ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




БРОНИРОВАННЫЕ МАШИНЫ ИЗ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

P.M. Огоркевич

 

Создание фирмой FMC в США корпуса из композитного материала для БМП (IFV) представляет собой важный шаг в деле освоения производства бронированных машин из композитных материалов. Мате­риалом, используемый для корпуса БМП, является стекловолокно, связанное полимерным веществом или, точнее термореактивной смолой. Композитные материалы этого типа широко используются в конструкциях кораблей и самолетов. Но до последнего времени мало усилий прилагалось для и использования в конструкциях наземных бронированных машин.

 

Рис. 1. Рисунок корпуса из композитного материала для БМП

Рис. 1. Рисунок корпуса из композитного материала для БМП

 

Действительно, композитные материалы начали серьезно рассмат­риваться для этой цели лишь в течение нескольких последних лет. В 1983 г, морская пехота США выдала контракт на две машины типа М-113 с корпусами из композитного материала вместо алюминиевого сплава. Одна машина была изготовлена фирмой "Мартин Мариэтта", а другая фирмой FMC в сотрудничестве с фирмой "Оуэнз-корнинг фибергласс". Последняя была передана морской пехоте в октябре 1985 г. для полевых испытаний, которые она успешно прошла. С тех пор она продолжает проходить испытания на прочность без очевидных проблем.


Композитный корпус БТР М-113 представляет собой слоистую конструкцию со стенками, изготовленными из внутренней и внешней оболочек из Е- стекловолокна, связанного смолой. Оболочки раз­делены слоем пенопласта с закрытыми порами на основе полиуретана. Для баллистической защиты внешняя часть корпуса покрывается керамическими плитками, содержащими корунд (окись алюминия, Al2O3). В результате композитный корпус обеспечивает лучшую защиту, чем стандартный корпус БТР M-113 из алюминиевого сплава, хотя масса у них одинаковая.

После корпуса M-113 фирма FMC разработала композитную башню для БМП М-2 "Брэдли". Разработка началась в 1983 г. по контракту с армией США, а к августу 1987 г. фирма закончила изготовление пяти композитных оболочек башен. Они имеют стенки из стекловолокна s-2, а не из Е- стекловолокна. Стекловолокно s-2 значительно прочнее, чем Е- стекловолокно, и подобно последнему связано полиэфирной смолой. В этих башнях сохранены лобовая часть и основание из алюминиевого сплава от стандартной башни машины "Брэдли", но в них включена одна композитная отливка вместо девяти алюминиевых плит, которые образует кормовую к верхнюю части стандартной башни.

Еще более значительным продвижением к применению композитных материалов в бронированных машинах было заключение контракта на создание корпуса БМП из композитных материалов с отделением "Дефенс системз груп" фирмы FMC в сентябре 1986 г. Контракт был заключен лабораторией технологии материалов армии США. К марту 1989 г. центр "Эдванст системз сентр" фирмы FMC закончил изготовление корпуса. Вскоре после этого автор статьи смог осмотреть его и увидеть, как он сделан.

 

Рис. 2. Поперечное сечение борта корпуса из композитного материала, видны основные детали его конструкции:

Рис. 2. Поперечное сечение борта корпуса из композитного материала, видны основные детали его конструкции:

1 - кабина башни; 2 - часть поперечной балки из алюминиевого сплава рамы шасси; 3 - крепящийся болтами нижний лист из композитного материала, предназначенный для усиления противоминной защиты (дополнительный элемент конструкции); 4 - часть продольной балки коробчатого типа из алюминиевого сплава рамы шасси; 5 - опора балансира; 6 - эле­менты высокопрочной металлической брони; 7 - керамическая плитка; 8 - наружное покрытие; 9 - наклон брони, повышающий ее стойкость к воздействию бронебойных снарядов и осколков; 10 – композитный материал; 11 - алюминиевый сплав; 12 - сталь


 

Подобно башням из композитного материала корпус БМП имеет стенки из стекловолокна s-2 , связанного полиэфирной смолой. При равной поверхностной плотности (то есть массы на единицу площади) слой, изготовленный из стекловолокна s-2 , обладает баллистическими характеристиками, превосходящими не только характеристики слоя из Е- стекловолокна, но также характеристики слоев из Кевлара и из алюминиевого сплава типа 5083, используемого в конструкции БТР М-ПЗ и других бронированных машин.

