Seit dem Erscheinen gepanzerter Fahrzeuge eskaliert der ewige Kampf zwischen Projektil und Panzerung. Einige Designer versuchten, die Durchschlagskraft der Granaten zu erhöhen, während andere die Haltbarkeit der Panzerung erhöhten. Der Kampf geht jetzt weiter. Professor der Moskauer Staatlichen Technischen Universität, benannt nach V. I. N. E. Bauman, Direktor für Wissenschaft des Forschungsinstituts für Stahl Valery Grigoryan
Zunächst wurde der Angriff auf die Panzerung frontal durchgeführt: Während die Hauptaufprallart ein panzerbrechendes Projektil mit kinetischer Wirkung war, wurde das Duell der Konstrukteure auf eine Erhöhung des Kalibers der Waffe reduziert, die Dicke und Neigungswinkel der Panzerung. Diese Entwicklung ist in der Entwicklung von Panzerwaffen und Panzerungen im Zweiten Weltkrieg deutlich sichtbar. Die konstruktiven Entscheidungen von damals liegen auf der Hand: Wir werden die Barriere dicker machen; Wenn Sie es kippen, muss das Projektil in der Dicke des Metalls einen längeren Weg zurücklegen, und die Wahrscheinlichkeit eines Abpralls steigt. Auch nach dem Auftauchen von panzerbrechenden Granaten mit hartem, zerstörungsfreiem Kern in der Munition von Panzer- und Panzerabwehrkanonen hat sich wenig geändert.
Elemente des dynamischen Schutzes (EDS)
Sie sind "Sandwiches" aus zwei Metallplatten und einem Sprengstoff. EDZ werden in Behälter gelegt, deren Deckel sie vor äußeren Einflüssen schützen und gleichzeitig Wurfelemente darstellen
Tödliche Spucke
Doch bereits zu Beginn des Zweiten Weltkriegs vollzog sich eine Revolution in den auffallenden Eigenschaften der Munition: Es tauchten kumulative Granaten auf. 1941 begannen deutsche Artilleristen mit dem Einsatz des Hohlladungsgeschosses ("ein Projektil mit einer Kerbe in der Ladung"), und 1942 übernahm die UdSSR das 76-mm-Projektil BP-350A, das nach der Untersuchung erbeuteter Proben entwickelt wurde. So wurden die berühmten Faust-Gönner aufgestellt. Es entstand ein Problem, das mit herkömmlichen Methoden aufgrund der inakzeptablen Zunahme der Tankmasse nicht gelöst werden konnte.
Im Kopf der kumulativen Munition ist eine konische Kerbe in Form eines Trichters angebracht, der mit einer dünnen Metallschicht ausgekleidet ist (Trichtermündung nach vorne). Explosive Detonation beginnt an der Seite, die der Oberseite des Trichters am nächsten liegt. Die Detonationswelle "kollabiert" den Trichter zur Achse des Projektils, und da der Druck der Explosionsprodukte (fast eine halbe Million Atmosphären) die Grenze der plastischen Verformung der Platte überschreitet, beginnt sich diese wie eine Quasi-Flüssigkeit zu verhalten. Dieser Vorgang hat nichts mit Schmelzen zu tun, es ist genau das „kalte“Fließen des Materials. Aus dem kollabierenden Trichter wird ein dünner (mit der Schalendicke vergleichbarer) Summenstrahl gepresst, der auf Geschwindigkeiten in der Größenordnung der explosiven Detonationsgeschwindigkeit (und manchmal sogar höher) beschleunigt, also etwa 10 km / s oder mehr. Die Geschwindigkeit des kumulativen Strahls übersteigt die Schallausbreitungsgeschwindigkeit im Panzermaterial (ca. 4 km / s) deutlich. Daher erfolgt die Wechselwirkung des Strahls und der Panzerung nach den Gesetzen der Hydrodynamik, dh sie verhalten sich wie Flüssigkeiten: Der Strahl durchbrennt die Panzerung überhaupt nicht (dies ist ein weit verbreiteter Irrglaube), sondern durchdringt sie genau wie ein Wasserstrahl unter Druck wäscht Sand weg.
