Динамическая защита танков / Фото: Пресс-служба МО РФ

Введение

Изначально танковая дуэль представляла собой бой лоб в лоб, так как основным поражающим снарядом был бронебойный, все сводилось к увеличению калибра пушки, а также толщины и углов наклона брони. Данная концепция развития, хорошо просматривается на развитии танковых войск периода Второй мировой войны. Даже после появления бронебойных снарядов с неразрушающимся сердечником, мало что изменилось.

Однако уже на начальных этапах Второй мировой войны, в поражающих свойствах боеприпасов произошла революция: появились кумулятивные снаряды. В 1941 году Hohlladungsgeschoss («снаряд с выемкой в заряде») начали применять немецкие артиллеристы, а в 1942-м и в СССР был принят на вооружение 76-мм снаряд БП-350А, разработанный после изучения трофейных образцов. Так были устроены и знаменитые фаустпатроны .

В головной части кумулятивного боеприпаса сделана коническая выемка в виде облицованной тонким слоем металла воронки (раструбом вперед).

Рисунок 1.1 Схема кумулятивно-осколочного снаряда(танковый боеприпас).

Под номерами: 1 — корпус, 2 - обтекатель, 3 - защита кумулятивной воронки, 4 - аппаратура взрывателя, 5 - кумулятивная воронка, 6 - взрывчатое вещество, 7 - стабилизаторы, 8 - инициирующий заряд.

В кумулятивном заряде взрывчатое вещество размещено вокруг пустого металлического (обычно медного) конуса (облицовки). Детонация заряда осуществляется таким образом, чтобы волна детонации распространилась от вершины облицовки к ее основанию перпендикулярно к образующей конуса. Когда волна детонации достигает облицовки, последняя начинает с большой скоростью деформироваться (обжиматься) по направлению к своей оси, что вызывает течение металла облицовки. При этом материал облицовки не плавится, а благодаря очень большой скорости и степени деформации переходит в когерентное (расщепленное на молекулярном уровне) состояние и ведет себя как жидкость, оставаясь твердым телом.

По физическому закону сохранения количества движения меньшая по массе часть облицовки, обладающая более высокой скоростью, потечет к основанию конуса, образуя кумулятивную струю. Большая по массе часть облицовки, но обладающая меньшей скоростью, потечет в противоположном направлении, образуя сердечник (пест).

Рисунок 1. Образование сердечника (песта) и струи во время деформации облицовки, вызванной детонацией заряда.

Фронт детонации распространяется от вершины облицовки к ее основанию, перпендикулярно к образующей конуса: 1 - взрывчатое вещество; 2 - облицовка; 3 - струя; 4 - фронт детонации; 5 - сердечник.

Распределение энергии между струёй и сердечником зависит от апертуры конуса облицовки. Когда апертура конуса меньше 90º, энергия струи больше энергии сердечника, обратное же верно для апертуры больше 90. Поэтому обычные кумулятивные заряды, используемые в снарядах, предназначенных для пробития толстой брови кумулятивной струей, образующейся при непосредственном контакте снаряда с броней, имеют апертуру не более 45º. Плоские кумулятивные заряды (типа "ударное ядро"), предназначенные для пробития относительно тонкой брони сердечником со значительного (до десятков метров) расстояния, имеют апертуру порядка 120º.

Скорость сердечника ниже скорости звука в металле. Поэтому взаимодействие сердечника с броней протекает как у обычных бронебойных снарядов кинетического действия.

Скорость кумулятивной струи выше скорости звука в металле. Поэтому взаимодействие кумулятивной струи с броней протекает согласно гидродинамической теории, то есть кумулятивная струя и броня взаимодействуют как две идеальные жидкости при их соударении.

Из гидродинамической теории следует, что бронепробиваемость кумулятивной струи растет пропорционально длине струи и корню квадратному из отношения плотности материала облицовки кумулятивного заряда к плотности материала преграды. Исходя из этого может быть рассчитана теоретическая бронепробивная способность данного кумулятивного заряда.

Однако практика показывает, что реальная бронепробивная способность кумулятивных зарядов выше теоретической. Это объясняется тем, что фактическая длина струи оказывается большей, чем расчетная, из-за дополнительного вытягивания струи вследствие градиента скорости ее головной и хвостовой частей.

Для полной реализации потенциальной бронепробивной способности кумулятивного заряда (с учетом дополнительного вытягивания кумулятивной струи из-за градиента скорости по ее длине) необходимо, чтобы детонация кумулятивного заряда происходила на оптимальном фокусном расстоянии от преграды (рисунок 2). С этой целью используются различные типы баллистических наконечников соответствующей длины.

Рисунок 2. Изменение пробивной способности типичного кумулятивного заряда как функция изменения фокусного расстояния: 1 - глубина внедрения (см); 2 - фокусное расстояние (см).

С целью большего вытягивания кумулятивной струи и, соответственно, повышения ее бронепробивной способности используют конические облицовки кумулятивных зарядов о двумя или тремя угловыми апертурами, а также облицовки рупорообразной формы (с непрерывно меняющейся угловой апертурой). При изменении угловой апертуры (ступенчато или непрерывно) возрастает градиент скорости по длине струи, что и вызывает ее дополнительное вытягивание и повышение бронепробивной способности.

Повышение бронепробиваемости кумулятивных зарядов за счет дополнительного вытягивания кумулятивной струи, возможно лишь при обеспечении высокой точности изготовления их облицовок. Точность изготовления облицовок является ключевым фактором эффективности кумулятивных зарядов .

1. Многослойная защита

Первое с чего решили начать конструктора, это увеличить количество преград на пути снаряда, добавление новых слоев брони. Так как кумулятивная струя формируется не мгновенно, то если перед основной броней, поместить экран из дополнительных листов, то подрыв произойдет раньше и эффективность воздействия снизится.

Во время Второй мировой для защиты от фаустпатронов танкисты крепили на свои машины тонкие металлические листы и сетчатые экраны (распространена байка об использовании в этом качестве панцирных кроватей, хотя в реальности применялись специальные сетки). .

Исходя из этого опыта, советские конструктора при разработке танков нового поколения (Т-64, Т-72, Т-80) применили другое решение - многослойную защиту, состоящую из двух слоев стали, между которыми помещался слой малоплотного наполнителя – стеклопластика или керамики.

2. Полудинамическая броня

Остановить кумулятивную струю очень непросто однако, так как она уязвима в поперечном направлении, то её легко разрушить даже слабым воздействием.

Поэтому дальнейшее развитие технологии состояло в том, чтобы комбинированная броня лобовых и бортовых частей литой башни образовывалась за счет открытой сверху полости, заполненной сложным наполнителем; сверху полость закрывалась приварными заглушками. Башни такой конструкции применялись на более поздних модификациях танков - Т-72Б, Т-80У и Т-80УД. Принцип действия вставок был разным, но использовал упомянутую «боковую уязвимость» кумулятивной струи. Такую броню принято относить к «полуактивным» системам защиты, поскольку в них используется энергия самого средства поражения .

Еще один вариант - броня с отражающими листами. Это трехслойная преграда, состоящая из плиты, прокладки и тонкой пластины. Струя, проникая в плиту, создает напряжения, приводящие сначала к местному вспучиванию тыльной поверхности, а затем к ее разрушению. При этом происходит значительное вспучивание прокладки и тонкого листа. Когда струя пробивает прокладку и тонкую пластину, последняя уже начала движение в сторону от тыльной поверхности плиты. Поскольку между направлениями движения струи и тонкой пластины имеется некоторый угол, то в какой-то момент времени пластина начинает набегать на струю, разрушая ее.

Следующим усовершенствованием конструкции был переход на башни со сварной основой. Стало ясно, что разработки по увеличению прочности катаной брони более перспективны. В частности, в 1980-х годах были разработаны и готовы к серийному производству новые стали повышенной твердости: СК-2Ш, СК-3Ш. Применение башен с основой из проката позволило повысить защитный эквивалент по основе башни. В результате башня для танка Т-72Б с основой из проката обладала увеличенным внутренним объемом, рост массы составил 400 кг по сравнению с серийной литой башней танка Т-72Б. Пакет наполнителя башни выполнялся с применением керамических материалов и стали повышенной твердости или из пакета на основе стальных пластин с «отражающими» листами. Эквивалентная бронестойкость стала равна 500−550 мм гомогенной стали .

3. Взрыв навстречу

Следующим поколением динамической защиты стала система «Контакт-5». Специалисты НИИ стали проделали большую работу, решив множество противоречивых проблем: ДЗ должна была давать мощный боковой импульс, позволяющий дестабилизировать или разрушить сердечник БПС (бронебойно подкалиберные снаряды), взрывчатое вещество должно было надежно детонировать от низкоскоростного (по сравнению с кумулятивной струей) сердечника БПС, но при этом детонация от попадания пуль и осколков снарядов исключалась. С этими проблемами помогла справиться конструкция блоков. Крышка блока ДЗ выполнена из толстой (около 20 мм) высокопрочной броневой стали. При ударе в нее БПС генерирует поток высокоскоростных осколков, которые и детонируют заряд. Воздействие на БПС движущейся толстой крышки оказывается достаточным, чтобы снизить его бронепробивные характеристики. Воздействие на кумулятивную струю также увеличивается по сравнению с тонкой (3 мм) пластиной «Контакт-1». В результате установка ДЗ «Контакт-5» на танки повышает противокумулятивную стойкость в 1,5−1,8 раза и обеспечивает повышение уровня защиты от БПС в 1,2−1,5 раза. Комплекс «Контакт-5» устанавливается на российские серийные танки Т- 80У, Т-80УД, Т-72Б (начиная с 1988 года) и Т-90 .

4. Дальнейшее усовершенствование конструкции

Рассмотрим развитие динамической защиты на современном этапе, на примере танков: Т-80У; Т-90С/А1; Т-90А и Т-80УД.

Т-80У

Комбинированное бронирование состоит из ячеистых литых блоков, заливаемых полимером, со стальными вставками. Бронирование корпуса обеспечивается оптимальным соотношением толщин стеклотекстолитового наполнителя и стальных платин высокой твердости.

Башня имеет толщину наружной стенки 85…60 мм, тыльной – до 190 мм. В открытые сверху полости, в монтировался сложный наполнитель, который состоял из ячеистого наполнителя установленного в два ряда и разделенных стальной плитой 20 мм. За пакетом установлена плита БТК-1 толщиной 80 мм. Тыльная плита литой основы башни составляет до 150 мм. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла +35 установлены цельные V–образные блоки динамической защиты «Контакт-5» .

Рисунок 3.1 Танк Т-80 У с экипажем.

Последнее поколение российской ДЗ - комплекс «Реликт», также разработанный специалистами НИИ стали. В усовершенствованных ЭДЗ удалось устранить многие недостатки, например недостаточную чувствительность при инициировании малоскоростными кинетическими снарядами и некоторыми типами кумулятивных боеприпасов. Повышенная эффективность при защите от кинетических и кумулятивных боеприпасов достигается за счет применения дополнительных метательных пластин и включения в их состав неметаллических элементов. В результате бронепробиваемость подкалиберными снарядами снижается на 20−60%, а благодаря возросшему времени воздействия на кумулятивную струю удалось добиться и определенной эффективности по кумулятивным средствам с тандемной боевой частью .

Т-90С/А1

Применительно к башням танков одним из существенных резервов усиления их противоснарядной защиты или снижения массы стальной основы башни при сохранении существующего уровня противоснарядной защиты является повышение стойкости применяемой для башен стальной брони. Основа башни Т-90С/А изготовлена из стальной брони средней твердости, которая существенно (на 10-15%) превосходит по противоснарядной стойкости литую броню средней твердости.

Таким образом, при одинаковой массе башня, выполненная из катаной брони, может иметь более высокую противоснарядную стойкость, чем башня из литой брони и, кроме того, в случае применения для башни катаной брони возможно дальнейшее повышение ее противоснарядной стойкости.

Дополнительным преимуществом башни из проката является возможность обеспечения более высокой точности ее изготовления, так как при изготовлении литой броневой основы башни, как правило, не обеспечивается необходимое качество литья и точность отливки по геометрическим размерам и массе, что вызывает необходимость проведения трудоемких и немеханизированных работ по устранению дефектов литья, подгонки размеров и массы отливки, включая подгонку полостей под наполнители. Реализация преимуществ конструкции башни из проката в сравнении с литой башней возможна только тогда, когда ее противоснарядная стойкость и живучесть в местах расположения соединений деталей из катаной брони отвечает общим требованиям по противоснарядной стойкости и живучести башни в целом. Сварные соединения башни Т-90С/А выполнены с перекрытием полностью или частично стыков деталей и сварных швов со стороны снарядного обстрела .

