Статьи >>

Броня совершенствуется с целью обеспечения соответствия меняющимся угрозам

Категория: Новые технологии

Солдаты американской армии отдыхают за своим M113 в Ираке. Заметьте, как решетчатая броня увеличила ширину машины

В век, когда партизан, вооруженный ручным гранатометом, может уничтожить выстрелом все, начиная от основного боевого танка и до грузовика с пехотой, слова Вильяма Шекспира «И оружейники теперь в почете» как нельзя более актуальны. Технологии бронирования развиваются для защиты всех боевых единиц, от танка до пешего солдата.

К традиционным угрозам, которые всегда стимулировали разработку брони для транспортных средств, относятся высокоскоростной кинетический снаряд, выстреливаемый из пушек вражеских танков, кумулятивные боеголовки ПТУРов, безоткатные орудия и гранатометы пехоты. Впрочем, боевой опыт противоповстанческих и миротворческих операций, проводимых вооруженными силами, показал, что бронебойные пули из винтовок и пулеметов вместе с вездесущими самодельными взрывными устройствами или придорожными бомбами стали основной угрозой для легких боевых машин.

В результате, в то время, как многие из нынешних разработок в сфере бронирования нацелены на защиту танков и БТР, существует также растущий интерес к схемам бронирования для более легких машин, так же как и к улучшенным типам бронежилетов для личного состава.

Основным типом брони, которым оснащаются боевые машины, является толстолистовой металл, обычно это сталь. В основных боевых танках (ОБТ), он принимает форму катанной гомогенной брони (RHA - rolled homogeneous armour), хотя в некоторых более легких машинах, например в БТР M113, применяется алюминий.

Перфорированная стальная броня представляет собой пластины с группой отверстий, просверленных перпендикулярно лицевой поверхности и имеют диаметр менее половины диаметра предполагаемого снаряда противника. Отверстия уменьшают массу брони, при этом, что касается способности выдерживать кинетические угрозы, то снижение характеристик брони в этом случае минимально.

Улучшенная сталь

Поиски лучшего типа брони продолжаются. Улучшенные стали позволяют повысить защищенность при сохранении исходной массы или для более легких листов сохранить существующие уровни защиты.

Немецкая компания IBD Deisenroth Engineering работала совместно со своими поставщиками стали над разработкой новой высокопрочной азотистой стали. В сравнительных испытаниях с существующей сталью Armox500Z High Hard Armour, она показала, что защита от стрелковых боеприпасов калибра 7,62x54R может быть достигнута за счет применения листов, имеющих толщину около 70% от толщины, необходимой при использовании прежнего материала.

В 2009 году британская Лаборатория оборонной науки и технологии DSTL в сотрудничестве с компанией Coras анонсировала броневую сталь. названную Super Bainite. Изготавливается она с помощью процесса, известного как изотермическая закалка, она не требует дорогих присадок для предотвращения трещинообразования в процессе производства. Новый материал создается за счет нагревания стали до 1000° C, последующего охлаждения до 250°C, затем выдерживания при этой температуре 8 часов перед окончательным охлаждением до комнатной температуры.

В случаях, когда противник не имеет бронебойного вооружения, даже коммерческая стальная пластина может сослужить хорошую службу. Например, мексиканские наркобанды используют тяжело бронированные грузовики, оснащенные стальным листом для защиты от стрелкового оружия. Исходя из широкого применения в конфликтах малой интенсивности в развивающемся мире так называемой 'техники', грузовиков оборудованных пулеметами или легкими пушками, было бы удивительно, если бы армии не столкнулись лицом к лицу с подобной бронированной 'техникой' во время будущих беспорядков.

Композитная броня

Композитная броня, состоящая из слоев различных материалов, например металлов, пластиков, керамики или воздушной прослойки, доказала большую эффективность по сравнению со стальной броней. Керамические материалы хрупки и при использовании в чистом виде обеспечивают только ограниченную защиту, но в сочетании с другими материалами они образуют композиционную конструкцию, которая зарекомендовала себя в качестве эффективной защиты машин или отдельных солдат.