 


 

Рис. З. Зависимости баллистических характеристик от поверхностной плотности для стекловолокна s-2 ,  Е- стекловолокна, Кевлара и алюминиевого сплава 5083:

1 - баллистические характеристики; 2 - поверхностная плотность (фунтов/кв.фут); 3 - стекловолокно s-2 ; 4 - Кевлар-29; 5 - алюминиевый сплав 5083; 6 - Е-стекловолокно

 

Для дальнейшего улучшения баллистической защищенности БМП ее вертикальные бортовые поверхности закрываются керамическими плитками. Они содержат не корунд, как плитки, используемые на корпусе БТР M-113, а диборидный титан (TiB2), превосходящий корунд по своим баллистическим свойствам. В результате корпус БМП из композитного материала обеспечивает такую же баллистическую защиту, как стандартный корпус БМП M-2A1 из алюминиевой брони, масса его на 27 процентов меньше.

Для достижения оптимальных результатов толщина композитных стенок корпуса БМП варьировалась так, чтобы стенки имели самую большую толщину в лобовой части и самую малую толщину на нижней части бортов. Изменение толщины достигнуто за счет изменения количества слоев (от 21 до 69) заранее пропитанного смолой стекловолокна. Корпус фактически сделан из двух половин; заранее пропитанные листы ручным способом закладываются в две большие формы и укреп­ляются путем создания вакуума. Полученные таким образом формы корпуса содержат по массе 68 процентов стекловолокна.


 

Рис. 4. Процесс закладки вручную одной половины корпуса из композитного материала

 

Две половины корпуса соединяются с помощью комбинации склеи­вания и сболчивания. Они также соединяются с алюминиевым подрам­ником и алюминиевой кабиной башни, а также с композитной панелью нишей части корпуса. Алюминиевый подрамник обеспечивает размеще­ние балансиров подвески опорных катков и рассеивает усилия, которые они передают на корпус. Это имеет большое значение для преодо­ления недостатка, присущего всем композитным структурам и состоящего в ограниченной способности этих структур сопротивляться воздействию сосредоточенных нагрузок.

До начала изготовления опытных панелей используемый композитный материал и его структурные элементы испытывались на ползучесть (деформация во времени под действием постоянной нагрузки) и на релаксацию (изменения со временем физических свойств, обусловленные перестройкой структуры). Испытания показали, что ни одно этих явлений не должно отрицательно повлиять на характеристики корпуса из композитного материала.


Другие испытания показали, что композитный материал, использует для корпуса БМП, более эффективен для защиты от воздействия ударных волн, образующихся при взрывах, чем алюминиевая броня, а также, что его использование устраняет или, по крайней мере, умень­шает проблему отколов брони при ее пробитии. Опыт с корпусом БТР М-113 из композитного материала также продемонстрировал значитель­ное снижение уровней шумов. Фактически снижение шумов составляет порядка 5-10 дб, что значительно снимет утомляемость экипажа машины.

Корпус из композитного материала имеет еще одно превосходство, которое заключается в значительно более низкой удельной теплопро­водности, чем у его эквивалентов из металла. Это значительно об­легчает обогрев или охлаждение обитаемых отделений машины и снижает ее тепловую сигнатуру. Радиолокационная и акустическая сигнатуры машины с корпусом из композитное материала также меньше, чем у машины с корпусом из алюминиевою сплава.

Другими особенностями корпуса из композитного материала являются большая коррозийная стойкость и усталостная прочность и значительное снижение количества отдельных частей, используема в его конструкции. Все это должно способствовать снижению его стоимости за период жизненного цикла, в настоящее время изготовление корпуса из композитного материала включает много ручного труда и поэтому является дорогостоящим. Однако при серийном производстве многие операции могут быть механизированы, что может позволить снизить общую стоимость изготовления на 20 процентов.

 

Рис. 5. Корпус из композитного материала для БМП фирмы FMC на завершающем этапе изготовления

Рис. 5. Корпус из композитного материала для БМП фирмы FMC на завершающем этапе изготовления

 

В любом случае корпус из композитного материала обещает многое и его возможные характеристики обязательно вызовут острый интерес у всех, связанных с бронированными машинами. В мае 1989 г. корпус из композитного материала начал оснащаться ходовыми и другими узлами БМП M-2A1 "Брэдли". Когда сборка будет закончена, машина с корпусом из композитного материала сбудет подвергнута четырехмесячным полевым испытаниям, включающим пробег 6000 миль (9656 км). Если эти испытания закончатся успешно, фирма fmc должна будет изготовить второй опытный образец с корпусом из композитного материала.


 

R.M.OGORKIEWICZ

ARMOURED VEHICLES OF COMPOSITE MATERIALS.

INTERNATIONAL DEFENSE REVIEW, 1989.

 

 

 





 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