Рисунок 4.1 Танк Т-90С/А во время испытаний.

Рисунок 4.2 Броня танка Т-90С/А1

Толщина брони бортовых стенок – 70 мм, лобовые броневые стенки имеют толщину 65-150 мм крыша башни выполнена сварной из отдельных деталей, что снижает жесткость конструкции при фугасном воздействии. На наружной поверхности лба башни установлены V–образные блоки динамической защиты .

Т-90А и Т-80УД

Защита башни состоит из двух съемных защитных модулей устанавливаемых на сварную основу. Каждый защитный модуль надежно прикреплен к основной броне башни. Преимуществом является повышение защищенности без значительного увеличения массогабаритных показателей за счет выбора закона изменения толщины броневых препятствий и высокоэффективного наполнителя. На наружной поверхности лба башни в пределах курсового угла +35 установлены цельные V–образные блоки динамической защиты. Башня изготовлена из броневой стали повышенной твердости полученной электрошлаковым переплавом (ЭШП). Сталь с ЭШП обеспечивает прирост стойкости в равных конструкциях на 10-15 процентов по сравнению с катаной сталью средней твердости.

Крыша башни выполнена цельноштампованной, что повысило ее жесткость, обеспечена технологичность и стабильное качество в условиях серийного производства.

Рисунок 4.3 Варианты башен со сварной основой Т-90А и Т-80УД (с модульной броней)

Башня содержит два защитных модуля, каждый из которых прикреплен с возможностью демонтажа. Модуль выполнен в виде корпуса с наполнителем.

Стенки, донный лист и первая крышка для ниши выполнены из брони, при этом толщина тыльной стенки корпуса защитного модуля меньше толщины передней стенки башни, каждый защитный модуль снаряжен перегородкой, второй крышкой для ниши и опорной деталью.

Опорная деталь жестко соединена с перегородкой и с лобной и тыльной стенками корпуса защитного модуля. Перегородка расположена внутри корпуса параллельно его тыльной стенке и имеет толщину, большую толщины передней стенки корпуса. Толщина тыльной стенки корпуса защитного модуля не превышает толщину перегородки. На обращенных к донному листу башни торцах перегородки выполнены выступы. В донном листе корпуса защитного модуля и в донном листе башни, выполнены соответственно отверстия и пазы, соответствующие выступам на торце перегородки.

Каждый защитный блок в башне, крепко и надежно прикреплен к основной броне башни. Это обеспечено, за счет жесткой фиксации положения корпуса защитного модуля относительно донного листа башни. Дополнительным преимуществом является повышение защищенности без увеличения массогабаритных показателей за счет выбора закона изменения толщины броневых препятствий: передней стенки, перегородки и тыльной стенки корпуса защитного модуля и передней стенки башни, а также за счет использования высокоэффективного ячеистого наполнителя .

5. Перспективы развития

Почему же для современного танка необходимо использование защиты нового поколения? Перспективы вооружения танка будущего: скорость снарядов к 2015-2020 году может достичь величины в 4,5 км./сек. (ЭМП, ЭТХП). Величина бронепробиваемости может 1000 мм (2000 мм под углом 0 град.). Дульная энергия, достигаемая перспективной 140 мм пушкой составляет 23 МДж и более, при эффективной энергии снаряда 14 МДж. Наряду с этим приняты на вооружение кумулятивные боеприпасы с тандемной боевой частью и с большим временем задержки существенно ограничивающие область целесообразного применения встроенной динамической защиты. Динамическая защита от тандемных боеприпасов предполагает практически полную нейтрализацию действия предзаряда, что делает необходимым введение в структуру динамической защиты между ее рядами достаточно толстой броневой перегородки. Это, в свою очередь, ограничивает ее использование для защиты бортовых проекций, а при защите лобовых - требует большой массы и габаритов.

При этом к перспективным танкам выдвигаются строгие весовые ограничения (Боевой вес- 42-57* тонны), которые делают мало осуществимым обеспечение защиты исключительно при помощи стандартной встроенной динамической защиты и пассивной многослойной брони.

Предположительно современные танки при применении ДЗ могут обеспечить защиту до 1350 мм по ходу снаряда с применением ДЗ, что явно не достаточно для перспективы, дальнейший рост защиты возможен только при значительном росте плотности защитного материала, соответственно и массы танка, шасси которых исчерпали возможности по увеличению нагрузки.

Развитие бронетанковой техники будущего тесно связано с исполь- зованием новых типов брони, так как возрастает необходимость радикально увеличить защиту танков от средств поражения будущего, при этом со снижением массы самого танка. Одним из путей является дальнейшая разработка динамической защиты, которая еще имеет некоторый потенциал, а решения включают, различные варианты электродинамической и так называемой «умной» брони.

Сейчас также ведутся разработки перспективных систем активной защиты, использующие в качествеконтрбоеприпаса осколочно-фугасные боевые элементы, что позволит бороться с любым кумулятивным боеприпасом, в том числе тандемным, имеющим большое время задержки срабатывания основного заряда, а также, позволит эффективно воздействовать на оперенные БПС танковых пушек, однако решении проблемы обеспечения точного срабатывания контрбоеприпасов по высокоскоростным снарядам является сложноосуществимой задачей. Эксперименты, проведенные в течение последних лет, показали принципиальную возможность создания активной защиты, способной защитить танки, в том числе от оперенных БПС.

Сейчас сложно с точностью прогнозировать структуру бронезащиты перспективного танка, на западе ведутся работы по созданию «полностью электрического танка», в котором «электрическая» броня является органическим компонентом защиты. Уже можно утверждать, что времена обычной многослойной, брони ушли безвозвратно. Противостоять поражающим элементам современных боеприпасов за счет простого поглощения их кинетической энергии, срабатывания и торможения при имеющихся ограничениях по массе и толщине бронирования далее не представляется возможным. В любом случае им должен наноситься деструктивный и дестабилизирующий ущерб активным контрвоздействием со стороны брони.

Список использованной литературы:

И в России и за рубежом для бронирования военной техники применяют, в основном, низколегированные гомогенные броневые стали.

1. Стали для бронирования тяжелой техники (танковая броня)

Эти стали должны выдерживать без раскола попадания крупнокалиберных снарядов (требование живучести), а также обеспечивать требования по свариваемости (отпуск сварных соединений не допускается).

В абсолютном большинстве случаев применяются стали с системой легирования Cr-Ni-Mo с ограничением по верхнему допустимому содержанию углерода (не более 0,30% для толщин до 100 мм).

Стали поставляются в состоянии термического улучшения (закалки и высокого отпуска) на твердость 280…388 НВ. Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-12560 “Armor plate, steel, wrought, homogeneous. For use in combat-vehicles and for ammunition testing)”.

Требования по твердости зависят от толщины листа, а именно:

Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 190 (Франция), ARMOX 370S (Швеция).

Стали ARMOX 300S и ARMOX 400S также относятся к указанному классу прочности, но при этом из-за более низкого содержания углерода требуемый уровень прочности (твердости) реализуется на этих сталях за счет закалки и низкого отпуска.

Отечественные аналоги, как правило, имеют большее содержание углерода, что предъявляет более жесткие требования к выбору сварочных материалов и технологии изготовления сварных бронеузлов.

Особенности в условиях приемки

Броневые листы по MIL-A-12560 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40°С и уровню противопульной и противоснарядной стойкости. Типичный пример условий приемки приведен ниже в таблице.

При обстреле как пулями, так и снарядами, определяется скорость баллистического предела пробития V 50

Диапазон толщин, мм	Тип и калибр пули (снаряда)	Угол обстрела, град.
	7,62 мм АР, М2
	12,7 мм АР, М2
	20 мм АР-Т, М602
	57 мм АР, М70
	90 мм АРС, М82

В отечественной практике и НТД условия приемки несколько отличаются. При обстреле пулями определяется не V 50 , а угол непробития, не применяется снаряд калибра 20 мм, вместо 90-мм снаряда используется 100 мм и т.д. Кроме того, вместо ударной вязкости в России контролируется вид излома технологической пробы.

Эти различия носят достаточно условный характер и ничто не мешает выработать условия приемки, устраивающие обе стороны.

Типичные представители зарубежных броневых сталей данного класса приведены в таблицах 1, 2. Отечественные улучшаемые противоснарядные броневые стали обеспечивают уровень прочности 1000…1400 МПа.

2. Стали для бронирования легкобронной техники (БТР, БМП)

Эти стали должны выдерживать без раскола попадания крупнокалиберных пуль (требование живучести), а также обеспечивать требования по свариваемости (при условии отпуска сварных соединений).

В абсолютном большинстве случаев применяются стали с ограничением по верхнему допустимому содержанию углерода (не более 0,32%).

Стали поставляются в состоянии закалки и низкого отпуска на твердость 477…534 НВ. Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-46100 “Armor plate, steel, wrought, high-hardness”).

Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 240 (Франция), ARMOX 500S (Швеция).

Отечественными аналогами являются стали марок “2П”, “7”. При этом сталь марки “7” не требует отпуска сварных соединений.

Броневые листы по MIL-A-46100 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40 0 С и уровню противопульной стойкости бронебойными пулями калибра 7,62 мм, 12,7 мм и 14,5 мм. Имеющиеся отличия в условиях приемки уже отмечались выше.

Типичные представители зарубежных и отечественных сталей данного класса приведены в таблицах 1,2,3.

3. Стали широкого спектра применения

Эти стали должны выдерживать без расколов и появления трещин в местах попадания снарядов калибра 20 мм.

Стали поставляются в состоянии закалки и низкого отпуска на твердость 534…601 НВ (для толщин 4,7…25,4 мм) и 477…534 НВ (для толщин 25,5…76,2 мм).Броня второго класса поставляется с твердостью 302…352 НВ.

Основные технические требования и условия приемки регламентируются техническими условиями на поставку броневого листа (за рубежом - MIL-A-46173 “Armor steel, plate, wrought, (ESR). (3/16 through 3 inches, inclusive))”.

Типичными представителями этого класса являются броневые стали марки MARS 270 (Франция), ARMOX 560S (Швеция).

Отечественными аналогами являются стали марок “77” и “88”. При этом сталь марки “77” требует отпуска сварных соединений.

Броневые листы по MIL-A-46173 контролируются по твердости, ударной вязкости по Шарпи при температуре -40°С и уровню противопульной и противоснарядной стойкости бронебойными пулями калибра 7,62 мм, 12,7 мм, 14,5 мм. и (для толщин 25…50 мм) снарядами калибра 20 мм. Имеющиеся отличия в условиях приемки уже отмечались выше.

Таблица 1. Основные марки броневых сталей Франции

Марка стали		Толщина, мм	Углерод, вес. %	σ В, МПа средний	Твердость, HB	Особенности технологии	Технические условия
	0,30C-1,10Cr-2,0Ni-0,45Mo					Внепечная обработка S ≤ 0,005%
	0,285C-1,50Cr-1,50Ni-0,30Mo					То же, S ≤ 0,004%
	0,35C-0,75Cr-3,10Ni-0,40Mo					То же, S ≤ 0,002%
	0,50C-0,80Si-4,0Ni-0,40Mo

Таблица 2. Основные марки броневых сталей Швеции

Марка стали	Номинальный химический состав	Толщина, мм	Углерод, вес. %	σ В, МПа средний	Твердость, HB	Особенности технологии	Технические условия
	0,18С-1,5Mn-0,4Cr-0,65Mo-0,003B					Внепечная обработка Технология ТМО
	0,28-1Mn-0,8Cr-1,1Ni-0,65Mo-0,002B
	0,35-1Mn-1,2Cr-3Ni-0,65Mo-0,002B
	0,45-0,8Mn-0,8Cr-2,5Ni-0,65Mo-,002B

Таблица 3. Броневые стали со структурой низкоотпущенного мартенсита России

Марка стали	Система легирования	Толщина, мм	Углерод, вес. %	σ В, МПа средний	Твердость, HB	Особенности технологии	аналог ТУ
						Внепечная обработка

Использование неметаллических комбинированных материалов в бронировании боевых машин ни для кого не является секретом уже много десятилетий. Подобные материалы в дополнение к основной стальной броне начали широко применять с появлением нового поколения послевоенных танков в 1960-70-х годах. Например, советский танк Т-64 имел лобовую броню корпуса с промежуточным слоем из броневого стеклотекстолита (СТБ), а в лобовых деталях башни использовался наполнитель из керамических стержней. Такое решение значительно повышало стойкость бронеобъекта к воздействию кумулятивных и бронебойных подкалиберных снарядов.

