Armură combinată , de asemenea armură compozită , mai rar armură multistrat - un tip de armură constând din două sau mai multe straturi de materiale metalice sau nemetalice.
Un sistem de apărare pasivă (construcție) care conține cel puțin două materiale diferite (excluzând golurile de aer) concepute pentru a oferi o protecție echilibrată împotriva încălzirii și a munițiilor cinetice utilizate într-un singur tun de înaltă presiune [1] .
În perioada postbelică, principalele mijloace de înfrângere a țintelor blindate grele (tanc de luptă principal, MBT) au fost armele cumulate , reprezentate, în primul rând, prin dezvoltarea dinamică a rachetelor ghidate antitanc (ATGM) în anii 1950-1960, capacitatea de perforare a armurii a unităților de luptă din care până la începutul anilor 1960 depășea 400 mm de oțel blindat.
Răspunsul pentru a opri amenințarea reprezentată de mijloacele cumulative de distrugere a fost găsit în crearea armurii combinate multistrat cu o rezistență anti-cumulare mai mare, comparativ cu armura omogenă din oțel, care conține materiale și soluții de proiectare care oferă împreună o capacitate crescută de stingere a jetului de protectie armura. În anii 1970, au fost adoptate și răspândite în Occident carcase de sub-calibru cu pene perforatoare de tunuri de tancuri de 105 și 120 mm cu un miez de aliaj greu, oferind protecție împotriva cărora s-a dovedit a fi o sarcină mult mai dificilă.
Dezvoltarea blindajului combinat pentru tancuri a început aproape simultan în URSS și SUA în a doua jumătate a anilor 1950 și a fost folosită pe o serie de tancuri experimentale americane din acea perioadă [2] [3] [4] . Cu toate acestea, printre tancurile de producție, blindajul combinat a fost folosit pe tancul de luptă principal sovietic T-64 , care a început producția în 1964 [2] și a fost folosit pe toate tancurile de luptă principale ulterioare ale URSS.
Pe tancurile în serie din alte țări, armura combinată de diferite scheme a apărut în 1979-1980 pe tancurile Leopard 2 și Abrams și din anii 1980 a devenit standardul în construcția de tancuri mondiale. În Statele Unite, armura combinată pentru corpul blindat și turela tancului Abrams, sub denumirea generală „ Armura specială ”, care reflectă secretul proiectului, sau „Burlington”, a fost dezvoltată de Laboratorul de Cercetare Balistică (BRL) de către 1977, a inclus elemente ceramice [5 ] , și a fost proiectat pentru a proteja împotriva muniției cumulative (grosimea echivalentă în oțel nu mai slabă de 600-700 mm) și a obuzelor cu pene perforatoare de tip BOPS (grosimea echivalentă în oțel nu mai puțin de 350 mm). -450 mm) [1] [6] [7 ] , cu toate acestea, în raport cu acesta din urmă, nu a oferit un câștig de masă în comparație cu armura de oțel la fel de rezistentă [8] [9] , și a fost crescut constant în seriale ulterioare modificări. Datorită costului ridicat în comparație cu armura omogenă și a necesității de a folosi bariere de blindaj de grosime și masă mare pentru a proteja împotriva muniției moderne cumulative, utilizarea blindajului combinat este limitată la tancurile de luptă principale și, mai rar, la principalele sau suplimentare montate. blindarea vehiculelor de luptă de infanterie și a altor vehicule blindate de categorie ușoară.
Fiind un fel de armură structurală, armura combinată cu un strat ceramic de față și un substrat de plastic ranforsat are o rezistență record la acțiunea gloanțelor care străpung armura atunci când sunt trase la unghiuri mici față de normal, ceea ce este direct legat de mare (cel puțin 70). unități pe scara HRC ) duritate, strat ceramic cu densitate de masă scăzută. În condiții de decojire a armurii combinate la unghiuri apropiate de normal, masa acesteia (se compară densitatea suprafeței, kg / m²) este de 2-3 ori mai mică decât masa armurii din oțel la fel de rezistente de duritate mare. De aceea, o astfel de armură inițial, încă din anii 1960, a fost folosită pentru a proteja echipajele și unele unități vulnerabile de elicoptere, a căror viteză redusă și acțiunea în raza de foc a armelor de infanterie, cu bombardamente aproape circulare, determină condiții favorabile pentru interacţiunea cu armura lovitoare pentru această armură.mijloace.
