Алюминиевая броня — это вам не бетон, армировать её не получится
Создание новой или совершенствование уже имеющейся брони танков и любых других боевых машин — это процесс, включающий в себя как теоретические расчёты, так и практические испытания, которые позволяют оценить эффективность и, условно говоря, работоспособность защитных структур в приближенных к реальным условиях. Однако проходят этот экзамен далеко не все изобретения конструкторов, занимающихся бронированием.
Ярким примером здесь может служить получившая «неуд» от советских испытателей алюминиевая броня для лёгкой боевой техники, армированная изнутри с помощью стальной проволоки. Тяжёлая, сложная в изготовлении, а заодно менее живучая и стойкая, чем её классический гомогенный алюминиевый собрат.
Вместо введения
Алюминиевую броню можно по праву назвать если и не революционным, то, по крайней мере, значимым достижением в деле обеспечения защиты боевой техники — и причина для столь лестных эпитетов, конечно, имеется. Она заключается в том, что именно алюминий открыл для танкостроителей всего мира широкие возможности в деле создания боевых машин, чья масса находится в жёстких ограничениях — лёгких танков, боевых машин десанта, БМП и БТР.
Это и не удивительно. Алюминий, как и сплавы на его основе, обладают относительно невысокой плотностью — в два с лишним раза меньшей, чем у стали. Из-за этого алюминиевая броня, особенно в рациональных углах наклона, может обеспечить выигрыш по массе до 30% и даже больше по сравнению со стальными плитами аналогичной стойкости в рамках защиты от бронебойных пуль стрелкового оружия и снарядов малокалиберных пушек. Так что интерес к «люминьке» вполне понятен — она хоть и будет толще, но значительно легче.
БМД-1 — носитель брони из сплава АБТ-101
Отсюда, в общем-то, вытекает и заинтересованность конструкторов в совершенствовании алюминиевой брони и структур на её основе по части увеличения их пуле- и снарядостойкости при сохранении приемлемой массы. И если говорить о реализованных на практике методах как у нас, так и за рубежом, то они в основном заключались в разработке новых сплавов (примером может служить переход от противопульного сплава АБТ-101 к противоснарядному АБТ-102 в СССР) и внедрению в конструкцию бронирования машин дополнительных экранов, как у БМП-3 и «Брэдли».
Однако в прошлом были и, скажем так, не совсем стандартные подходы в виде создания биметаллических плит из высокотвёрдой стали и броневого алюминия, сваренных между собой путём взрыва, а также получения армированной алюминиевой брони. О первом мы уже писали в материале «Биметаллическая броня: алюминий и сталь в одном флаконе», а на втором остановимся сегодня.
Почти как железобетон
Начать, как ни странно, нужно с железобетона. О том, что это такое, имеет хотя бы минимальное представление, пожалуй, каждый. В очень упрощенном виде железобетонные конструкции, будь то плиты, сваи и другие элементы, — это бетон, усиленный металлической (реже из других материалов) арматурой в виде стержней, сеток или каркасов, увеличивающих общую прочность конструкции. Так вот, армированная алюминиевая броня — штука примерно похожая.
В основе этой идеи лежит внедрение сеток или прутков из стальной проволоки внутрь броневой плиты из алюминиевого сплава с помощью горячей прокатки или сварки алюминиевых слоёв с помещённой между ними сеткой (прутками) в единое целое. В теории такое армирование должно значительно увеличить стойкость брони к поражающим средствам относительно гомогенных плит при небольшом увеличении массы, поскольку перекрытие сетками/прутками должно обеспечиваться таким образом, чтобы пуля (или снаряд) при любом раскладе попадала в стальную составляющую, преодолев внешний слой алюминия.
Сейчас, конечно, уже и не скажешь, инженерам какой страны первым пришла в голову мысль о создании подобного композита, тем не менее в СССР этой темой тоже интересовались как минимум с конца 1970-х годов, ведь на первый взгляд перспективы у этой технологии имелись. Впрочем, даже сегодня среди простых любителей бронетанковой техники и даже экспертов нет-нет, но проскакивают измышления подобного толка, дескать, почему до сих пор не додумались алюминий со сталью скрестить — БМП и БМД не такими «дырявыми» были бы.
