История разработки динамической защиты. Часть I

А. Тарасенко

Макет корпуса танка с динамической защитой перед испытаниями. 1968 г.

Вторая половина 60-е годы XX века является интереснейшим периодом в истории танкостроения, именно в этот период были предложены и испытаны решения, определившие развитие защиты советских танков на следующие полвека. Среди них комплексная комбинированная защита как с применением неметаллических материалов в качестве наполнителя так и более прогрессивная и до сих пор актуальная идея использование воздействия отраженных ударных волн в жидкости на кумулятивную струю. В этот же период была создана и испытана первая в истории мирового танкостроения динамическая защита. При этом уровень развития разработок  положительные результаты испытаний позволяли начать работы по установке ДЗ на танки. По неясным причинам, в источнике [1], описывающей официальную Историю НИИ Стали этим рабатом уделяется всего одно предложение - Параллельно в институте ведутся работы по использованию для защиты энергии ВВ. В конце 1969 года в Мариуполе под руководством А.Н. Мучкаева прошел испытания литой макет носа танка с динамической защитой. Основной идеолог этого направления – А.И. Платов.

Первые исследования по тематике динамической защиты в СССР начались на основе опыта ВОВ и описаны в источнике [2] и также кратко рассмотрены в материале «Первый контак.

К концу 60-х годов уровень исследований в области динамической защиты (ДЗ) в СССР позволил перейти к разработкам по ее установке на внедряемый в серийное производство танк Т-64А (объект 434). Началом работ послужил отчет  ТМ-12-574-67 [3] «Разработка динамической противокумулятивной защиты танков» 3. Разработка динамической противокумулятивной защиты танков. Отчет по теме, который был отправлен в ХКБМ 03.08.168 г. Об этом свидетельствует письмо А. Ларина, п/я В-2652 (ВНИИ Стали) в адрес А. А. Морозова от 21.08.68. Направляю Вам конструктивную схему бронирования верхней лобовой детали корпуса танка Т-64А с использованием динамичес­кой противокумулятивной защиты, обеспечивающей непробитие брони кумулятивными средствами поражения, пробивающими до 600 мм стальной брони средней твердости, а также проект решения 7 ГУ и в/ч 52682-Ш о порядке проведения работ по созданию динамической защиты танка Т-64А.

В Прошу Вас рассмотреть указанные материалы и подписать проект Решения 7 ГУ МОИ СССР и в/ч 52682-Ш. Для согласования работ командируются представители предприятия п/я В-2652 тов. Чередникова P. A. прошу принять участие в рассмотрении вышеупомянутых материалов.

            У представленной конструктивной динамической защиты верхней детали корпуса объекта 434 схемы были следующие расчетные характеристики –

            1. Количество кассет – 36 шт.

            2. Максимальное количество ВВ, детонирующее при одном попадании – 1,35 кг.

            3. Количество кассет, разрушаемых при одном попадании – 1-3.

            4. При одном попадании динамическая защита разрушается на площади 0,19 м², что соответствует ~5,5% площади верхнего лобового листа.

            5. Конструкция динамической защиты равновесома 45 мм стальному листу.

            6. Обеспечивается защита в пределах курсовых углов ±23° от:

            - кумулятивных снарядов к пушке У-5ТС и других кумулятивных снарядов.

            - бронебойно-подкалиберных снарядов к пушке У-5ТС со скоростью 1450 м/с.

            - бронебойно-подкалиберных снарядов к пушке БС3 со скоростью 1400 м/с.

            - бронебойных снарядов к пушке БС3 со скоростью 900 м/с.

            - выигрыш по весу по сравнению с комбинированной броней (чертеж 434.01.001 сб-2) составляет ~200 кг.

Схема бронирования верхней лобовой детали корпуса объект 434 (Т-64А) с применением противокумулятивной динамической защиты.

Пунктиром показан стандартный носовой узел танка 434 с комбинированной броней.

Для предохранения ячеек от загрязнения и улучшения условий маскировки поверх ребер укрепляются посекционно листы из стеклопластика толщиной 3÷4 мм.