Prinzipien des semiaktiven Schutzes, der die Energie des Strahls selbst nutzt. Rechts: Zellpanzerung, deren Zellen mit einer quasi-flüssigen Substanz (Polyurethan, Polyethylen) gefüllt sind. Die Stoßwelle des kumulativen Strahls wird von den Wänden reflektiert und lässt den Hohlraum kollabieren, wodurch der Strahl zerstört wird. Unten: Rüstung mit reflektierenden Blättern. Durch das Aufquellen der Rückseite und der Dichtung wird die dünne Platte verdrängt, läuft auf die Düse auf und zerstört diese. Solche Methoden erhöhen den antikumulativen Widerstand um 30-40
Mehrschichtiger Schutz
Der erste Schutz gegen kumulative Munition war die Verwendung von Schirmen (Zwei-Barrieren-Panzerung). Der kumulative Strahl wird nicht sofort gebildet, für seine maximale Effizienz ist es wichtig, die Ladung im optimalen Abstand von der Panzerung (Brennweite) zu detonieren. Wird ein Schirm aus zusätzlichen Blechen vor die Hauptpanzerung gelegt, erfolgt die Detonation früher und die Wirkung des Aufpralls nimmt ab. Während des Zweiten Weltkriegs befestigten Panzerfahrer zum Schutz vor Faustpatronen dünne Metallbleche und Maschengitter an ihren Fahrzeugen (eine häufige Geschichte über die Verwendung von Panzerbetten in dieser Funktion, obwohl in Wirklichkeit spezielle Maschen verwendet wurden). Diese Lösung war jedoch nicht sehr effektiv - der Widerstandsanstieg betrug im Durchschnitt nur 9-18%.
Bei der Entwicklung einer neuen Panzergeneration (T-64, T-72, T-80) verwendeten die Designer daher eine andere Lösung - mehrschichtige Panzerung. Es bestand aus zwei Stahlschichten, zwischen denen eine Schicht aus Füllstoff mit geringer Dichte - Glasfaser oder Keramik - gelegt wurde. Dieser "Kuchen" ergab im Vergleich zu monolithischen Stahlpanzerungen einen Gewinn von bis zu 30%. Diese Methode war jedoch für den Turm nicht anwendbar: In diesen Modellen ist er gegossen und es ist aus technologischer Sicht schwierig, Glasfaser im Inneren zu platzieren. Die Konstrukteure von VNII-100 (jetzt VNII "Transmash") schlugen vor, in den Turmpanzerkugeln aus Ultra-Porzellan einzuschmelzen, deren spezifische Löschfähigkeit 2–2, 5-mal höher ist als die von Panzerstahl. Die Spezialisten des Forschungsinstituts für Stahl wählten eine andere Option: Zwischen den äußeren und inneren Schichten der Panzerung wurden Pakete aus hochfestem Vollstahl platziert. Sie übernahmen den Aufprall eines abgeschwächten Summenstrahls bei Geschwindigkeiten, bei denen die Wechselwirkung nicht nach den Gesetzen der Hydrodynamik, sondern in Abhängigkeit von der Härte des Materials erfolgt.
Normalerweise beträgt die Dicke der Panzerung, die eine Hohlladung durchdringen kann, 6-8 ihrer Kaliber, und für Ladungen mit Platten aus Materialien wie abgereichertem Uran kann dieser Wert 10. erreichen
Halbaktive Rüstung
Der Sammelstrahl ist zwar nicht einfach abzubremsen, aber in seitlicher Richtung anfällig und kann auch durch einen schwachen seitlichen Aufprall leicht zerstört werden. Die Weiterentwicklung der Technologie bestand daher darin, dass die kombinierte Panzerung der Front- und Seitenteile des Gussturms durch den von oben offenen Hohlraum gebildet wurde, der mit einem komplexen Füllstoff gefüllt war; von oben wurde der Hohlraum mit angeschweißten Stopfen verschlossen. Türme dieses Designs wurden bei späteren Modifikationen von Panzern verwendet - T-72B, T-80U und T-80UD. Das Funktionsprinzip der Einsätze war anders, nutzte aber die erwähnte "seitliche Anfälligkeit" des kumulativen Strahls. Solche Rüstungen werden üblicherweise als "semi-aktive" Schutzsysteme bezeichnet, da sie die Energie der Waffe selbst nutzen.
Eine der Varianten solcher Systeme ist die Zellpanzerung, deren Funktionsprinzip von Mitarbeitern des Instituts für Hydrodynamik des sibirischen Zweigs der Akademie der Wissenschaften der UdSSR vorgeschlagen wurde. Die Panzerung besteht aus einer Reihe von Hohlräumen, die mit einer quasi-flüssigen Substanz (Polyurethan, Polyethylen) gefüllt sind. Ein kumulativer Strahl, der in ein solches durch Metallwände begrenztes Volumen eindringt, erzeugt eine Stoßwelle in der Quasi-Flüssigkeit, die von den Wänden reflektiert wird, zur Strahlachse zurückkehrt und den Hohlraum kollabiert, wodurch der Strahl abgebremst und zerstört wird. Diese Art von Rüstung bietet bis zu 30-40% Erhöhung des antikumulativen Widerstands.
