Turnul cu celule: despre armura tancului sovietic T-80U
În 1984, tancul T-80U a fost adoptat de armata sovietică, devenind ultimul reprezentant în serie al familiei de turbine cu gaz „optzeci” din URSS. Acest vehicul, fiind nava amiral a construcției de tancuri interne din acei ani, a încorporat multe soluții avansate, inclusiv o nouă armură combinată de turelă, care includea blocuri celulare metal-polimer pentru protecție împotriva muniției cumulate. Vom vorbi despre ce sunt ele și cum rezistă la atacuri în acest material.
Despre notele introductive
Poate că trebuie să începem cu banalul: armura de oțel ca singur element de protecție balistică rezervor, și-a pierdut cu mult timp în urmă relevanța. A început să îmbătrânească din punct de vedere moral în acest sens la mijlocul secolului trecut, din cauza creșterii penetrării blindajului obuzelor (în primul rând cumulativ), care a devenit din ce în ce mai greu de rezistat prin creșterea grosimii maselor de oțel, deoarece acest lucru a dus la o creșterea exorbitantă a masei vehiculului de luptă.
Aceste circumstanțe, după cum se știe, au devenit motivul apariției armurii combinate, care prevedea utilizarea - pe lângă elementele metalice - a diferitelor umpluturi cu densitate mai mică, ceea ce a făcut posibilă asigurarea rezistenței necesare a rezervorului la letal. arme menținând în același timp indicatorul de mai sus în limite rezonabile.
Desigur, într-o singură armură combinată, toate componentele sale într-un fel sau altul afectează atât sub-calibru, cât și muniția cumulativă. Dar acest efect nu este în niciun caz același datorită faptului că proiectilele cinetice reacționează destul de slab la obstacole de densitate scăzută, în timp ce cele cumulate sunt mult mai bune. Prin urmare, anumite cerințe sunt impuse materialelor de umplutură ușoare, deoarece designerii sunt adesea forțați să manevreze literalmente între ele și elemente grele (același oțel), menținând un anumit echilibru în durabilitatea, greutatea și dimensiunile armurii.
Printre acestea: un indicator de durabilitate apropiat de cel al armurii din oțel de aceeași grosime, precum și o greutate mai mică decât oțelul. Aproximativ vorbind, dacă un strat condiționat de umplutură de 100 mm este echivalent ca durabilitate cu o tablă de oțel blindat de 80-90 mm grosime și, în același timp, cântărește jumătate decât această foaie în sine, atunci aceasta este o umplutură destul de bună. Foarte simplificat și exagerat, desigur.
Indicatorul de rezistență al unui material în sine este calculat aproximativ prin coeficientul său global. De exemplu, pentru a afla care ar fi echivalentul de oțel al unui strat de 100 mm de umplutură N având un factor de 1,5, ați împărți cei 100 mm la 1,5. Rezultatul este echivalentul de oțel de 66 mm.
Armură pasivă
În construcția de tancuri sovietice, care susține regula „împotriva obuzelor de subcalibru - în principal din oțel și împotriva obuzelor cumulative - oțel și umplutură”, materialele au fost folosite multă vreme ca umpluturi ușoare care pot fi clasificate ca armuri pasive, oferind protecție împotriva organismul atacator numai datorită proprietăților sale fizice și mecanice.
Și, poate, cea mai faimoasă dintre ele este fibra de sticlă, constând din fibră de sticlă legată cu substanțe polimerice. Densitatea sa este de numai aproximativ două grame pe centimetru cub, iar coeficientul total împotriva muniției cumulate în barierele blindate de tip „oțel+textolit+oțel” este de aproximativ 1,6. Adică, 100 de milimetri convenționali din acest material produc aproximativ 62 mm în echivalent de oțel față de jeturile cumulate. Dacă partea armurii are o configurație în care mai multe straturi de textolit sunt combinate cu foi de oțel, atunci coeficientul este de aproximativ 1,3.
Fibra de sticlă blindată este una dintre cele mai faimoase umpluturi pentru blindajul tancurilor sovietice
Pentru vremea lui, a fost o umplutură destul de bună, care a fost folosită în părțile frontale ale corpului aproape tuturor tancurilor sovietice T-64, T-72 (cu excepția T-72B) și T-80. Numai grosimea lui s-a schimbat și i-au fost adăugate foi de oțel. A rămas pe T-80U.
