Armură transparentă

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 7 noiembrie 2018; verificările necesită 36 de modificări .

Armura transparentă  (sau sticlă antiglonț ) - armura obținută prin combinarea straturilor de sticlă silicată (călită, călită, întărită prin gravare chimică) cu straturi de poliuretani, metacrilați de metil și policarbonați. Scopul armurii transparente este de a proteja oamenii, armele și echipamentele militare de efectele agenților dăunători - gloanțe și fragmente de muniție. În Rusia, pentru sticla blindată, este în vigoare standardul interstatal GOST 30826-2014 „Ochelari de protecție multistrat antiglonț”.

Cerința de transparență optică și dorința de a oferi o rezistență sporită la penetrarea unui element de lovire de mare viteză determină utilizarea la fabricarea armăturii transparente din sticlă silicată armată sau a altor materiale transparente foarte dure (de exemplu, oxinitrură de aluminiu , oxid de aluminiu ( safir) [1] , spinel de alumină-magnezie), care au rezistență crescută la compresiune [2] .

În același timp, o scădere a tendinței de rupere fragilă a unor astfel de materiale se realizează, parțial, într-un mod constructiv - prin compunerea unui bloc de sticlă dintr-un număr de straturi de material conectate într-un monolit printr-un film adeziv polimer transparent.

Istoricul creației

Utilizarea armurii transparente a început la sfârșitul anilor 1930 și a fost condusă de dezvoltarea aviației militare. În urma apariției unui baldachin transparent din sticlă organică care nu se sparge , devine necesar să se protejeze pilotul de focul mitralierelor de la aeronavele inamice. Având în vedere masa severă și restricțiile generale inerente aviației, protecția pilotului nu putea fi asigurată decât din cel mai mic (și cel mai masiv) calibru al armamentului de mitraliere și tun din acea perioadă, 7,62-7,92 mm. Acest lucru se aplică pe deplin atât blindajului transparent, cât și opac (metal), acesta din urmă în ceea ce privește masa alocată pentru protejarea aeronavei, depășind semnificativ blindajul transparent. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, armura transparentă a fost instalată pe aproape toate tipurile de avioane de luptă ale statelor în conflict - luptători, vânătoare-bombardiere, avioane de atac și bombardiere.

Pe aeronava de atac sovietică Il-2 a fost instalată armura transparentă „tabletă” a mărcii K-4. Era o compoziție stratificată cu un strat exterior de sticlă călită ( stalinită ) de 34 mm grosime, asamblată din plăci de 100 × 150 mm, și un strat interior sau „pernă” din sticlă organică de 30 mm [3] . A fost produs sub formă de plăci plate, straturile au fost conectate printr-o peliculă subțire de polivinil butiral . Cu o grosime de 64 mm și o masă de 120 kg / m², armura K-4 nu a putut fi pătrunsă de un glonț perforator de 7,62 mm când a fost tras aproape direct (D = 30 m). Într-o formă sau alta, armura „tabletă” a fost folosită pe toate tipurile de aeronave sovietice - luptătorii Yakovlev Yak-7 și Yak-9 , Lavochkin La-5 și La-7 etc. Testele pe teren ale armurii transparente sovietice prin bombardare au fost efectuat cu un glonț perforator B-30 conform normalului la suprafața armurii, distanța de tragere a fost de 30 m [4] . Până în 1943, a fost creată armura îmbunătățită a mărcii K-5 cu straturi continue de sticlă de silicat, instalată pe aeronava de atac Il-10 .

În URSS, lucrările la crearea unei armuri transparente pe bază de sticlă organică au fost efectuate de Institutul de Materiale Aviatice din întreaga Uniune VIAM . Unul dintre creatorii inginerului de armuri M. V. Dumnov. Conducătorii acestei lucrări B. V. Erofeev și M. M. Gudimov au fost distinși cu Premiul Stalin [5] .

