Немного о броне для техники
Несмотря на изменение облика войн, главный их участник – человек – остается прежним. Он все так же подвержен воздействию массы опасных факторов и нуждается в защите. На протяжении последних веков наиболее распространенным способом защиты от большинства угроз была броня. Панцири древних солдат постепенно развились в полноценный доспех, а в конечном итоге эта идея вылилась в появление бронированной техники. Тем не менее, развивались и средства поражения, напрямую влиявшие на параметры бронезащиты. Эта своеобразная гонка снаряда и брони не прекратилась до сих пор и с уверенностью можно говорить, что она сохранится и в будущем. Рассмотрим несколько основных современных тенденций в области развития защиты техники.
Металл и керамика
Наиболее простым способом обеспечения защиты экипажа и элементов конструкции боевой машины является установка металлической брони. На протяжении всей истории бронетехники повышение уровня такой защиты осуществлялось всего двумя способами: увеличение толщины бронеплит и изменение сплава. В настоящее время к ним добавилась третья методика, фактически представляющая собой «смесь» первых двух. Ученые ведущих стран работают над созданием новых сплавов, которые могли бы при тех же параметрах массы, что и у имеющихся, обеспечить более высокий уровень защиты. Кроме того, помимо применения специальных сплавов броня может быть укреплена при помощи особой технологической обработки стальных заготовок.
Несколько лет назад британские ученые из организаций DSTL и CORAS представили свою новую разработку – технологию Super Bainite. Она позволяет сэкономить на различных реактивах и химикалиях, но при этом ощутимо повысить прочность металла. Суть технологии кроется в так называемой изотермической закалке. Это значит, что сперва броневой лист прогревается до температуры около тысячи градусов по Цельсию, а затем охлаждается до 250-300°. При более низкой температуре заготовка выдерживается в течение нескольких часов и далее плавно охлаждается до температуры окружающей среды. Такой способ упрочнения брони гарантирует почти полное отсутствие в ней каких-либо микротрещин, вызванных обработкой. Кроме того, в зависимости от используемого сплава, возможно увеличение эффективности защиты на десятки процентов. Таким образом, для обеспечения одного и того же уровня защиты броня Super Bainite может иметь заметно меньшую толщину по сравнению с незакаленным металлом.
Еще один метод связан с существующими технологиями. Давно известны такие способы упрочнения металла, как цементация, азотирование, борирование и т.п. процессы химико-термической обработки. В последние годы наибольший интерес ученых вызывает именно азотирование. Насыщение поверхностного слоя металла азотом с последующим образованием нитридов значительно увеличивает твердость поверхности и, как следствие, повышает уровень защиты бронелиста. К настоящему времени различным организациям, занятым в создании новых видов гомогенной брони, удалось добиться неплохих результатов. Современная азотированная стальная броня при одинаковом уровне защиты с необработанным металлом имеет на 25-30% меньшую толщину.
Помимо металла для защиты бронемашин может быть применена специальная керамика. Плитки из карбидоборных, корундовых или карбидокремниевых материалов способны обеспечить достаточный уровень защиты и при этом весят меньше, чем соответствующая стальная деталь. В то же время, керамическое бронирование имеет один серьезный недостаток. В отличие от металла, который прогибается и продавливается боеприпасом, задерживая его, керамическая плитка после попадания растрескивается и теряет, как минимум, большую часть своих защитных свойств. Из-за этого сейчас керамическая броня используется только в сочетании с другими материалами: металлами, кевларом (бронежилеты) и т.д.
Композитные системы
Любой материал, применяемый в бронировании, имеет свои плюсы и минусы. Обеспечить наиболее эффективную защиту от различных поражающих факторов может обеспечить т.н. композитное бронирование. Одними из самых простых и распространенных в последнее время видов подобной защиты являются системы, состоящие из металлических листов и керамических плиток. Плитка принимает на себя удар поражающего элемента, а металл окончательно гасит его энергию. Подобные системы, в которых керамика является первым барьером на пути пули или снаряда, начали появляться сравнительно недавно. Куда более распространена другая архитектура композитной брони.
