ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 



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 = ВТэ 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:

 (1)

где рн, рс — плотности наполнителя и стали.

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

, (2)

где l1длина 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 г = 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 напол¬нителей

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

Наполнитель

рн

К

п

tg α

Стеклопластик СТБ-3-02

1,85

1,6

2,65

1,65

Полиуретан

1,10

2,0-2,2

3,40

1,62

Ячеистый коробчатый (сталь — полимер)

3,00

1,1

2,40

2,18

Керамика SiC (С = 2)

3,00

0,9

2,90

3,20

 

Эти данные получены при воздействии на на­полнитель средней части струи для преград с 1015 %-ной вероятностью пробития. Сравнитель­ный анализ показывает, что стеклопластик и по­лиуретан, несмотря на существенное различие в К и р, имеют практически одинаковые α = n, 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.



 




 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