Современные танки оснащены комбинированным бронированием, призванным значительно снижать воздействие поражающих факторов новых противотанковых средств. В частности, стеклотекстолитовый и керамический наполнители используются в комбинированном бронировании отечественных танков Т-72, Т-80 и Т-90, аналогичный материал из керамики применен для защиты британского основного танка «Челленджер» (броня Chobham) и французского основного танка «Леклерк». Композитные пластики используются в качестве подбоя в обитаемых отделениях танков и бронемашин, исключая поражение экипажа вторичными осколками. В последнее время появились бронеавтомобили, корпус которых полностью состоит из композитов на основе стеклопластика и керамики.

Отечественный опыт

Основной причиной использования в бронировании неметаллических материалов является их относительно малая масса при повышенном уровне прочности, а также стойкость к коррозии. Так, керамика сочетает свойства малой плотности и высокой прочности, но при этом она достаточно хрупкая. А вот полимеры обладают как высокой прочностью, так и вязкостью, удобны для формообразования, недоступного для броневой стали. Особенно стоит отметить стеклопластики, на основе которых специалисты разных стран давно пытаются создать альтернативу металлической броне. Такие работы начались после Второй мировой войны в конце 1940-х годов. Тогда всерьёз рассматривалась возможность создания лёгких танков с пластиковой бронёй, так как она при меньшей массе теоретически давала возможность значительно увеличить баллистическую защиту и повысить противокумулятивную стойкость.

Стеклопластиковый корпус для такнка ПТ-76

В СССР опытные разработки противопульной и противоснарядной брони из пластических масс начались в 1957 году. Научно-исследовательские и опытно конструкторские работы велись большой группой организаций: ВНИИ-100, НИИ пластмасс, НИИ стекловолокна, НИИ-571, МФТИ. К 1960 году в филиале ВНИИ-100 была разработана конструкция бронекорпуса лёгкого танка ПТ-76 с использованием стеклопластика. По предварительным расчётам, предполагалось снизить массу корпуса бронеобъекта на 30% и даже больше, при сохранении снарядостойкости на уровне стальной брони такой же массы. При этом большая часть экономии массы достигалась за счёт силовых конструкционных деталей корпуса, то есть днища, крыши, рёбер жёсткости и т.п. Изготовленный макет корпуса, детали которого производились на заводе «Карболит» в Орехово-Зуево, прошёл испытания обстрелом, а также ходовые испытания путём буксировки.

Хотя предполагавшаяся снарядостойкость и подтвердилась, по другим параметрам новый материал преимуществ не давал — ожидаемого значительного снижения радиолокационной и тепловой заметности не произошло. Кроме того, по технологической сложности производства, возможности ремонта в полевых условиях, техническим рискам стеклопластиковая броня уступала материалам из алюминиевых сплавов, которые для легких бронированных машин посчитали более предпочтительными. Разработку бронеконструкций, полностью состоящих из стеклопластика, вскоре свернули, так как полным ходом началось создание комбинированной брони для нового среднего танка (впоследствии принятого на вооружение Т-64). Тем не менее, стеклопластик стали активно использовать в гражданском автомобилестроении для создания колёсных вездеходов повышенной проходимости марки ЗиЛ.

Так что в целом исследования в этой области продвигались успешно, ведь композитные материалы имели немало уникальных свойств. Одним из важных результатов этих работ стало появление комбинированной брони с керамическим лицевым слоем и подложкой из армированного пластика. Выяснилось, что такая защита обладает высокой стойкостью к воздействию бронебойных пуль, в то время как её масса в 2-3 раза меньше стальной брони аналогичной прочности. Такую комбинированную бронезащиту уже в 1960-х годах начали применять на боевых вертолётах для защиты экипажа и наиболее уязвимых агрегатов. Позднее аналогичную комбинированную защиту стали использовать в производстве бронированных кресел пилотов армейских вертолётов.

Результаты, достигнутые в Российской Федерации в области разработок неметаллических броневых материалов, показаны в материалах, опубликованных специалистами ОАО «НИИ Стали», крупнейшим в России разработчиком и производителем комплексных систем защиты, среди них — Валерий Григорян (президент, директор по науке ОАО «НИИ Стали», доктор технических наук, профессор, академик РАРАН), Иван Беспалов (начальник отдела, кандидат технических наук), Алексей Карпов (ведущий научный сотрудник ОАО «НИИ Стали», кандидат технических наук).

Испытания керамической бронепанели для усиления защиты БМД-4М

Специалисты «НИИ Стали» пишут, что за последние годы в организации были разработаны защитные структуры 6а класса с поверхностной плотностью 36-38 килограммов на квадратный метр на основе карбида бора производства ВНИИЭФа (Саров) на подложке из высокомолекулярного полиэтилена. ОНПП «Технология» при участии ОАО «НИИ стали» удалось создать защитные структуры 6а класса с поверхностной плотностью 39-40 килограммов на квадратный метр на основе карбида кремния (тоже на подложке из сверхвысокомолекулярного полиэтилена — СВМПЭ).

Эти структуры имеют неоспоримое преимущество по массе по сравнению с бронеструктурами на основе корунда (46-50 килограммов на квадратный метр) и стальными бронеэлементами, но обладают двумя недостатками: низкой живучестью и высокой стоимостью.

Можно добиться увеличения живучести органокерамических бронеэлементов до одного выстрела на один квадратный дециметр за счет выполнения их наборными из небольших плиток. Пока в бронепанель с подложкой из СВМПЭ площадью пять-семь квадратных дециметров можно гарантировать один-два выстрела, но не более. Не случайно зарубежные стандарты пулестойкости предполагают проведение испытаний бронебойной винтовочной пулей только одним выстрелом в защитную структуру. Достижение живучести до трех выстрелов в квадратный дециметр остается одной из главных задач, которую стремятся решить ведущие российские разработчики.

Высокую живучесть можно получить путем применения дискретного керамического слоя, то есть слоя, состоящего из небольших цилиндриков. Такие бронепанели изготавливает, например, фирма TenCate Advanced Armor и другие компании. При прочих равных условиях они примерно на десять процентов тяжелее панелей из плоской керамики.

В качестве подложки под керамику применяются прессованные панели из высокомолекулярного полиэтилена (типа Dyneema или Spectra) как наиболее легкого энергоемкого материала. Однако он изготавливается только за рубежом. Следовало бы и в России наладить собственное производство волокон, а не только заниматься прессованием панелей из импортного сырья. Возможно применение и композитных материалов на основе отечественных арамидных тканей, но масса и стоимость их в значительной степени превышают аналогичные показатели полиэтиленовых панелей.

Дальнейшее улучшение характеристик композитной брони на основе керамических бронеэлементов применительно к объектам БТВТ проводится по следующим основным направлениям.

Повышение качества бронекерамики. Последние два-три года НИИ Стали тесно сотрудничает с производителями бронекерамики в России — ОАО «НЭВЗ-Союз», ЗАО «Алокс», ООО «Вириал» в плане отработки и улучшения качества бронекерамики. Совместными усилиями удалось значительно улучшить ее качество и практически довести до уровня западных образцов.

Отработка рациональных конструктивных решений. Набор керамических плиток обладает особыми зонами вблизи их стыков, которые имеют пониженные баллистические характеристики. С целью выравнивания свойств панели разработана конструкция «профилированной» бронеплитки. Данные панели установлены на автомобиль «Каратель» и успешно прошли предварительные испытания. Кроме того, отработаны структуры на основе корунда с подложкой из СВМПЭ и арамидов с весом 45 килограмм-сил на квадратный метр для панели 6а класса. Однако применение таких панелей в объектах AT и БТВТ ограничено в связи с наличием дополнительных требований (например, стойкость при боковом подрыве взрывного устройства).

Испытанная обстрелом кабина, защищенная комбинированной броней с керамическими плитками

Для бронетехники типа БМП и БТР характерно повышенное огневое воздействие, так что предельная плотность поражений, которую может обеспечить керамическая панель, собранная по принципу «сплошного бронирования», может быть недостаточной. Решение данной проблемы возможно только при использовании дискретных керамических сборок из шестигранных либо цилиндрических элементов, соразмерных средству поражения. Дискретная компоновка обеспечивает максимальную живучесть композитной бронепанели, предельная плотность поражения которой приближается к аналогичному параметру металлических бронеконструкций.

Однако весовые характеристики дискретных керамических бронекомпозиций с основой в виде алюминиевого или стального броневого листа на пять-десять процентов превышают аналогичные параметры керамических панелей сплошной компоновки. Преимуществом панелей из дискретной керамики является также отсутствие необходимости ее приклейки к подложке. Данные бронепанели установлены и испытаны на опытных образцах БРДМ-3 и БМД-4. В настоящее время такие панели применяются в рамках ОКР «Тайфун», «Бумеранг».

Зарубежный опыт

В 1965 году специалисты американской компании DuPont создали материал, получивший название «Кевлар». Он представлял собой арамидное синтетическое волокно, которое, по утверждению разработчиков, в пять раз прочнее стали при той же массе, но при этом обладающее гибкостью обычного волокна. «Кевлар» стал широко применяться как броневой материал в авиации и при создании средств индивидуальной защиты (бронежилеты, каски и т.п.). Помимо этого, «Кевлар» стали внедрять в систему защиты танков и других боевых бронированных машин в качестве подбоя для защиты от вторичного поражения экипажа осколками брони. Позднее аналогичный материал был создан и в СССР, правда, в бронетехнике он не применялся.

Американская опытная ББМ CAV с корпусом из стеклопластика

Тем временем появлялись более совершенные кумулятивные и кинетические средства поражения, а с ними росли требования к бронезащите техники, что увеличивало её вес. Снижение массы боевой техники без ущерба для защиты было практически невозможно. Но в 1980-х годах развитие технологий и новейшие разработки в области химической промышленности позволили вернуться к идее стеклопластиковой брони. Так, американская компания FMC, занимающаяся производством боевых машин, создала опытный образец башни для боевой машины пехоты M2 Bradley, защита которой представляла собой единую деталь из армированного стекловолокном композита (за исключением лобовой части). В 1989 году начались испытания БМП Bradley с бронекорпусом, в состав которого были включены две верхних детали и днище, состоящие из многослойных композитных плит, а облегчённая рама шасси была выполнена из алюминия. По результатам испытаний было выяснено, что по уровню баллистической защиты данная машина соответствует штатной БМП М2А1 при снижении массы корпуса на 27%.

С 1994 года в США в рамках программы Advanced Technology Demonstrator (ATD) создавался опытный образец боевой бронированной машины, получившей название CAV (Composite Armored Vehicle). Её корпус должен был полностью состоять из комбинированной брони на основе керамики и стеклопластика с использованием новейших технологий, за счет чего планировалось снизить общую массу на 33% при уровне защищённости, эквивалентном броневой стали, и, соответственно, повысить подвижность. Основное предназначение машины CAV, разработку которой поручили компании United Defence, была наглядная демонстрация возможности использования композиционных материалов при изготовлении бронекорпусов перспективных БМП, БРМ и других боевых машин.

В 1998 году был продемонстрирован опытный образец гусеничной машины CAV массой 19,6 т. Корпус был изготовлен из двух слоёв композиционных материалов: наружный из керамики на основе оксида алюминия, внутренний — из стеклопластика, армированного высокопрочным стекловолокном. В дополнение внутренняя поверхность корпуса имела противоосколочный подбой. Стеклопластиковое днище в целях повышения защиты от взрыва мин имело структуру с сотовым основанием. Ходовая часть машины закрывалась бортовыми экранами из двухслойного композита. Для размещения экипажа в носовой части предусматривалось изолированное боевое отделение, выполненное сварным способом из титановых листов и имеющее дополнительное бронирование из керамики (лоб) и стеклопластика (крыша) и противоосколочный подбой. Машина оснащалась дизельным двигателем мощностью 550 л.с. и гидромеханической трансмиссией, ее скорость достигала 64 км/ч, запас хода составлял 480 км. В качестве основного вооружения на корпусе была установлена поднимающаяся платформа кругового вращения с 25-мм автоматической пушкой М242 Bushmaster.