Armura combinată antiglonț constă dintr-un strat frontal realizat sub formă de elemente ceramice (plăci) și un substrat din materiale plastice armate. Rezistența ridicată a unei astfel de armuri se datorează distrugerii efective a miezurilor gloanțelor perforatoare de pe stratul frontal extrem de dur, urmată de reținerea fragmentelor ceramice rezultate și a miezului de către stratul din spate al armurii cu consum mare de energie. Principiul este natura distrugerii stratului ceramic al armurii în funcție de tipul de „con de distrugere”, format dintr-un sistem de fisuri radiale și inelare, îndreptate spre stratul din spate și crescând masa adăugată a armurii [10]. ] . În același timp, aria extinsă de distrugere a stratului ceramic, împreună cu deformațiile semnificative ale substratului la locul impactului, în special, sub formă de delaminări ale materialelor plastice stratificate pe o suprafață mare, determină supraviețuirea scăzută a armura ceramică în timpul bombardării în comparație cu oțelul omogen. Din aceste motive, timp de câteva decenii, sfera de aplicare a acestuia a fost practic limitată la obiecte, în timpul bombardării protecției blindatelor, a căror supraviețuire scăzută nu a fost un factor critic - aeronave, în primul rând elicoptere, și protecția personală a blindajului aviației.
Impulsul pentru crearea și utilizarea pe scară largă a armurii combinate cu ceramică au fost operațiunile militare americane din Asia de Sud-Est din anii 1960. Utilizarea masivă a elicopterelor în scopuri de recunoaștere, transferul de trupe și echipamente, sprijinul de foc și evacuarea răniților au arătat o vulnerabilitate crescută a acestora la focul la sol de la armele ușoare de infanterie. Numărul total de elicoptere doborâte a depășit patru mii [11] .
O analiză a pierderilor a permis să se stabilească că la acea vreme, în acest teatru de operațiuni, principalul mijloc de distrugere a elicopterelor era armele ușoare automate de calibru 7,62 mm.
Pentru a proteja cabina de pilotaj, unitățile vitale și sistemele aeronavelor americane, armura combinată cu ceramică a fost folosită din 1966. În timpul războiului din Vietnam , armura ceramică a fost instalată pe elicopterele Bell UH-1B/C/D , AH-1 HueyCobra , OH-58 , Sikorsky CH-54 , aeronavele militare de transport C-130 , vânătorul tactic A-7 „Corsair” și pe alte mașini. Într-un număr de cazuri, armura cu ceramică a înlocuit DPSA (Dual Property Steel Armor), care este inferioară acesteia în ceea ce privește eficiența greutății. Așadar, instalarea pe elicopterul AH-1G a unui scaun din armătură ceramică-plastică cu un raport de strat: carbură de bor 9,6 mm + fibră de sticlă 6,4 mm, în locul unui scaun din oțel de duritate diferită, a făcut posibilă reducerea greutății. din acesta din urmă cu 10,4 kg [12] .
Armura combinată a mărcii Starmat (data înregistrării mărcii în 1965) de la Aerojet General Corp. cu un strat frontal de ceramică de corindon AD85 sau AD95 și un substrat din aliaj de aluminiu 2024-T4 a fost instalat pe primele modificări ale elicopterelor UH-1 și CH-54, în ordinea perfecționării lor operaționale în unitățile de luptă. Panourile blindate au fost suprapuse și atașate direct de cadrul scaunului tubular al primului și celui de-al doilea pilot al elicopterului UH-1B. Panouri blindate glisante cu o greutate totală de 49,6 kg au fost instalate în patinuri speciale de-a lungul părților laterale ale cabinei, fiecare panou pe partea laterală a ușii cabinei corespunzătoare. Panourile blindate au asigurat protecție pentru proiecția laterală a pilotului și s-au deplasat înapoi la aterizarea sau debarcarea echipajului din mașină. Greutatea totală a scaunului blindat este de 65 kg. Cerințele pentru protecția echipajului elicopterului prevedeau asigurarea unei protecții de 100% nepenetrare a blindajului la tragerea unui glonț perforator M61 de 7,62 mm de la o distanță de 100 de metri (91 m), un unghi de impact (din normal ) de 15 ° [13] [14] . Acest lucru a oferit protecție pentru echipajul elicopterului din partea inferioară, laterală și din spate a scaunelor. În proiectele ulterioare ale scaunelor blindate de către Norton [15] , Ceradyne, Simula, Martin-Baker - „Elicopter Armored Crashworthy Seats Mark 1 (HACS 1)” - armura este deja inclusă în designul scaunului, ceea ce duce la o reducere a totalului greutatea structurii [16] .