Pe aeronavele germane, sticlă antiglonț „ triplex ” a fost utilizată pe scară largă - un pachet de plăci de sticlă întărită lipite într-un monolit cu adeziv transparent. Pe aeronava Fw-190 din seria A4-A8, o sticlă blindată de parbriz cu patru straturi (6 + 17 + 18 + 6 mm) cu o grosime de 50 mm a fost instalată la un unghi de 25 de grade față de axa longitudinală a mașinii. Greutatea blocului de sticlă 14,6 kg sau 120 kg/m² [6] . Testele de rezistență a blindajului au fost efectuate pe eșantioane de dimensiuni de 400 × 330 mm cu un singur bombardament al unui glonț perforator SmK 7,9 mm de la o mitralieră MG 17 de la o distanță de 50 m . distrugerea secvențială a straturilor de sticlă la penetrarea armurii transparente. cu gloanțe folosind o cameră de scânteie de înaltă frecvență [7] .

În general, armura transparentă antiglonț, cu rezistență egală cu armura de oțel , avea aproximativ aceeași masă pe metru pătrat de protecție, dar de patru ori grosimea, aceasta din urmă fiind un fel de plată pentru transparență. Similar cu armura din oțel (metal), cu o creștere a unghiului de tragere al armurii transparente față de normal, durabilitatea acesteia crește (distanța de nepătrundere a armurii scade). Cu alte cuvinte, rezistența armurii răspunde pozitiv la o modificare a cosinusului unghiului de impact. Armura transparentă în serie din perioada celui de-al Doilea Război Mondial în grosimi de 50–60 mm a asigurat protecție împotriva gloanțelor perforatoare de 7,62–7,92 mm din gama zero. În același timp, un bloc de sticlă cu o grosime de 60 mm a rezistat unui glonț perforator de-a lungul normalului și un bloc cu o grosime de 50 mm - la un unghi, ținând cont de unghiul de proiectare al armurii transparente.

Folosit pe avioanele de luptă Spitfire Mk.VB și P-39 Airacobra, blindajul frontal de 38 mm a oferit doar protecție parțială împotriva gloanțelor care străpung armura de calibru pușcă. Armura transparentă de 76 mm grosime protejată de gloanțe perforatoare de 12,7 mm [8] . Geamul blindat frontal de 75 mm grosime instalat pe aeronava de atac germană Hs-129 este conceput pentru a proteja pilotul din emisfera frontală de gloanțe perforatoare de 12,7 mm ale mitralierei antiaeriene DShK dintr- o rază de 200-300 m. Printre proiectanții de protecție a armurii, este cunoscut un paradox, conform căruia armura este afectată prin mijloace complet diferite (date de TTT) împotriva cărora este proiectată. De fapt, există relatări ale martorilor oculari din vremea războiului despre protecția (salvarea) pilotului atunci când un proiectil exploziv de 20 mm lovește direct parbrizul cockpitului Il-2.

Deoarece supraviețuirea în luptă a Il-2 stabilită de cerințele tactice și tehnice (TTT) a fost implementată în legătură cu acțiunea gloanțelor perforatoare de calibru normal ( 7,62-7,92 mm), nu este nimic ciudat în evaluarea finală a rezultatele utilizării în luptă a Il-2: cabina pilotului nu a putut rezista înfrângerii și s-a prăbușit din cauza loviturilor de gloanțe de calibru mare, obuze de calibru mic și fragmente antiaeriene, dând în același timp numeroase fragmente de sticlă, ducând la răni la pilotul „ [9] . Imediat după război, aceste neajunsuri au fost luate în considerare. Cerințele tactice și tehnice din 1945 (TTT-45) stabilesc cerința de a oferi protecție blindată pentru echipajul aeronavelor de atac din muniția tunului HS-404 de calibrul 20 mm de la o distanță de tragere de 50 m [9] .