Eine weitere Option ist eine Rüstung mit reflektierenden Blättern. Es handelt sich um eine dreischichtige Barriere, die aus einer Platte, einem Abstandshalter und einer dünnen Platte besteht. Der in die Platte eindringende Strahl erzeugt Spannungen, die zunächst zu einer lokalen Quellung der Rückseite und dann zu ihrer Zerstörung führen. In diesem Fall tritt eine erhebliche Quellung der Dichtung und des dünnen Blechs auf. Wenn der Strahl die Dichtung und die dünne Platte durchsticht, hat diese bereits begonnen, sich von der Rückseite der Platte wegzubewegen. Da zwischen den Bewegungsrichtungen des Strahls und der dünnen Platte ein gewisser Winkel besteht, beginnt die Platte irgendwann auf den Strahl zu laufen und diesen zu zerstören. Im Vergleich zu einer monolithischen Panzerung der gleichen Masse kann der Effekt der Verwendung von "reflektierenden" Platten 40% erreichen.
Die nächste konstruktive Verbesserung war der Übergang zu Türmen mit geschweißtem Sockel. Es wurde deutlich, dass Entwicklungen zur Erhöhung der Festigkeit von Rollpanzern vielversprechender sind. Insbesondere in den 1980er Jahren wurden neue Stähle mit erhöhter Härte entwickelt und zur Serienreife gebracht: SK-2SH, SK-3SH. Durch die Verwendung von Türmen mit einer Basis aus Walzstahl konnte das Schutzäquivalent entlang der Basis des Turms erhöht werden. Dadurch hatte der Turm für den T-72B-Panzer mit gerolltem Boden ein erhöhtes Innenvolumen, der Gewichtszuwachs betrug 400 kg im Vergleich zum serienmäßigen Gussturm des T-72B-Panzers. Das Turmfüllerpaket wurde unter Verwendung von keramischen Materialien und hochfestem Stahl oder aus einem Paket auf Basis von Stahlplatten mit "reflektierenden" Blechen hergestellt. Der äquivalente Panzerungswiderstand betrug 500–550 mm homogenen Stahls.
So funktioniert dynamischer Schutz
Wenn das DZ-Element von einem kumulativen Strahl durchdrungen wird, detoniert der darin befindliche Sprengstoff und die Metallplatten des Körpers beginnen auseinander zu fliegen. Gleichzeitig schneiden sie die Flugbahn des Jets schräg und ersetzen ständig neue Abschnitte darunter. Ein Teil der Energie wird für das Durchbrechen der Platten aufgewendet und der seitliche Impuls der Kollision destabilisiert den Jet. DZ reduziert die panzerbrechenden Eigenschaften kumulativer Waffen um 50-80%. Gleichzeitig, was sehr wichtig ist, detoniert die DZ nicht, wenn sie mit Kleinwaffen abgefeuert wird. Der Einsatz von DZ ist zu einer Revolution im Schutz von gepanzerten Fahrzeugen geworden. Es ergab sich eine echte Gelegenheit, den durchdringenden Schadenswirkstoff so aktiv zu beeinflussen, wie er zuvor die passive Panzerung beeinflusst hatte.
Explosion in Richtung
Unterdessen verbesserten sich die Technologien im Bereich der kumulativen Munition weiter. Wenn während des Zweiten Weltkriegs die Panzerdurchdringung von Hohlladungsgeschossen 4–5 Kaliber nicht überschritt, stieg sie später deutlich an. Bei einem Kaliber von 100-105 mm waren es also bereits 6-7 Kaliber (im Stahläquivalent von 600-700 mm), bei einem Kaliber von 120-152 mm wurde die Panzerdurchdringung auf 8-10 Kaliber (900 -1200 mm homogener Stahl). Zum Schutz vor dieser Munition war eine qualitativ neue Lösung erforderlich.
In der UdSSR wird seit den 1950er Jahren an einer antikumulativen oder "dynamischen" Panzerung gearbeitet, die auf dem Prinzip der Gegenexplosion basiert. In den 1970er Jahren wurde sein Design bereits am Allrussischen Forschungsinstitut für Stahl ausgearbeitet, aber die psychologische Unvorbereitetheit hochrangiger Vertreter von Armee und Industrie verhinderte seine Annahme. Sie wurden nur durch den erfolgreichen Einsatz einer ähnlichen Panzerung durch israelische Panzer bei den Panzern M48 und M60 während des arabisch-israelischen Krieges 1982 überzeugt. Da die technischen, gestalterischen und technologischen Lösungen vollständig vorbereitet waren, wurde die Hauptpanzerflotte der Sowjetunion in Rekordzeit - in nur einem Jahr - mit der antikumulativen antikumulativen reaktiven Panzerung (ERA) Kontakt-1 ausgestattet. Die Installation von DZ in den Panzern T-64A, T-72A, T-80B, die bereits über eine ziemlich starke Panzerung verfügten, entwertete praktisch sofort die vorhandenen Arsenale an Panzerabwehrlenkwaffen potenzieller Gegner.