Первым композитным материалом, получившим широкое распространение, стал материал под названием «Комбинация K». Как сообщалось, он представлял собой стеклопластик между внутренним и внешним листами стали; он применялся на советских танках T-64, поступивших на вооружение в середине 60-х годов.

Броня Chobham британской разработки была установлена первоначально на британском экспериментальном танке FV 4211. Пока она засекречена, но, по неофициальным данным, она состоит из нескольких эластичных слоев и керамических плиток, заключенных в металлическую матрицу и приклеенных к опорной плите. Она была использована на танках Challenger I и II и на M1 Abrams.

Этот класс технологии может и не понадобиться, если атакующий не имеет сложного бронебойного вооружения. В 2004 году рассерженный американский гражданин оборудовал бульдозер Komatsu D355A композитной броней собственной разработки, изготовленной из бетона, заключенного между стальными листами. Броня толщиной 300 мм была непробиваемой для стрелкового оружия. Вероятно, оборудование подобным образом наркобандами и повстанцами своих машин — это всего лишь вопрос времени.

Дополнения

Вместо того чтобы оборудовать машины все более толстой и тяжелой стальной или алюминиевой броней, армии начали принимать на вооружение различные формы навесной дополнительной защиты.

Одним из хорошо известных примеров навесной пассивной брони на основе композиционных материалов является модульная рсширяемая броневая система Mexas (Modular Expandable Armour System). Разработанная немецкой IBD Deisenroth Engineering, она изготавливалась компанией Chempro. Сотни броневых комплектов были изготовлены для гусеничных и колесных бронированных боевых машин, а также колесных грузовиков. Система устанавливалась на танк Leopard 2, БТР M113 и колесные машины, например Renault 6 x 6 VAB и немецкую машину Fuchs.

Компания разработала и начала поставки своей следующей системы - продвинутой модульной броневой защиты Amap (Advanced Modular Armor Protection). Она базируется на современных стальных сплавах, алюминиево-титановых сплавах, нанометрических сталях, керамике и нанокеарамических материалах.

Ученые из вышеупомянутой лаборатории DSTL разработали дополнительную керамическую систему защиты, которая могла бы навешиваться на машины. После того как эта броня была разработана для серийного производства британской компанией NP Aerospace и получила обозначение Camac EFP, она была использована в Афганистане.

В системе применяются небольшие шестиугольные сегменты из керамики, размер, геометрия и размещение которых в массиве были исследованы лабораторией DSTL. Отдельные сегменты скрепляются литым полимером и укладываются в композиционный материал с высокими баллистическими характеристиками.

Применение навесных панелей активно-реактивной брони (динамическая защита) для защиты машин хорошо известно, но детонация таких панелей может повредить машине и представляет угрозу для пехоты, находящейся поблизости. Как говорит ее название, самоограничивающая активно-реактивная броня Slera (self-limiting explosive reactive armour) ограничивает распространение воздействия взрыва, но расплачивается за это несколько сниженными характеристиками. В ней применяются материалы, которые можно классифицировать как пассивные; они не столь эффективны по сравнению с полностью детонируемыми взрывчатыми веществами. Тем не менее, Slera может обеспечить защиту от множественных попаданий.

Невзрывная активно-реактивная броня NERA (Non-Explosive Reactive Armour) развивает эту концепцию далее и, будучи пассивной, предлагает такую же защиту, как и Slera, плюс хорошие характеристики защиты от многократного поражения против кумулятивных боеголовок. Non-Energetic Reactive Armour (неэнергетическая активно-реактивная броня) имеет дополнительно улучшенные характеристики для борьбы с кумулятивными боеголовками.

Рисунок немецкой компании Etec демонстрирует, как панель из керамической композитной брони разрушает снаряд

Электрическая часть

Новейшей разработкой в сфере броневой технологии для боевых машин является активная броня на базе электрической технологии. Одной из таких разработок является SEA (Spaced Electromagnetic Armour – разнесенная электромагнитная броня). Схематично она представляет собой две металлические пластины, подсоединенные к противоположным клеммам конденсаторной накопительной системы. Если определена атакующая кумулятивная боеголовка, к пластинам подается напряжение и создается сильное электромагнитное поле в пространстве между ними. При ударе снаряда и его детонации создается плазменный «пробойник», который деформируется и искривляется электромагнитным полем, за счет чего снижается его эффективность.

