|
|||||||||||||||||||||||||||
|
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 = ВТ/Вэ n = Bэ/Bт где Bт и Bэ—эквивалентная по стойкости и массе толщина
стальной брони; BТ — 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:
где рн, рс — плотности наполнителя и стали.
В основу теории проникания кумулятивной струи
положена гидродинамическая модель, согласно которой глубина проникания L определяется
зависимостью
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 KГ в виде
Показатель nг,
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 Bэ = BТ = Bm a K = n; материалы, работающие по гидродинамической
модели, располагаются на луче, проходящем под углом 45° к
осям координат (Кг = nг).
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: Bэ , Bm, BТ. 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.
Вывод
Предложен обобщенный
относительный показатель эффективности противокумулятивной защиты от одного типа боеприпасов, позволяющий анализировать различные
материалы и конструктивные решения, группировать их по данному признаку и
выявлять пути дальнейшего повышения броневых свойств.
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|