Im Laufe einer relativ kurzen, etwa hundertjährigen Geschichte der Panzerfahrzeuge (BTT) der Bodentruppen hat sich die Art der Kampfführung immer wieder verändert. Diese Veränderungen waren kardinaler Natur - vom "positionellen" zum "mobilen" Krieg und darüber hinaus zu lokalen Konflikten und Anti-Terror-Operationen. Ausschlaggebend für die Bedarfsbildung an militärischer Ausrüstung ist die Art der geplanten Militäreinsätze. Dementsprechend änderte sich auch das Ranking der Haupteigenschaften von BTT. Die klassische Kombination „Feuerkraft – Verteidigung – Mobilität“wurde immer wieder aktualisiert, ergänzt um neue Komponenten. Zum jetzigen Zeitpunkt hat sich die Sichtweise etabliert, nach der der Sicherheit Priorität eingeräumt wird.
Eine deutliche Erweiterung der Reichweite und Fähigkeiten von Panzerabwehrfahrzeugen (BTT) machte deren Überlebensfähigkeit zur wichtigsten Voraussetzung für die Erfüllung eines Kampfauftrags. Die Sicherung der Überlebensfähigkeit und (im engeren Sinne) des Schutzes der BTT basiert auf einem integrierten Ansatz. Es kann kein universelles Schutzmittel gegen alle möglichen modernen Bedrohungen geben, daher sind auf BTT-Anlagen verschiedene Schutzsysteme installiert, die sich gegenseitig ergänzen. Bis heute wurden Dutzende von Strukturen, Systemen und Komplexen für Schutzzwecke geschaffen, die von traditionellen Panzern bis hin zu aktiven Schutzsystemen reichen. Unter diesen Bedingungen ist die Bildung der optimalen Zusammensetzung des komplexen Schutzes eine der wichtigsten Aufgaben, deren Lösung maßgeblich die Perfektion der entwickelten Maschine bestimmt.
Die Lösung des Problems der Integration von Schutzmitteln basiert auf der Analyse potenzieller Bedrohungen in den angenommenen Einsatzbedingungen. Und hier ist es notwendig, darauf zurückzukommen, dass die Natur der Feindseligkeiten und folglich die "repräsentative Ausrüstung von Panzerabwehrwaffen"
verglichen, sagen wir, mit dem Zweiten Weltkrieg. Am gefährlichsten für BTT sind derzeit zwei (sowohl hinsichtlich des technologischen Niveaus als auch der Anwendungsmethoden) gegensätzliche Mittelgruppen - Präzisionswaffen (WTO) einerseits und Nahkampfwaffen und Minen andererseits. Wenn der Einsatz der WTO typisch für hochentwickelte Länder ist und in der Regel recht schnell zur Vernichtung feindlicher Schützenpanzergruppen führt, dann ist der weit verbreitete Einsatz von Minen, improvisierten Sprengkörpern (SBU) und handgehaltenen Panzergranatenwerfer verschiedener bewaffneter Formationen ist langfristiger Natur. Die Erfahrungen der US-Militäroperationen im Irak und in Afghanistan sind in diesem Sinne sehr bezeichnend. In Anbetracht der Tatsache, dass solche lokalen Konflikte die typischsten für moderne Bedingungen sind, sollte zugegeben werden, dass die Minen und Nahkampfwaffen für die BTT am gefährlichsten sind.
Das Ausmaß der Bedrohung durch Minen und improvisierte Sprengkörper wird durch die verallgemeinerten Daten zu den Verlusten von Ausrüstung der US-Armee in verschiedenen bewaffneten Konflikten gut veranschaulicht (Tabelle 1).
Die Analyse der Schadensdynamik lässt eindeutig feststellen, dass die Minenräumungskomponente des komplexen Schutzes gepanzerter Fahrzeuge heute besonders relevant ist. Der Minenschutz ist zu einem der Hauptprobleme der Entwickler moderner Militärfahrzeuge geworden.
