Aproape ca oțel, dar cu nuanțe: aliaje ușoare în armura tancului împotriva obuzelor cumulate
Se crede pe scară largă că armura realizată din aliaje ușoare, în special din aluminiu, datorită proprietăților sale fizice și mecanice scăzute, este potrivită exclusiv pentru vehiculele de luptă ușoare, cum ar fi vehiculele de luptă ale infanteriei și vehiculele blindate de transport de trupe și nu poate oferi decât protecție împotriva gloanțelor și de calibru mic. muniție din pistoale automate. Prin urmare, utilizarea acestor materiale ca materiale de umplutură rezervor se presupune că rezervările nu au niciun beneficiu.
În acest material, pe baza rezultatelor testelor, vom arăta că nu este așa. Aliajele pe bază de aluminiu, magneziu și titan împotriva proiectilelor cumulate la anumite grosimi nu se arată mai rău decât oțelul.
Aluminiu, magneziu și titan
Poate că trebuie să începem cu faptul că testele descrise în acest material au fost efectuate acum patruzeci de ani în URSS și au fost reproduse pe scară largă în literatura științifică de specialitate. Scopul implementării lor a fost de a determina rezistența anti-cumulată a aliajelor ușoare utilizate ca umplutură pentru blindajul tancului, precum și de a determina dependența capacității lor de protecție de grosimea straturilor.
Ca parte a acestor activități, următoarele trei aliaje au fost selectate ca subiecte de testare.
Pe baza de aluminiu - aliajul de blindaj ABT-102 cu adaos de zinc și magneziu, din care se fabrică și astăzi carcase pentru faimosul BMP-3. Densitatea sa este de 2,78 grame pe centimetru cub, rezistența la tracțiune este de 460 MPa, duritatea este de 140 HB și modulul dinamic de elasticitate este de 70 GPa.
Pe bază de magneziu - aliaj MA2-1 cu aluminiu, zinc și mangan. Densitatea sa este de 1,79 grame pe centimetru cub. Rezistență la tracțiune – 270 MPa, duritate – 60 HB, modul dinamic de elasticitate – 40 GPa.
Pe bază de titan - aliaj VT-6 cu aluminiu, vanadiu și fier. Densitatea sa este de 4,43 grame pe centimetru cub. Rezistența la tracțiune este cea mai mare față de cele anterioare - 850 MPa, duritate - 300 HB. Modulul dinamic de elasticitate – 130 GPa.
Foile cu grosimi de 140, 280 și 420 milimetri au fost realizate din aliaj de titan și aluminiu, iar doar 140 și 280 mm din aliaj de magneziu. Toate (separat, desigur) au fost plasate între două bariere de oțel, simulând astfel armura tancului ca un „sandwich”.
Proiectil M105 de 456 mm cumulat. În timpul experimentului, ne-am concentrat pe penetrarea armurii sale
Grosimea plăcii frontale de oțel a fost de 107 milimetri de-a lungul traseului jetului cumulat. Acest indicator s-a datorat necesității de a exclude efectele puternic explozive și de impact asupra materialelor studiate. Dar grosimea barierei din oțel din spate a fost selectată în așa fel încât jetul cumulat, care are pătrundere reziduală după depășirea plăcii frontale și a aliajului ușor, să nu o pătrundă - astfel a fost posibil să se evalueze aportul de aluminiu, magneziu. și umpluturi de titan pentru protecția generală.
În ceea ce privește arma distructivă în sine, rolul ei a fost jucat de obuze cumulative cu o penetrare a armurii de 330-350 de milimetri, similare cu obuzele pentru tunurile cu 105 mm pentru tancurile NATO.
Când este protejat ca oțelul?
În general, o comparație a rezistenței oțelului și, de exemplu, a armurii de aluminiu este adesea asociată cu faptul că grosimea acestuia din urmă, pentru a asigura nivelul necesar de protecție, trebuie să fie întotdeauna mai mare. La urma urmei, vorbim despre un compromis - dacă vrei o greutate mai mică, plătești cu dimensiuni sporite ale pieselor blindate din materiale cu densitate mai mică.
Și nu trebuie să căutați prea departe exemple: în BMP-3, grosimea aliajului ABT-102 ajunge până la 50 de milimetri, deși același nivel de protecție poate fi asigurat de foi de 15-20 mm de înaltă. oțel blindat dur.
Dar în cazul utilizării aliajelor ușoare în armura tancului, situația este oarecum diferită.