Pentru a proteja piloții de direcțiile înainte de foc, la cererea urgentă, a fost dezvoltat un scut pentru piept „protector”, realizat din armură HFC, care acoperă partea toracică a trunchiului.
Aproape în aceeași perioadă în Statele Unite, Goodyear Aerospace Corp. Armura HFC ( Hard Faced Composite Armor - armura combinată cu un strat frontal de duritate mare) a fost creată și a devenit larg răspândită [17] . Ca strat din spate al armurii HFC, a fost folosită fibră de sticlă pe bază de fibre de sticlă de remorcare și un liant de poliester. Fibra de sticlă a fost dezvoltată de Arsenalul Pikatinsky din SUA .
Din 1965, armura HFC a fost produsă conform specificațiilor militare MIL-A-46103 (MR), inițial cu plăci ceramice de corindon cu un conținut de oxid de aluminiu de 85 sau 95% - un material care se distingea prin cea mai simplă tehnologie de fabricație (presare și sinterizarea ulterioară a semifabricatelor) și cost redus . Ulterior, pe măsură ce se dezvoltă materiale mai eficiente, și cu inserții pe bază de carbură de siliciu sau carbură de bor. În special, protecția blindajului echipajului și sistemelor vulnerabile ale elicopterului AH-1G a fost asigurată de noi scaune blindate cu scuturi laterale glisante și panouri de blindaj instalate local, din noua armură combinată a mărcii Noroc, fabricată de Protective Products. Divizia companiei Norton , bazată pe carbură de bor și fibră de sticlă. Data înregistrării mărcii armurii este 1967.
Proprietățile de protecție (rezistența la glonț) ale armurii combinate sunt afectate pozitiv de următoarele caracteristici ale materialului ceramic [18] [19] :
Nivelul de tehnologie al armurii combinate cu ceramică din anii 1970 [20] [21] [22] [23]
| Material ceramic, marca și metoda de producție | Densitatea de masă, g/cm³ | Material pentru spate armura | Grosimea și greutatea stratului din spate | Densitatea suprafeței blindajului, kg/m² |
|---|---|---|---|---|
| Al 2 O 3 AD85 sau AD94 (CoorsTek), presare și sinterizare | 3,40-3,62 | Fibră de sticlă din fibră de sticlă tractată, „gunny” (75%) pe un liant de poliester (25%) | 6,35 mm; 12 kg/m² | 42-46 |
| SiC KT (97% SiC), Carborundum Co., presare și sinterizare, sinterizare cu reacție | 3.1—3.13 | de asemenea | 6,35 mm; 12 kg/m² | 38-42 |
| B 4 C , Noroc sau Norbide (Norton Co.), presare la cald | 2,48-2,50 | de asemenea | 6,35 mm; 12 kg/m² | 33-36 |
În a doua jumătate a anilor 1970, datorită fabricării stratului din spate al armurii din organotextolit pe bază de fibră aramidă Kevlar , a fost posibilă reducerea în continuare a greutății armurii combinate cu 10-12%. Deoarece cele mai bune rezultate au fost obținute anterior cu carbură de bor, compoziția B4C-organit a fost selectată de Ceradyne Int. ca cea mai promițătoare în proiectarea de protecție a blindajului pentru cabina elicopterului AH-64 , care a inclus scaune blindate pentru echipaj, scuturi laterale, panouri de podea a carlingului, precum și elemente de protecție pentru unitățile de motoare, amplificatoare hidraulice și sisteme de control al elicopterului. Mai târziu, începând cu anii 1980, armuri similare au fost folosite în proiectarea scaunelor blindate pentru elicoptere de către Martin-Baker [24] și alții.
