Новая композитная броня для бронетехники (Украина)

0

Наиболее простым способом обеспечения противопульной защиты экипажа и элементов конструкции ББМ является установка металлической брони. До недавнего времени повышение уровня такой защиты осуществлялось двумя способами: увеличением толщины броневого листа и улучшением защитных свойств брони. Постепенно это приводит к увеличению массы бронемашины, а в конечном итоге негативно влияло на ее боевые и эксплуатационные характеристики.

Ученые ведущих стран мира активно работают над созданием новых сплавов, которые могли бы обеспечить более высокий уровень защиты при сохранении массы защитного элемента. Также броню укрепляют с помощью особой технологической обработки стальных сплавов. Еще один способ укрепления металла — применение химико-термической обработки. Например, насыщение поверхностного слоя металла азотом с последующим образованием нитрида значительно увеличивает твердость поверхности и повышает уровень защитных свойств бронированного элемента. Так, современная азотированных стальная броня при одинаковом уровне защиты с необработанным металлом имеет на 25-30% меньшую толщину.

Кроме металла, перспективным путем повышения защиты бронетехники является применение специальной керамики (карбида бора, карбида кремния, оксида алюминия). Защитный элемент на основе керамики при одинаковом уровне баллистической стойкости с соответствующим стальным, имеет значительно меньшую массу. Так, масса одного квадратного метра дополнительной защиты из специальной керамики от патрона калибра 12,7 мм составляет примерно 40-45 кг, в то же время стального листа — в пределах 60-70 кг.

Легким, прочным, но и дорогим в производстве является карбид бора. Применение технологии горячего прессования позволяет в течение производственного цикла получать лишь единичные изделия из карбида бора. Вторым по прочности и стоимости производства является карбид кремния. Он имеет несколько большую массу, чем карбид бора. Именно эти два материала благодаря своей относительно небольшой массе используют при изготовлении защитных керамических элементов для индивидуальных средств защиты. В бронировании техники чаще всего применяют оксид алюминия. Это один из самых дешевых  керамических материалов. Он имеет несколько увеличенную массу по сравнению с карбидом бора и карбидом кремния. Так, защитный элемент из оксида алюминия имеет массу на 30% больше массы подобного элемента, изготовленного из карбида бора. Понятно, что для техники это не критично. Гораздо важнее, что изделия из оксида алюминия достаточно прочными, а технология их производства довольно простой. Здесь высокое давление не нужен, поэтому за один производственный цикл можно изготовить около тысячи изделий. Итак гораздо легче организовать серийное производство с применением именно этого керамического материала.

Серьезным недостатком керамического бронирования является низкая живучесть. Ведь керамическая броня под влиянием поражающего элемента растрескивается и теряет свои защитные свойства. Поэтому для локализации поврежденных участков керамического слоя ее производят в виде дискретных элементов (таких, которые имеют определенное конструктивное исполнение). Обычно они имеют форму цилиндра или плитки. Также для обеспечения лучшей ремонтопригодности в полевых условиях защитные керамические элементы выполняют в виде отдельных блоков.

В Украине пока еще нет промышленного производства защитных элементов на основе керамики. Ряд отечественных компаний и научных учреждений ведут инициативные разработки по этому направлению. Но дальше опытных образцов дело пока не идет.

Поэтому на этом фоне довольно перспективным выглядит совместный проект компании «Прогресс», Киевского национального университета имени Тараса Шевченко и учебно-научного центра «Физико-химическое материаловедение» НАН Украины по разработке навесной керамополимернои бронепанели для дополнительной защиты ББМ от поражения крупнокалиберными бронебойными патронами калибра 12 7 мм и 14,5 мм. Работа выполняется на основании технического задания одного из ведущих украинских предприятий-разработчиков бронетехники.

Кстати, такую ​​конструкцию бронепанели обусловили результаты последних исследований. Они доказывают, что именно многослойные конструкции, сочетающие элементы керамики и полимерных композитов, способны обеспечить надежную защиту от высокоэнергетических динамических нагрузок. Происходит это благодаря сочетанию различных по природе свойств, которые создают условия для трансформации кинетической энергии пули и рассеивания энергии ударных нагрузок. Так, керамический слой принимает на себя удар поражающего элемента и обеспечивает условия для пластического деформирования бронебойного сердечника пули. Далее полимерный композит рассеивает энергию (путем деформации и разрушения высокопрочных армированных волокон), оставшаяся после разрушения керамики.