В мае 2011 года американские ВМС получили патент на систему бронирования, представляющую собой чувствительный к скорости деформации эластомерный слой, заключенный между двумя твердыми токопроводящими пластинами. Последние подсоединяются к противоположным клеммам источника энергии с целью формирования разомкнутой электрической цепи.

В своей базовой форме электрическая броня может состоять из двух пластин, подсоединенных к источнику высокого напряжения. Плазменный сердечник, образуемый кумулятивной боеголовкой РПГ, входит в пространство между двумя пластинами и разрушается

При ударе снаряда в броню цепь между пластинами замыкается либо корпусом снаряда, либо токопроводящей плазменной оболочкой, образующейся в полимерном слое за счет трения проникающего снаряда. Эластомерный слой вызывает «уменьшение скорости снаряда и/или изменение его направления и/или его разрушение», говорится в патенте. Все это увеличивает время, в течение которого, по меньшей мере, часть снаряда располагается между первой и второй пластиной, и тем самым замыкается электрическая цепь. Результирующая электризация еще больше снижает действенность снаряда.

Изучаемая в настоящее время новая концепция называется 'умная броня'. Датчики, встроенные в броневые листы, будут отслеживать состояние каждой секции в реальном времени, определяя в удовлетворительном ли состоянии находиится секция, или в нее попал вражеский снаряд и она была повреждена. Эти данные будут сообщаться экипажу машины или передаваться назад на базу для того, чтобы обслуживающая команда готова была заменить поврежденные секции по возвращении машины.

Американские военные еще в 2004 году нуждались в развертываемых комплектах бронирования, которые могли бы использоваться для модернизации небронированных войсковых транспортных средств, например FMTV, серия M939 и грузовики MTVR, в бронированные 'вооруженные грузовики' для сопровождения конвоев и охраны периметров. В связи с этим Ливерморская лаборатория им. Лоуренса разработала разнесенную броневую сталь и баллистические панели из стекловолокна, предназначенные для остановки всех известных угроз прямой и непрямой наводки. На снимке - опытный образец, пока без бронированной кабины

Группа из Научно-исследовательского бронетанкового центра американской армии (TARDEC) планирует развить эту концепцию далее; исходя из данных от датчиков можно будет определить тип боеприпаса, ударившего в секцию или даже направление, с которого велся огонь противника.

Установленные в перспективном типе динамической брони, встроенные сенсоры могли бы позволить контролируемому микропроцессором механизму детонации определять оптимальный момент инициирования брони.

Эти инертные панели ERA (динамической брони) были созданы французской компанией SME специально для демонстрации на оборонных выставках. Модель демонстрирует, как панели могут быть установлены на танк

Этот снимок сделан во время тестовых показов в Великобритании; сильное электромагнитное поле между двумя пластинами секции электрической брони деформировало плазменный поток от атакующей боеголовки

Преждевременное срабатывание

В разнесенной броне применяются твердые ограждения (юбки) или решетчатая конструкция из пластин или реек, устанавливаемая на определенном расстоянии от основной брони машины. Разнесенная броня предназначена для преждевременного инициирования взрывателя атакующей кумулятивной боевой части. Она также эффективна против Hesh (бронебойно-фугасный снаряд со сминаемой головной частью) снарядов. В связи с повсеместным распространением в недавних мятежах гранатометов класса РПГ-7 и его более совершенных преемников, разнесенная броня получила широкое распространение в таких районах, как Афганистан.

Хотя реечные и решетчатые экраны относительно легки по сравнению с основной броней машины, но они увеличивают габаритные размеры машины и ухудшают ее мобильность и грузоподъемность. С целью решения этой проблемы британская компания Amsafe разработала матерчатую навесную броню Tarian. Она поставляется в виде тканевых панелей. Броня схожа по свойствам с решетчатыми экранами, но на 50 - 85% легче своих эквивалентов из металла. Этот вид брони был проверен в Афганистане британским контингентом. В результате Британия заказала 30 комплектов для дальнейшей оценки.

