КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ТАНКА

Ю. А. ЗОРОВ, A. И. МАРЕСЕВ, И. И. TEPEXИH

Эффективность броневой защиты танка харак­теризуется тремя параметрами: стойкостью, тол­щиной и массой брони. В условиях применения комбинированных и разнесенных конструкций эти параметры изменяются, как правило, противопо­ложным образом, т. е. снижение массы дости­гается увеличением толщины преграды и наобо­рот. Поэтому возникает вопрос о комплексном показателе, учитывающем все указанные парамет­ры. Корпус и башня современного танка имеют двухслойную стальную броню против подкалиберных снарядов с наполнителем для повышения противокумулятивной стойкости.

Необходим по­казатель, пригодный как для сравнения различ­ных наполнителей (предполагается, что «стальная часть» брони остается постоянной), так и для кон­структивных решений с одинаковым уровнем противокумулятивной защиты.

В качестве физического эталона целесообразно принять стальную преграду средней твердости. Для сравнения можно использовать два показа­теля толщины и стойкости: К = В_Т/В_э n = B_э/B_т где B_т и B_э—эквивалентная по стойкости и массе толщина стальной брони; B_Т — толщина наполни­теля по ходу струи.

Показатели K и n применимы как к наполни­телю, так и к преграде в целом. В последнем слу­чае она состоит как бы из одного наполнителя. Далее можно записать:

 (1)

где р_н, р_с — плотности наполнителя и стали.

В основу теории проникания кумулятивной струи положена гидродинамическая модель, со­гласно которой глубина проникания L определяет­ся зависимостью

, (2)

где l₁ — длина струи; р₁ р₂ —плотность струи и преграды.

Применяя формулу (2) последовательно к стальному эталону и к наполнителю, работающих по гидродинамической модели, получим коэффициент K_Г в виде

Показатель n_г, вычисляемый по гидродинами­ческой теории, представляется аналогично выра­жению (1).

В системе координат К, n (рисунок) стальной эталон изображается точкой с координатами (1,1), так как для него B_э = B_Т = B_m a K = n; материалы, работающие по гидродинамической модели, распо­лагаются на луче, проходящем под углом 45° к осям координат (К_г = n_г).

Таким образом, мы получили базовую линию «гидродинамического» решения противокумуля­тивной защиты без каких-либо дополнительных эффектов. На этом луче по мере снижения массо­вой плотности материалов возрастают показатели n и К. Тогда эффективность технического реше­ния противокумулятивной защиты будет характе­ризоваться степенью отклонения характеристик рассматриваемой схемы (наполнителя) от базо­вой гидродинамической прямой — тангенсом угла наклона луча, проведенного через соответствую­щую точку в координатах K, n. Этот тангенс яв­ляется обобщенным показателем, учитывающим все три параметра: B_э , B_m, B_Т. В соответствии с предыдущим имеем

На основе аналогичного подхода можно пред­ставить себе и дифференциальный показатель от­носительной эффективности гашения струи, кото­рый будет обращаться в единицу при работе материала по гидродинамической теории. Для любой преграды имеем

где U — текущая скорость проникания; V — соот­ветственная скорость элемента струи.

Характеристики противокумулятивных напол­нителей:

А—Г — «гидродинамическая» прямая; точки А, Б, В,

Г соответствуют стали и материалам с плотностью 4,5; 2,7; 1,9; точки 1—4 соответствуют наполнителям, приведенным в таблице

Применяя данное выражение к стали и како­му-либо наполнителю, получим дифференциаль­ный показатель изменения габарита конструкции относительно стальной преграды.

Тогда комплексный дифференциальный показатель определится по формуле

Предлагаемый метод относительной оценки противокумулятивных свойств был проверен на примерах различных материалов, работающих в составе трехслойной комбинированной брони (сталь—наполнитель—сталь) с существенными положительными отклонениями от гидродинами­ческой кумулятивной струи (таблица).

Показатели эффективности наполнителей комбинированной брони

Эти данные получены при воздействии на на­полнитель средней части струи для преград с 10—15 %-ной вероятностью пробития. Сравнитель­ный анализ показывает, что стеклопластик и по­лиуретан, несмотря на существенное различие в К и р, имеют практически одинаковые α = n/К, т. е. располагаются на одном луче. Это позволяет по­лагать, что они имеют физически сходные (и от­личные от гидродинамического) механизмы взаимодействия струи с каверной. Конструкция с заполненными полиуретаном прямоугольными стальными ячейками характеризуется значитель­но более высоким α. Высокий обобщенный показа­тель керамического наполнителя получен по дан­ным лабораторных исследований.

В заключение следует сделать ряд оговорок. Предложенная в качестве эталона броневая сталь средней твердости имеет отклонения от гидроди­намической модели, которые усиливаются для хвостовых частиц струи. Кроме того, в зависи­мости от положения и относительной толщины слоя наполнителя изменяются его показатели.

Изложенный подход проверен на трехслойной комбинированной броне и преграде, состоящей как бы из одного наполнителя, однако известно, что фактор многослойности — увеличение числа границ раздела разнородных сред — повышает стойкость преграды. Относительная толщина и масса противокумулятивных наполнителей зави­сят от типа боеприпаса и, в частности, от такой его важнейшей характеристики, как изменение пробивной скорости в зависимости от фокусного расстояния. Изменение эффективной длины струи за счет намазывания не рассматривается здесь в явном виде. Кроме того, уровень противокумулятивной стойкости не является исчерпывающим по­казателем; на практике всегда ставится задача оптимизации преграды по комплексу средств по­ражения. Поэтому методы оценки эффективности противокумулятивной и комплексной защиты тан­ка требуют дальнейшего развития.