Одним из главных качеств танков, напрямую влияющих на их эффективность на поле боя, является их броневая защита. Поэтому, во все времена, инженеры старались придать ей наибольшую стойкость против средств поражения. Но сделать монолитную(гомогенную) броню, одинаково эффективно работающую против всех возможных средств поражения практически невозможно, именно это и стало причиной появления комбинированной брони. Один из вариантов такой брони, получившем название NERA (Non-Explosive Reactive Armor), оказался весьма эффективным(особенно против кумулятивных боеприпасов), что и обусловило его широкое распространение по всему миру.
Но факт остаётся фактом: «неру» можно увидеть как на сухих и чрезвычайно неинформативных чертежах европейских и китайских танков, так и на снимках советских, израильских и американских машин, по воле случая (из-за боевых повреждений или намеренного вскрытия) обнаживших нутро своего бронирования перед фотографом.
Речь о конструкциях, представляющих собой сборки из «сэндвичей» в виде металлических пластин небольшой толщины, между которыми помещён инертный материал. Предназначены они по большей части для противодействия кумулятивным боеприпасам — и, надо сказать, делают это достаточно хорошо, несмотря на кажущуюся простоту исполнения.
Как оно работает?
Если говорить в целом, то данная броня(иногда её называют «полуактивной») по своему виду чрезвычайно сильно напоминает обыкновенную динамическую защиту, в которой используется взрывчатое вещество. Да и принцип действия у них в некоторой степени схожий, только действует NERA, разумеется, без всякого взрыва. Делает она это следующим образом.
Для начала напомним, что кумулятивная струя, образующаяся в момент подрыва снаряда (ракеты, гранаты и проч.) — это пластично деформированный металл, двигающийся на огромной скорости, которая может достигать 8-9(и даже более) километров в секунду в головных частях. Из-за этого она фактически не имеет собственной прочности(наподобие струи воды) и оттого склонна к разрывам на фрагменты и дестабилизации, если какой-либо объект в движении пересекает её ось.
В рамках взрывной динамической защиты этими объектами являются металлические пластины, метаемые за счёт детонации находящейся между ними слоя взрывчатки. Что же касается NERA, то пластины в ней не метаются, а буквально вспучиваются в месте контакта с кумулятивной струёй.
Происходит это из-за того, что в момент проникновения кумулятивной струи в инертной прослойке(состоящей из относительно пластичного материала типа резины или полиуретана) между стальными листами образуется мощная расходящаяся ударная волна. В ходе своего распространения по материалу она, конечно, быстро затухает, однако успевает вызвать локальное смещение (вспучивание) пластин в районе пробоины. То есть, в элементах NERA, для «метания» металлических пластин используется не энергия взрывчатого вещества, а энергия самой КМ-струи, что еще больше снижает её бронепробиваемость.
Если взаимодействие КМ-струи с подобной преградой происходит под прямым углом, то это явление никакой пользы не несёт, так как кумулятивная струя, взаимодействуя с преградой по законам гидродинамики, образует пробоину всегда больше своего диаметра и отбрасываемые металлические пластины не оказывают на нее никакого бокового воздействия. Другое дело, если «сэндвич» из пластин и прослойки расположен под некоторым углом (чем угол меньше, тем лучше) к атакующему средству.
В таком случае возникшее движение перемещает на траекторию кумулятивной струи непробитые участки пластин, разрывая её на части, следствием чего становится значительное снижение её проникающей способности. При этом наибольший эффект оказывает именно тыльная металлическая пластина, тогда как воздействие лицевой — вторично.
Немаловажное значение играет и материал, из которого изготавливается прослойка, поскольку он фактически является накопителем энергии, от которого зависит эффективность деформации пластин. Влияет на это его плотность, которая в идеале не должна превышать пары-тройки грамм на кубический сантиметр, обеспечение быстрого прохождения ударной волны в радиальном направлении и даже акустический импеданс.
В целом хорошие результаты в этом плане показывает техническая резина, оргстекло, полиэтилен и парафин в смеси с алюминиевым порошком. Также имеются сведения об удачных экспериментах с поликарбонатом, различными пластиками и эластомером.
Об эффективности
Что же касается эффективности этой полуактивной брони, то, конечно, сравнивать её с привычной динамической защитой всё-таки не стоит, так как в последней проникающую способность кумулятивной струи снижают одновременно и двигающиеся в большом диапазоне метаемые пластины, и сама детонация взрывчатого вещества. Поэтому противопоставлять это комплексное воздействие вспучивающимся металлическим листам попросту бессмысленно.
Однако NERA тоже может, что называется, дать жару, особенно учитывая, что в танковой броне её сборки устанавливаются таким образом, чтобы на своём пути кумулятивная струя встретила сразу несколько «сэндвичей» из стали и инертной прослойки и была максимально дестабилизирована и разорвана по большей части длины, из-за чего броня NERA оказывается значительно эффективнее классической взрывной брони(считается, что КПД NERA составляет ок. 80-90%, против 40-50% у взрывной брони)
В этом плане показательны результаты экспериментов, приведённых в советской специализированной литературе.
Так, в книге «Частные вопросы конечной баллистики» под редакцией одного из создателей динамической защиты «Реликт» — Валерия Григоряна — упоминается исследование снижения бронепробиваемости 136-мм кумулятивного заряда под воздействием двух «сэндвичей» из 10,5-мм стальных пластин и инертного наполнителя толщиной 7-8 мм между ними, расположенных на расстоянии 3 сантиметра друг от друга.
Без них кумулятивный заряд, расположенный на дистанции около 816 миллиметров от брони, пробивал 950 мм стального массива. При установке двух вышеуказанных элементов на расстоянии около 272 миллиметров от заряда, его остаточная бронепробиваемость составляла от 14 до 107 мм в зависимости от наполнителя.
Примечательны также расчёты, опубликованные в материале «Сравнительное изучение защищающей способности элементов динамической защиты» И. Ф. Кобылкина и А. А. Горбатенко. Они показывают, что два элемента «2-мм сталь + 6 мм оргстекла + 2-мм сталь» способны снизить бронепробиваемость кумулятивной гранаты ПГ-7ВЛ «Луч» (пробивает 500 мм стальной брони) на 87 %.
Всё это, конечно, с большими условностями: кумулятивные боеприпасы бывают разными, и их могущество тоже заметно отличается. Более того, танковая броня сильно ограничена в габаритах, поэтому обеспечить в ней оптимальное расположение и сочетание наполнителей для качественного снижения пробиваемости снарядов не всегда возможно.
Но тенденция вполне понятна: NERA защищает от кумулятивных средств поражения не хуже, а даже лучше обычной стальной или взрывной брони. И, что самое главное, весит она куда меньше, чем выдаваемый ею стальной эквивалент — порой даже кратно меньше, что и определило её популярность в танкостроении. Более того, в рамках советских исследований даже предлагалось использовать подобные сборки в качестве навесной невзрывной динамической защиты для лёгкой бронетехники, но идея на практике распространения не получила.
Источники:
«Частные вопросы конечной баллистики» В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов и др.
«Сравнительное изучение защищающей способности элементов динамической защиты» И.Ф. Кобылкин, А.А. Горбатенко.
Disturbance of Shaped Charge Jets by Bulging Armour за авторством Манфреда Хельда.
