ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




ДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА МОБИЛЬНЫХ НЕБРОНИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ

ОТ ПЕРЕНОСНЫХ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫМИ ЗАРЯДАМИ

Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2017. № 3-4

Д-р техн. наук В.И. Лазоркин, д-р техн. наук М.В. Сильников

ЗАО «НПО СМ»

 

Рассматривается задача защиты мобильных небронированных объектов от перенос­ных средств поражения. Предлагается использовать кольцевые заряды для механи­ческого разрушения боевых частей атакующих боеприпасов.

Приводятся экспериментальные данные по разрушению кумулятивных и термобари­ческих боевых частей выстрелов к гранатомётным комплексам.

Предлагаются технические решения устройств для установки кольцевых зарядов в боевое положение.

 

Переносные средства поражения (ПСП), применяемые при осуществлении террористи­ческих и диверсионных актов, представляют се­рьёзную угрозу для мобильных объектов, осо­бенно небронированных.

К ним относятся:

  • бронебойные и бронебойно-зажигатель­ные пули патронов стрелкового оружия (ППСО);
  • выстрелы к гранатомётным комплексам (ВГК);
  • противотанковые управляемые ракеты (ПТУР);
  • миномётные мины калибра до 60 мм.

Существует три основных способа защиты

подобных объектов от ПСП:

  • бронирование;
  • динамическая защита [7, 8, 9];
  • активная защита.

Первые два способа защиты ориентированы на противодействие поражающим факторам ата­кующих боеприпасов (АБ) при срабатывании их боевых частей (БЧ), третий — на дистанционное воздействие на сами АБ с целью их уничтоже­ния, отклонения от точек прицеливания или на­несения таких повреждений, при которых АБ те­ряют свои поражающие свойства.

Реализация традиционных способов защи­ты связана с определёнными затратами энер­гии, зависящими от энергетических возможно­стей АБ: чем больше скорость и мощность БЧ АБ, тем больше энергии требуется для его ней­трализации. Это приводит к увеличению слож­ности, стоимости и массогабаритных характери­стик систем защиты. Кроме того, при реализа­ции традиционных способов защиты возникают значительные, нередко разрушающие нагрузки на объект защиты, что является основным, часто непреодолимым препятствием к их внедрению.

В этой связи представляется целесообраз­ным реализовать защиту объекта на основе сле­дующих принципов:

  • воздействовать на АБ на минимально до­пустимых дистанциях от объекта защиты;
  • исключить взрыв БЧ АБ с тем, чтобы ми­нимизировать затраты энергии на нейтрализацию соответствующих поражающих факторов;
  • минимизировать затраты энергии на ак­тивное воздействие на АБ;
  • максимально упростить системы обнару­жения и поражения АБ.

Одним из распространённых способов ми­нимизации дистанций воздействия на АБ явля­ется применение взводных и режущих экранов, обеспечивающих преждевременное срабатыва­ние взрывателей [1, 2] или механическое разру­шение БЧ АБ [3, 4]. Взводные и режущие экраны навешиваются на объект защиты или устанавли­ваются на обстрелоопасных направлениях на за­данных расстояниях перед объектом (рис. 1).

Удаление взводного экрана от объекта за­щиты выбирается с учётом радиуса поражения объекта при срабатывании БЧ АБ. Однако вслед­ствие громоздкости взводных экранов, повреж­дения их при срабатывании БЧ АБ и сложности установки для защиты от обстрела с верхней полусферы применение их технически сложно, особенно при защите мобильных неброниро­ванных объектов. Кроме того, взводные экраны практически бесполезны при защите мобильных объектов от фугасных и осколочных БЧ.

Основной недостаток осколочных защит­ных боеприпасов (ЗБ) — уменьшение плотности поля поражающих элементов (ПЭ) по мере уда­ления от метательного заряда. Для обеспечения заданной плотности поля ПЭ на заданных уда­лениях от метательного заряда приходится либо увеличивать массогабаритные характеристики ЗБ, либо уменьшать расчётный промах за счёт повышения точности систем обнаружения и на­ведения, что далеко не всегда возможно [10].

Рис. 1. Применение взводных и режущих экранов для защиты объектов от кумулятивных боеприпасов


 

 

В этой связи определённый интерес пред­ставляет т.н. «кольцевой заряд», который состо­

ит из алюминиевого кольца, на внешней поверх­ности которого помещён тонкий слой эластично­го ВВ (рис. 2).

