В 1984 году советская армия приняла на вооружение танк Т-80У, ставший последним серийным образцом газотурбинных танков серии Т-80 в СССР. Этот танк, будучи флагманом советского танкостроения того времени, включал в себя ряд передовых решений. Одним из них стало новое комбинированное бронирование башни с использованием металлополимерных ячеистых блоков. В данной статье будет рассмотрено, что собой представляют эти блоки и как они защищают танк от атакующих средств.
О вводных
Начать, пожалуй, нужно с банального: стальная броня, как единственный элемент баллистической защиты танка, давным-давно потеряла свою актуальность. Морально стареть в этом плане она начала ещё в середине прошлого столетия из-за роста бронепробиваемости снарядов (в первую очередь кумулятивных), противостоять которому с помощью увеличения толщин стальных массивов становилось бессмысленно, поскольку это приводило к непомерному увеличению массы боевой машины.
Обстоятельства эти, как известно, стали причиной появления комбинированного бронирования, предусматривавшего использование — помимо металлических элементов — различных наполнителей меньшей плотности, что позволяло обеспечить требуемую стойкость танка к поражающим средствам при сохранении вышеуказанного показателя в разумных пределах.
Конечно, в отдельно взятой комбинированной броне все её компоненты так или иначе воздействуют и на подкалиберные, и на кумулятивные боеприпасы. Но воздействие это отнюдь не одинаково в виду того, что кинетические снаряды довольно слабо реагируют на малоплотные преграды, тогда как кумулятивные — куда лучше. Поэтому к лёгким наполнителям предъявляются определённые требования, так как конструкторы зачастую вынуждены буквально лавировать между ними и тяжёлыми (той же сталью) элементами, соблюдая некоторый баланс в стойкости, массе и габаритах брони.
Среди них: приближенный к стальной броне аналогичной толщины показатель стойкости, а также меньшая, чем у стали, масса. Грубо говоря, если условный 100-миллиметровый слой наполнителя по стойкости будет эквивалентен листу броневой стали толщиной 80-90 мм и при этом весить раза в два меньше этого самого листа, то это вполне неплохой наполнитель. Очень упрощённо и утрированно, конечно.
Сам по себе показатель стойкости материала приблизительно вычисляется по его габаритному коэффициенту. Например, чтобы узнать, каков будет стальной эквивалент 100-мм слоя из наполнителя N, имеющего коэффициент 1,5, нужно поделить эти 100 миллиметров на 1,5. Получится 66 мм стального эквивалента.
Пассивная броня
В советском танкостроении, исповедующем правило «против подкалиберных снарядов — в основном сталь, а против кумулятивных — сталь и наполнитель», в качестве лёгких наполнителей длительное время применялись материалы, которые можно отнести к разряду пассивной брони, обеспечивающей защиту от атакующего тела исключительно за счёт своих физико-механических свойств.
И, пожалуй, самый известный из них — это стеклотекстолит, состоящий из стекловолокна, скреплённого полимерными веществами. Плотность его всего около двух грамм на кубический сантиметр, а габаритный коэффициент против кумулятивных боеприпасов в броневых преградах по типу «сталь+текстолит+сталь» — примерно 1,6. То есть условные 100 миллиметров этого материала выдают около 62 мм в стальном эквиваленте против кумулятивных струй. Если же броневая деталь имеет конфигурацию, в которой несколько слоёв текстолита сочетаются со стальными листами, то коэффициент — около 1,3.
Для своего времени это был довольно неплохой наполнитель, который использовался в лобовых частях корпусов практически всех советских танков Т-64, Т-72 (за исключением Т-72Б) и Т-80. Менялись только его толщины и добавлялись стальные листы. Остался он и на Т-80У.
В башнях, как наиболее подверженных обстрелу частей танка, где по габаритам особо не разгуляться, применялись иные компоненты. Так, для танков Т-64 (с А по БВ) — это корунд, пришедший на смену алюминию, использовавшемуся на ранних «шестьдесятчетвёрках». Он представлял собой высокотвёрдую керамику на основе оксида алюминия с плотностью чуть менее четырёх грамм на кубический сантиметр и выдавал стойкость против кумулятивных средств поражения, практически идентичную(или даже чуть выше) стальной броне. Иными словами, его габаритный коэффициент был примерно равен единице (МГТУ им. Баумана даёт коэффициент 0,8).
Однако, несмотря эффективность данного наполнителя, производство литых башен с ним представляло большую технологическую сложность, поэтому ни на каких танках, кроме семейства Т-64 и первых серийных Т-80, они не получили. Вместо него в литых башнях танков серии Т-80Б/БВ и Т-72А/АВ был использован наполнитель в виде стержней из неметаллических формовочных материалов, скрепленных перед заливкой с помощью металлической арматуры, известных также как песчаные стержни.
По последнему достоверных данных нет, но, скорее всего, по плотности от корунда он отличается в меньшую сторону, при этом противокумулятивная стойкость его гораздо ниже. Очень приблизительно, в габаритном коэффициенте — около 1.4.