Еще в шестидесятых годах прошлого века была создана трехслойная метало-керамическая броня. Яркий пример такой системы – лобовая защита советского танка Т-64. Между двумя сравнительно тонкими металлическими листами в ней находился стеклопластик. Благодаря этому попавший в броню снаряд был вынужден проходить через несколько слоев защиты с различной плотностью и вязкостью. В итоге боеприпас терял энергию и даже разрушался. По аналогичной схеме построена известная английская броня Chobham. К сожалению, точный ее состав до сих пор засекречен, но, согласно различным отрывочным данным, она состоит из металлических листов, полимерных блоков и керамических плиток. Бронирование Chobham устанавливается на последние модели английских и американских танков.
В последние годы российскими специалистами из НПЦ «Сплав» была создана концепция т.н. дисперсно-керамического бронирования. Такая система состоит из трех слоев: декоративного, дробящего и задерживающего. Декоративный и задерживающий выполняются из плоских панелей, а дробящий состоит из небольших цилиндров или многоугольных призм с закругленными торцами. Попадающий в дисперсно-керамическую броню снаряд, пробивая декоративный слой, теряет часть своей энергии и сталкивается с призмами дробящего. Разрушение призм дробящего слоя также отнимает немалую часть энергии боеприпаса. Кроме того, из-за особой формы элементов слоя, разрушается и сам снаряд. Внутренний задерживающий слой принимает на себя удар осколков снаряда и призм. Дисперсно-керамическое бронирование имеет ряд характерных особенностей, которые могут оказаться полезными в будущем. Поэтому работы по этой тематике идут полным ходом.
Навесная защита
Поскольку бесконечное утолщение брони, вне зависимости от ее типа, невозможно, уже несколько десятилетий на бронетехнике применяются различные дополнительные навесные модули. В зависимости от обстановки, эти модули могут обеспечивать дополнительную защиту машины разными способами.
Самый простой из них – простая навеска на машину дополнительных бронемодулей. Наиболее известной системой такого вида является немецкая MEXAS. Ее точный состав секретен, но известно, что в модулях используется керамика, полимеры и металл. Производитель особо отмечает, что модули брони MEXAS в весовом отношении в два раза эффективнее гомогенной брони. В зависимости от требований заказчика модули системы MEXAS могут иметь любую форму. Кроме того, заказчикам предлагается три варианта бронирования с разным уровнем защиты. Таким образом, модули способны обеспечивать дополнительную защиту практически любой бронемашины. В середине двухтысячных годов на базе брони MEXAS была создана более совершенная защита AMAP, отличающаяся более высокими характеристиками защиты, а также более широким применением металлов и сплавов.
Благодаря своей многослойной структуре (корпус самой боевой машины можно тоже считать дополнительным слоем брони), навесные бронемодули способны обеспечивать защиту не только от пуль, но и от снарядов малокалиберной артиллерии. Также подобные композитные системы способны с определенной эффективностью противодействовать и кумулятивным боеприпасам. Стоит отметить, для защиты от кумулятивных боеприпасов уже давно применяются гораздо более простые, но не менее эффективные дополнительные модули. Это – достаточно распространенные противокумулятивные экраны и решетки. На определенном расстоянии от поверхности корпуса бронемашины располагаются металлические панели или решетки. При ударе о такое ограждение кумулятивный боеприпас либо срабатывает, либо деформируется. В обоих случаях он уже не способен полноценно выполнять свою задачу.
Как и другие навесные модули, противокумулятивные экраны и решетки ощутимо увеличивают боевой вес бронемашины и соответствующим образом влияют на ее ходовые качества. Несколько лет назад в Великобритании был создан противокумулятивный тканный материал Tarian QuickShield. Такая сетка или ткань состоит из полимерных и металлических нитей и справляется с уничтожением или повреждением противотанковых реактивных гранат. При схожих характеристиках с металлической решеткой полимерная сетка, как минимум, вдвое легче. Кроме непосредственного оснащения бронемашин, Tarian QuickShield предлагается использовать их в качестве материала для быстрого ремонта поврежденных металлических решеток. Кусок защитной ткани попросту натягивается на месте поврежденного экрана или решетки.
Для использования на легкой бронетехнике не так давно была создана динамическая защита SLERA. Поскольку для бронетранспортеров или боевых машин пехоты танковые системы динамической защиты не подходят ввиду своей мощности, SLERA получила менее сильные блоки взрывчатого вещества. Это заметно сказалось на характеристиках, но, в то же время, позволило ставить динамическую защиту на машины со сравнительно тонкой броней.