În etapa finală a războiului, există o creștere bruscă a grosimii armurii transparente instalate pe avioanele de luptă germane Me 163 , Me 262 , He 162 , He 280 și altele. a fost reprezentată pe scară largă de Colt de calibru mare de 12,7 mm. - Mitralierele brune. În acest caz, acțiunea gloanțelor de 12,7 mm asupra blindajului aeronavei interceptoare a avut loc, inclusiv pe un curs de coliziune, adică la adăugarea vectorilor de viteză, cu viteza proprie a aeronavei cu reacție V = 200 m / s. Având în vedere această circumstanță, noile avioane de luptă cu reacție au fost echipate cu blindaje îmbunătățite pentru pilot și unele unități vulnerabile doar din emisfera frontală, oferind protecție deplină împotriva calibrului specificat. Blindatura transparentă a baldachinului cabinei a fost proiectată pentru acțiunea gloanțelor perforatoare de 12,7 mm și avea o grosime de 90-100 mm, grosimea armurii transversale din oțel care acoperă secțiunea fuselajului a atins, de asemenea, valori record pentru aviație de 15. și 20 mm [10] [11] [12] .

Dezvoltarea postbelică a armurii transparente

În URSS, până la sfârșitul războiului, cerințele pentru protejarea pilotului (echipajului) cu blindaj transparent au fost limitate exclusiv la calibru 7,62-7,92 mm. După sfârșitul războiului, la sfârșitul anilor 1940, a devenit necesară protejarea carlingului de focul mitralierelor Colt Browning de 12,7 mm A / N M2, care erau armamentul standard al avioanelor de luptă cu reacție ale Forțelor Aeriene ale SUA, inclusiv din experienţa războiului din Coreea. Specialiștii VIAM au stabilit un efect pozitiv al unei cleme metalice asupra rezistenței armurii transparente. Și la avioanele de luptă cu reacție și avioanele de luptă-bombarde produse în anii 1950 și 1960 și 1970, armura transparentă a carlingului avea un cadru metalic standard.

La începutul anilor 1950, în URSS, nu fără influența practicii germane de a proteja avioanele de luptă cu reacție, a fost creată armura transparentă a aviației pentru a proteja împotriva proiectilului M75 (AP-T) al Hispano-Suiza de 20 mm . Pistol cu ​​aer comprimat HS-404 , greutatea proiectilului 165 d, vezi figura. Pistolul HS-404 a avut cea mai mare energie de foc dintre pistoalele cu aer comprimat de acest calibru. O astfel de armură cu o grosime de 124 mm a fost creată de VIAM cu participarea lui M.V. Dumnova, supraveghetor B.V. Perov și instalat, în special, pe aeronava de atac Il-40 (vezi Link-uri), avionul de luptă-bombardament Su-7 și alte câteva avioane. Cu toate acestea, o protecție pasivă atât de grea, masa sa a fost de aproximativ 280 kg / m 2 , masa unui bloc de sticlă a fost de 43 kg, datorită dezvoltării rapide a aviației supersonice și a armelor de rachetă ale aeronavelor în această perioadă, a devenit curând un anacronism. , iar în timpul tranziției la următoarea generație de aeronave din anii 1970 a fost refuzată. În aceeași perioadă, în legătură cu schimbarea doctrinei militare a URSS, au abandonat ei înșiși aeronavele de atac. În Statele Unite, în anii 1950, aeronava de atac A-4 Skyhawk a fost adoptată de Marina , care a servit în unități de luptă mai mult de 25 de ani și a fost utilizată pe scară largă în aproape toate conflictele locale din anii 1960, 1970 și anii 80.

Utilizarea modernă a armurii transparente

Conform conceptelor moderne, armura transparentă, împreună cu armura opacă a carlingului, este unul dintre elementele care asigură supraviețuirea la luptă a aeronavelor (LA).