Испытания опытного образца CAV включали исследования возможностей корпуса противостоять ударным нагрузкам (планировалось даже установить 105-мм танковую пушку и провести серию стрельб) и ходовые испытания с общим пробегом в несколько тысяч км. Всего до 2002 года программой предусматривалось израсходовать до 12 млн. долларов. Но работы так и не вышли из опытной стадии, хотя и наглядно продемонстрировали возможность применения композитов взамен классического бронирования. Поэтому разработки в этом направлении были продолжены в области совершенствования технологий создания сверхпрочных пластиков.

Германия также не осталась в стороне от общей тенденции и с конца 1980-х гг. вела активные исследования в области неметаллических бронематериалов. В 1994 году в этой стране была принята на снабжение противопульная и противоснарядная композитная броня Mexas, разработанная компанией IBD Deisenroth Engineering на основе керамики. Она имеет модульную конструкцию и используется в качестве дополнительной навесной защиты для боевых бронированных машин, монтируется поверх основной брони. По заявлениям представителей фирмы, композитная броня Mexas эффективно защищает от бронебойных боеприпасов калибром до 14,5 мм. Впоследствии броневые модули Mexas стали широко использоваться для повышения защищенности основных танков и других боевых машин разных стран, в том числе танка «Леопард-2», боевых машин пехоты ASCOD и CV9035, бронетранспортёров Stryker, Piranha-IV, бронеавтомобилей «Динго» и «Феннек», а также самоходной артиллерийской установки PzH 2000.

Одновременно с 1993 года в Великобритании шли работы по созданию прототипа машины ACAVP (Advanced Composite Armoured Vehicle Platform) с корпусом, полностью сделанным из композита на основе фибергласса и армированного стекловолокном пластика. Под общим руководством агентства DERA (Defence Evaluation and Research Agency) министерства обороны, специалисты компаний Qinetiq, Vickers Defence Systems, Vosper Thornycroft, Short Brothers и другие подрядчики в рамках единой опытно-конструкторской работы создавали композитный корпус типа «монокок». Целью разработок было создание прототипа гусеничной боевой бронированной машины с защитой, аналогичной металлической броне, но со значительно сниженной массой. В первую очередь это диктовалось необходимостью иметь полноценную боевую технику для сил быстрого реагирования, которая могла бы транспортироваться самым массовым военно-транспортным самолётом C-130 Hercules. В дополнение к этому новая технология позволяла снизить шумность машины, её тепловую и радиолокационную заметность, продлить срок службы за счет высокой стойкости к коррозии и в перспективе снизить стоимость производства. Для ускорения работ использовались узлы и агрегаты серийной британской БМП Warrior.

Британская опытная ББМ ACAVP с корпусом из стеклопластика

К 1999 году компания Vickers Defence Systems, осуществлявшая проектные работы и общую интеграцию всех подсистем опытного образца, представила прототип ACAVP на испытания. Масса машины составила около 24 тонн, двигатель мощностью 550 л.с., совмещённый с гидромеханической трансмиссией и усовершенствованной системой охлаждения, позволяет развивать скорость до 70 км/ч по шоссе и 40 км/ч по пересечённой местности. В качестве вооружения на машине установлена 30-мм автоматическая пушка, спаренная с 7,62-мм пулёмётом. При этом была использована стандартная башня от серийной БРМ Fox с бронированием из металла.

В 2001 году испытания ACAVP успешно завершились и, по словам разработчика, продемонстрировали впечатляющие показатели защищённости и подвижности (в прессе было амбициозно заявлено, что англичане якобы «впервые в мире» создали композитную бронированную машину). Композитный корпус обеспечивает гарантированную защиту от бронебойных пуль калибра до 14,5 мм в боковую проекцию и от 30-мм снарядов в лобовую, а сам материал исключает вторичное поражение экипажа осколками при пробитии брони. Предусмотрено также дополнительное модульное бронирование для усиления защиты, которое крепится поверх основной брони и при транспортировке машины по воздуху может быстро демонтироваться. В общей сложности на испытаниях машина прошла 1800 км и при этом не было зафиксировано никаких серьёзных поломок, а корпус успешно выдержал все ударные и динамические нагрузки. Кроме того, сообщалось, что масса машины 24 тонны — это не окончательный итог, этот показатель можно снизить, установив более компактный силовой блок и гидропневматическую подвеску, а применение облегчённых гусеничных траков из резины может серьёзно снизить уровень шума.

Несмотря на положительные результаты, прототип ACAVP оказался невостребованным, хотя руководство DERA и планировало продолжить исследования до 2005 года, а впоследствии создать перспективную БРМ с композитной бронёй и экипажем из двух человек. В конечном счёте программа была свёрнута, а дальнейшее проектирование перспективной разведывательной машины уже велось по проекту TRACER с использованием проверенных алюминиевых сплавов и стали.

Тем не менее, работы по исследованию неметаллических броневых материалов для техники и индивидуальной защиты были продолжены. В некоторых странах появились собственные аналоги материала «Кевлар», такие как «Тварон» датской компании Teijin Aramid. Он представляет собой очень прочное и лёгкое параарамидное волокно, которое предполагается использовать в бронировании боевой техники и, по заявлению производителя, может снизить общую массу конструкции на 30-60% по сравнению с традиционными аналогами. Еще один материал, получивший название «Дайнема», производства компании DSM Dyneema является высокопрочным сверхвысокомолекулярным полиэтиленовым (СВМПЭ) волокном. Как утверждает изготовитель, СВМПЭ является самым прочным материалом в мире — в 15 раз прочнее стали (!) и на 40% прочнее арамидного волокна такой же массы. Его планируется использовать для производства бронежилетов, касок и в качестве бронирования лёгких боевых машин.

Легкие бронемашины из пластика

Учитывая накопленный опыт, зарубежными специалистами был сделан вывод, что разработка перспективных танков и бронетранспортёров, полностью оснащённых бронёй из пластика, всё же является довольно спорным и рискованным делом. Но новые материалы оказались востребованными при разработке более лёгкой колёсной техники на базе серийных автомобилей. Так, с декабря 2008 г. по май 2009 г. в США на полигоне в Неваде был испытан легкий бронеавтомобиль с корпусом, полностью состоящим из композиционных материалов. Машина, получившая обозначение ACMV (All Composite Military Vehicle), разработанная компанией TPI Composites, успешно прошла ресурсные и ходовые испытания, проехав в общей сложности 8 тысяч километров по асфальтовым и грунтовым дорогам, а также по пересечённой местности. Были запланированы испытания обстрелом и подрывом. Базой опытного бронеавтомобиля послужил известный HMMWV — «Хаммер». При создании всех конструкций его корпуса (в т.ч. балки рамы) использовались только композиционные материалы. За счёт этого компании TPI Composites удалось значительно снизить массу ACMV и, соответственно, увеличить его грузоподъёмность. В дополнение планируется на порядок продлить срок службы машины ввиду ожидаемой большей долговечности композитов по сравнению с металлом.

Значительного прогресса в области использования композитов для легкой бронетехники достигли в Великобритании. В 2007 году на 3-й международной выставке оборонных систем и оборудования в Лондоне был продемонстрирован бронеавтомобиль Cav-Cat на базе среднетоннажного грузовика Iveco, оснащённый композитной бронёй CAMAC компании NP Aerospace. Помимо штатной брони была предусмотрена дополнительная защита бортов машины за счёт установки модульных бронепанелей и противокумулятивных решёток, также состоящих из композита. Комплексный подход в защите CavCat позволил значительно снизить воздействие на экипаж и десант взрывов мин, осколков и лёгкого пехотного противотанкового оружия.

Американский опытный бронеавтомобиль ACMV с корпусом из стеклопластика

Британская бронированая машина CfvCat с дополнительными противокомулятивными экранами

Стоит отметить, что ранее компания NP Aerospace уже демонстрировала броню типа САМАС на лёгком бронеавтомобиле Landrover Snatch в составе бронекомплекта Cav100. Теперь же подобные комплекты Cav200 и Cav300 предлагаются для средних и тяжёлых колёсных машин. Изначально новый бронематериал создавался как альтернативная металлической композитная пуленепробиваемая броня с высоким классом защиты и общей прочностью конструкции при сравнительно низком весе. В его основу был положен прессованный многослойный композит, позволяющий формировать прочную поверхность и создавать корпус с минимумом стыков. По утверждению производителя, бронематериал CAMAC обеспечивает создание модульной конструкции типа «монокок» с оптимальной баллистической защитой и способностью противостоять сильным структурным нагрузкам.

Но компания NP Aerospace пошла дальше и в настоящее время предлагает оснащать лёгкие боевые машины новой динамической и баллистической композитной защитой собственного производства, расширив свой вариант комплекса защиты путём создания навесных элементов EFPA и ACBA. Первый представляет собой начинённые взрывчатым веществом пластиковые блоки, устанавливаемые поверх основной брони, а второй — литые блоки композитной брони, также дополнительно устанавливаемые на корпус.

Таким образом, легкие колёсные боевые бронированные машины с композитной бронезащитой, разрабатываемые для армии, уже не выглядели чем-то из ряда вон выходящим. Символической вехой стала победа промышленной группы Force Protection Europe Ltd в сентябре 2010 года в тендере на поставку в вооружённые силы Великобритании лёгкой бронированной патрульной машины LPPV (Light Protected Patrol Vehicle), получившей название Ocelot. Британское министерство обороны приняло решение заменить устаревшие армейские автомобили Land Rover Snatch как не оправдавшие себя в современных боевых условиях на территории Афганистана и Ирака, на перспективную машину с бронированием из неметаллических материалов. В качестве партнёров Force Protection Europe, имеющей большой опыт в производстве высокозащищенных автомобилей типа MRAP, была выбрана автостроительная компания Ricardo plc и «КинетиК», занимающаяся бронированием.

Разработка Ocelot велась с конца 2008 года. Проектировщики бронеавтомобиля решили создать принципиально новую машину на основе оригинального конструкторского решения в виде универсальной модульной платформы, в отличие от других образцов, которые базируются на серийных коммерческих шасси. Помимо V-образной формы днища корпуса, повышающей защиту от мин за счёт рассеивания энергии взрыва, была разработана специальная подвесная бронированная коробчатая рама под названием «скейтборд», внутри которой были размещены карданный вал, коробка передач и дифференциалы. Новое техническое решение позволило перераспределить вес машины таким образом, чтобы центр тяжести находился максимально близко к земле. Подвеска колёс — торсионная с большим вертикальным ходом, приводы на все четыре колеса — раздельные, узлы передней и задней осей, а также колёса — взаимозаменяемые. Навесная кабина, в которой располагается экипаж, крепится к «скейтборду» шарнирно, что позволяет откидывать кабину в сторону для доступа к трансмиссии. Внутри находятся сиденья для двух членов экипажа и четырёх человек десанта. Последние сидят лицом друг к другу, их места отгорожены перегородками-пилонами, дополнительно усиливающими конструкцию корпуса. Для доступа внутрь кабины имеются двери с левой стороны и в задней части, а также два люка в крыше. Предусмотрено дополнительное пространство для монтажа различного оборудования, в зависимости от целевого назначения машины. Для электропитания приборов установлена вспомогательная дизельная силовая установка Steyr.

Первый прототип машины Ocelot был изготовлен в 2009 году. Её масса составила 7,5 тонн, масса полезной нагрузки — 2 тонны, максимальная скорость движения по шоссе — 110 км/ч, запас хода — 600 км, радиус разворота — около 12 м. Преодолеваемые препятствия: -подъём до 45°, спуск до 40°, глубина брода до 0,8 м. Низкое расположение центра тяжести и широкая база между колёсами обеспечивает устойчивость к опрокидыванию. Проходимость повышена за счет использования увеличенных 20-дюймовых колёс. Большая часть подвесной кабины состоит из бронированных фигурных композитных бронепанелей, армированных стекловолокном. Имеются крепления для дополнительного комплекта бронезащиты. В конструкции предусмотрены обрезиненные участки для монтажа агрегатов, что позволяет снизить уровень шума, вибрации и повысить прочность изоляции по сравнению с обычным шасси. По заявлению разработчиков, базовая конструкция обеспечивает защиту экипажа от взрывов и огнестрельного оружия выше уровня стандарта STANAG IIB. Также утверждается, что полная замена двигателя и коробки передач может быть выполнена в полевых условиях в течение одного часа с помощью только штатных инструментов.