Электромагнитная защита
Ход развития боеприпасов позволяет предполагать, что уже в самые ближайшие годы новые снаряды смогут поражать цели, прикрытые любым из имеющихся сейчас типов брони. Поэтому уже сейчас идет разработка совершенно новых типов защиты для бронетехники. Пожалуй, наиболее интересным из них является т.н. электромагнитная броня. Она имеет все преимущества композитной, но при этом способна более эффективно задерживать снаряды противника.
Концепция электромагнитного бронирования подразумевает подключение двух металлических листов к конденсаторной системе. Между листами находится полимерный или керамический изолятор. Попав в такую бронепреграду, снаряд замыкает электрическую цепь и изменяет траекторию движения из-за воздействующих на него электромагнитных сил. Кроме того, при определенной мощности подаваемого на пластины тока снаряд может попросту разрушиться. Электромагнитная броня выглядит многообещающе, но до ее практического применения очень далеко. Для эффективной работы такой системы требуется слишком много электроэнергии. На данный момент ни одна бронемашина не в состоянии обеспечить полноценную работу электромагнитной брони.
На том же принципе может быть основана другая технология, целью которой, однако, будет являться анализ состояния бронезащиты. При помощи несложных электрических схем можно создать аппаратуру самодиагностики, которая сможет автоматически определять поврежденный участок брони и степень его разрушения. Благодаря такой информации экипаж боевой машины все время будет в курсе состояния своего бронирования и, при необходимости, сможет вовремя запросить соответствующую помощь.
***
Как видим, развитие технологий бронирования продолжается. Стоит отметить, большинство используемых сейчас идей появилось еще несколько десятилетий назад. Тем не менее, они до сих пор работоспособны и никто не спешит отказываться от них. В ближайшем будущем эта тенденция полностью сохранится. Соответствующие проектные организации продолжат создавать новые типы гомогенной, композитной и навесной защиты. При этом, возможно, с мертвой точки сдвинутся работы в области электромагнитной брони, но в этом случае все упирается в вопрос источника энергии. Так что в ближайшие годы количественное и качественное первенство останется за привычными вариантами бронирования, а их характеристики будут постепенно расти благодаря появлению новых сплавов, полимеров и керамических материалов.
По материалам сайтов:
http://army-guide.com/
http://vpk.name/
http://arms-expo.ru/
http://defense-update.com/
http://globalsecurity.org/
Металл и керамика
Наиболее простым способом обеспечения защиты экипажа и элементов конструкции боевой машины является установка металлической брони. На протяжении всей истории бронетехники повышение уровня такой защиты осуществлялось всего двумя способами: увеличение толщины бронеплит и изменение сплава. В настоящее время к ним добавилась третья методика, фактически представляющая собой «смесь» первых двух. Ученые ведущих стран работают над созданием новых сплавов, которые могли бы при тех же параметрах массы, что и у имеющихся, обеспечить более высокий уровень защиты. Кроме того, помимо применения специальных сплавов броня может быть укреплена при помощи особой технологической обработки стальных заготовок.
Несколько лет назад британские ученые из организаций DSTL и CORAS представили свою новую разработку – технологию Super Bainite. Она позволяет сэкономить на различных реактивах и химикалиях, но при этом ощутимо повысить прочность металла. Суть технологии кроется в так называемой изотермической закалке. Это значит, что сперва броневой лист прогревается до температуры около тысячи градусов по Цельсию, а затем охлаждается до 250-300°. При более низкой температуре заготовка выдерживается в течение нескольких часов и далее плавно охлаждается до температуры окружающей среды. Такой способ упрочнения брони гарантирует почти полное отсутствие в ней каких-либо микротрещин, вызванных обработкой. Кроме того, в зависимости от используемого сплава, возможно увеличение эффективности защиты на десятки процентов. Таким образом, для обеспечения одного и того же уровня защиты броня Super Bainite может иметь заметно меньшую толщину по сравнению с незакаленным металлом.
Еще один метод связан с существующими технологиями. Давно известны такие способы упрочнения металла, как цементация, азотирование, борирование и т.п. процессы химико-термической обработки. В последние годы наибольший интерес ученых вызывает именно азотирование. Насыщение поверхностного слоя металла азотом с последующим образованием нитридов значительно увеличивает твердость поверхности и, как следствие, повышает уровень защиты бронелиста. К настоящему времени различным организациям, занятым в создании новых видов гомогенной брони, удалось добиться неплохих результатов. Современная азотированная стальная броня при одинаковом уровне защиты с необработанным металлом имеет на 25-30% меньшую толщину.