Pe avioanele de luptă americane din a treia și a patra generație (1970-1980), armura transparentă a carlingului este practic absentă. În cazurile în care este instalată o armură transparentă, de exemplu, pe luptătorul multirol F-4E Phantom sau pe luptătorul F-14 Tomcat , grosimea sa este minimă și este de 32 mm, iar armura în sine are mai degrabă o semnificație simbolică. Nu există nicio armură transparentă pe avionul de luptă-bombardier F/A-18. Acest lucru se datorează unui număr de circumstanțe. Inclusiv, cu o schimbare fundamentală a mijloacelor de distrugere a acestei clase de aeronave, cauzată de înlocuirea armelor de calibru mic și a armelor tun ale luptătorilor cu arme cu rachete ghidate cu focoase de tip fragmentare echipate cu siguranțe de proximitate . În aceste condiții, locația punctelor de detonare a focosului de rachetă în raport cu aeronava și cabina de pilotaj (adică direcțiile de apropiere a elementelor lovitoare de armură) devine la fel de probabilă și, ca urmare, chiar dispare ideea direcțiilor preferate de acțiune ale agentului lovitor.

În același timp, armura transparentă este folosită pentru a proteja echipajele elicopterelor de luptă care operează în raza de foc a armelor automate de infanterie. În 1971, elicopterul de transport și luptă Mi-24 a fost pus în funcțiune în URSS [13] . Lanternele de cockpit Mi-24 constau din panouri laterale cu curbură dublă din plexiglas și blocuri frontale plate de sticlă antiglonț. Blocurile blindate frontale largi ale ambelor carlinge amplasate în tandem, împreună cu armura de oțel a cabinei de 4-5 mm grosime, protejează proiecția înainte a operatorului-navigator și a pilotului elicopterului de gloanțe de 7,62 mm ale armelor de infanterie. Armura transparentă este folosită pentru a proteja cabina elicopterelor moderne de atac Mi-28 și Ka-50 , ale căror ferestre frontale și laterale sunt realizate din blocuri de sticlă blindată. Potrivit dezvoltatorilor, aceste vehicule sunt protejate de gloanțe perforatoare de calibrul 12,7 mm și obuze de 20 mm. Carlinga aeronavei blindate de atac Su-25 din direcțiile înainte de foc este, de asemenea, protejată de un bloc de blindaj transparent TSK-137 de 65 mm grosime.

Cerințe pentru armura transparentă

Armura transparentă folosită pe aeronavele militare trebuie să aibă două calități obligatorii:

• Când este străpuns de un agent dăunător, dați un minim de fragmente secundare;
• Atunci când interacționați cu aceste instrumente, asigurați-vă păstrarea transparenței pe suprafața maximă posibilă.

Prima cerință, legată și de vitrarea copertinei cockpitului, vizează eliminarea posibilității de deteriorare sau rănire a echipajului prin fragmentele secundare formate la spargerea barierelor fragile. Pierderea transparenței sticlei blindate, în special la aeronavele cu un singur loc, este practic echivalentă cu eșecul lor.

Armura transparentă în vehiculele terestre

Cerințele pentru blindajul transparent al vehiculelor blindate de luptă din categoria cu greutate redusă sunt determinate de standardul STANAG 4569 în vigoare în NATO . Standardul prevede mai multe niveluri de protecție, trecerea de la primul la următorul nivel corespunde unei creșteri a gradului de securitate. Tabelele de mai jos oferă o idee despre grosimile aplicate și masele armurii transparente.

Armura transparentă standard pentru uz militar de către GKN Aerospace (UK) [14]  (link inaccesibil)