Первые поставки бронеавтомобилей Ocelot начались в конце 2011 года, а к исходу 2012 года в вооружённые силы Великобритании поступило около 200 таких машин. Компания Force Protection Europe в дополнение к базовой патрульной модели LPPV разработала также варианты с модулем вооружения WMIK (Weapon Mounted Installation Kit) с экипажем из четырёх человек и грузовой вариант с кабиной на 2 человека. В настоящее время она принимает участие в тендере министерства обороны Австралии на поставку бронированных машин.

Итак, создание новых неметаллических броневых материалов в последние годы идёт полным ходом. Возможно, не за горами то время, когда принятые на вооружение бронированные машины, не имеющие в своём корпусе ни одной металлической детали, станут обыденным делом. Особенную актуальность лёгкая, но прочная бронезащита приобретает сейчас, когда в разных уголках планеты вспыхивают вооружённые конфликты низкой интенсивности, проводятся многочисленные антитеррористические и миротворческие операции.

Британская патрульная машина Ocelot с корпусом из стеклопластика

Безусловно, технологичный и недорогой цельнопластиковый бронекорпус станет технологическим прорывом в создании перспективной бронетехники. Однако не стоит забывать, что в отличие от броневых сплавов, монококовые композитные конструкции еще не до конца изучены в плане ударных, температурных и вибрационных нагрузок. Многочисленные испытания выявили их устойчивость лишь в короткий промежуток времени, в то время как старение композитов, очевидно, будет менять их свойства, может быть даже кардинально. Проблемными вопросами также являются стоимость производства и ремонтопригодность композитных корпусов. В то же время многолетнее применение композитов в авиастроении даёт значительный опыт, который можно использовать и при создании перспективных боевых бронированных машин.

КОМПОНОВКА, БРОНЯ, ОРУЖИЕ ТАНКА Т-34

Дабы не отвлекаться на обсуждение ряда существенных, но типологичных вопросов при сравнении конкретных образцов бронетанковой техники, мы вынесли в отдельную тему все, что связано с принципами компоновки, качеством и особенностями советской, немецкой и американской броневой стали, а также с определением реальных дистанций прицельного огня танковых орудий.

Самая простая часть - компоновка танков. Основные ее варианты со всеми достоинствами и недостатками описаны в специальной литературе еще в 1940-х гг. Мы воспользуемся двумя основными источниками - учебником «Танки. Конструкция и расчет» за 1943 г. и специальным изданием для офицеров и генералов Советской армии «Танки и танковые войска», опубликованным в 1970 г., а также некоторыми современными материалами из журнала «Техника и вооружение» за 2004 г.

Наибольшее число танков Второй мировой имели «немецкую компоновку», при которой танк делился на три отделения: объединенное трансмиссионное и управления - в передней части корпуса, моторное - в корме и боевое - в центре. По данной схеме изготовлялись все танки и большая часть САУ Германии, отечественные танки Т-26 и прочие иностранные модификации британского танка «Виккерс - шеститонный», все американские легкие и средние танки МЗ и М4.

В числе достоинств «немецкой компоновки» - легкость обеспечения центра тяжести машины в желаемой точке и равномерное распределение массы танка по опорной поверхности, простота приводов управления трансмиссией, возможность увеличения объемов боевого отделения и установки длинноствольной пушки, не слишком выступающей за габариты корпуса, а также уменьшение общей длины танка. Кроме того, расположение орудийной башни в средней, наименее раскачиваемой части танка, увеличивало вероятность попадания при стрельбе с ходу.

Вместе с тем хватало и недостатков. Карданный вал, проходящий по всей длине танка от двигателя на корме к трансмиссии в носовой части, делал неизбежным увеличение общей высоты машины на 30-50 см. Переднее расположение ведущего колеса и трансмиссии делало их особенно уязвимыми от огня противника. Мощный удар попавшего в лобовой лист корпуса снаряда нередко выводил из строя агрегаты трансмиссии и лишал танк хода - даже без пробития брони. Трансмиссия в носовой части несколько ограничивала обзор с рабочего места механика-водителя, но главное - не давала возможности устанавливать лобовые броневые листы корпуса с наиболее рациональными углами наклона для увеличения снарядостойкости. Как ни старались немецкие конструкторы, но угол наклона лобовых листов в 60 градусов к вертикали, как на Т-34, оставался для них недостижимым. Ко всему прочему можно добавить ухудшение условий обитания экипажа из-за близкого соседства с коробкой перемены передач.

Советские конструкторы 1940-х гг. в основном придерживались классической компоновки, идущей от первого «настоящего» танка «Рено» FT-17: отделение управления - в носовой части танка, объединенное моторно-трансмиссионное - в корме и боевое отделение в центре. Среди боевых машин Второй мировой войны, помимо советских KB, ИС и Т-34, такую же компоновку имели британские крейсерские танки вплоть до «Кромвелля» и «Кометы». Что, кстати, не удивительно: и Т-34, и «англичане» имели общего предка - легкий танк американского конструктора В. Кристи,

Несомненными преимуществами классической компоновки являлись уменьшение общей высоты танка (нет карданного вала), возможность придания носовой части корпуса рациональной формы с большими углами наклона броневых листов, повышение живучести машины благодаря размещению ведущих колес и трансмиссии в почти не обстреливаемой корме, облегчение монтажа и демонтажа агрегатов трансмиссии. В своей совокупности достоинства «классической» компоновки предопределили ее распространение на почти всех современных основных танках мира. Кстати, и немцы в 1940-х гг. также приступили к разработке машин с классической компоновкой. Ее имел один из прототипов «Пантеры», предложенный фирмой «Даймлер-Бенц АГ»; в 1945 г. появился опытный танк с задним расположением моторно-трансмиссионного отделения, создан ный на основе среднего Pz. Kpfw IV.

Однако все перечисленное не означает, что классическая компоновка вообще не создавала никаких дополнительных проблем. Приходилось разрабатывать сложные приводы управления трансмиссией, проходящие по всей длине танка. Тяжелая орудийная башня сдвигалась ближе к носу, в результате чего приходилось либо принимать особые меры по уравновешиванию машины, либо мириться с неравномерной нагрузкой на опорную поверхность. Длинноствольная пушка выступала далеко за габариты танка, что создавало нешуточную угрозу утыкания ствола в грунт.

Последнее обстоятельство вызвало в 1940 г. настоящую войну между конструктором-артиллеристом В. Г. Грабиным и руководством ГБТУ, закончившуюся, впрочем, компромиссом: пушка Ф-34 была «обрезана» на 10 калибров, т. е. на 76,2 см, и лишь в таком виде поступила на вооружение танка Т-34.

После первых боев с новыми тяжелыми немецкими танками на рубеже 1942-1943 гг. об опасности утыкания ствола пришлось забыть и устанавливать на танки пушки немыслимой ранее длины - лишь бы пробивали броню.

Разумеется, и на испытаниях, и о войсковых частях тут же появились случаи разрыва орудийных стволов на «лепестки», Одна из таких аварий произошла в 1944 г. прямо на глазах маршала К. Е. Ворошилова во время демонстрации танка ИС-2. Танкистам, воевавшим на Т-34-85, приходилось непрерывно следить за положением пушечного ствола.

Необходимо отметить, что выбор для танков Т-34 и KB классического варианта компоновки объяснялся не только оценкой ее достоинств и недостатков, но был в определенной степени вынужденным решением. Коробки перемены передач наших танков отличались немалыми размерами, для них просто не было места в носовой части корпуса.

Наряду с общими чертами классической компоновки танки Т-34 обладали индивидуальными особенностями. Из-за размещения боекомплекта на полу боевого отделения и больших габаритов дизеля В-2 пришлось увеличить высоту корпуса. Правда, Т-34 все равно оставался ниже немецких и американских танков (см. «Приложения»), а укладка снарядов в ящиках на днище резко повышала выживаемость танка и экипажа, поскольку нижняя часть корпуса менее всего
подвергалась обстрелу в силу неровностей местности.

Большой забронированный объем, занятый МТО с расположенным вдоль корпуса танка двигателем и пружинными рессорами подвески, вынудил конструкторов ограничить объем боевого отделения и вынести к его бортам два топливных бака. Танкисты были поставлены перед нелегким выбором: в случае пробития бортовой брони и соответственно полного топливного бака их обдавало дождем солярки - хорошо, если не горящей. Если же пораженный бак оказывался пустым, то неизбежные топливные пары могли взорваться не хуже фугаса. Большинство предпочитало перед боем заполнять баки до отказа.

Смещенное в носовую часть боевое отделение вместе с башней не оставляло на подбашенном броневом листе места для люка механика-водителя - его пришлось установить непосредственно на лобовом листе, что ослабило его стойкость к снарядному обстрелу. А с другой стороны, первопричина всех бед - большой объем МТО - облегчала как производство, так и ремонт танков.
В завершение темы остается только добавить, что в 1940-м - первой половине 1941 гг. (точная датировка неизвестна, разные источники противоречат друг другу) в КБ Харьковского танкового завода №183 рассматривался проект танка с принципиально иной компоновкой, совершенно отличной как от классического, так и от немецкого варианта. Речь идет о комплексе из трех боевых машин Т-44.

однотипных по конструкции и составу экипажа (5 человек, из них 3 - в башне), и отличавшихся весом (36, 40 и 50 т), вооружением (пушки калибром 57, 76 и 107 мм), бронированием (лобовая броня корпуса 75, 90 и 120 мм), а также мощностью двигателя (первый вариант - дизель В-5 в 600 л. с, два других - В-6, 850 л. с). Все три машины имели отделения моторно-трансмиссионное и управления в носовой части танка, а боевое отделение - в корме, что позволяло без опаски устанавливать самые длинноствольные пушки из советских арсеналов. Проект казался заманчивым - создать универсальную конструкцию танка-истребителя, массового танка с усиленным бронированием и тяжелого танка прорыва никому еще не удавалось. В ходе обсуждения в Москве харьковские предложения были одобрены маршалом К. Е. Ворошиловым, но сил для его осуществления в то время не было, а затем наступила война.

В конце 1940-х гг. в Харькове был построен и испытан танк «объект 416», компоновочно похожий на довоенный Т-44, но с иным размещением экипажа. Однако это уже совсем другая история.

При всей внешней простоте сравнение броневой защиты танков 1940-х гг. - одна из самых сложных задач. 6 большинстве справочников указывается лишь толщина броневых листов лобовой и бортовой проекций корпуса и башни, несколько реже - днища и крыши; понятно, что эти цифры почти ничего не дают для сравнения защищенности различных танков, В изданиях последних лет все чаще стали появляться углы наклона броневых листов к вертикали, что дает возможность при минимальном знании геометрии определить длину пути снаряда в броне при прямом попадании. Однако и такие цифры показывают лишь труды конструкторов, постаравшихся создать максимально толстую преграду. Для определения реальной защиты танка от снарядного обстрела их также недостаточно - необходима еще оценка стойкости примененных сортов броневой стали.

В открытой литературе сведения о реальных, проявленных под обстрелом качествах и особенностях отечественных и зарубежных броневых сталей никогда еще не публиковались. Обычно приводятся лишь обтекаемые оценки типа «более вязкая* или «более твердая». Между тем уже в этом видна противоположность требований, предъявляемых к броневому металлу. Идеальная броневая сталь должна быть одновременно максимально твердой, чтобы разбивать или создавать условия для рикошета вражеских бронебойных снарядов, и максимально вязкой, чтобы не разрушаться самой. Иначе говоря, броневая сталь должна быть одновременно и войлоком, и стеклом, чтобы не разлететься на осколки под ударом молотка и не быть проколотой острым шилом. Еще одно обязательное условие: броневая защита обязана быть легкой и соответственно тонкой при обязательном сохранении запланированного уровня защиты - чтобы своей тяжестью не превращать танк в медлительную черепаху.

Создание такой идеальной стали - задача по определению невыполнимая. Поэтому разработчики броневой защиты старались подобрать металл, отлично противостоящий наиболее массовым и опасным средствам поражения танков в еще только планируемых сражениях, но не всегда надежный при поражении каким-либо другим оружием. Если конструкторы обладали даром предвидения - созданная ими машина с честью проходила испытание войной. Если же дара предвидения не было - приходилось придумывать что-то иное, но уже в гораздо худших военных условиях. Для маневра у создателей броневого металла имелись два основных средства: химический состав стали и уровень ее закалки.