Es gibt Tricks gegen Schrott
Das kumulative Projektil ist nicht das einzige Mittel zur Zerstörung von gepanzerten Fahrzeugen. Wesentlich gefährlichere Gegner von Rüstungen sind panzerbrechende Unterkalibergeschosse (BPS). Die Konstruktion eines solchen Projektils ist einfach - es ist ein langer Schrott (Kern) aus schwerem und hochfestem Material (normalerweise Wolframkarbid oder abgereichertes Uran) mit einem Schwanz zur Stabilisierung im Flug. Der Kerndurchmesser ist deutlich kleiner als beim Laufkaliber - daher der Name "Unterkaliber". Mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 1,6 km / s hat ein mehrere Kilogramm schwerer "Dart" eine solche kinetische Energie, dass er bei einem Treffer mehr als 650 mm homogenen Stahl durchdringen kann. Darüber hinaus wirken sich die oben beschriebenen Verfahren zur Verbesserung des Antikumulativschutzes praktisch nicht auf Unterkaliber-Projektile aus. Entgegen dem gesunden Menschenverstand führt die Neigung der Panzerplatten nicht nur nicht zum Abprallen eines Unterkaliber-Projektils, sondern schwächt sogar den Schutzgrad davor! Moderne "abgeschossene" Kerne prallen nicht ab: Bei Kontakt mit der Panzerung bildet sich am vorderen Ende des Kerns ein pilzförmiger Kopf, der die Rolle eines Scharniers spielt, und das Projektil dreht sich zur Senkrechten zur Panzerung und verkürzt sich der Weg in seiner Dicke.
Die nächste Generation von DZ war das Contact-5-System. Die Spezialisten des Forschungsinstituts begannen großartige Arbeit zu leisten und viele widersprüchliche Probleme zu lösen: Die DZ sollte einen kräftigen seitlichen Impuls geben, um den Kern des BOPS zu destabilisieren oder zu zerstören, der Sprengstoff hätte zuverlässig aus der Tiefe gezündet. Geschwindigkeit (im Vergleich zum kumulativen Jet) Kern des BOPS, aber gleichzeitig eine Detonation durch treffende Kugeln und Granatsplitter wurde ausgeschlossen. Blockdesign half, diese Probleme zu lösen. Die Abdeckung des DZ-Blocks besteht aus dickem (ca. 20 mm) hochfestem Panzerstahl. Beim Aufprall erzeugt das BPS einen Strom von Hochgeschwindigkeitsfragmenten, die die Ladung zur Detonation bringen. Der Aufprall einer sich bewegenden dicken Hülle auf die BPS reicht aus, um ihre panzerbrechenden Eigenschaften zu reduzieren. Auch der Aufprall auf den Summenstrahl wird im Vergleich zur dünnen (3 mm) Contact-1-Platte erhöht. Infolgedessen erhöht die Installation von DZ "Contact-5" auf Tanks den antikumulativen Widerstand um das 1, 5-1, 8-fache und erhöht den Schutz gegen BPS um das 1, 2-1, 5-fache. Der Kontakt-5-Komplex ist auf den russischen Serienpanzern T-80U, T-80UD, T-72B (seit 1988) und T-90 installiert.
Die letzte Generation der russischen DZ - der Komplex "Relikt", der ebenfalls von den Spezialisten des Forschungsinstituts für Stahl entwickelt wurde. Bei der verbesserten EDZ wurden viele Nachteile beseitigt, zum Beispiel unzureichende Empfindlichkeit, wenn sie durch kinetische Geschosse mit niedriger Geschwindigkeit und einige Arten von kumulativer Munition ausgelöst werden. Durch die Verwendung zusätzlicher Wurfplatten und die Einbeziehung nichtmetallischer Elemente in ihre Zusammensetzung wird eine erhöhte Effizienz beim Schutz gegen kinetische und kumulative Munition erreicht. Dadurch wird die Panzerdurchdringung von Unterkalibergeschossen um 20-60% reduziert, und aufgrund der erhöhten Expositionszeit gegenüber dem kumulativen Strahl konnte bei kumulativen Waffen mit einem Tandemsprengkopf eine gewisse Effizienz erreicht werden.