Um die Möglichkeiten zur Gewährleistung des Schutzes zu bestimmen, müssen zunächst die Merkmale der wahrscheinlichsten Bedrohungen bewertet werden - die Art und Stärke der verwendeten Minen und Sprengkörper. Derzeit wurde eine große Anzahl wirksamer Panzerabwehrminen geschaffen, die sich unter anderem im Wirkprinzip unterscheiden. Sie können mit Push-Action-Sicherungen und Mehrkanalsensoren ausgestattet werden - magnetometrisch, seismisch, akustisch usw. Der Gefechtskopf kann entweder der einfachste hochexplosive oder mit Schlagelementen vom Typ "Schockkern" sein, die eine hohe Panzerung aufweisen. durchdringende Fähigkeit.
Die Besonderheiten der betrachteten militärischen Konflikte implizieren nicht das Vorhandensein von "High-Tech"-Minen im Besitz des Feindes. Die Erfahrung zeigt, dass in den meisten Fällen Minen und häufiger die SBU mit hochexplosiver Wirkung mit Funk- oder Kontaktsicherungen verwendet werden. Ein Beispiel für einen improvisierten Sprengsatz mit einem einfachen Druckzünder ist in Abb. 1.
Tabelle 1
In jüngster Zeit gab es im Irak und in Afghanistan Fälle des Einsatzes von improvisierten Sprengkörpern mit Schlagelementen vom Typ "Schockkern". Das Aufkommen solcher Geräte ist eine Reaktion auf die Erhöhung des Minenschutzes von BTT. Obwohl es aus offensichtlichen Gründen unmöglich ist, mit „improvisierten Mitteln“eine qualitativ hochwertige und hocheffiziente kumulative Baugruppe herzustellen, beträgt die panzerbrechende Fähigkeit solcher SBUs jedoch bis zu 40 mm Stahl. Dies reicht völlig aus, um leicht gepanzerte Fahrzeuge zuverlässig zu besiegen.
Die Stärke der Minen und der eingesetzten SGE hängt in hohem Maße von der Verfügbarkeit bestimmter Sprengstoffe (Sprengstoffe) sowie von deren Verlegungsmöglichkeiten ab. In der Regel werden IEDs auf Basis von Industriesprengstoffen hergestellt, die bei gleicher Leistung ein viel größeres Gewicht und Volumen haben als „Kampf“-Sprengstoffe. Schwierigkeiten beim versteckten Verlegen solch sperriger IEDs begrenzen ihre Leistung. Daten zur Häufigkeit des Einsatzes von Minen und IEDs mit verschiedenen TNT-Äquivalenten, die als Ergebnis der Verallgemeinerung der Erfahrungen der US-Militäroperationen der letzten Jahre erhalten wurden, sind in der Tabelle aufgeführt. 2.
Tabelle 2
Die Analyse der vorgelegten Daten zeigt, dass mehr als die Hälfte der in unserer Zeit verwendeten Sprengkörper TNT-Äquivalente von 6-8 kg haben. Dieser Bereich sollte als der wahrscheinlichste und damit auch als der gefährlichste angesehen werden.
Aus Sicht der Art der Niederlage gibt es Sprengarten unter dem Boden des Autos und unter dem Rad (Raupe). Typische Beispiele für Läsionen in diesen Fällen sind in Abb. 2. Bei Explosionen unter dem Boden ist es sehr wahrscheinlich, dass die Unversehrtheit (Bruch) des Rumpfes und die Zerstörung der Besatzung sowohl durch dynamische Belastungen, die die zulässigen Höchstwerte überschreiten, als auch durch den Aufprall einer Stoßwelle und Zersplitterung Strömung sind sehr wahrscheinlich. Bei Radexplosionen geht in der Regel die Mobilität des Fahrzeugs verloren, die Besatzung wird jedoch hauptsächlich durch dynamische Belastungen beeinflusst.
Abb. 1. Improvisierte Sprengvorrichtung mit Push-Type-Sicherung
Ansätze zur Sicherstellung des Minenschutzes von BTT werden in erster Linie durch die Anforderungen an den Schutz der Besatzung und erst in zweiter Linie durch die Anforderungen an die Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs bestimmt.