Еще в XIX в. металлурги обнаружили, что относительно небольшие добавки различных «легирующих» веществ способны заметно улучшать свойства стали. Выяснилось, что никель, марганец и ванадий улучшают вязкость и сопротивление удару, не понижая твердости. Хром, кремний, молибден и вольфрам повышают твердость, не ухудшая вязкости. Каждая из перечисленных добавок оказывает свое воздействие на закаливаемость стали и ее пригодность для сварки. Некоторые вещества, напротив, ухудшают свойства стали во всех случаях или при определенных условиях. Безусловно вредными являются сера и фосфор, поэтому металлурги всего мира изобретали способы изгнания их из металла. Сера, например, образует соединения с марганцем, которые при закалке становятся причинами образования сначала микроскопических, а затем и видимых невооруженным глазом трещин. Из-за избыточности вводимого в сталь алюминия металлурги Уральского танкового завода долгое время не могли избавиться от серьезного порока литых танковых башен - шестоватого излома, свидетельствующего о повышенной хрупкости металла.

Самый простой способ добиться нужных качеств броневой стали - не экономить на легирующих добавках и хорошо очищать ее от вредных веществ. Однако такая простота обходится очень дорого. Легирующие вещества в большинстве своем отнюдь не дешевы, их трудно вырабатывать, да и сырья вечно не хватает. В общем, если стоит задача массового производства танков, то нужна дешевая, очень экономно легированная, но вместе с тем обеспечивающая надежную защиту броневая сталь. Подобрать «букет» минимальных количеств недорогих легирующих добавок таким образом, чтобы они взаимно усиливали свои полезные свойства, - высшее металлургическое искусство. В России им овладели еще в XIX столетии.

В 1941 г. Г. Гудериан объяснял причины отказа немецких промышленников от прямого копирования танка Т-34 среди прочего еще и тем, что «... наша легированная сталь, качество которой снижалось отсутствием необходимого сырья, также уступала легированной стали русских» .

Знаменитый танкист либо лукавил, либо сам не знал реального положения дел. В 1941-1942 гг. немецкие танки изготовлялись из высоколегированной стали, и, наоборот, самый бедный по легирующим добавкам броневой металл находился на «тридцатьчетверках».

Не будем ограничиваться голословными утверждениями и приведем цифровые данные о химическом составе броневой стали иностранных танков, полученные в 1942 г. учеными советского броневого НИИ-48, а также состав основных марок броневого металла танка Т-34 в соответствии с общесоюзным марочником сталей. При этом необходимо учитывать, что если для иностранных машин указаны цифры, установленные при анализе конкретной стали, то для советского металла - предельные показатели в рамках марки. Фактически они были немного ниже

В таблице нет данных по американским броневым сталям. Анализ металла, поставлявшегося американскими фирмами в СССР в середине 1942 г., показал, что по своему химическому составу листы толщиной 10-15 мм тождественны отечественной марке 2П, а листы s 35 мм - марке 8С, лишь содержание углерода несколько превышало советские нормативы. Вместе с тем в ходе последующего изучения американских танков выяснилось, что каких-либо единых марок стали заводы США не придерживались, почти каждое предприятие предлагало металл собственного химического состава. Военные приемщики проверяли лишь соответствие брони заданным параметрам стойкости.

Как следует из таблицы, остродефицитные и дорогие никель и хром в советской броневой стали были заменены более дешевыми и распространенными марганцем и кремнием. Показательна оценка ученых НИИ-48 по итогам исследования противоснарядной защиты немецких танков и штурмовых орудий в 1942 г.: «Исследованные броневые стали трофейных танков являются в большинстве случаев более легированными, чем броневые стали отечественного производства. В силу этого по химическому составу исследованные марки не представляют особого интереса для отечественного бронепроизводства».

Действительно, сделать дорого - невелика хитрость. Попробуйте сделать и хорошо, и дешево! Если же говорить серьезно, то нельзя не согласиться с мнением одного из основных разработчиков отечественных броневых сталей, директора НИИ-48 А. С. Завьялова и его коллег: «Малая легированность никелем, молибденом и другими элементами отечественной броневой стали отнюдь не сказывается на качестве брони средних и тяжелых танков, но в то же время это дало возможность значительно увеличить выпуск брони при ограниченных ресурсах ферросплавов».

Нехватка сырья и связанное с этим ухудшение качества немецкой броневой стали действительно имело место, но не в 1941 г., а гораздо позднее. При изучении новых немецких танков типа Pz. Kpfw V «Пантера» и Pz. Kpfw VI Ausf. H «Тигр» в феврале 1944 г. сотрудники НИИ-48 установили, что в составе их брони увеличено содержание углерода при достаточно высоком легировании никелем, хромом, марганцем и молибденом. Одновременно была отмечена частичная замена молибдена ванадием. Источники не дают точного ответа, когда именно проявились негативные изменения немецкой стали - в конце 1943 г. или в начале 1944 г., тем более что это наверняка не было единовременным актом. Достоверно известно другое: немецкие танки, вышедшие на поле боя летом 1944 г., отличались заметно худшими характеристиками броневой стали, в составе которой полностью исчез молибден. В очередном отчете НИИ-48 делается вывод; «Нельзя не сказать, что по композиции хромоникель-вэнэдиевая сталь уступает хромоникельмолибденовой и причину замены одного элемента другим надо, очевидно, искать в истощении имевшихся запасов и потерей баз, снабжавших Германию молибденом».

Помимо химического состава стали, качества и свойства броневого металла зависят от способа его термической обработки. Соответственно получались следующие типы брони:

Гетерогенная (неоднородная) сталь, обладающая одновременно высокой твердостью внешней обстреливаемой стороны и основным слоем из более мягкого и вязкого металла. Наиболее распространенным способом получения гетерогенной брони была цементация. Другой вариант - поверхностная закалка токами высокой частоты.

Гомогенная сталь с более или менее однородной структурой металла по всей глубине броневого листа. Гомогенная сталь, в свою очередь, подразделялась на три подвида - высокой, средней и низкой твердости.
Кроме того, иногда применялась многослойная броня. Она создавалась либо путем сборки двух или нескольких листов твердой и вязкой стали в единые, соединенные электросваркой или болтами пакеты, либо путем соединения двух сортов металла разной твердости в одном листе при разливке или же во время прокатки таким образом, чтобы лицевая сторона оказалась более жесткой, а тыльная - вязкой (броня типа «компаунд»).

Наиболее стойкой при обстреле считалась изобретенная еще в 1877 г. броня «компаунд». По оценкам 1940-х гг., при равной защите она могла иметь процентов на тридцать меньшую толщину по сравнению с гомогенной сталью. Однако технология выделки «компаунда» всегда была сложной и затратной, поэтому широкого применения в танкостроении такая броня не получила. Известно, что в 1933-1934 гг. броневая сталь типа «компаунд» марки МИ и детали из нее производились на Мариупольском заводе для защиты танков БТ. На одну тонну готовых деталей расходовалось до 8 т броневого листа.

Механическое соединение нескольких листов в один пакет использовалось главным образом для усиления защиты устаревших танков: и наши, и немецкие опыты показали, что два или более листов разной твердости по стойкости уступают примерно на 5 - 15% монолитному листу гомогенной стали, по толщине равному общей толщине пакета. Правда, в случае, если между листами оставляли воздушный зазор размером не менее 100 мм, то пакет имел преимущество над монолитом при попадании подкалиберного или кумулятивного снаряда.

Цементированная броня впервые появилась на броненосных кораблях в конце XIX а. и отлично зарекомендовала себя в сражениях русско-японской и Первой мировой войн. В 1920 - 1930-х гг. она считалась весьма перспективной для защиты танков, однако броневым заводам пришлось преодолевать немалые технологические трудности: получить необходимое соотношение между твердым и вязким слоями в листе танковой брони толщиной от 5-7 мм оказалось гораздо сложнее, чем в броневых плитах крейсеров и линкоров толщиной от 100 мм и выше. На Мариупольском заводе технологию выделки цементированной брони осваивали в 1932 г., но отказались в пользу брони «компаунд», поскольку на тонну бронедеталей расходовалось до 12 т цементированного листа. На Ижорском заводе цементированную броню для танков Т-26 выпускали до 1940 г., однако и там в конце концов от нее отступились.

Гомогенная сталь для противопульной брони легких танков была создана в СССР в 1934 г. на Ижорском заводе и потому называлась ИЗ. В 1935 г. ее производство было освоено в Мариуполе; после доработки (в частности, с целью улучшения свариваемости) эта сталь была переименована в МИЗ (т. е. Мариуполь - Ижора); позднее она вошла в общесоюзные марочники броневых сталей под индексом 2П. Металл хорошо принимал закалку на толщинах до 30 мм; для изготовления тонны готовых деталей расходовалось 6 т листа. На танках Т-34 сталь 2П использовалась в двух вариантах - как конструкционная броневая сталь днища корпуса и как противопульная броня высокой твердости на крыше корпуса и башни.

Противоснарядная гомогенная броня разрабатывалась для советских средних и тяжелых танков во второй половине 1930-х гг. сразу в двух вариантах - высокой и средней твердости. Опыт боев в Испании и на Дальнем Востоке показал, что наиболее опасным врагом танка являются не мощные дивизионные и корпусные орудия, а невзрачные малокалиберные противотанковые орудия. Легкие, дешевые, маневренные, скорострельные, незаметные на поле боя - они легко поражали танки с противопульной защитой. Было известно, что основные армии стран Западной Европы заказывали такие пушки тысячами, да и РККА не отставала - в лето 1941 г. самым массовым ее орудием была 45-мм противотанковая; сухопутные части имели их почти 15 тыс. штук.

Поэтому массовым средним танкам считалось необходимым дать броневую защиту, гарантирующую отражение снарядов противотанковых пушек калибром 37 - 50 мм на дистанциях более 300 - 400 м, бронебойных пуль противотанковых ружей и крупнокалиберных пулеметов - на любых дистанциях. Наиболее оптимальным вариантом, обеспечивающим поставленную задачу при минимальных толщине и весе, была признана броня высокой твердости. Соответствующая марка стали создавалась в 1937-1939 гг. совместными усилиями работников Мариупольского завода и ученых НИИ-48. В популярной литературе она известна под заводским названием - МЗ-2 (Мариупольский завод-2) или индексом союзного марочника - 8С.

Детали из гомогенной брони высокой твердости при больших углах наклона к вертикали уверенно отражали бронебойные снаряды, по калибру примерно равные толщине самой брони. Следовательно, для защиты танка от мелкокалиберных противотанковых и танковых пушек требовались рациональная форма корпуса и башни танка в сочетании с броней толщиной всего в 40 - 50 мм.

На Т-34, как известно, использовалась преимущественно 45-мм катаная броня высокой твердости. Многочисленные обстрелы на советских полигонах из 45-мм отечественных пушек с длиной ствола в 46 калибров, а также длинноствольных 37-мм и 50-мм трофейных орудий неизменно доказывали ее преимущество перед броневой сталью средней и тем более низкой твердости. Согласно советским правилам, броневые детали рассматривались как доброкачественные при соблюдении следующих параметров:

Для стали высокой твердости толщиной в 45 мм считалось нормой, если 45-мм бронебойный снаряд обеспечивал кондиционное поражение вертикально установленного листа (т. е. выдавливал большую выпуклость с тыльной стороны) при скорости встречи 630 м/сек.
- для брони средней твердости в тех же условиях скорость встречи составляла всего 520 м/сек. .
Сквозного пробития вертикально установленного листа брони высокой твердости толщиной 40 мм советский 45-мм достигал с 420 м, однако тот же лист, установленный под углом в 45 градусов пробить не мог. Для брони средней твердости такой же толщины аналогичные показатели составляли 560 м и 50 м. Отметим, что для поражения брони высокой твердости вес снаряда при прочих равных условиях имел решающее значение. При опытном обстреле все той же отечественной 45-мм брони высокой твердости из стали марки 8С 50-мм немецкими бронебойными и подкалиберными снарядами ученые НИИ-48 выяснили, что бронебойные при больших углах наклона броневых листов или острых курсовых углах надежнее обеспечивают поражение, чем более могущественные по «паспортным» данным подкалиберные. При обстреле брони средней твердости вырисовывалась обратная картина - подкалиберные действовали явно лучше бронебойных снарядов.

При сравнении качеств остро- и тупоголовых бронебойных снарядов (отличающихся, как следует из названия, формой головной части) ученые НИИ-48 после долгих и неоднозначных опытов установили, что, как правило, сталь высокой твердости (как и цементированную) лучше пробивают тупоголовые снаряды, а остроголовые несколько отстают. В то же время броня средней твердости лучше поддавалась остроголовым снарядам. Отметим, что немцы в течение всей войны пользовались только остроголовыми снарядами, а советские артиллеристы поначалу стреляли тупоголовыми, позднее же обзавелись снарядами обоих типов.