Ceva mai devreme, de la sfârșitul anilor 1960, în Statele Unite, există cerințe pentru protecția echipajelor și a sistemelor de elicoptere de gloanțe perforatoare de 12,7 mm. În 1969, compania Norton a dezvoltat o armură combinată cu carbură de bor pentru a proteja împotriva gloanțelor perforatoare de 12,7 mm, greutatea de 1 m² de armură este de 59 kg. Acesta a fost destinat să protejeze echipajul și componentele individuale ale unui elicopter de atac cu experiență AH-56 "Cheyenne" . Pentru razele de tragere comparabile, masele minime necesare de blindaj combinat sunt de aproximativ 55-64 kg / m², dar ținând cont de distanța de tragere tactică acceptată la un elicopter de 400-500 m, masele de blindaj necesare pentru protecția împotriva blindajului de 12,7 mm - gloanțe de perforare, de regulă, nu depășesc 50-55 kg/m².
Protecția personală a blindajului echipajului de zborScutul de piept „protector”, împreună cu scaunul blindat al echipajului elicopterului, a făcut posibilă asigurarea protecției sale integrale în sectorul de tragere la 360 °. Masa scutului de 8,5 kg a fost transferată pe suportul situat în regiunea inghinală a scaunului, fixarea pe corp a fost efectuată prin curele de umăr [25] . Protectorul a fost produs în cantitate de 500 de exemplare, a trecut testele de zbor, dar nu și-a găsit aplicație, din cauza volumului său și din cauza interferenței cu pilotarea elicopterului. Ca înlocuitor operațional pentru protector, armura de corp T65 „Aircrewman Body Armor” și modificările sale T65-1 și T65-2 „Aircrew Torso Armor” au fost testate și au devenit răspândite în 1966. Acesta din urmă a fost înlocuit cu o vestă antiglonț unificată de cele trei tipuri de forțe armate, standardizată în 1968 ca „Armor de protecție, de protecție pentru arme de calibru mic, echipaj de zbor”. Conform cerințelor, vesta ar trebui să ofere protecție împotriva glonțului perforator APM2 de 7,62 mm de cartuș de 7,62 × 63 mm de la o distanță de 91 m, cu toate acestea, în condiții reale de utilizare a arătat o rezistență mai bună [26] .
Pentru fabricarea inserțiilor de protecție ale vestei, au fost utilizate trei tipuri de materiale ceramice:
Inserțiile de protecție de clasa 1 au fost destinate utilizării numai de către aviația armată, inserțiile de clasa 2 și 3 au fost utilizate de Marina, Forțele Aeriene și USMC. Acestea diferă în greutate și cost: greutatea a două inserții de protecție de dimensiuni obișnuite (piept și dorsal) din oxid de aluminiu a fost de 12,7 kg la un cost de 195 USD; în fabricarea carburii de bor modificate - 9,06 kg și, respectiv, 1018 USD [27] .
În ceea ce privește protecția armurii personale, după un scurt experiment cu forma și dimensiunile elementelor care alcătuiesc stratul ceramic, potențial concentrat pe creșterea capacității de supraviețuire a armurii, în Statele Unite, până la începutul anilor 1970, s-a ajuns la concluzia că a fost oportună fabricarea stratului ceramic de armătură sub formă de panouri monolitice [28] . Atunci când se utilizează acesta din urmă, se asigură eliminarea elementelor individuale, montate cu grijă, și, în consecință, articulațiile lor - puncte slabe, ceea ce permite reducerea cât mai mult posibil a masei armurii. Dimpotrivă, într-o serie de țări europene, crearea de panouri de blindaj combinate pentru echipamente militare și elemente de armură individuală cu ceramică, în principal pe bază de corindon, cu un conținut ridicat de oxid de aluminiu, sub formă de elemente de dimensiuni mici ( 50 × 50 mm și similare) au rămas o prioritate timp de câteva decenii.anii 1980-1990 [29] . Acestea includ armuri ceramice-plastic de gradul 86, gradul 105 de la Bristol Composite Materials Engineering Ltd. (Marea Britanie), CeramTec [18] (Germania) și o serie de altele.
