К ВОПРОСУ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАНОЙ БРОНИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАШЕН ОСНОВНЫХ ТАНКОВ

О. И. АЛЕКСЕЕВ, М. И. МАРЕСЕВ, А. Н. ПОПОВ, канд. техн. наук И. И. ТЕРЕХИН

Известно, что башни новых зарубежных танков "Леопард-1А4", "Леопард-2 , "Леопард- 2AV" (ФРГ), ХXM-1 (США) изготавливаются сварными из катаной брони, а не литыми. Факт применения на основных танках таких башен не является новым - большинство танков начала второй мировой войны имели башни, изготавливаемые таким образом. Это танки Т-28, Т-34, КВ-1 (СССР); Т-III и Т-V (Германия); «Кромвель», «Матильда», «Черчилль» (Англия) и другие. Только Франция в то время серийно изготавливала танк «Самуа-19» с литой башней.

Преимущество брони из проката заключается в том, что при одинаковой толщи­не с литой броней она обладает более высокой (на 10-20%) противопульной и противоснарядной стойкостью.

Во время второй мировой войны большинство стран перешло на изготовление ли­тых башен, и только Германия выпускала танки с башнями из катаной брони.

Переход на литые башни был связан с необходимостью резкого увеличения выпуска танков при тех же производственных возможностях. Литые башни не требовали дефицитного и дорогостоящего прокатного и прессового оборудования, существенно умень­шалась потребность в сборочно-сварочном оборудовании. Литье, башен могло быть освоено в любых сталелитейных цехах, оборудованных плавильными агрегатами необходи­мой емкости и соответствующим подъемно-транспортным оборудованием. Трудоемкость изготовления литых башен была ниже, поскольку исключалось производство броневого проката и большой объем ручных газорезательных и сварочных работ.

Автоматическая вырезка деталей, автоматическая и полуавтоматическая сварка в то время были еще недостаточно освоены в броневом производстве. Кроме того, применение литья позволяло получить ряд преимуществ в конструкции башен. Например, исключались ослабляю­щие сварные соединения. Литьем проще выполнялась требуемая по условиям компоновки форма брони и достигалось оптимальное сочетание толщин и конструктивных углов наклона, обеспечивающих наименьшую вероятность поражения калиберными бронебойными снарядами.

Советские конструкторы создали башни танков ИС-3, Т-10, Т-55, Т-62, в которых была использована сферическая форма башни, способствующая рикошету бронебойных снарядов. Сечение стенок башен имело клиновидную форму, позволяющую осу­ществить направленную кристаллизацию отливки в форме и получить плотную структуру брони.

В послевоенные годы были разработаны простые и технологичные марки литой брони средней твердости МБЛ-1 и СБЛ-2, которые при толщине до 200 мм имеют хорошую прокаливаемость и высокую противоснарядную стойкость.

Однако, несмотря на достигнутые успехи в разработке новых марок литой брони, противоснарядная стойкость катаной брони осталась более высокой. Точность выполне­ния геометрических размеров при изготовлении башен методом литья оставалась суще­ственно ниже, чем при изготовлении их из проката. По существующим техническим ус­ловиям допуск на толщину литой брони в 3-4 раза больше, чем для брони из проката.

Как правило, масса литой бронеконструкции всегда больше, чем при изготовле­нии из проката. Масса литых башен, разработанных в 1945-1950 гг., превышала массу равностойких башен из проката на 100- 200 кг . Однако тогда этого было недо­статочно, чтобы отказаться от литых башен.

Современные бронебойные подкалиберные и кумулятивные снаряды танковых пу­шек имеют бронепробивную способность на дальности 1- 2 км до 400- 600 мм сталь­ной брони по ходу снаряда [1, 2] , что в 2-3 раза превышает бронепробивную способность танковых пушек периода второй мировой войны и первого послевоенного поколения. Создание защиты танков от современных бронебойных подкалиберных снарядов не может быть осуществлено только путем увеличения толщины брони, так как это приведет к значительному увеличению массы танка [7] и, как следствие, потере его маневренных качеств.