Der Erhalt der Funktionsfähigkeit der internen Ausrüstung und damit der technischen Kampffähigkeit kann durch die Reduzierung der Stoßbelastungen dieser Ausrüstung und ihrer Befestigungspunkte sichergestellt werden. Die meisten
kritisch sind hierbei Komponenten und Baugruppen, die am Maschinenboden oder innerhalb der maximal möglichen dynamischen Durchbiegung des Bodens während des Strahlens befestigt sind. Die Anzahl der Befestigungspunkte für Geräte am Boden sollte so gering wie möglich sein, und diese Knoten selbst sollten energieabsorbierende Elemente aufweisen, die dynamische Belastungen reduzieren. In jedem Fall ist die Gestaltung der Befestigungspunkte original. Gleichzeitig ist es aus Sicht der Bodenkonstruktion erforderlich, um die Funktionsfähigkeit der Ausrüstung zu gewährleisten, die dynamische Durchbiegung (Erhöhung der Steifigkeit) zu reduzieren und die maximal mögliche Reduzierung der übertragenen dynamischen Lasten zu gewährleisten die Befestigungspunkte der Innenausstattung.
Besatzungswartung kann erreicht werden, wenn eine Reihe von Bedingungen erfüllt sind.
Die erste Bedingung besteht darin, die während der Detonation auf die Befestigungspunkte der Besatzungs- oder Truppensitze übertragenen dynamischen Lasten zu minimieren. Wenn die Sitze direkt an der Unterseite des Autos befestigt sind, wird fast die gesamte Energie, die auf diesen Abschnitt des Bodens übertragen wird, auf ihre Befestigungspunkte übertragen, daher
extrem effiziente energieabsorbierende Sitzanordnungen erforderlich. Es ist wichtig, dass ein Schutz bei hoher Ladeleistung fragwürdig wird.
Wenn die Sitze an den Seiten oder am Dach des Rumpfes befestigt sind, wo sich die Zone der lokalen "explosiven" Verformungen nicht erstreckt, wird nur der Teil der dynamischen Lasten, die auf die gesamte Karosserie verteilt werden, auf die Befestigungspunkte übertragen. In Anbetracht der erheblichen Masse von Kampffahrzeugen sowie des Vorhandenseins von Faktoren wie Federungselastizität und teilweiser Energieabsorption aufgrund lokaler Verformungen der Struktur werden die auf die Seiten und das Dach des Rumpfes übertragenen Beschleunigungen relativ gering sein.
Die zweite Bedingung für die Aufrechterhaltung der Arbeitsfähigkeit der Besatzung ist (wie bei der Innenausstattung) der Ausschluss des Bodenkontakts bei der maximalen dynamischen Durchbiegung. Dies kann rein konstruktiv erreicht werden – indem der notwendige Abstand zwischen Boden und Boden des Wohnabteils geschaffen wird. Eine Erhöhung der Steifigkeit des Bodens führt zu einer Verringerung dieses erforderlichen Spiels. So wird die Leistung der Besatzung durch spezielle stoßdämpfende Sitze sichergestellt, die an Orten weit entfernt von den Bereichen möglicher Explosionslasten befestigt sind, sowie durch Eliminieren des Kontakts der Besatzung mit dem Boden bei maximaler dynamischer Durchbiegung.
Ein Beispiel für die integrierte Umsetzung dieser Ansätze zum Minenschutz ist die relativ junge Klasse von MRAP-Panzerfahrzeugen (Mine Resistant Ambush Protected), die eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Sprengkörper und Handfeuerwaffen aufweisen (Abb. 3) …
Abbildung 2. Die Art der Niederlage von gepanzerten Fahrzeugen beim Untergraben unter dem Boden und unter dem Rad
Wir müssen der höchsten Effizienz der Vereinigten Staaten Tribut zollen, mit der die Entwicklung und Lieferung großer Mengen solcher Maschinen an den Irak und nach Afghanistan organisiert wurde. Mit dieser Aufgabe wurde eine ziemlich große Anzahl von Unternehmen betraut - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International usw. Dies hat eine deutliche Reduzierung der MRAR-Flotte vorweggenommen, aber gleichzeitig ermöglicht, liefern sie in kürzester Zeit in der benötigten Menge.