На танке Т-34 использовалось немалое количество литых броневых деталей - в том числе таких крупных, как корпус башни. Изготовлялись они из стали 8С, но несколько увеличенной толщины: обстрелы показали, что литая броня уступает катаной по стойкости на 9-12% {64]. Соответственно литые башни имели стенки толщиной не 45, а 52 мм.

В годы войны на вооружение были приняты новые марки броневой стали высокой твердости для средних танков Т-34 - такие, как 68Л для отливки башен или катаная сталь ФД-5732 для бронекорпусов. И та, и другая принимались в соответствии с требованиями для стали 8С и имели перед ней преимущество только в виде экономии остродефицитных легирующих материалов - никеля, ферромарганца, ферросилиция

Вместе с тем новая сталь марки 44/1, несмотря на очевидную экономичность, была отвергнута, поскольку уступала стали 8С в бронестойкости и проявила повышенную склонность к образованию трещин. В 1944 г. началась отливка увеличенных по размеру башен новой конструкции (для 85-мм пушки) из новой и более легированной, чем предшественницы, стали марки 71Л. Согласно марочнику, она предназначалась для изготовления литой противоснарядной брони высокой твердости увеличенных толщин - от 60 до 90 мм.

При всех достоинствах гомогенной брони высокой твердости нельзя не отметить, что ее преимущества естественным образом продолжались в недостатках. Отличная стойкость по сравнению с броней средней и низкой твердости при обстреле высокоскоростными снарядами мелкокалиберных противотанковых пушек сопровождалась повышенной хрупкостью при попадании массивных бронебойных или даже осколочных снарядов длинноствольных зенитных, танковых и противотанковых пушек средних калибров - от 75 мм и выше. Эти орудия обладали высокой дульной мощностью, их снаряды подчас не пробивали, а буквально дробили броневую сталь высокой твердости, оставляя после себя большие проломы с расходящимися в разные стороны трещинами. Даже технические условия приемки броневых деталей из стали 8С предусматривали возможность отколов и трещин в размере до 4 калибров снаряда. Броню средней твердости среднекалиберные пушки поражали еще лучше, но благодаря вязкости стали не ломали ее, а лить проделывали правильной формы отверстия без трещин, почти равные калибру снаряда.

Уникальные кадры: испытания танка Т-34 на полигоне: срубание дерева носовой и закапывание в грунт.

И еше одно крайне неприятное обстоятельство: попадая в броню высокой твердости, снаряды выбивали из тыльной ее части настоящий дождь осколков, опасных для экипажа и оборудования танка. Если это были снаряды мелкокалиберных пушек, то и осколки летели мелкие, без особой убойной силы. Читаем воспоминания Н. К. Попеля, воевавшего летом 1941 г. на танке Т-34: «У нас окровавленные лица. Когда немецкие снаряды делали вмятины на лобовой броне, внутри от нее отскакивали крупинки стали и впивались в лоб, в щеки». Неприятно, опасно, но терпеть можно. Однако снаряды средних калибров с высокой энергией придавали осколкам уже убойную Силу. Так, от вторичного осколка, после рикошета немецкого снаряда от бортовой брони, погиб 21 января 1944 г. один из сподвижников знаменитого советского танкового генерала М. Е. Катукова командир танковой бригады А. Ф. Бурда. По данным М. Постникова, основная немекая противотанковая пушка 1943 - 1945 гг. 75-мм Рак 40 выбивала своим бронебойным снарядом опасные вторичные ОСКОЛКИ на дистанции до 2 км, 88-мм орудие давало тот же результат на расстоянии до 3 км.

Именно поэтому для защиты советских тяжелых танков KB и позднее ИС, предназначенных для прорыва мощных оборонительных линий и рассчитанных на обстрел мощными среднекалиберными орудиями, были выбраны марки высоко отпущенной брони средней твердости - хотя еще в 1940 г. удалось определить, что сталь высокой твердости в листах толщиной до 75 мм при рациональных углах наклона отлично отражает бронебойные снаряды довольно крупных калибров . Плиты брони средней твердости приходилось делать более толстыми, но зато благодаря своей вязкости они спасали от вторичных осколков. К тому же увеличение массы и снижение подвижности для танка прорыва особого значения не имели - он, как следует из того же приказа №325, и не предназначался для лихих рейдов по тылам врага.

Германии, как известно, после Первой мировой войны было запрещено создавать танки. Немецкие конструкторы боевых машин продолжали работать главным образом за рубежом - в Швеции, Чехословакии и даже в СССР, однако металлурги такой возможности были лишены, и поэтому восстановление производства броневого металла сопровождалось большими сложностями. Г. Гудериан пишет в своих воспоминаниях: «Особенно большие затруднения возникли при производстве специальной стали для танков, которая должна была обладать необходимой вязкостью; первые образцы плит для танков ломались как стекло» .

Средний танк Т-44 с 57-мм пушкой.

Как и в Советском Союзе, броневые листы относительно небольших толщин (30 - 40 мм) для танков Pz. Kpfw III и Pz. Kpfw IV изготовлялись в Германии из стали высокой твердости - как гомогенной, так и цементированной. На танках с увеличенной толщиной брони использовалась сталь, обработанная на среднюю твердость. Правда, повышенное содержание углерода делало ее довольно твердой даже при умеренной закалке.

Наиболее ответственные бронедетали, в частности - лобовые, часто подвергались цементации. Сложность технологии не смущала германских металлургов, поскольку объемы производства бронетанковой техники вплоть до 1942 г. оставались сравнительно небольшими. Различные источники подтверждают, что листы цементированной брони применялась в 1942 г. для экранирования лобовой защиты танков Pz. Kpfw Ш и Pz. Kpfw IV. Цементированная броня использовалась на модернизированных танках Pz. Kpfw IV выпуска 1942-1943 гг., а также, до конца 1942 г., на штурмовых орудиях StuG III. Из листов цементированной «морской» броневой стали собирались корпуса знаменитых штурмовых орудий Jgd. Pz. Tiger (P) «Фердинанд», благо строительство крейсеров все равно было остановлено и запасы лежали без дела.

Однако необходимость резкого увеличения выпуска бронетехники в конце концов заставила немецких металлургов отказаться от цементации брони. Начиная с 1943 г. высокие стандарты пытались поддерживать только для броневых деталей танков Pz. Kpfw V «Пантера», но и здесь с переменным успехом. Уже в 1943 г. исследователи НИИ-48 отмечали, что гетерогенная броня используется лишь на некоторых деталях (бортовых, частично - лобовых), причем встречались «Пантеры», целиком изготовленные из гомогенной брони средней твердости, без малейшего намека на цементацию.

Стойкость германской и отечественной брони высокой твердости советские специалисты в течение всей войны оценивали как примерно равную, а для брони средней твердости признавали небольшое преимущество немецкой стали.

Вместе с тем испытания обстрелом на советских полигонах и осмотр подбитой техники на полях сражений неизменно подтверждали повышенную, по сравнению с советской, хрупкость немецкой броневой стали и низкую ее живучесть (т. е. способность выдерживать длительный обстрел) - причем на всех типах брони и боевой техники. По итогам боев 1942 г. ученые НИИ-48 пришли к следующему выводу: «По характеру поражений при пулевом и снарядном обстреле броня трофейных танков, с точки зрения действующих в Советском Союзе технических условий на броню для танков, не является качественной и может быть оценена как неудовлетворительная, вследствие хрупкости и склонности к образованию трещин и расколов от удара снарядов и наличия отколов с тыла плит» .

Отличную иллюстрацию по теме опубликовал в одной из своих книг М. Свирин: фотография танка Pz. Kpfw V «Пантера» с почти развалившимся от сквозных трещин бортовым листом башни. Это результат попаданий всего лишь трех осколочных снарядов вполне скромного калибра. Бронк> они, естественно, не пробили, тем не менее танк из строя вывели. Из-за повышенной хрупкости стали немцы использовали катаный металл и не рисковали отливать крупные броневые детали. Дальше литых масок орудий танков и самоходных орудий германские броневых дел мастера не пошли.

На танках наших союзников использовалась, как правило, гомогенная броня средней и даже низкой твердости, Цементированная отмечена лишь на американских легких танках МЗ «Стюарт» {на листах толщиной менее 30 мм), гомогенная броня высокой твердости - на британских легких танках Мк VII «Тетрарх». И в первом, и во втором случаях речь идет о противопульной защите.

Промышленникам США пришлось в начале 1940-х гг. одновременно осваивать и производство средних танков, и выплавку противоснарядной брони - без малейшего предшествующего опыта. Поэтому не приходится удивляться тому, что, несмотря на высочайший уровень металлургических технологий, первая броневая продукция особыми достоинствами не отличалась. Советские специалисты, изучавшие американский броневой лист в 1942 г., пришли к выводу, что, при высокой точности проката лист толщиной 35 мм не соответствует даже умеренным «... техническим условиям военного времени как по химическому составу, так и по хрупкому виду поражений. Материал американской стали имеет шиферность и слоистость в плоскости проката».

Технологии выплавки, проката и термообработки броневой стали в США быстро совершенствовались, однако до конца войны американские металлурги не рисковали обрабатывать противоснарядную броню на высокую твердость, причем даже в относительно тонких бортовых листах толщиной 38 - 58 мм. Броневые детали из катаной стали закаливались на среднюю твердость, из литой стали (в том числе башни и корпуса танков) - на низкую твердость.

В современной литературе уже не раз отмечалась отличная вязкость брони американских танков по сравнению с отечественной. Что ж, этот вывод соответствует истине, однако основывается не на качестве металла, но на свойствах его закалки. В результате для равной бронестойкости на американские танки приходилось устанавливать более толстую и соответственно тяжелую броню.

Война - всегда выбор между плохим и очень плохим. Вероятность получить ранение от вторичного осколка все же менее страшна, чем полноценный бронебойный снаряд, пробивший защиту и взорвавшийся внутри танка. Соответственно и критерии для сравнения броневой защиты танков нужно искать не в толщине брони и не в углах наклона, а в способности устоять под обстрелом основных противотанковых средств противника. В нашей книге таким всеобщим уравнителем будут массовые орудия ПТО Германии.

Сочинения по истории Второй мировой войны буквально пестрят восхищенными оценками германской военной оптики, прежде всего прицелов. Именно в качестве оптики большинство исследователей видят причины успешной стрельбы немецких танков на большие дистанции и полное отсутствие таковой возможности для танков советских.

Подтверждений тому опубликовано множество. Вот, например, данные из отчета Г. Гудериана о действиях танков Pz. Kpfw V «Пантера» на Курской дуге: в течение пяти дней на дистанциях 1,5-2 км были поражены 140 советских танков, а одна «тридцатьчетверка» была подбита с расстояния в 3 км. И. П. Шмелев в книге «Танк «Тигр» упоминает случаи, когда танк-истребитель Jgd. Pz. Tiger (P) «Фердинанд» не без успеха вел огонь по танкам на дистанции в 5 км. Советские танки, в том числе и тяжелые, по мнению многих авторов, подобной возможности не имели. Например, М. Свирин утверждает: «... с таких расстояний вести прицельную стрельбу из ИС могли только хорошо подготовленные экипажи, так как качество оптического стекла прицелов было недостаточным».

Истина, как водится, посередине. Немецкие танки действительно стреляли по советской бронетехнике на большие расстояния, а советские - делали это крайне редко. Однако качество оптического стекла здесь совершенно неповинно. Дело в том, что система управления огнем на танках Второй мировой обеспечивала более или менее приемлемую точность танкового огня лишь на расстояниях прямого выстрела, когда траектория снаряда не превышает высоты цели. Эта дистанция была производной от начальной скорости снаряда и высоты вражеской машины.

,

Средний танк Т-44 с 57-мм пушкой.

Например, для отечественных 85-мм танковых пушек Д-5 и ЗИС-С-53 дальность прямого выстрела бронебойным снарядом с начальной скоростью 792 м/сек по мишени высотой в 2,5 м составляла 1 км. Для 75-мм пушки танка Pz. Kpfw V «Пантера» этот показатель несколько выше, поскольку начальная скорость его снаряда достигала 935 м/сек, но и в этом случае дальность прямого выстрела не достигала 1,5 км.