Бронепанели изготавливаются исключительно из отечественных материалов по специально разработанной технологии. В качестве дискретного керамического слоя применяется корунд (кристаллический оксид алюминия).

Представитель компании «Прогресс» рассказал, что сейчас изготовлено несколько вариантов защитных элементов, которые испытывали по программе и методикам предприятия-заказчика. Так, итоги баллистических испытаний подтвердили способность бронепанели сдержать пули калибра 12,7 и 14,5 мм. Также в ходе полевых испытаний подтверждено их высокую ремонтопригодность. Повреждены в результате попадания пули дискретные керамические элементы легко заменяются новыми, которые заливают специальным полимером. Тот быстро затвердевает и уже через 10-20 минут отремонтирована защитная панель готова для дальнейшего использования.

Масса квадратного метра бронепанели, которая будет защищать от патронов калибра 12,7 мм составит 43-47 кг, а от патронов калибра 14,5 мм — в пределах 93-95 кг. Останавливаться разработчики не собираются и со временем, планируют изготовить защитные керамические элементы, которые смогут обезопасить от боеприпасов калибра 30 мм. В будущем, наличие различных образцов бронепанелей позволит в зависимости от задач,  бронировать ББМ по разным классам защиты. При этом, благодаря модульному подходу при построении бронирования делать это станет возможным оперативно, даже в полевых условиях.

Автор текста: Андрей ЛЫСЕНКО

Источник:https://defence-ua.com/

Перевод и редактирование выполнил ЕНОТ

________________________________________________________________________________________________

🇺🇦

Найбільш простим способом забезпечення протикульного захисту екіпажу та елементів конструкції ББМ є встановлення металевої броні. Донедавна підвищення рівня такого захисту здійснювалося двома способами: збільшенням товщини броньового листа та покращенням захисних властивостей броні. Поступово це призводило до збільшення маси бронемашини, а в кінцевому результаті негативно впливало на її бойові та експлуатаційні характеристики.

Вчені провідних країн світу активно працюють над створенням нових сплавів, які могли б забезпечити більш високий рівень захисту за умови збереження маси захисного елементу. Також броню зміцнюють за допомогою особливої технологічної обробки сталевих сплавів. І ще один спосіб укріплення металу — застосування хіміко-термічної обробки. Наприклад, насичення поверхневого шару металу азотом із подальшим утворенням нітриду значно збільшує твердість поверхні та підвищує рівень захисних властивостей броньованого елементу. Так, сучасна азотована сталева броня при однаковому рівні захисту з необробленим металом має на 25–30% меншу товщину.

Окрім металу, перспективним для захисту бронетехніки є застосування спеціальної кераміки (карбіду бору, карбіду кремнію, оксиду алюмінію). Захисний елемент на основі кераміки при однаковому рівні балістичної стійкості з відповідним сталевим, має значно меншу масу. Так, маса одного квадратного метру додаткового захисту зі спеціальної кераміки від набою калібру 12,7 мм складає приблизно 40-45 кг, у той же час сталевого листа – у межах 60-70 кг.

Найлегшим, найміцнішим, проте й найкоштовнішим у виробництві є карбід бору.  Але застосування технології гарячого пресування дозволяє протягом виробничого циклу отримувати лише одиничні вироби з карбіду бору. Другим за міцністю та вартістю виробництва є карбід кремнію. Він має трохи більшу масу, аніж карбід бору. Саме ці два матеріали завдяки своїй відносно невеликій масі використовують при виготовленні захисних керамічних елементів для індивідуальних засобів захисту. У бронюванні техніки найчастіше застосовують оксид алюмінію. Це найдешевший з керамічних матеріалів. Він має дещо збільшену масу порівняно з карбідом бору та карбідом кремнію. Так, захисний елемент з оксиду алюмінію має масу на 30% більшу за масу подібного елемента, виготовленого з карбіду бору. Зрозуміло, що для техніки це не критично. Набагато важливіше, що вироби з оксиду алюмінію є досить міцними, а технологія їхнього виробництва доволі простою. Тут високий тиск не потрібен, тому за один виробничий цикл можна виготовити близько тисячі виробів. Отже набагато легше організувати серійне виробництво із застосуванням саме цього керамічного матеріалу.