Но не секрет, что прогресс в «снарядостроении» тоже на месте не стоял — и те требования по стойкости броневой защиты танков, которые были актуальны в 60-70-х годах, не могли быть актуальными в 80-90-х. Поэтому при разработке новых модификаций машин, учитывая необходимость повышенной защиты от подкалиберных снарядов (увеличения толщины стальных массивов), пришлось прибегать к башенным противокумулятивным наполнителям совсем другого порядка, более эффективным и легковесным. Речь о полуактивной броне, использующей энергию кумулятивной струи для её же разрушения.
В танках Т-72Б, принятых на вооружение в тот же год, что и герой нашего материала, этой бронёй стали отражающие листы, представляющие собой «бутерброды» из стальных листов с резиновой прослойкой между ними. А в Т-80У — полиуретановые ячеистые блоки.
Полиуретановые ячейки
Данный способ противокумулятивной защиты танка, подсмотренный в западных патентах, активно предлагался Институтом гидродинамики СО АН СССР ещё в 1970-х годах и основывался на том, что кумулятивная струя, двигаясь на огромной скорости, практически не имеет собственной боковой прочности и может быть разрушена (разорвана) броневым наполнителем, заключённым в небольшой объём.
Иными словами, если взять небольшую по объёмам и полностью закрытую со всех сторон ёмкость (ячейку) с помещённым туда малосжимаемым материалом, то при проникновении кумулятивной струи в этом самом материале должна возникнуть ударная волна сжатия. Отражаясь от стенок ячейки, она вызывает движение наполнителя в сторону оси струи, тормозя и разрывая её за счёт схлопывания пробоины.
Например, ячейка, в соответствии со своей формой, должна иметь определённый диаметр. Слишком большой диаметр ячейки ведёт к тому, что внутри неё затягиваются процессы образования и движения ударной волны, от чего разрушение струи начинается слишком поздно. Слишком малый диаметр сокращает эффективную массу наполнителя. Поэтому оптимальный диаметр — 10-13 % от пробиваемости кумулятивной струи. Что же по толщине стенок ячейки — то они должны составлять примерно 5-6 % от пробиваемости кумулятивной струи, дабы выдержать напор ударной волны.
Сам материал ячейки должен обладать не только высокими волновыми скоростями и низкой прочностью на разрыв, но и хорошими эксплуатационными характеристиками. Из-за этого такой наполнитель, как парафин, показывающий вполне неплохие результаты по противодействию кумулятивным струям в ячеистой броне, применения не нашел. Зато нашёл наиболее сбалансированный в этом отношении полиуретан. К хрупким разрушениям при морозе он не склонен, сохраняет свою целостность при нескольких ударах снарядами, да и адгезия к металлам у него хорошая.
При этом, учитывая, что плотность полиуретана в буквальном смысле около 1 грамма на кубический сантиметр, броневая преграда, заполненная ячейками с ним, будет весить ощутимо меньше, чем стальная плита аналогичной толщины. Ну а о стойкости подобных ячеек можно узнать из приведённой ниже таблицы.
Фактически противокумулятивный эквивалент ячеистой полиуретановой брони идентичен стальной броне аналогичной толщины (плюс минус габаритный коэффициент равен 1), а выигрыш по массе по сравнению со сплошной сталью может составлять до 60 %, что видно по средней плотности преграды. Эти обстоятельства и определили выбор в пользу «ячеек», как основы противокумулятивной защиты новой на тот момент модификации Т-80.
Безусловно, какая-либо более-менее точная информация о том, в каком виде ячеистые блоки выполнялись для Т-80У, отсутствует. Тем не менее есть фотографии наполнителя башни украинского «Оплота» — у него схема защиты похожая, поэтому у «восьмидесятки», скорее всего, присутствует что-то схожее, беря во внимание гуляющие в Сети схемы брони.
Схематичное расположение ячеистого наполнителя в башне Т-80У
Если говорить о защите, то, учитывая компактность ячеистого наполнителя в виду его высокой габаритной эффективности, конструкторам удалось уместить их в нишах лобовой части башни Т-80У в два ряда (ближе к бортовым частям в один ряд) и дополнить плитами из стали высокой твёрдости при общей толщине брони в ±520. Вкупе вся эта сборка, учитывая внешние и тыльные бронедетали башни, выдаёт эквивалент против кумулятивных боеприпасов порядка 600 миллиметров и против подкалиберных около 500 мм.
Этого хватало для защиты от большей части подкалиберных и абсолютно всех артиллерийских кумулятивных снарядов калибра 105 и 120 мм, а также от большинства моноблочных противотанковых ракет того времени.
Автор: Эдуард Перов
Источники:
«Исследование противокумулятивной стойкости брони ячеистого типа». Ю.А. Зоров, И.И. Терехин
«Частные вопросы конечной баллистики» В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов и другие.
«Исследование противокумулятивной стойкости преград ячеистого типа с инертным и активным наполнителем». А.В. Бабкин, С.В. Ладов, С.В. Фёдоров.
«Теория и конструкция танка», том 10, книга 2.