На расстояниях больше дистанции прямого выстрела траектория снаряда существенно отличается от полета по прямой линии. К цели снаряд подходит не под прямым углом, а сверху. На очень больших дальностях финальный участок полета снаряда приближается к вертикальному его падению. Соответственно, чем дальше враг, тем точнее нужно определять расстояние до него, чтобы снаряд не перелетел цель или не воткнулся в землю перед нею. При обстреле неподвижных мишеней можно было использовать артиллерийскую «вилку»: выстрел - перелет, корректировка наводки, выстрел - недолет, вновь корректировка. Третий снаряд с большой степенью вероятности попадал по месту назначения. Однако при стрельбе по движущемуся танку такая технология помогала плохо. На расстояние в 2 км снаряд гой же «Пантеры» летел примерно секунды 4 (траектория снаряда вытянута и реально больше расстояния между точками на местности, снаряд в атмосфере постепенно теряет скорость). За это время «тридцатьчетверка», двигаясь с далеко не максимальной скоростью в 35 км/час, успевала пройти метров 40 более чем достаточно, чтобы уклониться от снаряда.

На современных танках эта математическая задача - сведение в одной точке траектории снаряда и движущейся мишени - решается при помощи дальномеров и баллистических вычислителей, учитывающих массу параметров, вплоть до температуры воздуха и скорости ветра. На боевых машинах 1940-х гг. всего этого богатства не было и в помине. Первые и не слишком совершенные оптические дальномеры появились на прототипах танка Pz. Kpfw V Ausf. F «Пантера», построенных в 1945 г. в количестве 8 экземпляров. Вступить в бой они просто не успели.

Ну, а как быть с действительно подбитыми на дистанциях в 1,5-3 км танками? Не все же здесь выдумано, есть же реальная основа?
Конечно, есть. Но это истории из области статистики, а не качества прицелов. Если насытить воздух в определенном направлении большим количеством снарядов, то рано или поздно какой-то попадет в цель. Доказательство этому находим в документах, приложенных к книге воспоминаний германского танкиста О. Кариуса. Из отчета о действиях 502-го танкового батальона, оснащенного тяжелыми «Тиграми» Pz. Kpfw VI Ausf. H, за период с 24 по 30 июня 1944 г., мы узнаем, что для поражения 27 советских танков и САУ немцы израсходовали 1079 88-мм бронебойных снарядов. На каждую советскую машину потребовалось 40 выстрелов. Огонь вели с больших расстояний, но все же не далее 2 км. Итоги следующих боев, с 4 по 27 июля, оказались более успешными: на 85 танков и САУ потратили 555 снарядов (6,5 на одну цель). Причина ясна: батальон участвовал во встречных танковых боях и редко вел огонь с больших дистанций.

Советские танкисты не могли позволить себе такой роскоши - делать 40 выстрелов по одной машине
противника. На танках Т-34-76 образца 1942 г. из 100 снарядов возимого боекомплекта бронебойные и подкалиберные составляли всего 25 штук. На Т-34-85 их было еще меньше -21. Все остальное - осколочно-фугасные снаряды, в полном соответствии с основным назначением среднего танка.

Тем не менее на большие расстояния советские танкисты все же стреляли, благо телескопический прицел танка Т-34-85 типа ТШ-16 позволял вести огонь прямой наводкой на расстояние до 3,8 км. Однако их жертвами становились не танки, а орудия ПТО и другие малоподвижные цели, чему немало помогали солидный запас осколочно-фугасных снарядов и традиционная артиллерийская «вилка». Свидетельствует Э. Миддельдорф: «Особенно неприятными были действия русских танков, используемых в качестве самоходной артиллерии. В этом случае они действовали внезапно и уничтожали прямой наводкой одну огневую точку за другой, зачастую ведя огонь с большого расстояния и умело используя естественные укрытия».

Кстати, в советских танковых училищах будущих лейтенантов также обучали стрелять по танкам на дистанциях до 1,5 км. Хорошие ученики не без успеха проявляли свои умения в боях. Например, Герой Советского Союза А. М. Фалин в феврале 1944 г. подбил на своем Т-34-76 с расстояния в 1,5 км два немецких средних танка. Для уточнения дистанции первый выстрел он произвел осколочно-фугасным снарядом. Затем один за другим выпустил 3 бронебойных, что оказалось вполне достаточным для невезучих Pz. Kpfw IV.

По большому счету, в противотанковой борьбе расстояния свыше дистанции прямого выстрела были исключением и для нас, и для немцев. В 1944 г. ученые НИИ-48 провели любопытное исследование на полях танковых боев 1-го Украинского и 1-го Белорусского фронтов. Были изучены несколько сотен случаев обстрелов наших танков и СА немецкими танковыми и противотанковыми 75-мм и 88-мм орудиями, в том числе 166 случаев обстрела «тридцатьчетверок». Выяснилось следующее: орудия калибром 75 мм вели огонь no T-34 главным образом на дистанциях от 100 до 700 м, 88-мм пушки - на дистанциях от 400 до 1100 м. В общем, немецкие наводчики старались не жечь снаряды без пользы, нарушая это правило лишь в редких на фронте условиях абсолютного превосходства в силах и гарантированного подвоза боеприпасов.

Для себя отметим еще один важный критерий сравнительной оценки огневой мощи танков: это дистанция прямого выстрела по боевым машинам противника.

В век, когда партизан, вооруженный ручным гранатометом, может уничтожить выстрелом все, начиная от основного боевого танка и до грузовика с пехотой, слова Вильяма Шекспира «И оружейники теперь в почете» как нельзя более актуальны. Технологии бронирования развиваются для защиты всех боевых единиц, от танка до пешего солдата.

К традиционным угрозам, которые всегда стимулировали разработку брони для транспортных средств, относятся высокоскоростной кинетический снаряд, выстреливаемый из пушек вражеских танков, кумулятивные боеголовки ПТУРов, безоткатные орудия и гранатометы пехоты. Впрочем, боевой опыт противоповстанческих и миротворческих операций, проводимых вооруженными силами, показал, что бронебойные пули из винтовок и пулеметов вместе с вездесущими самодельными взрывными устройствами или придорожными бомбами стали основной угрозой для легких боевых машин.

В результате, в то время, как многие из нынешних разработок в сфере бронирования нацелены на защиту танков и БТР, существует также растущий интерес к схемам бронирования для более легких машин, так же как и к улучшенным типам бронежилетов для личного состава.

Основным типом брони, которым оснащаются боевые машины, является толстолистовой металл, обычно это сталь. В основных боевых танках (ОБТ), он принимает форму катанной гомогенной брони (RHA - rolled homogeneous armour), хотя в некоторых более легких машинах, например в БТР M113, применяется алюминий.

Перфорированная стальная броня представляет собой пластины с группой отверстий, просверленных перпендикулярно лицевой поверхности и имеют диаметр менее половины диаметра предполагаемого снаряда противника. Отверстия уменьшают массу брони, при этом, что касается способности выдерживать кинетические угрозы, то снижение характеристик брони в этом случае минимально.

Улучшенная сталь

Поиски лучшего типа брони продолжаются. Улучшенные стали позволяют повысить защищенность при сохранении исходной массы или для более легких листов сохранить существующие уровни защиты.

Немецкая компания IBD Deisenroth Engineering работала совместно со своими поставщиками стали над разработкой новой высокопрочной азотистой стали. В сравнительных испытаниях с существующей сталью Armox500Z High Hard Armour, она показала, что защита от стрелковых боеприпасов калибра 7,62x54R может быть достигнута за счет применения листов, имеющих толщину около 70% от толщины, необходимой при использовании прежнего материала.

В 2009 году британская Лаборатория оборонной науки и технологии DSTL в сотрудничестве с компанией Coras анонсировала броневую сталь. названную Super Bainite. Изготавливается она с помощью процесса, известного как изотермическая закалка, она не требует дорогих присадок для предотвращения трещинообразования в процессе производства. Новый материал создается за счет нагревания стали до 1000° C, последующего охлаждения до 250°C, затем выдерживания при этой температуре 8 часов перед окончательным охлаждением до комнатной температуры.

В случаях, когда противник не имеет бронебойного вооружения, даже коммерческая стальная пластина может сослужить хорошую службу. Например, мексиканские наркобанды используют тяжело бронированные грузовики, оснащенные стальным листом для защиты от стрелкового оружия. Исходя из широкого применения в конфликтах малой интенсивности в развивающемся мире так называемой "техники", грузовиков оборудованных пулеметами или легкими пушками, было бы удивительно, если бы армии не столкнулись лицом к лицу с подобной бронированной "техникой" во время будущих беспорядков.

Композитная броня

Композитная броня, состоящая из слоев различных материалов, например металлов, пластиков, керамики или воздушной прослойки, доказала большую эффективность по сравнению со стальной броней. Керамические материалы хрупки и при использовании в чистом виде обеспечивают только ограниченную защиту, но в сочетании с другими материалами они образуют композиционную конструкцию, которая зарекомендовала себя в качестве эффективной защиты машин или отдельных солдат.

Первым композитным материалом, получившим широкое распространение, стал материал под названием «Комбинация K». Как сообщалось, он представлял собой стеклопластик между внутренним и внешним листами стали; он применялся на советских танках T-64, поступивших на вооружение в середине 60-х годов.

Броня Chobham британской разработки была установлена первоначально на британском экспериментальном танке FV 4211. Пока она засекречена, но, по неофициальным данным, она состоит из нескольких эластичных слоев и керамических плиток, заключенных в металлическую матрицу и приклеенных к опорной плите. Она была использована на танках Challenger I и II и на M1 Abrams.

Этот класс технологии может и не понадобиться, если атакующий не имеет сложного бронебойного вооружения. В 2004 году рассерженный американский гражданин оборудовал бульдозер Komatsu D355A композитной броней собственной разработки, изготовленной из бетона, заключенного между стальными листами. Броня толщиной 300 мм была непробиваемой для стрелкового оружия. Вероятно, оборудование подобным образом наркобандами и повстанцами своих машин - это всего лишь вопрос времени.

Дополнения

Вместо того чтобы оборудовать машины все более толстой и тяжелой стальной или алюминиевой броней, армии начали принимать на вооружение различные формы навесной дополнительной защиты.

Одним из хорошо известных примеров навесной пассивной брони на основе композиционных материалов является модульная рсширяемая броневая система Mexas (Modular Expandable Armour System). Разработанная немецкой IBD Deisenroth Engineering, она изготавливалась компанией Chempro. Сотни броневых комплектов были изготовлены для гусеничных и колесных бронированных боевых машин, а также колесных грузовиков. Система устанавливалась на танк Leopard 2, БТР M113 и колесные машины, например Renault 6 x 6 VAB и немецкую машину Fuchs.

Компания разработала и начала поставки своей следующей системы - продвинутой модульной броневой защиты Amap (Advanced Modular Armor Protection). Она базируется на современных стальных сплавах, алюминиево-титановых сплавах, нанометрических сталях, керамике и нанокеарамических материалах.

Ученые из вышеупомянутой лаборатории DSTL разработали дополнительную керамическую систему защиты, которая могла бы навешиваться на машины. После того как эта броня была разработана для серийного производства британской компанией NP Aerospace и получила обозначение Camac EFP, она была использована в Афганистане.

В системе применяются небольшие шестиугольные сегменты из керамики, размер, геометрия и размещение которых в массиве были исследованы лабораторией DSTL. Отдельные сегменты скрепляются литым полимером и укладываются в композиционный материал с высокими баллистическими характеристиками.

Применение навесных панелей активно-реактивной брони (динамическая защита) для защиты машин хорошо известно, но детонация таких панелей может повредить машине и представляет угрозу для пехоты, находящейся поблизости. Как говорит ее название, самоограничивающая активно-реактивная броня Slera (self-limiting explosive reactive armour) ограничивает распространение воздействия взрыва, но расплачивается за это несколько сниженными характеристиками. В ней применяются материалы, которые можно классифицировать как пассивные; они не столь эффективны по сравнению с полностью детонируемыми взрывчатыми веществами. Тем не менее, Slera может обеспечить защиту от множественных попаданий.

Невзрывная активно-реактивная броня NERA (Non-Explosive Reactive Armour) развивает эту концепцию далее и, будучи пассивной, предлагает такую же защиту, как и Slera, плюс хорошие характеристики защиты от многократного поражения против кумулятивных боеголовок. Non-Energetic Reactive Armour (неэнергетическая активно-реактивная броня) имеет дополнительно улучшенные характеристики для борьбы с кумулятивными боеголовками.