Серйозним недоліком керамічного бронювання є низька живучість. Адже керамічна броня під впливом вражаючого елемента розтріскується та втрачає свої захисні властивості. Відтак для локалізації пошкоджених ділянок керамічного шару її виробляють у вигляді дискретних елементів (таких, які мають визначене конструктивно закінчене виконання). Зазвичай вони мають форму циліндру або плитки. Також для забезпечення кращої ремонтопридатності в польових умовах захисні керамічні елементи виконують у вигляді окремих блоків.

В Україні поки що не існує промислового виробництва захисних елементів на основі кераміки. Низка вітчизняних компаній та наукових установ ведуть ініціативні розробки за цим напрямом. Але далі дослідних зразків справа поки не йде.

Відтак на цьому фоні доволі перспективним виглядає спільний проект компанії «Прогрес», Київського національного університету імені Тараса Шевченка та Навчально-наукового центру «Фізико-хімічне матеріалознавство» НАН України по розробці навісної керамополімерної бронепанелі для додаткового захисту ББМ від ураження крупнокаліберними бронебійними набоями калібру 12,7 мм та 14,5 мм. Робота виконується на підставі технічного завдання одного з провідних вітчизняних підприємств-розробників бронетехніки.

До речі, таку конструкцію бронепанелей зумовили результати останніх досліджень. Вони доводять, що саме багатошарові конструкції, які поєднують елементи кераміки та полімерних композитів, спроможні забезпечити надійний захист від високоенергетичних динамічних навантажень. Відбувається це завдяки поєднанню різних за природою властивостей матеріалів, які створюють умови для трансформації кінетичної енергії кулі та розсіювання енергії ударних навантажень. Так, керамічний шар перебирає на себе удар вражаючого елемента і забезпечує умови для пластичного деформування бронебійного осердя кулі. Далі полімерний композит розсіює енергію (шляхом деформації та руйнування високоміцних армованих волокон), що залишилася після руйнування кераміки.

Бронепанелі виготовляються виключно з вітчизняних матеріалів за спеціально розробленою технологією. У якості дискретного керамічного шару застосовується корунд (кристалічний оксид алюмінію).

Представник компанії «Прогрес» розповів, що наразі виготовлено декілька варіантів захисних елементів, які випробовували за програмою та методиками підприємства-замовника. Так, підсумки балістичних випробувань підтвердили здатність бронепанелей стримати кулі калібру 12,7 та 14,5 мм. Також в ході польових випробувань підтверджено їх високу ремонтопридатність. Адже пошкоджені в результаті влучання кулі дискретні керамічні елементи легко замінюються новими, які заливають спеціальним полімером. Той швидко твердне і вже через 10-20 хвилин відремонтована захисна панель готова для подальшого використання.

Маса квадратного метра бронепанелі, яка захищатиме від набоїв калібру 12,7 мм становитиме 43-47 кг, а від набоїв калібру 14,5 мм – у межах 93-95 кг. Зупинятися розробники не збираються і поступово намагатимуться виготовити захисні керамічні елементи, які зможуть убезпечити від боєприпасів калібру 30 мм. У подальшому наявність різних зразків бронепанелей дозволить залежно від завдань, що виконуються, бронювати ББМ за різними класами захисту. При цьому, завдяки модульному підходу при побудові бронювання робити це стане можливим оперативно, навіть в польових умовах.

Автор тексту: Андрій ЛИСЕНКО

Джерело:https://defence-ua.com/

0

Помощь проекту

Уважаемые читатели! Мы работаем для вас — стараемся подбирать и публиковать самые интересные и познавательные статьи. Если вам нравится то, что мы делаем, вы можете помочь развитию нашего журнала.
Заранее благодарим вас за вашу поддержку!
https://www.privat24.ua
Карта Приватбанк 5168745300344147