ПРОТИВОКУМУЛЯТИВНАЯ СТОЙКОСТЬ

КОМБИНИРОВАННЫХ ПРЕГРАД С КЕРАМИКОЙ

О. В. Базанов, О. М. Лазебник, Б. В. Румянцев, Е. И. Смирнов, Т. Б. Федотова

Вестник бронетанковой техники. 1988. №3.

По данным зарубежной печати, создана специаль­ная керамика, которая, обладая противокумулятивной и противоснарядной стойкостью на уровне броневой стали, имеет в 2 раза меньшую, чем сталь, удельную массу.

Создание крупногабаритных керамических элемен­тов для комбинированной брони отечественных тан­ков требует тщательного изучения факторов, влия­ющих на противоснарядную и противокумулятивную стойкость защиты.

В определенных условиях противокумулятивная стойкость керамики значительно выше, чем броне­вой стали средней твердости [1—2]. Разработана методика для определения оптимальной величины слоя керамического наполнителя. Однако не ясно, сохраняются ли эти рекомендации для кумулятив­ных боеприпасов разного калибра. Кроме того, пока не ясен вопрос влияния размеров и качества кера­мических элементов на их противокумулятивную стойкость.

Основными факторами, влияющими на струегасящую способность керамики, являются:

- прочность материала, скорость распространения продольных звуковых волн и скорость роста трещин в нем;

- оптимальная толщина и местоположение слоя керамики, форма и компоновка элементов в слое

- масса боеприпаса, геометрические параметры кумулятивной облицовки, кинетическая энергия и свойства носителя энергии.

Рассмотрим условия эффективного применения керамики в 3-слойной комбинированной преграде сталь-керамика-сталь при воздействии на нее кумулятивных боеприпасов разного калибра. Противокумулятивная стойкость определяется конечной глубиной внедрения кумулятивной струи. Испытания проводились кумулятивным боеприпасом (табл. 1) по нормали к лицевой поверхности преграды.

Таблица 1. Характеристики кумулятивных боеприпасов

Лицевой и тыльный слои преграды набирались из листов броневой стали средней твердости размером 200×200×20...85 мм и составляли соответст­венно 0,4...0,8 и 5...6 калибров боевой части куму­лятивного боеприпаса. Промежуточный слой собирался из квадратных керамических пластин толщи­ной 15...40 мм со стороной квадрата Д=80÷190 мм. Использовалась серийно выпускае­мая корундовая керамика КВП-98 (табл. 2). Опре­деление глубины пробития проводилось по резуль­татам нескольких опытов с доверительной вероят­ностью 0,95. Лицевой слой броневой стали средней твердости составлял 0,4...0,8 калибра боеприпасов.

Таблица 2. Характеристики керамических пластин

Эксперименты показали, что существует толщина слоя керамики, при которой конечная глубина внедрения кумулятивной струи минимальна (рис. 1). В опытах использовались корундовые пластины 190×190×40 мм двух партий с разным количеством трещин. По опытным данным, наличие дефектов в корундовой керамике значительно снижает струе­гасящую способность преграды.

Рис. 1. Зависимость глубины L_к внедрения кумулятивной струи в преграду сталь-керамика-сталь от толщины h_к.с керамического слоя:

1, 2, 3 - боеприпасы 9Н131М, ПГ9С, П6.3805 соответственно, 4 - лабо­раторный кумулятивный заряд (КЗ)

Уменьшение глубины внедрения кумулятивной струи при возрастании поперечных размеров кера­мических пластин (рис. 2) свидетельствует о влия­нии свободных боковых поверхностей на процесс гашения струм. Резкое различие противокумулятвной стойкости при использовании керамических пластин различных партий, отличающихся количе­ством дефектов, указывает на определяющую роль качества керамического материала.

Рис. 2. Зависимости глубины L_к внедрения кумулятивной струи боеприпаса 9Н131М в преграду сталь-керамика-сталь от размера Д (сплошные линии) керамического элемента и толщины лицевого слоя стали h_л.с. (штриховые линии):

1,2 - при толщине слоя корундовой керамики 120 и 200 мм ;

3, 4 - партии керамики № 2 и № 1

Кроме того, исследовалось влияние расположения керамического слоя па противокумулятивную стой­кость 3-слойной преграды. В исследованном диапа­зоне толщины стального лицевого слоя с от 0,4 до 2,5 калибра боеприпаса конечная глубина L_к внедрения кумулятивной струи изменяется незначи­тельно.

Анализ изложенного экспериментального материа­ла позволяет построить обобщенную кривую зави­симости относительного внедрения кумулятивной струи L_к/ L_ст  от относительной толщины керамиче­ского слоя L_к.с/L_ст (рис. 3). Наиболее эффективен слой керамики, равный 30...40 % от глубины внед­рения струи в броневую сталь средней твердости

Увеличение толщины керамики до 0,6 L_ст, хотя и приводит к некоторому снижению массы, одна оно увеличивает габаритный размер преграды.

Рис. 3. Зависимости относительной глубины L_к/L_ст внедрения кумулятивной струи в 3-слойную преграду сталь-керамика-сталь от относительной толщины керамического слоя L_к.с/L_ст (1) относительной массы М_к/М_ст комбинированой преграды (отнесенной к равностойкой стальной преграде), относительно толщины керамического слоя h_к/ L_ст (2).

Таким образом, получена обобщенная зависимость изменения противокумулятивной стойкости сложной преграды от толщины керамического слоя для кумулятивных боеприпасов с диаметром основной воронки 20...92 мм и внутренним углом раствора 50°. Наилучшая стойкость получена при толщине слоя корундовой керамики, равной 30...40 % от L_к. При этом размеры и масса комбинированной преграды по сравнению с монолитной стальной снижаются соответственно на 20 и 30 %. Размеры керамических элементов следует принимать равными двум калибрам боеприпаса.

Вывод. Проведены исследования, позволяют оценить влияние размеров и качества керамического наполнителя, а также его расположения в 3-слойной броне на противокумулятивную стойкость против боеприпасов различных калибров.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дубовской М. А. Взаимодействие кумулятивной струн комбинированной преградой типа сталь-керамика-сталь. Боеприпасы. 1979. № 6. С. 16—21.

2. Анисько А. И. и др. Противокумулятивная стойкость к бронированных преград с керамическим наполнителем // Вестник бронетанковой техники. 1985. № 1. С. 22—24.