Расчётная схема кольцевого заряда (КЗ) при­ведена на рис. 3.

С формальной точки зрения КЗ можно пред­ставить в виде осколочной рубашки, содержащей k рядов поражающих элементов (ПЭ) ку­бической формы, свёрнутых в кольцо радиусом R, на внешней поверхности которой размещён слой взрывчатого вещества (ВВ) толщиной π и шириной b. Длина грани одного ПЭ равна h, ширина осколочной рубашки b = k · h, а длина осколочной рубашки L = 2 · π· R.

Основной особенностью КЗ, является уве­личение плотности поля ПЭ по мере удаления от слоя ВВ и приближения к центру заряда.

Внутрь КЗ проникает атакующий боеприпас (АБ) длиной z и калибром d. Расстояние центра АБ от центра КЗ равно r.

При инициировании заряда эластичного ВВ алюминиевое кольцо «схлопывается», распада­ясь на множество ПЭ, обладающих высокими поражающими свойствами.

Если кольцевой заряд разместить на неко­тором удалении от защищаемой проекции объ­екта, исключающем контакт с ним головной части АБ, то возникающая при срабатывании кольцевого заряда нагрузка на объект защиты минимальна.

При срабатывании КЗ в АБ попадают ПЭ. расположенные на дуге АВ длиной l с централь­ным углом α. Доля эффективных ПЭ, попавших в АБ равна ε. Под эффективными понимаются ПЭ, которые проникают в АБ.

Масса эффективных ПЭ, попавших в АБ

(1)

где n — число эффективных ПЭ, попавших в БС.

 

Рис. 2. Принцип действия кольцевого заряда

Рис. 2. Принцип действия кольцевого заряда

Рис. 3. Расчётная схема кольцевого заряда

Рис. 3. Расчётная схема кольцевого заряда

Рис. 4. Испытания по определению формы и размеров кольцевого заряда Рис. 4. Испытания по определению формы и размеров кольцевого заряда

Рис. 4. Испытания по определению формы и размеров кольцевого заряда

 n = l · k · ε / h. (2)

Длина дуги КЗ, на которой размещены эф­фективные ПЭ

l = 0,01745 · R · α. (3)

Центральный угол КЗ, на дуге которого раз­мещены эффективные ПЭ,

α = 2 · arcsin (0,5 · d/r). (4)

Рассмотрим воздействие ПЭ КЗ на гранату с использованием методики.

При слиянии пробоин на БЧ гранаты происходит отделение БЧ гранаты от её хвостовой части.

В сентябре 1997 г. на Испытательном поли­гоне НИЦ 26 ЦНИИ МО РФ и во взрывной камере ФГУП СКТБ «Технолог» проводились испытания по определению оптимальной формы и размеров кольцевого заряда с использованием боевых частей гранаты ПГ-7Л. В качестве вариантов формы рассматривались круг и многоугольник (рис. 4).

Испытания показали, что при воздействии кольцевого заряда на находящийся внутри него тонкостенный боеприпас имеет место взрывное «разрезание» последнего на две части. В некото­рых случаях наблюдалось возгорание разрывного заряда ВВ, находящегося в БЧ боеприпаса. Причём разрезание тонкостенного боеприпаса имело место при его нахождении внутри кольцевого заряда.

При нахождении тонкостенного боеприпаса снаружи кольцевого заряда результаты воздей­ствия ПЭ незначительны.

Указанный эффект обусловлен концентра­цией поля ПЭ в первом случае и резким сниже­нием плотности поля ПЭ (пропорционально ква­драту расстояния до АБ) во втором.

Проводились стрельбовые испытания по оценке эффективности кольцевого заряда с ис­пользованием гранат с кумулятивной и термоба­рической БЧ. Кольцевой заряд устанавливался пе­ред рам-мишенью, выполнявшей роль контактно­го датчика цели (рис. 5).

Рам-мишень представляла собой проводник из фольги, наклеенный на лист пенопласта. При разрыве проводника корпусом гранаты подавался электрический импульс на подрыв электродетона­тора кольцевого заряда и головная часть гранаты отделялась от её хвостовой части без взрыва БЧ.