Если часть планок или прутков разнесенной брони отсутствует в результате боевых или случайных повреждений, то для потенциальных атак открывается основная броня. В 2011 году британские подразделения, расквартированные в Афганистане, решали с эту проблему с помощью Tarian Quickshield. Она представляет собой гибкую сетку, которую можно развернуть и установить на место поврежденного экрана во время ремонта в полевых условиях.

На этом рисунке из руководства бронетанкового центра от 1976 года показано, как могут использоваться сетчатые экраны для противодействия атакующему снаряду РПГ-7, за счет повреждения носового взрывателя

Идея того, что сеть может защитить машину от огня РПГ-7 не является новой. Во время вьетнамской войны американские войска применяли сетевой экран для защиты танков и БТР. Документ американской армии от 1976 года разъясняет принцип действия: «Носовой взрыватель снаряда [РПГ-7] может пройти сквозь проволоку [сетку] без разрушения проволочных нитей, но он изогнет металлическую оживальную часть на боеголовке по отношению к внутреннему конусу. Этот конус передаст сигнал детонации от носового взрывателя к основному детонатору и замкнется, когда оживальная часть коснется конуса». Это будет происходить примерно в 50% всех случаев удара гранат в сетку, говорится в документе.

Защитная сетка предназначена для борьбы с угрозами малой интенсивности, например реактивными гранатами. Она была разработана лабораторией голландской компании TNO Defence, Security and Safety. Система Constrictor изготовлена из высокопрочных синтетических волокон и предназначена для защиты за счет повреждения носовых взрывателей гранат и предотвращения активации кумулятивного заряда, аналогично тому, как это работало на системах времен вьетнамской войны.

Tarian Quickshield была разработана как средство «временного» ремонта, который можно быстро провести на машине в полевых условиях для временной замены поврежденных секций решетчатых кранов

Личный состав

Боевой опыт Ирака и Афганистана показал, что традиционные бронежилеты имеют ограниченную эффективность при нахождении личного состава внутри машины, где он подвергается атакам РПГ или придорожных бомб. Защита, которую они обеспечивают, помогает солдату пережить взрыв, однако в то эе время бронежилет оставляет открытыми руки и ноги, делая ампутацию конечностей более распространенной, чем это было до появления защиты туловища.

Это является специфической проблемой для командиров, наблюдающих за тактической ситуацией из открытого люка башенки или стрелков, стреляющих из 12,7-мм пулеметов, установленных в башенках для вооружения. В обоих случаях руки солдат подвергаются воздействию взрыва.

В мае 2011 года американская армия запатентовала защитный экран, который может устанавливаться вокруг башенки стрелка или командира. Он состоит из нескольких наклоненных наружу панелей с окном из пуленепробиваемого стекла.

Рисунок из патента американской армии. Показано, как экран из бронированных стекол может защитить солдата, чьи верхняя часть тела, голова и руки находятся снаружи башенки

Эти панели будут изготавливаться из катаной гомогенной стали, закаленной стали, алюминия, титана или слоистого композиционного материала, тогда как окошки могут изготавливаться из многослойного отожженного стекла, поликарбоната, полиуретана, поливинилбутираля и/или керамики. Каждое окно будет установлено впереди одного из имеющихся перископов наблюдения так, чтобы последний мог использоваться при закрытых люках, тогда как наклон наружу (обычно около 25 градусов) обеспечивает дополнительную защиту от ближних угроз.

В 2005 году Лаборатория Sandia оформила патент на предметы одежды, включающие защитные рукава, изготовленные из баллистической ткани с двумя или более прочными броневыми вставками (на рисунке под номерами 14 и 16), закрывающими плечи и предплечье от высокоскоростных боеприпасов, шрапнели и осколков

Она была разработана для защиты стрелков сидящих в турельных и купольных установках

Пластина, защищающая предплечье, закрывает руки до суставов пальцев, но может быть короче, заканчиваясь на запястье, что позволяет иметь большую свободу движений для руки, но одновременно оставляет всю кисть незащищенной.

