Башня с ячейками: о броне советского танка Т-80У

В далёком 1984 году на вооружение Советской Армии был принят танк Т-80У, ставший последним серийным представителем семейства газотурбинных «восьмидесяток» в СССР. Машина эта, будучи флагманом отечественного танкостроения тех лет, вобрала в себя немало передовых решений, среди которых новое комбинированное бронирование башни, включавшее в себя металлополимерные ячеистые блоки для защиты от кумулятивных боеприпасов.

© Военное обозрение via

О вводных

Начать, пожалуй, нужно с банальщины: 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 всё сложнее, 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.

Броневой стеклотекстолит — один из наиболее известных наполнителей брони советских танков

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 алюминия с плотностью чуть менее четырёх грамм на кубический сантиметр и выдавал стойкость против кумулятивных средств поражения, практически идентичную стальной броне. Иными словами, его габаритный коэффициент был примерно равен единице (МГТУ им. Баумана даёт коэффициент 0,8).

Макет башни с корундовым наполнителем. Оснащались им все танки Т-64А/Б/БВ и первые Т-80. 112 мм стали + 138 мм корунда + 138 мм стали с общим габаритом (с углом наклона) 450 мм. Стойкость от кумулятивных боеприпасов – 450 мм, от подкалиберных – 400-410 мм

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.

Башня Т-72А с песчаным наполнителем. Общий габарит брони – около 530 мм, из которых порядка 120 мм – песок. Стойкость примерно равна 500 мм от кумулятивных снарядов, от подкалиберных – 400-420 мм. Подобным материалом оснащались также башни Т-80Б и Т-80БВ с той же стойкостью

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 поражения.

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 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 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 сжимаемым 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.

Конечно, с некоторыми условностями.

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.

Сам материал ячейки должен обладать не только высокими волновыми скоростями и низкой прочностью на разрыв, но и хорошими эксплуатационными характеристиками. Из-за этого такие наполнители, как бетон или парафин, показывающие вполне неплохие результаты по противодействию кумулятивным струям в ячеистой броне, применения не нашли.

Зато нашёл наиболее сбалансированный в этом отношении полиэфируретан. К хрупким разрушениям при морозе он не склонен, сохраняет свою целостность при нескольких ударах снарядами, да и адгезия к металлам у него хорошая.

Состояние кумулятивной струи после преодоления преграды 13 мм сталь + 20 мм ячеистый слой + 20 мм сталь

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.

Испытания ячеистых преград с разными показателями диаметра ячеек и толщины стенок между ними. Красным цветом показаны результаты обстрела преград кумулятивным боеприпасом. Зелёным – бронепробиваемость боеприпаса по стальной броне. Синим – габаритный коэффициент ячеистой преграды. Фиолетовым – средняя плотность преграды, где суммарно учитывается плотность полиуретана и металлических стенок ячеек. Практически во всех случаях она ниже плотности сплошного стального листа

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.

Плиты с ячеистым наполнителем для украинского «Оплота»

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 вполне 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. С применением встроенной динамической защиты этот показатель вырастал до 1000-1100 миллиметров по «кумулятивам» и 600-625 мм по подкалиберным боеприпасам, так что «ушку» не зря называют одним из самых бронированных танков СССР.

Всё, спасибо за внимание!

после нынешних событий, эти концепции будут пересмотрены
Но всё равно интересно, спасибо!

Это сообщение отредактировал totenring - 24.10.2024 - 13:55

Это всё фигня, в сравнении с картонным танком украинского школьника

amv32, Спасибо в очередной раз, за познавательный и интересный материал!

Это сообщение отредактировал MoRo4358 - 24.10.2024 - 14:13

Есть ещё такие ячейки:
Динамическая защита (ДЗ) — это защитное устройство, разновидность защиты боевых бронированных машин.
Принцип действия заключается в том, что используется направленный взрыв заряда взрывчатого вещества на попавший в машину снаряд с целью резкого снижения его пробивной способности.
Конструктивно ДЗ состоит из металлических контейнеров, содержащих элемент динамической защиты (ЭДЗ). ЭДЗ состоит из слоя взрывчатого вещества, расположенного между двух тонких металлических пластин.Впервые идея контрвзрыва как способа защиты от кумулятивных средств поражения была предложена в конце 1940-х годов в НИИ стали.
Динамическая защита имеет несколько поколений, например, первого (советская «Контакт-1» и израильская «Блэйзер») или второго (эффективная и против кинетических боеприпасов).

del

Это сообщение отредактировал MoRo4358 - 24.10.2024 - 14:03

В принципе, с каждым конфликтом пересматривались концепции, доктрины и догмы, и чем больше конфликт, тем глобальнее был пересмотр

Как бы дерьмово это не звучало, но война всегда была двигателем прогресса, к примеру, за 4 года ВОВ, наука, медицина, техника, материаловедение, и целый ряд других прикладных наук сделали шаг больше, чем за предыдущие 20 (если не больше).

Правда, какой, мать его, ценой...

Это сообщение отредактировал MoRo4358 - 24.10.2024 - 14:03

Нравятся мне танки! Вот прям сильно-сильно! Но я не танкист. ВООБЩЕ. По этому и не надрачиваю на них. То ли дело самолёты...