Помимо металла для защиты бронемашин может быть применена специальная керамика. Плитки из карбидоборных, корундовых или карбидокремниевых материалов способны обеспечить достаточный уровень защиты и при этом весят меньше, чем соответствующая стальная деталь. В то же время, керамическое бронирование имеет один серьезный недостаток. В отличие от металла, который прогибается и продавливается боеприпасом, задерживая его, керамическая плитка после попадания растрескивается и теряет, как минимум, большую часть своих защитных свойств. Из-за этого сейчас керамическая броня используется только в сочетании с другими материалами: металлами, кевларом (бронежилеты) и т.д.
Композитные системы
Любой материал, применяемый в бронировании, имеет свои плюсы и минусы. Обеспечить наиболее эффективную защиту от различных поражающих факторов может обеспечить т.н. композитное бронирование. Одними из самых простых и распространенных в последнее время видов подобной защиты являются системы, состоящие из металлических листов и керамических плиток. Плитка принимает на себя удар поражающего элемента, а металл окончательно гасит его энергию. Подобные системы, в которых керамика является первым барьером на пути пули или снаряда, начали появляться сравнительно недавно. Куда более распространена другая архитектура композитной брони.
Т-64АК выпуска 1979 г. в Музее танка Т-34, д. Шолохово Московской области, 26.04.2008 г.(фото - VLAS, http://military.tomsk.ru/forum)
Еще в шестидесятых годах прошлого века была создана трехслойная метало-керамическая броня. Яркий пример такой системы – лобовая защита советского танка Т-64. Между двумя сравнительно тонкими металлическими листами в ней находился стеклопластик. Благодаря этому попавший в броню снаряд был вынужден проходить через несколько слоев защиты с различной плотностью и вязкостью. В итоге боеприпас терял энергию и даже разрушался. По аналогичной схеме построена известная английская броня Chobham. К сожалению, точный ее состав до сих пор засекречен, но, согласно различным отрывочным данным, она состоит из металлических листов, полимерных блоков и керамических плиток. Бронирование Chobham устанавливается на последние модели английских и американских танков.
Американский танк М1 " Абрамс" с бронированием Chobham armour
Британский танк Challenger 1 с бронированием Chobham armour
В последние годы российскими специалистами из НПЦ «Сплав» была создана концепция т.н. дисперсно-керамического бронирования. Такая система состоит из трех слоев: декоративного, дробящего и задерживающего. Декоративный и задерживающий выполняются из плоских панелей, а дробящий состоит из небольших цилиндров или многоугольных призм с закругленными торцами. Попадающий в дисперсно-керамическую броню снаряд, пробивая декоративный слой, теряет часть своей энергии и сталкивается с призмами дробящего. Разрушение призм дробящего слоя также отнимает немалую часть энергии боеприпаса. Кроме того, из-за особой формы элементов слоя, разрушается и сам снаряд. Внутренний задерживающий слой принимает на себя удар осколков снаряда и призм. Дисперсно-керамическое бронирование имеет ряд характерных особенностей, которые могут оказаться полезными в будущем. Поэтому работы по этой тематике идут полным ходом.
Навесная защита
Поскольку бесконечное утолщение брони, вне зависимости от ее типа, невозможно, уже несколько десятилетий на бронетехнике применяются различные дополнительные навесные модули. В зависимости от обстановки, эти модули могут обеспечивать дополнительную защиту машины разными способами.
Самый простой из них – простая навеска на машину дополнительных бронемодулей. Наиболее известной системой такого вида является немецкая MEXAS. Ее точный состав секретен, но известно, что в модулях используется керамика, полимеры и металл. Производитель особо отмечает, что модули брони MEXAS в весовом отношении в два раза эффективнее гомогенной брони. В зависимости от требований заказчика модули системы MEXAS могут иметь любую форму. Кроме того, заказчикам предлагается три варианта бронирования с разным уровнем защиты. Таким образом, модули способны обеспечивать дополнительную защиту практически любой бронемашины. В середине двухтысячных годов на базе брони MEXAS была создана более совершенная защита AMAP, отличающаяся более высокими характеристиками защиты, а также более широким применением металлов и сплавов.