Grosimea armurii , mm	standard national	Armă/ muniție	Calibru	Mediu de testare, tip glonț	Greutatea glonțului , g	Viteza impactului , m/s	Numărul de accesări cu punctaj*	Greutatea armurii, kg / m2	Condiții de testare
40	STANAG 4569 Nivelul 1	Simulator de pușcă și fragmentare FSP	5,56 mm 5,56 mm 7,62 mm 20 mm	5,56x45 ss109 M193 simplu 7,62x51 simplu și 20 mm FSP	4,00 3,56 9,65 53,8	900 937 833 550	3 lovituri în vârfurile trioului FSP de 120 mm - 1 lovitură	90	La t env. medii
48								112	t −19° și +49°С
58	STANAG 4569 Nivelul 2	Simulator de pușcă și fragmentare FSP	7,62 mm 20 mm	7,62×39 mm, glonț „BZ” și 20 mm FSP	7,77 53,8	695 630	3 lovituri în vârfurile trioului FSP de 120 mm - 1 lovitură	132	La t env. medii
64								151	„BZ” la +75°С FSP la t env. medii
71								161	„BZ” la +75° FSP la -31°C
96	STANAG 4569 Nivelul 3	Simulator de pușcă și fragmentare FSP	7,62 mm 20 mm	7,62x54mm B-32 și 20mm FSP	10.04 53.8	854 770	3 lovituri în vârfurile trioului FSP de 120 mm - 1 lovitură	224	B-32 la +65° FSP la -40°С
102		Simulator de pușcă și fragmentare FSP	7,62 mm 7,62 mm 20 mm	7,62x54 mm B-32 7,62x51 AP FFV și 20 mm FSP	10,04 8,4 53,8	854 930 770	3 lovituri în vârful loviturii FSP 1 de 120 mm	239	FFV la t env. Medii FSP la -40°С

Note de tabel: FSP - ( engleză ) fragment simulating projectile - simulator de fragmentare standard (în NATO). Percutor cilindric cu o platformă de tocire și o înălțime aproximativ egală cu diametrul. În calibrul 20 mm, imită un fragment tipic al unui proiectil cu fragmentare puternic exploziv de 155 mm. Conform cerințelor standardului, la trecerea de la nivelul 1 la nivelul 3, se observă o creștere a vitezei de impact FSP de la 550 la 770 m/s, ceea ce corespunde unei scăderi a distanței de detonare a proiectilului de la 100 la 60 m. Cartușul NATO de 7,62×51 mm cu glonțul perforant Bofors FFV (WC) conține un miez de carbură de tungsten. Se caracterizează printr-un efect sporit de perforare a armurii. * Numărul de lovituri valide (obligatoriu) - determină capacitatea de supraviețuire a unui bloc de sticlă în timpul bombardării.

În ultimul deceniu, o serie de țări au efectuat cercetări și dezvoltare pentru a dezvolta o armură transparentă mai eficientă, care, menținând nivelul atins de rezistență la glonț, are o masă și o grosime mai mici și se bazează pe principiul construirii armurii combinate . cu un strat ceramic facial foarte dur. Unul dintre materialele promițătoare pentru ceramica transparentă pentru armuri este safirul artificial cu un singur cristal [15] . Mai jos sunt prezentate caracteristicile comparative ale armurii transparente Saint-Gobain (SUA) bazate pe safir monocristal crescut folosind tehnologia EFG™ (Edge-defined Film-fed Growth) [16] .

Caracteristici comparative ale armurii transparente cu un monostrat de safir și armurii transparente tradiționale pe bază de silicați [17]

Mediu de testare, tip glonț	Numărul de lovituri cu punctaj	Grosimea sticlei blindate, mm	Grosimea PB cu safir, mm	Creștere în grosime a armurii de safir	Masa sticlei antiglonț, kg / m 2	Masa de PB cu safir, kg / m 2	Creștere în greutate pentru armura de safir
7,62×39 mm, BZ	3	58	20.8	64%	133	56	58%
7,62×54 mm B-32	3	104	33.5	68%	248	86	65%
7,62×54 mm B-32	unu	55	24.8	55%	115	67,5	41%
20 mm FSP V sp 630 m/s	unu	55	44	douăzeci%	132	114	paisprezece%
20 mm FSP V sp 770 m/s	unu	70	52	26%	160	125	22%

După cum s-a menționat mai sus, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial și după acesta, grosimea armurii de aviație transparente pentru a proteja împotriva unui glonț perforator de 7,62 mm de tip B-32, când a fost tras de la o distanță de aproximativ 30 m, a fost de aproximativ 60 mm. Supraviețuirea armurii - 1 bloc de sticlă lovit.

