ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




О НЕКОТОРЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ТРЕХСЛОЙНЫХ

ПРЕГРАД ПРИ ОБСТРЕЛЕ СПЛОШНЫМИ ОПЕРЕННЫМИ БРОНЕБОЙНО-ПОДКАЛИБЕРНЫМИ СНАРЯДАМИ

О. И. АЛЕКСЕЕВ, канд. техн. наук И. И. ТЕРЕХИН

Вопросы оборонной техники. Серия ХХ. Выпуск 63. 1976 г.

 

Рост пробивной способности бронебойных снарядов вынуждает непрерывно изы­скивать пути повышения защитных характеристик брони. Одним из путей создания комплексной зашиты от различных снарядов при жестких ограничениях веса является разработка броневых преград, состоящих из двух, трех и большего количества слоев с различными физико-механическими характеристиками.

В последние годы появились сообщения об использовании в зарубежном танкостроении двухпреградной и многослойной брони. Имеются данные о разработке много­слойных броневых систем, состоящих из лицевой и тыльной стальной брони и средней части из композиционных материалов (различные виды пластмасс, стальная проволока, залитая полиуретаном и др.).

Противоснарядная стойкость многослойных преград является сложной функцией углов обстрела, толщин и физико-механических свойств отдельных слоев, особенностей соединения слоев, физико-механических свойств снарядов и др. Характер изменения стойкости в зависимости от указанных факторов может быть различным. Поэтому ос­новным методом изучения противоснарядной стойкости многослойных преград являют­ся натурные и модельные испытания, накопление экспериментальных данных, их обоб­щение и анализ.

Исследована противоснарядная стойкость трехслойных преград, в которых лице­вой и тыльный слои выполнены из стальных броневых плит средней твердости, а сред­ний слой - из стеклотекстолита. Данные о физико-механических свойствах материалов, из которых изготовлены плиты, приведены в таблице. Преграды собирались путем стя­гивания стальных плит шпильками.

 

Tаблица

Физико-механические свойства трехслойных преград

M атериал преграды

Удельный вес γ , гс/см3

Твердость по Бринеллю HB, кгс/мм

Удельная работа

вытеснения объема α. кгс/мм2

Стальная броня сред­ней твердости

7,85

285-311 (нагрузка З000 кгс, шарик Ø10 мм)

420

Стеклотекстолит

1,85

35

(нагрузка 150 кгс, Ø05 мм)

100


 

Примечание. Удельная работа вытеснения объема определялась как отношение энергии бойка калибре. 12,7 мм с углом конуса при вершине 90° к объему произведенной имвыбоины, замеренной от исходной лицевой поверхности, при погружении на глубину, при­близительно равную калибру бойка.

Обстрел преград производился оперенными сплошными бронебойно-подкалиберными снарядами калибра 115 мм . Угол установки преград к направлению обстрела сос­тавлял 60-70°. Определялась скорость предела кондиционных поражений υпкп, результаты обработки экспериментальных данных представлены на рис. 1 в виде графи­ка «толщина преграды В, замеренная в направлении обстрела - скорость υпкп. При этом откладывалась толщина не стеклотекстолита, а равного ему по весу слоя стали.

В = В1 + В2 + В3 ,

где В1, В2- толщина лицевого и тыльного слоев стальной брони;

В2 - эквивалентная толщина стеклотекстолита.

 

Обработка экспериментальных данных показала, что в диапазоне толщин брони от 185 до 375 мм при углах обстрела 60-70° приращение скорости предела конди­ционных поражений на единицу добавляемой толщины сначала уменьшается, а затем ос­тается практически постоянным.

 

Зависимость скорости предела кондиционного поражения от толщины преград

Рис. 1. Зависимость скорости предела кондиционного поражения от толщины преград:

1- однослойные (стальная броня): —о—о— - экспериментальные данные

(υпкп = 1000-1600 м/с);

—— - расчетные данные (υпкп = 0-750 м/с);

2 - двухслойные (стальная броня - стеклотекстолит) при двух разных зна­чениях В1; 3 - трехслойные (стальная броня - стеклотекстолит - стальная броня) при двух разных значениях В1, и В3; 4 - однослойная стальная бро­ня (обстрел бронебойным тупоголовым снарядом калибра 45 мм )

 

Ход кривой изменения стойкости брони при увеличении ее толщины может быть объяснен на основании обобщенной зависимости между глубиной внедрения деформиру­ющегося снаряда в пластичную полубесконечную преграду и скоростью удара υуд (рис. 2), построенной по данным работ [1, 2].

