведенный анализ показывает, что защита бортов от мощных снарядов при q = ±20° не дает существенного прироста показателей защищенности танка из-за малой частоты попадании в борт в этом диапазоне курсовых углов обстрела. С расширением сектора до ±30° прирост защищенности более значителен, это требует чрезмерного увеличения массы.
Рис. 2. Рост массы защиты Δm и эквивалентной толщины Вэ в зависимости от курсового угла q: 1, 2, 3, 4 – при обстреле снарядами соответственно ХМ946, M829A1, М829, М111; 5 – серийный борт: 70 мм стали + силовой экран с ДЗ (Δm = 0)
Значительно больший эффект даст использование резерва массы для усиления лобовой части танка, до 40 % площади которой составляют зоны, стойкость которых значительно ниже ТТТ.
К ослабленным зонам относятся: стык корпуса и башни, нижняя лобовая часть корпуса, маска пушки, гнезда прицелов и приборов наблюдения. Частость попадания БПС в эти места с учетом закона обстрела P (q, q̅ = 0 ơq = 30°) равна 0,22. Сокращение ослабленных зон до 20…25 % реально уменьшит вероятность пробития брони на 0,08…0,10, т. е. в 2–2,5 раза больше, чем за счет усиления бортов танка. В качестве таких конструктивных решений могут быть носовой узел корпуса с использованием больших углов наклона верхней и нижней лобовых деталей корпуса (рикошет), усовершенствованная маска пушки, барбет перед стыком корпуса и башни и др.
При обстреле в более узком диапазоне курсовых углов P (q, q̅ = 0 ơq = 20°) частость попадания в борт в зоне q = (15÷30°) фактически не отличается от рассмотренного выше варианта. В этом случае возрастает снарядная нагрузка на ослабленные зоны лобовой части танка (таблица).
Частость попадания по отношению к общему числу попаданий в броню
Отмечая определенную условность рассмотренных законов обстрела танка по курсовым углам нет оснований считать, что реальные законы обстрела современными БПС из танков противника будут резко отличаться от них: качественная карта должна сохраниться.
На наш взгляд, надо иметь толщину, исключающую пролом бортов на углах рикошета современных БПС (80…83° от нормали). Бортовые проекции должны держать кумулятивные гранаты, противобортовые мины, снаряды автоматических пушек при стрельбе в упор. Эти средства являются наиболее массовыми, они должны определять толщину бортовой проекции танка.
Вывод
Повышение стойкости и расширен сектора курсовых углов защиты бортов от современных БПС не дает заметного прироста защиты танка и достигается за счет существенного увеличения массы брони. Более разумно уменьшить зоны ослабленного бронирования в лобовой части танка.
Источник:
А. Г. Комяженко, В. С. Шушунов. Подход к бронированию бортовой проекции танка / А. Г. Комяженко, В. С. Шушунов // Вестник бронетанковой техники. – 1991. – № 1.
Информация