            В ответе на предложение А. А. Морозова направленному А. Ларину и представителям министерства 9.09.68 говорилось: Рассмотрев указанный материал и результаты испытаний – считаем, что применение такой динамической защиты для верхнего лобового листа корпуса танка может заметно повысить защитные свойства при некотором даже снижении веса.

            Однако, сама конструктивная схема проработки такой защиты представленная предприятием  п/я В-2652  для танка Т-64А, выполнена крайне схематично, без учета всех тактико-технических характеристик и эксплуатационных требований, предъявляемых к танку, поэтому провести окончательную оценку этой конструкции и дать окончательную оценку ее целесообразности для серийного применения для танка Т-64А, пока не представляется возможным.

            По нашему мнению для тщательной проработки этого вопроса необходимо провести силами предприятий п/я В-2652 и п/я А-3530 (ХКБМ) совместную разработку в объеме технического проекта…

… в связи с изложенным прошу 7 ГУ МОП дать согласие на проведение такой совместной работы…

            На обороте письма А. А. Морозов записал указание –  необходимо назначить ведущего по этой теме и командировать его к Ларину в ближайшее время.

Работы были включены в план ОКР харьковского конструкторского бюро машиностроения на 1969 год и получили финансирование (см. таблицу ниже). Также возникла возможность рассматривать динамическую защиту и как вариант для перспективного танка, разрабатываемого по теме «101» (НВ12-101-66).

Научно-исследовательские работы по перспективному танку были начаты в 1966 году по теме НВ12-101-66, утвержденной Министерством оборонной промышленности и ставили своей целью создание научно-техни­ческого задела и определение основных тактико-технических требований к перспективному танку.

В развитие темы приказом Министерства от 17 марта 1967 года №161сс конструкторским бюро ряда заводов и головным институтам была поручена разработка аванпроектов различных вариантов компоновки перспективного танка по единому техническому заданию и проведение комплекса научно-исследовательских работ, направленных на обеспечение научно-технического задела по узлам, агрегатам, системам и матери­кам для этого танка. Для всех направлений принять следующие единые основные параметры ТТТ по защите:

1.  от кумулятивных снарядов, пробивающих до 550-600 мм стальной брони средней твердости;

2. от бронебойно-подкалиберного снаряда калибра 125 мм с V₀= 1800 м/сек с дистанции 600-1000 м.

Выигрыш от установки ДЗ был весьма значительный – достигался уровень защиты от бронебойных кумулятивных снарядов и БЧ ПТУР на уровне эквивалентном более 600 мм броневой катаной стали (450 у варианта с комбинированной броней сталь + композит +  сталь) при меньшей на 200 кг массе. Подобный уровень противокумулятивной защиты соответствовал требованиям, предъявляемым к перспективному танку, создаваемому в рамках темы «101».

Примером преимуществ ДЗ при установке на перспективный танк (с некоторым увеличением массы по сравнению с верхней деталью объекта 434) может служить эскиз схемы бронирования верхней лобовой детали корпуса объект 287 –

Схема бронирования верхней лобовой детали корпуса объект 287 с применением противокумулятивной динамической защиты.

            В данном варианте обеспечивалась защита от ПТУР типа «Фаланга» и других противотанковых средств, пробивающих до 800 мм стальной брони средней твердости. Также обеспечивалась защита от 125 мм БПС пушки Д-81 со скоростью 1770 м/с и от снарядов 122 мм пушки М-62Т со скоростью 1600 м/с. Выигрыш по сравнению с комбинированной броней составлял ~ 600 кг.

Данный уровень защиты был достигнут значительно позже, только с принятием на вооружение навесного комплекса ДЗ «Контакт-1» со всеми присущими ему достоинствами и недостатками [4].

Причины, по которым внедрение этих, опережающих свое время, разработок не были воплощены на серийных изделиях все еще не достаточно освещены,  в источнике НИИ Стали упоминается, что причиной была смена приоритета на развитие средств «активной» защиты – руководством ГУ МОП и института было принято решение о приоритетном развитии работ по A3 и почти весь состав сотрудников лаборатории № 70 был переориентирован на выполнение работ по созданию систем активной защиты (КАЗ) [1].