Начальная ветвь зависимости υуд = f (L) (участок I) соответствует случаю внедрения в преграду недеформирующегося снаряда. Эта ветвь характеризуется плав­ным повышением глубины с повышением скорости удара. Разрушение (срабатывание ) головной части снаряда наступает тогда, когда при повышении ударной скорости со — противление деформации преграды достигает уровня динамической прочности головной части снаряда в условиях напряженного состояния, соответствующего данным услови­ям взаимодействия. По данным [1], эта ударная скорость составляет величину поряд­ка 500 м/с. При повышении скорости начала разрушения энергия разрушающегося сна­ряда расходуется не только на углубление выбоины в направлении его движения, но и на разрушение самого снаряда, разлет осколков, расширение выбоины в стороны. При сравнительно невысоких скоростях инерционный напор осколков в направлении движе­ния снаряда невелик. Вследствие указанных причин с началом разрушения снаряда при дальнейшем увеличении скорости до некоторого предела наблюдается снижение интен­сивности роста глубины внедрения и возможно даже прекращение роста или уменьше­ние глубины выбоины (участок II).

Дальнейшее увеличение ударной скорости снаряда приводит к тому, что разрушение снаряда локализуется у головной части, а скоростной напор осколков в направлении его движения увеличивается; рост выбоины в стороны прекращается, и доля энер­гии, расходуемой снарядом на углубление выбоины, снова увеличивается.

 

Рис. 2. Обобщенная зависимость:
1 - между глубиной L внедрения деформирующегося или сраба¬тывающегося снаряда в полубесконечную пластичную преграду и скоростью удара υуд; 2 - между толщиной плиты В и скоростью предела кондиционных поражений υпкп

Рис. 2. Обобщенная зависимость:

1 - между глубиной L внедре­ния деформирующегося или сраба­тывающегося снаряда в полубесконечную пластичную преграду и скоростью удара υуд; 2 - между толщиной плиты В и скоростью предела кондиционных поражений υпкп


 

По данным работы [1], увеличение глубины внедрения с ростом скорости постепенно становится таким же, как и для несрабатывающегося снаряда (участок III).

Еще большее увеличение ударной скорости снаряда должно привести к установ­лению режима проникания, описываемого соотношениями для взаимодействия сжимаемых жидкостей, по которым основными факторами, определяющими глубину внедрения, яв­ляются длина снаряда, плотность и сжимаемость материалов снаряда и преграды (уча­сток IV).

Зависимость υпкп = f(В), повторяя в основном форму кривой 1 лежит ниже и правее, существенно отличаясь от нее только при малых значениях толщин брони, для которых сопротивление пробитию существенно ниже, чем сопротивление полубесконеч- ной преграды внедрению.

Рассматриваемый диапазон ударных скоростей при испытании трехслойных преград соответствует участку III зависимостей, приведенных на рис. 2.

Если за слоем стальной брони устанавливается стеклотекстолит, то повышение стойкости с увеличением толщины последнего происходит в значительно меньшей степени, чем за счет увеличения толщины эквивалентной по весу стальной брони, хотя по отношению (удельной работе вытеснения массы преграды) стеклотекстолит находится примерно на одном уровне с броневой сталью. Сплошной оперенный снаряд при про­никании в стеклотекстолит не разрушается и не деформируется, как при проникании в броневую сталь.

При испытании трехслойных преград, в которых за стеклотекстолитом устанав­ливается тыльный стальной броневой лист, наблюдается резкое возрастание υпкп с увеличением толщины тыльного броневого листа в направлении обстрела свыше 55- 60 мм (20- 25 мм по нормам). Приращение υпкп на единицу добавляемой толщины в этом случае в 2—3 раза больше, чем за счет соответствующего увеличения толщины однослойной стальной броневой преграды. Поэтому при увеличении толщины тыльного листа сверх некоторой величины трехслойная преграда при одинаковом весе с однослой­ной начинает превосходить последнюю по стойкости. Это является следствием того, что по тыльной броне действует деформированный снаряд, частично разрушившийся в первом стальном слое и потерявший не только скорость, но и первоначальную форму головной части. Вид корпуса снаряда после пробития первой стальной преграды горизонтальной толщиной 214 мм , прохождения слоя стеклотекстолита толщиной 280 мм и удара по тыльной стальной плите толщиной 53 мм показан на рис. 3.

Длина корпуса снаряда уменьшилась с 440 до 120 мм , по форме головной части и отношению длины к калибру он приблизился к тупоголовому калиберному бро­небойному снаряду.

Действие такого снаряда по тыльной стальной броне при изучаемых условиях обстрела отвечает участку II и верхней части участка I обобщенной зависимости для преград конечной толщины, показанной на рис. 2.

Ухудшению бронепробивного действия снаряда по тыльной плите способствует не­который изгиб корпуса снаряда в результате действия на него нормализующего момен­та при выходе из первой стальной плиты. Как показано в работе [3], какого-либо за­метного отклонения цельнокорпусного оперенного снаряда при входе в лицевую плиту при угле встречи 60-70° в рассматриваемом диапазоне ударных скоростей не наблю­дается.