Поэтому для создания защиты танков от современных средств поражения при ми­нимально-возможном увеличении веса брони необходимо использовать целый ряд других способов повышения уровня защиты.

Например, броневая защита лобовой части и бортов башни танка может быть усилена за счет повышения защитных характеристик броневых материалов, применения комбинированной, разнесенной или экранированной брони, увеличения и дифференциации толщины брони.

При исследовании процесса пробития плит конечной толщины бронебойными снаря­дами обычно рассматривают две характеристики - удельную работу вытеснения объема (силовая характеристика) и вытесненный объем в преграде до нарушения тыльной прочности (деформационная характеристика). При одинаковой твердости и пластическом ха­рактере деформирования различий в величине удельной работы вытеснения объема при взаимодействии снаряда с литой и катаной броней обычно не наблюдается.

Значительные различия наблюдаются в максимальных значениях глубины выбоин, при которых имеет место кондиционное поражение брони.

Нарушение тыльной прочности литой брони вследствие ее меньшей динамической пластичности происходит при большем расстоянии от дна выбоины до тыльной поверхно­сти брони ("тыльный подпор").

Поэтому для обеспечения кондиционности поражения величина «тыльного подпора» для литой брони должна быть больше, чем для катаной. Если поражение брони проис­ходит по типу выбивания "пробки", то высота "пробки" при пробитии литой брони, как показывают замеры, в 1,3-1, 5 раза больше, чем при пробитии катаной брони той же твердости; в связи с этим при равном уровне стойкости толщина литой брони превышает толщину катаной брони на 15- 30 мм по нормали.

Работы по повышению защитных свойств стальной брони проводятся в направле­нии увеличения прочности при обеспечении необходимого уровня динамических, вязкостных и пластических свойств, исключающих возникновение хрупких разрушений, а также при обеспечении хорошей свариваемости сталей.

В настоящее время на опытных марках броневого проката достигнуто повышение механических характеристик на 30% по сравнению с уровнем механических характери­стик стальной брони средней твердости и обеспечен следующий уровень свойств:

Это позволило повысить защитные характеристики на 5-10% по.

Новые марки литой брони характеризуются следующими свойствами:

При этом получение качественных отливок из таких марок литой брони сопряже­но с значительными технологическими трудностями.

При использовании новых броневых материалов, обладающих повышенными проч­ностными свойствами, прокат имеет большие перспективы, чем литье.

Трудоемкость изготовления и стоимость башен из литья или из проката решаю­щим образом зависят от их конструктивного совершенства, степени механизации процесса изготовления и устранения ручных работ по исправлению дефектов. При современном оснащении производства стоимость и трудоемкость броневых конструкций (литых и сварных из проката) примерно одинаковы при равном уровне их защитных характеристик.

Необходимо отметить, что при изготовлении башен из проката исключаются тру­доемкие операции по формовке, зачистке, вырубке литья, подгонке литья по толщине и весу, исправлению дефектов литья. Для изготовления деталей и сварки башен из про­ката могут быть применены автоматические и полуавтоматические процессы газовой резки и сварки. За счет применения штамповки и гибки основных броневых деталей, за счет придания башне простых форм с минимальным количеством гибов может быть значительно уменьшено количество сварных соединений и повышена прочность и живучесть башни.

Наиболее перспективным направлением по созданию зашиты от современных средств поражения при минимальном весе брони является применение комбинированной и двухпреградной брони [4].

При применении комбинированной брони типа «сталь + наполнитель + сталь» отпадает необходимость придавать башне более целесообразную для литья сферическую форму, так как конструкция башни, конструкция и технология изготовления наполнителя могут быть значительно упрощены при плоских или простых конических формах, характерных для катаной брони. Увеличение углов встречи снаря­да с броней до 45-60 , полезное на сферических литых башнях, не приведет к сущест­венному уменьшению веса, так как современные бронебойно-подкалиберные и особенно кумулятивные снаряды при таких углах встречи не снижают своей бронепробивной спо­собности.