Datele prezentate în tabele arată în mod clar că cerința actuală de a asigura supraviețuirea armurii în timpul bombardării, i.e. menținerea rezistenței sale antiglonț la o distanță dată (limitată) între leziuni (120 mm), duce la o creștere aproape dublă (de la 55 la 96-104 mm) a grosimii și a masei (respectiv de la 132 la 224-248 kg/m2 ). ) de armură. În același timp, cerința de supraviețuire a armurii transparente a vehiculelor de luptă ale forțelor terestre a fost completată de condiția de a rezista la arme mai puternice, reprezentate în primul rând de un simulator de fragmentare FSP de 20 mm sau un glonț FFV de 7,62 mm cu un cermet ( WC) miez.

Vezi și

• fereastră blindată

Note

1. ↑ Jones, Christopher Transparent Ceramic Composite Armor - Patent SUA 7584689 Arhivat 27 noiembrie 2015 la Wayback Machine
2. ↑ E. Strassburger. Testarea balistică a ceramicii blindate transparente. Journal of the European Ceramic Society. Volumul 29, numărul 2, ianuarie 2009, paginile 267–273
3. ↑ Shavrov V. B. Istoria proiectelor de aeronave în URSS. - M .: Mashinostroenie, 1978, partea 2, p. 417-429
4. ↑ Empiric, s-a constatat că rezistența optimă pentru un calibru de 7,62 mm este asigurată la un raport de masă de silicat și sticla organică de aproximativ 50:50.
5. ↑ Dezvoltarea științei și tehnologiei aviației în URSS (Eseuri istorice și tehnice). — M.: Nauka, 1980, p. 328
6. ↑ Grinsell R. Focke-Wulf Fw-190. Londra/Sydney: Jane's Publ. Co. 1980
7. ↑ Der Bruchvorgang beim Beschuss von Panzerglas. Bericht der TAL 14/43 Bearbeiter: Struth und Heitzmann
8. ↑ Horas Alter. Armura aeronavei. - Ordonanta armatei, 1941, XXI, N 125, 497-498
9. ↑ 1 2 O.V. Rastrenin „Tancuri zburătoare” de Ilyushin. Moștenitorii IL-2. Moștenitorii IL-2. - „Yauza”, 2018 - (Războiul și noi. Colecția Aviație). ISBN 978-5-04-089216-7 , p. 12, 31.
10. ↑ Jane's All the Worlds Aircraft 1945-1946, pp. 123
11. ↑ Lei V. Rachete și zboruri spațiale. - M .: Editura militară a Ministerului Apărării, 1961, p. 409
12. ↑ Jeffrey L. Ethell. Avioanele germane în luptă. Jane's Publishing Co., Londra. 1980, pp. 56‒57
13. ↑ Mi-24 Hind - Descriere  (link inaccesibil)
14. ^ Military Transparent Armor A4 GKN Data . Preluat la 14 aprilie 2022. Arhivat din original la 30 noiembrie 2021. (nedefinit)
15. ↑ NATO Funds New Transparent Armor (link inaccesibil) . Data accesului: 4 ianuarie 2012. Arhivat din original pe 24 februarie 2012. (nedefinit) 
16. ↑ CD Jones, JB Rioux, JW Locher, Large-Area Saphire for Transparent Armor, Proceedings of the 32nd International Conference on Advanced Ceramics and Composites. Societatea Americană de Ceramică, pp. 113-124, ian. 2008.
17. ↑ Progresele în domeniul balisticii compozitelor pentru armuri transparente Saint-Gobain Sapphire disponibile comercial . Preluat la 2 octombrie 2017. Arhivat din original la 26 decembrie 2017. (nedefinit)

Link -uri

• Avion de atac Il-40 . avia-il.ru. - pagina Sturmovik Il-40 pe site-ul Aircraft OKB im. Ilyushin. Preluat la 25 ianuarie 2009. (Rusă)

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)