Канадский танк Леопард 1C2. На башне и корпусе хорошо различимы модули навесной брони MEXAS-H. Башня выполнена литой аналогично модификации Леопард 1А5
По бортам БТР Boxer различимы элементы крепления и сочленение отдельных модулей навесной брони AMAP
Благодаря своей многослойной структуре (корпус самой боевой машины можно тоже считать дополнительным слоем брони), навесные бронемодули способны обеспечивать защиту не только от пуль, но и от снарядов малокалиберной артиллерии. Также подобные композитные системы способны с определенной эффективностью противодействовать и кумулятивным боеприпасам. Стоит отметить, для защиты от кумулятивных боеприпасов уже давно применяются гораздо более простые, но не менее эффективные дополнительные модули. Это – достаточно распространенные противокумулятивные экраны и решетки. На определенном расстоянии от поверхности корпуса бронемашины располагаются металлические панели или решетки. При ударе о такое ограждение кумулятивный боеприпас либо срабатывает, либо деформируется. В обоих случаях он уже не способен полноценно выполнять свою задачу.
Как и другие навесные модули, противокумулятивные экраны и решетки ощутимо увеличивают боевой вес бронемашины и соответствующим образом влияют на ее ходовые качества. Несколько лет назад в Великобритании был создан противокумулятивный тканный материал Tarian QuickShield. Такая сетка или ткань состоит из полимерных и металлических нитей и справляется с уничтожением или повреждением противотанковых реактивных гранат. При схожих характеристиках с металлической решеткой полимерная сетка, как минимум, вдвое легче. Кроме непосредственного оснащения бронемашин, Tarian QuickShield предлагается использовать их в качестве материала для быстрого ремонта поврежденных металлических решеток. Кусок защитной ткани попросту натягивается на месте поврежденного экрана или решетки.
Для использования на легкой бронетехнике не так давно была создана динамическая защита SLERA. Поскольку для бронетранспортеров или боевых машин пехоты танковые системы динамической защиты не подходят ввиду своей мощности, SLERA получила менее сильные блоки взрывчатого вещества. Это заметно сказалось на характеристиках, но, в то же время, позволило ставить динамическую защиту на машины со сравнительно тонкой броней.
Электромагнитная защита
Ход развития боеприпасов позволяет предполагать, что уже в самые ближайшие годы новые снаряды смогут поражать цели, прикрытые любым из имеющихся сейчас типов брони. Поэтому уже сейчас идет разработка совершенно новых типов защиты для бронетехники. Пожалуй, наиболее интересным из них является т.н. электромагнитная броня. Она имеет все преимущества композитной, но при этом способна более эффективно задерживать снаряды противника.
Концепция электромагнитного бронирования подразумевает подключение двух металлических листов к конденсаторной системе. Между листами находится полимерный или керамический изолятор. Попав в такую бронепреграду, снаряд замыкает электрическую цепь и изменяет траекторию движения из-за воздействующих на него электромагнитных сил. Кроме того, при определенной мощности подаваемого на пластины тока снаряд может попросту разрушиться. Электромагнитная броня выглядит многообещающе, но до ее практического применения очень далеко. Для эффективной работы такой системы требуется слишком много электроэнергии. На данный момент ни одна бронемашина не в состоянии обеспечить полноценную работу электромагнитной брони.
На том же принципе может быть основана другая технология, целью которой, однако, будет являться анализ состояния бронезащиты. При помощи несложных электрических схем можно создать аппаратуру самодиагностики, которая сможет автоматически определять поврежденный участок брони и степень его разрушения. Благодаря такой информации экипаж боевой машины все время будет в курсе состояния своего бронирования и, при необходимости, сможет вовремя запросить соответствующую помощь.
***
Как видим, развитие технологий бронирования продолжается. Стоит отметить, большинство используемых сейчас идей появилось еще несколько десятилетий назад. Тем не менее, они до сих пор работоспособны и никто не спешит отказываться от них. В ближайшем будущем эта тенденция полностью сохранится. Соответствующие проектные организации продолжат создавать новые типы гомогенной, композитной и навесной защиты. При этом, возможно, с мертвой точки сдвинутся работы в области электромагнитной брони, но в этом случае все упирается в вопрос источника энергии. Так что в ближайшие годы количественное и качественное первенство останется за привычными вариантами бронирования, а их характеристики будут постепенно расти благодаря появлению новых сплавов, полимеров и керамических материалов.
По материалам сайтов:
http://army-guide.com/
http://vpk.name/
http://arms-expo.ru/
http://defense-update.com/
http://globalsecurity.org/
Информация