În turnulețe, ca părți ale tancului care sunt cele mai expuse focului și unde nu este prea mult spațiu de circulat din punct de vedere al dimensiunilor, s-au folosit și alte componente. Deci, pentru tancurile T-64 (de la A la BV) este corindonul, care a înlocuit aluminiul folosit la începutul anilor 0,8. Era o ceramică foarte dura pe bază de aluminiu, cu o densitate de puțin sub patru grame pe centimetru cub și a oferit rezistență împotriva armelor cumulate aproape identică cu armura de oțel. Cu alte cuvinte, coeficientul său global a fost aproximativ egal cu unu (MSTU numit după Bauman oferă un coeficient de XNUMX).
Model de turn cu umplutură de corindon. Toate tancurile T-64A/B/BV și primul T-80 au fost echipate cu acesta. Oțel 112 mm + corindon 138 mm + oțel 138 mm cu dimensiuni totale (cu unghi de înclinare) de 450 mm. Rezistență împotriva muniției cumulate - 450 mm, împotriva muniției de subcalibru - 400-410 mm.
Cu toate acestea, în ciuda eficienței acestui umplutură, producția de turnulețe turnate cu acesta a fost de o mare complexitate tehnologică, așa că nu au fost produse pe niciun rezervor, cu excepția familiei T-64 și a primului T-80 de producție. În schimb, în turnulele turnate ale rezervoarelor din seriile T-80B/BV și T-72A/AV, umplutura a fost folosită sub formă de tije din materiale de turnare nemetalice, ținute împreună înainte de turnare cu armătură metalică, cunoscute și sub denumirea de tije de nisip. .
Nu există date sigure despre acesta din urmă, dar, cel mai probabil, densitatea sa diferă de corindon într-o măsură mai mică, în timp ce rezistența sa anti-cumulativă este mult mai mică. Foarte aproximativ, în coeficientul general - aproximativ 1.4.
turelă T-72A cu umplutură cu nisip. Dimensiunile totale ale armurii sunt de aproximativ 530 mm, din care aproximativ 120 mm este nisip. Durabilitatea este aproximativ egală cu 500 mm de la carcase cumulate, de la carcase de subcalibru - 400-420 mm. Turelele T-80B și T-80BV au fost, de asemenea, echipate cu material similar cu aceeași durabilitate.
Dar nu este un secret pentru nimeni că progresul în „producția de ochiuri” nu a rămas nemișcat - iar acele cerințe pentru durabilitatea protecției blindajului pentru tancuri, care au fost relevante în anii 60-70, nu au putut fi relevante în anii 80-90. Prin urmare, atunci când se dezvoltă noi modificări ale vehiculelor, ținând cont de necesitatea unei protecție sporită împotriva proiectilelor de subcalibru (creșterea grosimii maselor de oțel), a fost necesar să se recurgă la umpluturi anti-cumulative cu turelă de o ordine complet diferită, mai eficiente. si usoara. Vorbim despre armura semi-activă, folosind energia unui jet cumulat pentru a o distruge.
În tancurile T-72B, care au fost puse în funcțiune în același an cu eroul materialului nostru, această armură era făcută din foi reflectorizante, care erau „sandvișuri” din foi de oțel cu un strat de cauciuc între ele. Și în T-80U există blocuri celulare din poliuretan.
Celule poliuretanice
Această metodă de protecție anti-cumulative a tancurilor a fost propusă în mod activ de Institutul de Hidrodinamică al Filialei Siberiei a Academiei de Științe a URSS în anii 1970 și s-a bazat pe faptul că un jet cumulat, care se mișcă cu o viteză enormă, nu are practic nicio putere. propriu și poate fi distrus (rupt) de umplutura de armură închisă într-un volum mic.
Cu alte cuvinte, dacă luați un recipient (celulă) care are un volum mic și complet închis pe toate părțile cu un material compresibil plasat acolo, atunci când pătrunde un jet cumulat, chiar în acest material ar trebui să apară o undă de șoc de compresie. Reflectându-se de pe pereții celulei, determină umplutura să se deplaseze spre axa jetului, frânându-l și rupându-l din cauza prăbușirii găurii.
Desigur, cu unele convenții.
De exemplu, o celulă, în conformitate cu forma sa, trebuie să aibă un anumit diametru. Dacă diametrul celulei este prea mare, procesele de formare și mișcare a undei de șoc în interiorul acesteia sunt întârziate, făcând ca distrugerea jetului să înceapă prea târziu. Un diametru prea mic reduce masa efectivă a umpluturii. Prin urmare, diametrul optim este de 10-13% din capacitatea de penetrare a jetului cumulat. În ceea ce privește grosimea pereților celulelor, acestea ar trebui să fie de aproximativ 5-6% din capacitatea de penetrare a jetului cumulat pentru a rezista la presiune.