В трехслойных преградах сопротивление стеклотекстолита прониканию снаряда несколько возрастает за счет дополнительного стального подпора. Преграда без сред­него стеклотекстолитового слоя, состоящая только из двух стальных плит, расположен­ных друг от друга на том же расстоянии, что и в трехслойных преградах, имеет повышенную стойкость в зависимости от толщины тыльной плиты, как и трехслойная пре­града со средним стеклотекстолитовым слоем, в чем можно убедиться, сравнивая дан­ные по стойкости трехслойных преград, показанные на рис. 1, с данными работы [4] по стойкости двухпреградной брони.

Интересно отметить, что характер возрастания υпкп от толщины тыльной плиты для двухпреградной и трехслойной брони практически такой же, как и характер зависимости от толщины брони для 45-мм бронебойного тупоголового снаряда (рис. 1 ,

кривая 4).

 

 

Рис. 3. Корпус снаряда после пробития первого и второго слоя трехслойной преграды

Рис. 3. Корпус снаряда после про­бития первого и второго слоя трех­слойной преграды

 

При рассмотрении кривых противоснарядной стойкости двухпреградной и трехслойной брони в указанных выше условиях обстрела (оперенный сплошной подкалиберный снаряд калибра 115 мм , угол обстрела 60-70°, диапазон ударных скоростей 1000-1600 м/с) установлено, что достижение уровня стойкости однослойной броне­вой преграды и его превышение имеют место только в том случае, если толщина тыль­ного броневого листа трехслойной преграды выбрана достаточно большой (более 35- 40 мм по нормали). При меньшей толщине, помимо неоптимальных значений стойкости, наблюдается также значительный упругий и остаточный прогиб тыльного листа даже в случае кондиционного поражения преграды.

Вес трехслойной брони, необходимый для достижения уровня стойкости эквива­лентной по весу стальной брони, снижается при уменьшении толщины лицевой броне­вой плиты до 100- 130 мм (по направлению обстрела) и соответствующем увеличе­нии толщины тыльной брони.

Средний стеклотекстолитовый слой слабо влияет на противоснарядную стойкость трехслойной преграды.

Применение в трехслойной броне среднего слоя из стеклотекстолита или какого-либо материала с близкими к нему механическими свойствами не дает существен­ного эффекта по противоснарядной стойкости и может быть целесообразно только в том случае, если этот слой улучшает такие свойства преграды, как стойкость против кумулятивных снарядов, противорадиационная стойкость, взрывостойкость или какие- либо иные свойства преграды.


 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Витман Ф. Ф., Давиденков Н. H., 3латин Н. А., Пух В. П. Взаимодействие твердого хрупкого бойка с преградами различных твердостей при ско­ростях удара 500-1500 м/с. В сб.: Поведение материалов при артиллерийских скоро­стях удара. Изд. АН CCCР, 1953.
  2. Витман Ф. Ф., 3латин Н. А., Иоффе Б. С. Взаимодействие пластич­ных бойка и преграды при скоростях 300-1500 м/с. В сб.: Поведение материалов при артиллерийских и сверхартиллерийских скоростях удара. Ч. I. .. Изд. АН УССР, 1958.
  3. Пучков В. М., Яворский В. В., Зуев Ю. Ф. О некоторых законо­мерностях пробития брони оперенными подкалиберными снарядами. Сб. научно-техниче­ских статей. Предприятие п/я В-2849 :1-964,,вып. 1/72.
  4. Алексеев О. И.,Михайленко Е. И., Проворный А. К., Сержантов E1 П., T е р е X и н И. И. Исследование защитных свойств эк­ранированной и двухпреградной брони в условиях обстрела бронебойно-подкалиберными снарядами. - "Вопросы оборонной техники", 1974, сер. XX, вып. 45.

Материалы по теме брони:

Бронирование современных отечественных танков

Фрагмент чертежа башни танка Т-64 объект 434 с указанием толщин стальных преград и наполнителя

Защищенность танков второго послевоенного поколения Т-64 (Т-64А), «Чифтейн Мк5Р» и М60

Слева - вариант размещения ЭДЗ в секциях на ВЛД корпуса танка. УДЗ 4С22 установлены в секциях образуя по высоте рабочую поверхность длиной 500 мм.

Динамическая защита (CCCР, РФ)

Комплекс «НОЖ» доказал свою эффективность в ходе многочисленных испытаний обстрелом с применением всей номенклатуры ОБПС калибра 125 мм а также современных 120 мм боеприпасов производства западных стран, полностью подтвердив заявленные разработчиком характеристики.

Универсальная динамическая защита "Нож" (ХСЧКВ)
ДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА КАК ОНА РАБОТАЕТ И КАК ЕЕ ПОРАЗИТЬ

 






 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