Испытания
Однако теория — это одно, а практика — совершенно другое, поэтому красноречивее всего о качествах брони могут рассказать лишь отчёты по её испытаниям обстрелом. И, конечно, таковые имеются — они были опубликованы в советской технической литературе в 1980 году и никакой секретности уже не представляют, поэтому перейдём к ознакомлению с ними, но сначала о вводных.
Для проведения испытаний были взяты плиты из алюминиевых сплавов АД1, Д-20, АМГ6, В48, К48 и серийный противопульный сплав АБТ-10, применявшийся для изготовления БМД-1. Для их армирования применялась проволока диаметром от 0,3 до 5 миллиметров из высокопрочной нержавеющей стали Х18Н9Т и высокоуглеродистых сталей У8А и У9. Армирование проволокой диаметром до 1 миллиметра осуществлялось с помощью горячей прокатки, а диаметром более 1 мм — сваркой взрывом.
Алюминиевая броня, армированная стальной проволокой, в разрезе (сварка взрывом)
Полученные таким образом броневые плиты обстреливались бронебойными пулями калибра 7,62-мм и 12,7-мм под разными углами для имитации конструктивных углов наклона брони боевой техники, после чего оценивался уровень их стойкости и эквивалент по массе в сравнении с гомогенными плитами из тех же сплавов.
Итак, что же там по результатам? Ведь, напомним, в теории армирование из-за наличия стальных волокон в алюминии должно увеличить противопульную (да и противоснарядную тоже) стойкость брони, дополнительно разрушая атакующее тело в толще менее плотного материала.
Здесь, наверное, стоит сразу ответить на логичный вопрос о живучести подобной брони, подразумевающей собой способность преграды сохранять защитные функции при неоднократном воздействии на неё средств поражения. К ней, конечно, были претензии, поскольку алюминиевые плиты, армированные прутками, имели тенденцию к расслоению после небольшого количества попаданий. Однако при качественном сцеплении стальных волокон с алюминиевой матрицей (вопрос технологии производства) некоторые плиты размерами 150х150 мм демонстрировали хорошую живучесть, выдерживая до 10–12 попаданий без расслоения.
Проблемы кроются в другом. Армированная броня получилась тяжёлая, что вполне понятно, ведь сталь массу, очевидно, не убавляет, а наоборот. Но разница в весе в сравнении с гомогенными алюминиевыми плитами оказалась существенной — у некоторых экземпляров она составляла 30% и более. Например, армированная десятью слоями сетки (из стальной проволоки) плита из сплава АБТ-101 толщиной 19,5 миллиметра весила столько же, сколько гомогенный лист АБТ-101 толщиной 26 мм.
Однако увеличенная масса никак не компенсируется повышенной стойкостью армированных плит. В ходе опытного обстрела выяснилось, что они обладают большой анизотропией свойств. Иными словами, если попадание в плиту приходится под углом вдоль направления проволоки, то пуля попросту смещает её и обходит, преспокойно пробивая броню. Если же попадание происходит под углом поперёк проволоки, то пуля, контактируя с ней, нормализуется (меняет траекторию на близкую к перпендикулярной к броне) в толще броневого листа, что только увеличивает её проникающую способность.
Чтобы оценить, насколько всё плохо, можно взглянуть на приведённую ниже таблицу. В ней данные по армированию алюминия стальными сетками — и, если что, с прутками дела обстоят примерно так же.
В таблице стоит обратить внимание на уровень стойкости (Vпкп), выраженный в предельной скорости кондиционных поражений — скорости пули, при которой в броне не образуется сквозных пробоин, проломов и прочего. Ну и, разумеется, на массу плит. По всем этим параметрам армированная алюминиевая броня существенно уступает гомогенным плитам — никакого усиления стойкости, лишь бесполезное повышение массы. Причём с увеличением толщин армированной брони разница в стойкости, как и в массе, только растёт.
Так что да, алюминиевая броня — это не бетон, и армировать её не получится. Однако нельзя исключать, что негативный опыт создания подобных броневых структур, как и биметаллических листов «сталь + алюминий», повлиял на разработку более «работоспособной» слоистой алюминиевой брони (прочитать о ней можно тут) ПАС, которую, по слухам, могли использовать в колёсных «Бумерангах» и гусеничных «Курганцах-25».
Источник:
«Влияние армирования на повышение стойкости алюминиевой брони». Н.П. Неверова, Б.Д. Чухин, Е.В. Ширяев и др.
Информация