При применении комбинированной брони значительно возрастает суммарная толщина брони башни, поэтому стенкам башен не удается придать клиновидную форму, способствующую направленной кристаллизации при литье.

Перечисленные особенности конструкции башен с комбинированной броней создают определенные технологические трудности применения литья и приводят к снижению противоснарядной стойкости литой брони.

Становится более целесообразным применение катаной брони и особенно катаной брони повышенной твердости. Как показывают расчеты, масса сварной башни из проката повышенной твердости в сравнении с аналогичной по конструкции литой башней из брони средней твердости при равном уровне защиты может быть снижена на 6-8% при массе башни 6000 - 7000 кг . Это достигается за счет уменьшения на 10-20% толщины стенок башни, а также уменьшения плюсового допуска на детали из проката в сравнении с литьем.

Согласно имеющимся сообщениям, броня башни танка «Леопард-2А « выпол­нена комбинированной и предположительно состоит из лицевого стального слоя, про­межуточного наполнителя (специальная пластмасса, керамика) и тыльного слоя из стальной брони [2] . Новые башни пер­спективных танков стран НАТО имеют про­стую форму, выполнены из плоских или гнутых листов, в передней части проем амбразуры для пушки защищен мощной маской, корма и крыша башни выполнены с применением гнутых и штампованных бро­невых листов.

Рис. 1. Вертикальное сечение лобовой брони макетной башни из проката:

1 — лицевой лист из брони средней твер­дости; 2- нижняя полка; 3- тыльный лист из брони повышенной твердости (заштрихо­ван сеткой противокумулятивный наполни­тель)

Для проверки противоснарядной стойкости и технологии производства башен из проката был изготовлен макет сварной башни упрощенной конструкции с двухпреградной схемой бронирования размером 2,5x2,5x0,6м (рис. 1). Эта башня была испытана обстрелом по специальной про­грамме, расширенной по объему испытаний в 1,5 раза в сравнении с условиями испы­таний литых башен.

Эта башня была испытана обстрелом по специальной про­грамме, расширенной по объему испытаний в 1,5 раза в сравнении с условиями испытаний литых башен. По башне было произ­ведено 46 выстрелов 100-мм бронебой­ным подкалиберным и 100-мм бронебойным снарядами (рис. 2).

При испытании установлено, что жи­вучесть сварных соединений основных броневых листов конструкции, выполненных полуавтоматической сваркой в среде СО², удовлетворительная. Трещин на внутренней поверхности сварных швов не было.

Сварное соединение лицевой брони по стыку с нижней полкой и боковым листом трещин не имело.

Имело место частичное разрушение сварных швов в месте приварки крышки по­лости со сдвигом на 10- 20 мм .

Рис. 2. Вид макетной башни из проката после испытаний

В целом, испытания макетной башни из проката показали высокую стойкость основной брони, удовлетворительную живучесть сварных швов.

Вывод

Целесообразно при разработке конструкций башен основных танков использовать прокат для дальнейшего повышения уровня их защиты от современных средств поражения или снижения веса брони.

Лтература

1. Брагин Ю. Д. и др. Анализ развития и оценка эффективности применения в танках бронебойных подкалиберных снарядов. Аналитический обзор. Инв. № 8252—т.л. М. , ЦНИИинформации, 1975.
2. Идлис В. С. и др. Тенденции развития новых танков за рубежом. - "Вестник бронетанковой техники", 1975, № 6.
3. Терехин И. И. и др. Оценка весовых и габаритных характеристик броневой защиты,  «Вопросы оборонной техники», сер. XX, 1971, вып. 22.
4. Алексеев О. И. и др. Исследование защитных свойств экранированной и двухпреградной брони в условиях обстрела бронебойными подкалиберными снарядами. — "Вопросы оборонной техники", сер. XX, 1974, вып. 45.