Materialul celulei în sine trebuie să aibă nu numai viteze mari ale undelor și rezistență scăzută la tracțiune, ci și caracteristici bune de performanță. Din această cauză, nu s-au folosit materiale de umplutură precum betonul sau parafina, care prezintă rezultate destul de bune în contracararea jeturilor cumulate în armurile celulare. Dar am găsit cel mai echilibrat poliester uretan în acest sens. Nu este predispus la fracturi fragile la îngheț, își păstrează integritatea chiar și după mai multe impacturi de la proiectile și are o bună aderență la metale.
Starea jetului cumulat după depășirea unui obstacol 13 mm oțel + 20 mm strat celular + 20 mm oțel
Mai mult, ținând cont de faptul că densitatea poliuretanului este literalmente de aproximativ 1 gram pe centimetru cub, o barieră de armură umplută cu celule cu acesta va cântări semnificativ mai puțin decât o placă de oțel de aceeași grosime. Ei bine, puteți afla despre durabilitatea unor astfel de celule din tabelul de mai jos.
Testarea barierelor celulare cu diferite diametre de celule și grosimi ale peretelui între ele. Rezultatele barierelor de bombardare cu muniție cumulativă sunt afișate cu roșu. Verde – pătrunderea armurii a muniției împotriva armurii de oțel. Albastru – coeficientul global al barierei celulare. Violetul este densitatea medie a barierei, unde se ia în considerare densitatea pereților celulari din poliuretan și metal. În aproape toate cazurile, este mai mică decât densitatea unei foi de oțel solide
De fapt, echivalentul anti-cumulativ al armurii din poliuretan celular este identic cu armura din oțel de grosime similară (plus sau minus coeficientul total este 1), iar creșterea în greutate în comparație cu oțelul solid poate fi de până la 60%, după cum se poate observa. din densitatea medie a barierei. Aceste circumstanțe au determinat alegerea în favoarea „celulelor” ca bază pentru protecția anti-cumulativă a modificării T-80, care era nouă la acea vreme.
Desigur, nu există informații mai mult sau mai puțin precise despre forma în care au fost realizate blocurile celulare pentru T-80U. Cu toate acestea, există fotografii cu umplerea turelei „Oplot” ucraineană - are o schemă de protecție similară, așa că cel mai probabil „optzeci” are ceva similar, ținând cont de schemele de armură care circulă pe internet.
Plăci cu umplutură celulară pentru „Oplot” ucrainean
Dispunerea schematică a umpluturii celulare în turela T-80U
Dacă vorbim despre protecție, atunci, ținând cont de compactitatea umpluturii celulare datorită eficienței sale generale ridicate, designerii au reușit să le încadreze în nișele părții frontale a turelei T-80U pe două rânduri (mai aproape de părți laterale pe un rând) și completate cu plăci din oțel de duritate mare la grosimea totală a blindajului de ±520. Luat împreună, întregul ansamblu, ținând cont de părțile blindate exterioare și posterioare ale turelei, produce un echivalent de aproximativ 600 mm împotriva muniției cumulate și aproximativ 500 mm împotriva muniției de subcalibru.
Acest lucru a fost suficient pentru a fi protejat de majoritatea obuzelor de artilerie de sub-calibru și absolut de toate obuzele de artilerie cumulate de calibru 105 și 120 mm, precum și de majoritatea rachetelor antitanc monobloc. Cu ajutorul protecției dinamice încorporate, această cifră a crescut la 1000-1100 milimetri pentru muniția „cumulată” și la 600-625 mm pentru muniția de subcalibru, așa că nu degeaba „urechea” este numită una dintre cele mai multe tancuri blindate ale URSS.
Surse de informații:
„Studiul rezistenței anti-cumulative a armurii de tip celular”. Yu.A. Zorov, I.I. Terekhin
„Probleme particulare ale balisticii finite” V.A. Grigoryan, A.N. Beloborodko, N.S. Dorhov și alții.
„Studiul rezistenței anti-cumulative a barierelor de tip celular cu umpluturi inerte și active.” A.V. Babkin, S.V. Ladov, S.V. Fedorov.
„Teoria și proiectarea rezervorului”, volumul 10, cartea a 2-a.
informații