При ассимитричном положении АБ внутри кольцевого заряда при его срабатывании на АБ действует боковая нагрузка, изменяющая условия его встречи с целью. При этом, если стабилиза­ция АБ в полёте осуществляется аэродинамиче­скими силами, изменяется угол встречи с целью в продольной плоскости. Если же стабилизация АБ в полёте осуществляется вращением боеприпаса вкруг продольной оси, то, вследствие гиро­скопического эффекта, изменяется угол встречи с целью как в продольной, так и в боковой плоско­сти. Поскольку граната типа ПГ-7 вращается во­круг продольной оси со скоростью ~ 30 об/с, то, в соответствии с гироскопическим эффектом, при воздействии КЗ на хвостовую часть гранаты она разворачивается и уходит в сторону от цели, что неоднократно наблюдалось в ходе эксперимен­тальных исследований.

Фрагмент видеограммы уничтожения термо­барической БЧ гранаты ТБГ-7 кольцевым зарядом представлен на рис. 6, фрагмент видеограммы от­клонения хвостовика разрушенной кумулятивной гранаты ПГ-7В — на рис. 7.

 

Рис. 6. Уничтожение кольцевым зарядом термобарической БЧ гранаты ТБГ-7:
а — мишенная обстановка; б — срабатывание кольцевого заряда;
в — результат разрушения термобарической БЧ гранаты ТБГ-7

Рис. 5. Установка кольцевого заряда на рам-мишень

 

Рис. 6. Уничтожение кольцевым зарядом термобарической БЧ гранаты ТБГ-7:
а — мишенная обстановка; б — срабатывание кольцевого заряда;
в — результат разрушения термобарической БЧ гранаты ТБГ-7

а

срабатывание кольцевого заряда;

б

результат разрушения термобарической БЧ гранаты ТБГ-7

в


 

Рис. 6. Уничтожение кольцевым зарядом термобарической БЧ гранаты ТБГ-7:

а — мишенная обстановка;

б — срабатывание кольцевого заряда;

в — результат разрушения термобарической БЧ гранаты ТБГ-7

 

Одним из типичных требований к системам защиты объектов является скрытность размеще­ния на них защитных боеприпасов. Поэтому при­ходится применять либо отстрел ЗБ при защи­те от АБ, либо электромеханические устройства (ЭМУ) для установки ЗБ в боевое положение.

Реализация как первого, так и второго связано с определёнными трудностями.

Отстрел ЗБ накладывает повышенные требо­вания к точности информационно-управяющей системы и к обеспечению ориентации ЗБ в про­странстве относительно АБ.

 

Рис. 7. Фрагмент видеограммы отклонения хвостовика разрушенной кумулятивной гранаты ПГ-7В

Рис. 7. Фрагмент видеограммы отклонения хвостовика разрушенной кумулятивной гранаты ПГ-7В

 

Установка ЗБ в боевое положение с помощью ЭМУ связана со сравнительно большими затрата­ми времени на установку, необходимостью демон­тажа разрушенных элементов конструкций ЭМУ после срабатывания ЗБ, технического обслужива­ния ЭМУ.

В этой связи представляется целесообразным применить воздушный надувной мешок, анало­гичный по принципу действия автомобильному (airbag) для скрытного размещения и установки в боевое положение кольцевого заряда [5].

Газодинамический защитный модуль (ГДЗМ) состоит из контейнера, газогенератора, воздушно­го мешка с установленными в нём одним или не­сколькими кольцевыми зарядами и взрывательным устройством. Схема ГЗДМ приведена на рис. 8.

Взрывательное устройство состоит из кон­тактного датчика, источника питания и электроде­тонатора.

Контактный датчик представляет собой прово­дник, размещённый на передней части корпуса воз­душного резервуара. При разрыве проводника сра­батывает электродетонатор, инициирующий кольцевой кумулятивный заряд с задержкой времени, обеспечивающей продвижение атакующего боеприпаса внутри воздушного резервуара на заданное расстояние. Кольцевой кумулятивный заряд пред­ставляет собой замкнутое алюминиевое кольцо ши­риной 10 мм и толщиной 3 мм, на внешней стороне которого по периметру установлено эластичное ВВ.

Рис. 8. Схема газодинамического защитного модуля

Рис. 8. Схема газодинамического защитного модуля


 

В исходном положении воздушный резерву­ар, изготовленный из эластичного материала, нахо­дится в контейнере в сложенном состоянии.