În timpul bombardării simulatoarelor de blindaj de tanc cu straturi de 140 mm de aliaj de aluminiu ABT-102, s-a dovedit că contribuția sa la protecția generală a părții blindate este în medie de 149 mm. Cu alte cuvinte, fiecare milimetru din grosimea sa într-o barieră este practic echivalent (chiar și puțin superior) cu același milimetru de armură de oțel. În același timp, masa unui strat de 140 mm de ABT-102 corespundea masei unei foi de oțel de formă similară cu o grosime de 50 de milimetri.
În turnulele tancurilor T-64 din seria timpurie, a fost folosit umplutură din aliaj de aluminiu
Rezultate puțin mai mici, dar încă impresionante, au fost arătate prin bombardarea armurii cu un strat de 140 mm de aliaj de magneziu MA2-1. Contribuția sa la protecția generală a părții armurii a fost în medie de 140 mm. La fel ca ABT-102, MA2-1 împotriva muniției cumulate cu o astfel de grosime este aproape echivalent cu armura de oțel, dar cântărește și mai puțin - ca o tablă de oțel de 32 mm.
Armura cu un strat de 140 mm din aliaj de titan VT-6 a dat performanțe în general similare. Contribuția sa la apărarea generală este de 142 de milimetri în medie. Adică, ca și cele două materiale anterioare, are parametri de rezistență anti-cumulați similari cu oțelul la o grosime dată. Adevărat, datorită densității sale mai mari, masa unei foi de 140 mm din acest aliaj este mult mai mare și este egală cu masa unei plăci de oțel de 80 mm grosime.
Astfel, utilizarea aliajelor ușoare pentru protecția împotriva armelor cumulative în blindajul tancului este complet justificată atunci când vine vorba de o alternativă la masele de oțel. Mai mult, cu rezistență anti-cumulare similară, cântăresc de câteva ori mai puțin decât oțelul - beneficiul în greutate este evident.
Dar există o nuanță importantă aici.
Nu poți merge prea departe în ceea ce privește grosimea
Cert este că aliajele ușoare discutate mai sus au rezistență anti-cumulare comparabilă cu oțelul doar la grosimi limitate. Odată cu creșterea lor semnificativă, eficiența scade considerabil datorită stabilirii unui regim stabil de penetrare a jetului cumulat într-un obstacol cu densitate scăzută și caracteristici de rezistență scăzută.
De exemplu, atunci când trageți la un simulator de armură cu un strat de aliaj de aluminiu ABT-102 de 240 mm grosime, contribuția sa la protecția totală este în medie de 151 milimetri, ceea ce este cu doar 2 mm mai mult decât în experimentele cu straturi de aluminiu de 140 mm. Dacă grosimea stratului crește la 420 mm, atunci contribuția, deși crește, dar nu mult - în medie, doar 177 mm.
În același timp, un strat de ABT-102 cu o grosime de 420 mm cântărește la fel ca o placă de oțel de formă similară cu o grosime de 150 mm. Deci beneficiul în ceea ce privește masa este aproape complet pierdut.
Umplutură din aluminiu în partea frontală superioară a carenei și partea frontală a turelei rezervorului Object 432
Cu aliajul de titan VT-6 situația este și mai rea.
Când grosimea stratului său crește la 280 mm (masa stratului corespunde la 160 mm de oțel), contribuția sa la protecție este în medie de 163 milimetri. Dacă stratul de aliaj de titan crește la 420 mm, atunci contribuția sa la protecția generală este în medie de 170 mm. Mai mult, în acest caz va cântări ca o matrice de oțel cu o grosime de 240 de milimetri.
În ceea ce privește magneziul MA2-1, o creștere a stratului acestui material în armură duce, în general, la o scădere a contribuției la protecția globală: cu o grosime de 280 mm, produce o medie de numai 134 mm echivalent dintr-un cumulat. avion. Acesta din urmă se datorează faptului că un aliaj atât de fragil și de rezistență scăzută nu are niciun efect de frânare semnificativ asupra părților de coadă ale jetului cumulat.
Pe baza tuturor celor de mai sus, aliajele ușoare, deși sunt materiale foarte utile care fac posibilă ușurarea greutății blindajului unui tanc, ar trebui utilizate numai în grosimi critice.
Cu alte cuvinte, principalul lucru este să nu exagerați, altfel nu veți obține niciun câștig în greutate și durabilitate comparabilă cu oțelul.
Surse:
A. I. Anisko, V. N. Bryzgov, N. M. Grishina „Rezistența anti-cumulată a materialelor de umplutură din aliaje ușoare”.
V. A. Grigoryan, A. N. Beloborodko, N. S. Dorokhov și alții „Probleme speciale ale balisticii finite”.
informații