В 2004 году американская армия раскрыла информацию о том, что она изучала применение заполненных жидкостью панелей в качестве нового вида брони. Они могут заполняться загустевающей после сдвига жидкостью (STF) состоящей из твердых взвешенных частиц. Полиэтиленгликоль рассматривался в качестве потенциальной жидкости, тогда как наночастицы двуокиси кремния рассматривались в качестве твердого компонента.

С целью получения практической формы бронежилета жидкость STF будет заливаться во все слои бронежилета из Кевлара. Эти слои будут содержать текучий состав, но при этом выполнять функцию обычной брони. Пропитанную ткань можно драпировать и сшивать как обычный кевларовый материал. Получающиеся панели легкие и гибкие, они сохраняют подвижность солдата.

«Во время обычных действий STF весьма деформируема и течет подобно жидкости», сказал доктор Эрик Ветцель, инженер-механик из управления по вооружениям и оборонным материалам. «Впрочем, как только пуля или осколок ударяет в жилет, он становится твердым материалом и это предотвращает проникновение инородного предмета в тело солдата». Материал мог бы также защищать солдат или полицейских от ножевых ранений.

Вероятно, его первым применением могли бы стать руки и ноги солдата, не защищенные бронежилетом. Еще одно применение – это бомбовые покрывала, используемые для накидывания на подозрительные пакеты или неразорвавшиеся боеприпасы. Еще одним новым применением могут стать «ботинки прыгуна», которые автоматически делаются жесткими для поддержки голеностопного сустава во время потенциально опасных ударных нагрузок.

В 2006 году компания Armor Holdings объявила о том, что она была выбрана в качестве эксклюзивного лицензиата на STF, и в следующем году она была приобретена компанией BAE Systems и переименована в BAE Systems Mobility & Protection Systems.

Может ли ERA (динамическая защита) использоваться для солдатских бронежилетов? Идея кажется натянутой, но в 2002 году Юго-западный исследовательский институт из Техаса запатентовал то, что описывается как «реагирующая броневая система, эффективная против бронебойных снарядов и достаточно легкая для ношения человеком».

Согласно патенту предлагаемая броня будет состоять из внешнего слоя с подложкой из реактивного (реагирующего) слоя. Когда последний взрывается в ответ на удар снаряда, предполагается, что взрывной материал создаст достаточное давление на заднюю поверхность внешнего слоя с целью противодействия нагрузкам, создаваемым атакующим боеприпасом. При этом целостность внешнего слоя сохраняется достаточно долго, что позволяет задержать и, что более предпочтительно, предотвратить разлом внешнего слоя снарядом.

«Замедление разламывания внешнего слоя ведет к увеличению времени контактирования снаряда с внешним слоем, таким образом, он теряет свою кинетическую энергию, и это позволяет внешнему слою либо полностью остановить снаряд, либо вызвать значительные разрушения снаряда», говорится в патенте. «Если снаряд все же пробьет внешний слой, он уменьшится в размерах за счет разрушения, скорость его также снизится, а это облегчит последующим слоям остановку снаряда».

Эта интригующая концепция, но возможно никто не пожелает похлопать по спине солдата, который носит такую броню, для того, чтобы похвалить его за проделанную работу.

Вячеслав М.
16.02.2013

Поделиться...
Версия для печати Отправить по email rss favorite Facebook Vkontakte Twitter Google+

Тайвань представляет самоходный миномет на базе бронетранспортера CM-32 8x8
22.08.2019

Российская армия получит для испытаний опытные образцы новой боевой машины Бумеранг 8×8
03.07.2019

IDEX 2019: AM General демонстрирует модель Temseh-3
01.03.2019

IDEX 2019: Камера электромагнитной совместимости для машин NIMR
28.02.2019

Обсуждение


В настоящий момент Вы не можете оставлять сообщения. Для этого необходимо войти под своим именем. Если Вы еще не зарегистрированы, сделайте это сейчас. Вся процедура займет не более пяти минут.
Регистрация