Такими разработками АЗ стала серия работ по комплексом ближнего радиуса типа «Веер-1», «Веер-2», «Веер-3», а в последствии «АЗОТ» (НИИ Стали, ВНИИ Трансмаш). Разработка оказалась сложнее, чем предполагалось, первый перехват 115 мм кумулятивного снаряда комплексом «АЗОТ»  был осуществлен в 1979 г. Дальнейшим развитием данной концепции КАЗ был комплекс «Дождь»,  разработки которого легли в основу КАЗ «Заслон» и «Заслон-Л» (Украина). Разрабатываемый в тот же период по теме НВ106-285-66 КАЗ «Дикобраз», в дальнейшем «Дрозд» средней [5] дальности стал первым в мире приянтым комлексом подобного типа, но произошло это лишь в 1983 г.

Упоминаются и субъективные факторы, так как маршал бронетанковых войск А. Х. Бабаджанян был против того, чтобы танки были «укрыты взрывчаткой».

Схема действия КАЗ ближнего радиуса (АЗОТ, «Дождь» и др.)

Такие комплексы успешно могли бы дополнить динамическую защиту, особенно при защите от ПГ и ПТУР бортовых проекций танка, но заменить ее они не могут. Несмотря на кажущуюся простоту схемы подобных КАЗ в их разработке встречалось немало подводных камней», реализован данный принцип на данный момент только в одном серийно устанавливаемом на танки КАЗ «Pulat» (Турция), созданный на основе украинского «Заслон-Л».

            В тот же период, в 1967 г. появилось и новое направление в создании защиты танков, основанного на исследованиях представителей Института гидродинамики СО АН СССР под руководством академика Лаврентьева М. А. (Тришина Ю. А., Истомина В.Л, Фадеева Ю. И. и пр.). Данный метод защиты танков предполагал использование воздействия отраженных ударных волн в жидкости на кумулятивную струю. Применен он был в конструкциях не ставших серийными танков объект 476, 478, 380, верхней лобовой детали корпуса Т-80Б ,не получившей распространения и в конструкции наполнителя башен танков Т-80У и Т-80УД. Также данные разработки нашли применение в конструкции дополнительной защиты – металополимерных блоках для модернизированных танков Т-55 и Т-62). Результаты испытаний показали, что применение ячеистого слоя вместо стеклопластика позволяет уменьшить габаритные размеры преграды на 15%, а массу - на 30%. По сравнению с монолитной сталью может быть достигнуто уменьшение массы слоя до 60% при сохранении близкого к ней габарита [6]. Но такой наполнитель все же значительно уступал динамической защите.     

В любом случае, с большой уверенностью можно говорить о том, что в случае принятие на вооружения в начале 70-х описанного ниже комплекса ДЗ развитие танкостроения и противотанковых средств во всем мире имело бы совсем другое развитие.

Рассмотрим уровень разработок ДЗ (исходные данные перед проектированием носового узла корпуса с применением ДЗ), достигнутый на период 1968-69 годов на основе отчета ТМ-12-574-67.

Динамическая защита представляет собой плоские и объемные защитные заряди взрывчатого вещества (ВВ), предохраняемые от пора­жения при попадании пуль и осколков стальной крышкой, защитные заряды удерживаются с помощью какой-либо конструкции крепления на защищаемой поверхности брони и разделены друг от друга стальными перегородками как для исключения возможности передачи детонации одного заряда, к другому, так и для локализации зоны разрушений при взрыве.

Принцип действия динамической защиты.

Принцип действия динамической защиты заключается в следующем. Подлетающий кумулятивный снаряд, срабатывая при ударе о металлическую крышку. Образующаяся кумулятивная струя пробивает крышку и проходя через слой ВВ вызывает детонацию защитного заряда. Разлетающиеся продукты взрыва и металлическая крышка воздействуют на кумулятивную струю, вызывая потерю ее сплошности и устойчивости движения, что, в конечном итоге, приводит к разрушению и значительному снижению бронепробивного, действия кумулятивной струи. Рентгенограммы взаимодействия кумулятивной струи с плоским зарядом динамической защиты, расположенным на алюминиевой преграде, приведены ниже –

Рентгенограммы взаимодействия кумулятивной струи с плоским зарядом динамической защиты.