În ceea ce privește armura personală a Armatei, DARPA (sub finanțarea programului de dezvoltare a armurii ESAPI ) „a cheltuit multe milioane de dolari în ultimul deceniu sau cam așa ceva încercând să reducă masa armurii individuale la nivelul de 17 kg/m² cu reduceri minime realizate” [30] .
În prezent, armura combinată este instalată pe elicopterele de atac AH-64 "Apache" , AH-1G, AH-1Q, AH-1S, elicopterele antitanc A-129 "Mangusta" , elicopterele multifuncționale UH-60 "Black Hawk" , SA-341 / SA-342 "Gazelle" , Westland Lynx , recunoaștere ușoară și lovitură "Bell" OH-58D, recunoaștere și lovitură " Eurocopter Tiger ", Boeing experimental / Sikorsky RAH-66 Comanche și o serie de alte avioane.
În tehnologia soluluiIstoria dezvoltării armurii și protecției blindajelor echipamentelor militare arată că evoluția acestora are loc în paralel cu îmbunătățirea mijloacelor de distrugere a unui potențial inamic. Respectând acest model general, dezvoltarea armurii combinate a fost determinată nu numai și nu atât de dorința de a-și crește durabilitatea și de a reduce masa, ci de sarcina de a testa experimental barierele concepute pentru acțiunea preferențială a noilor arme. În tehnologia solului, astfel de mijloace sunt reprezentate pe scară largă de muniții (cartușe) pentru arme de calibru mic automate cu calibre de la 5,45 (5,56) mm până la 14,5 mm, precum și pistoale automate de calibru mic cu miezuri perforatoare din aliaj dur și aliaj greu. . Posibilitățile de funcționare și distrugere a acestora la interacțiunea cu stratul ceramic al armurii diferă semnificativ de cea caracteristică a miezurilor din oțel dur. Din acest motiv, gama de materiale ceramice utilizate a fost extinsă, în special prin includerea anumitor carburi și boruri, în special diborura de titan.
Până în 1994, a fost dezvoltată și pusă în funcțiune armura compozită antiglonț și proiectile cu ceramică MEXAS de la compania germană IBD Deisenroth Engineering . Armura cu design modular este utilizată ca protecție articulată pe structura finită a unui vehicul blindat din oțel sau aliaje de aluminiu. Compoziția și structura specifică a armurii sunt clasificate. Practica menționată se aplică tuturor tipurilor de armuri combinate concepute pentru a proteja împotriva muniției perforatoare cu un calibru care depășește 12,7 mm.
Modulele blindate Mexas au fost folosite pentru a spori securitatea vehiculelor de luptă existente: tancul principal Leopard 2 (Sweden Strv 122 ), Dingo ATF , mașina blindată de recunoaștere Fennec , BMP ASCOD , BMP CV 9035 MKIII din Danemarca, BTR Stryker , Piranha IV, precum precum și tunurile autopropulsate PzH 2000 . Ulterior, începând cu 2005, în locul modulelor blindate Mexas, au fost dezvoltate IBD-uri, iar clienților sunt livrate și module avansate de blindaj combinate AMAP (Advanced Modular Armor Protection).
Pe lângă IBD Deisenroth Engineering, dezvoltatorii și producătorii de module blindate pentru protecția pasivă a vehiculelor blindate de luptă (AFV) din categoria ușoare sunt compania canadiană DEW Engineering and Development (module montate ale AFV polivalent Stryker și varianta sa - vehicule WCVD) , și compania elvețiană RUAG Land Systems (kiturile de module de bord SidePro și modulele de protecție a acoperișului RoofPRO-P ale mașinii CV90 ).
| Proprietățile vehiculului de luptă | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Protecţie |
| ||||||||||||||
| Putere de foc |
| ||||||||||||||
| Mobilitate |
| ||||||||||||||