При обнаружении АБ рассчитываются пара­метры его траектории, координаты точки попада­ния в объект защиты, номер и время срабатывания газогенератора.

При срабатывании газогенератора воздушный резервуар наполняется инертным газом и уста­навливается в боевое положение. АБ проникает внутрь воздушного резервуара, вызывает срабаты­вание взрывательного устройства и кольцевого ку­мулятивного заряда, обеспечивающего отделение БЧ от корпуса атакующего боеприпаса.

С целью исключения срабатывания взрывате­ля АБ при контакте с передней частью корпуса воз­душного резервуара в нём проделаны отверстия, через которые сбрасывается избыточное давление внутри воздушного резервуара.

Уничтожение АБ производится путём механи­ческого разрушения его БЧ. Ввиду того, что коль­цевой кумулятивный заряд максимально прибли­жен к БЧ атакующего боеприпаса, масса ВВ коль­цевого кумулятивного заряда составляет несколько десятков грамм, а детонационная волна направ­лена главным образом внутрь заряда, нагрузка на объект защиты минимальна [9, 10].

Конструкция пневматического устройства для установки кольцевого заряда в боевое положение может быть различной (рис. 8-11).

Общей особенностью конструктивных реше­ний воздушного мешка является его коническая форма, рёбра жёсткости и отверстия для сброса дав­ления (рис. 9).

Вместо рёбер жёсткости могут применяться кольцевые заряды (рис. 10).

 

Рис. 9. Конструктивное решение воздушного мешка вариант

Рис. 9. Конструктивное решение воздушного мешка (вариант)

Рис. 10. Использование кольцевых зарядов в качестве
рёбер жёсткости

Рис. 10. Использование кольцевых зарядов в качестве

рёбер жёсткости

Рис. 11. Размещение кольцевых зарядов на поверхности воздушного мешка эллиптической формы

Рис. 11. Размещение кольцевых зарядов на поверхности воздушного мешка эллиптической формы

 

Форма воздушного мешка может быть различной, например шарообразной или эллиптической.

При этом кольцевые заряды могут размещаться на поверхности воздушного мешка (рис. 11). Установка кольцевого заряда в боевое положение может производиться путём его отстрела навстречу АБ или с помощью выдвижного механизма, приводимого в движение газогенератором.


 

Литература

  1. Д. Литовкин. Бронетехнику защитят стальными решетками от реактивных гранат. 19.08.16.
  2. Сайт: http://izvestia.ru/news/627855.
  3. Система инженерной защиты «Лоза»//ЗАО «НПО СМ». Сайт: http://www.npo-sm.ru/sredstva_zashity_ot_vzryva/sistema_inzhenernoj_zashity_loza
  4. Stranger_NN. Режущие экраны, первые шаги. 1968 год. 16.05.2015. Сайт: http://strangernn.
  5. livejournal.com/1168853.html.
  6. К. Рябов. Проект системы дополнительной защиты бронетехники «Мантия». 25.12.2015. Сайт: https://topwar.ru/87861-proekt-sistemy-dopolnitelnoyzaschity-bronetehniki-mantiya.html.
  7. Ю. Дацык. Воздушные подушки безопасности (airbag). Устройство, принцип работы, об- служивание. Сайт: www.autocentre.ua.
  8. «Информтехника». — СПб.: 2014. Спец. выпуск. С. 69-75.
  9. Чепков И.Б. Классификация защитных устройств динамического типа // Артиллерийское и стрелковое вооружение: Междунар. научн. техн. сб. № 3. — М.: НТЦ АСВ. 2004. С. 24-28.
  10. Невзрывная противокумулятивная динами­ческая защита / С.А. Бодров, В.А. Григорян, Н.С. Дорохов, И.Ф. Кобылкин, Д.А. Рототаев // В сб. до­кладов II научной конференции Волжского реги­онального центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерий­ского вооружения». — Саров. РФЯЦ-ВНИИЭФ. 2003. С. 373-382.
  11. Динамическая антикумулятивная защита. Физика горения и взрыва. 2000, т. 36. № 6.
  12. Чепков И.Б., Лапицький С.В. Основные направления и проблемы совершенствования взрывных защитных устройств // Артиллерийское и стрелковое вооружение: Междунар. научн. техн. сб. № 2. К.: НТЦ АСВ. 2005. С. 30-36.

 

 





 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