Была определена также необходимая толщина стальных перегородок, разделяющих заряды ВВ между собой, которая дозволяет сохранить без разрушения соседние заряды ВВ при срабатывании одного из них, изучены условия, в частности материалы и их толщины, обеспечивающие предотвращение передачи детонации между близлежащими защитными зарядами при взрыве какого-либо из них.

Струегасящая способность динамической защиты определяется, равным образом, такими факторами как угол встречи α кумулятив­ной струи с защитным зарядом, рабочая длина защитного заряда и толщина δ слоя ВВ в защитном заряде. Результаты проведенных испытаний показали, что при прочих равных условиях с увеличением угла α глубина остаточного внедрения кумулятивной струи замет­но падает, а с увеличением длины l защитного заряда – сначала падает, но затем сохраняется почти на одинаковом уровне. Следовательно, для данной кумулятивной струи и известного угла существует определенная эффективная рабочая длина защитных заря­дов, которая в исследованных случаях равнялась, примерно, 200 мм. Обнаружено также, что о увеличением толщины слоя ВВ в защитном заряде глубина остаточного внедрения кумулятивной струи может бить снижена практически до нуля, однако для этого требуется большое количество ВВ, детонация которого будет приводить к сильному разрушению конструкции защиты, что недопустимо. Поэтому целесообразно применить более тонкие слои ВВ (порядка 10 мм), со­четая их с необходимой толщиной основного бронирования. Установ­лено также, что применение металлических крышек способствует повы­шению струегасящей способности защитных зарядов ВВ.

Для снаряжения заветных зарядов было выбрано взрывчатое вещество состава ТГ-50/50 (ТГ-40/60) в литом состоянии, которое широко используется в промышленности, практически безопасно в обращении, обладает высокой физической и химической стойкостью, надежно инициируется кумулятивной струей и, находясь в тонкостенном металлическом контейнере, даже после раздробления на отдельные куски обеспечивает высокую струегасящую способность защитных зарядов.

Как показали натурные стрельба защитные заряды ВВ детонируют также при попадании бронебойных подкалиберных снарядов со скоростью более 1350 м/с; при этом бронебойное действие таких снарядов несколько снижается. Так при обстреле сплошными бронебойноподкалиберными снарядами к пушкам Т-12 и У-5ТС для стальной брони с применением динамической защиты V_пкп увеличивается примерно на 80-90 м/с.

При попадании бронебойных снарядов взрыва зарядов динамической зашиты не наблюдалось.

При попадании отдельных пуль и осколков непосредственно защитные заряды инициирования защитных зарядов не происходит, вследствие могут получить местные повреждения, которые, однако, не скажутся практически на эффективности защиты. Кроме того, для предохранения от попадания пуль и осколков защитные заряды закрывают стальными крышками.

Имеющиеся исходные данные позволили приступить к проектиро­ванию носового узла корпуса с использованием динамической защиты его верхней лобовой детали.

Использованные источники:

1. НИИ СТАЛИ – 60 лет в сфере защиты». Исторические очерки. – М., 2002. – Правда Севера.

2.  Чепков И. Б. Исследование возможности использования энергии взрывчатых веществ для защиты от действия кумулятивных средств поражения / И. Б. Чепков // Артиллер. и стрелковое вооружение. – 2010.

3. ТМ-12-574-67. Этап 7/УП. — М.: п/я В-2652, 1968.

4. Анализ живучести динамической защиты отечественных танков / Костин Ю. Н., Даньшин Ю. А., Дураченко В. В., Горожанин Ю. Г., Афонский П. В. // Механіка та машинобудування. — 2014. — № 1. — С. 92-101.

5. Manfred Held. Sensor-Fuzed Active Defence SystemsMilitary Technology, 2001, № 10

6. Исследование противокумулятивной стойкостиброни ячеистого типа. Ю. А. Зоров, И. И. Терехин. Вопросы оборонной техники. Серия 20. Выпуск 86. 1979 г.