Die gemeinsamen Merkmale des Ansatzes zur Gewährleistung des Minenschutzes bei den Autos dieser Unternehmen sind die rationale V-förmige Form des unteren Teils des Rumpfes, die erhöhte Festigkeit des Bodens durch die Verwendung dicker Stahlpanzerplatten und die obligatorische Verwendung von spezielle energieabsorbierende Sitze. Der Schutz ist nur für das bewohnbare Modul vorgesehen. Alles, was "draußen" ist, auch der Motorraum, ist entweder gar nicht oder nur schlecht geschützt. Diese Funktion ermöglicht es, einer Untergrabung standzuhalten
ausreichend leistungsstarke IEDs aufgrund der leichten Zerstörung der "äußeren" Fächer und Baugruppen mit Minimierung der Stoßübertragung auf das bewohnbare Modul (Abb. 4) Ähnliche Lösungen werden sowohl an schweren Maschinen implementiert, zum Beispiel Ranger von Universal Engineering (Abb. 5) und auf Licht, einschließlich IVECO 65E19WM. Mit offensichtlicher Rationalität unter Bedingungen begrenzter Masse bietet diese technische Lösung immer noch keine hohe Überlebensfähigkeit und Erhaltung der Mobilität mit relativ schwachen Sprengkörpern sowie Kugelbeschuss.
Reis. 3. Gepanzerte Fahrzeuge der MRAP-Klasse (Mine Resistant Ambush Protected) haben eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Sprengkörper und Kleinwaffenfeuer
Reis. 4. Ablösen von Rädern, Triebwerk und externer Ausrüstung aus dem Mannschaftsraum, wenn ein Auto durch eine Mine gesprengt wird
Reis. 5. Schwer gepanzerte Fahrzeuge der Ranger-Familie von Universal Engineering
Reis. 6 Fahrzeug der Typhoon-Familie mit erhöhter Minenresistenz
Einfach und zuverlässig, aber gewichtsmäßig nicht die rationellste ist die Verwendung von Grobblech zum Schutz des Bodens. Leichtere Bodenkonstruktionen mit energieabsorbierenden Elementen (zB sechseckige oder rechteckige Rohrteile) werden noch sehr eingeschränkt verwendet.
Zur MRAP-Klasse gehören auch Autos der Typhoon-Familie (Abb. 6), die in Russland entwickelt wurden. In dieser Fahrzeugfamilie sind nahezu alle derzeit bekannten technischen Lösungen zur Gewährleistung des Minenschutzes umgesetzt:
- V-förmiger Boden, - mehrschichtiger Boden des Mannschaftsraums, Minensumpf, - Innenboden auf elastischen Elementen, - Standort der Besatzung in größtmöglicher Entfernung vom wahrscheinlichsten Ort der Detonation, - Einheiten und Systeme, die vor dem direkten Aufprall von Waffen geschützt sind, - energieabsorbierende Sitze mit Sicherheitsgurten und Kopfstützen.
Die Arbeit an der Typhoon-Familie ist ein Beispiel für Zusammenarbeit und einen integrierten Ansatz zur Lösung des Problems der Gewährleistung der Sicherheit im Allgemeinen und der Minenresistenz im Besonderen. Der leitende Entwickler des Schutzes von Autos, der vom Ural Automobile Plant geschaffen wurde, ist OAO NII Stali. Die Entwicklung der allgemeinen Konfiguration und Anordnung von Kabinen, Funktionsmodulen sowie energieabsorbierenden Sitzen wurde von JSC „Evrotechplast“durchgeführt. Für die numerische Simulation des Explosionsaufpralls auf die Fahrzeugstruktur wurden Spezialisten des Sarov Engineering Center LLC eingebunden.
Der derzeitige Ansatz zur Bildung von Minenschutz umfasst mehrere Stufen. Im ersten Schritt erfolgt die numerische Modellierung des Einflusses von Explosionsprodukten auf eine Entwurfsskizze. Außerdem werden die äußere Konfiguration und die allgemeine Gestaltung der unteren, Antiminenpaletten geklärt und deren Struktur ausgearbeitet (auch die Entwicklung der Strukturen wird zuerst mit numerischen Methoden durchgeführt und dann an Bruchstücken durch echte Detonation getestet).
In Abb. 7 zeigt Beispiele der numerischen Modellierung der Auswirkungen einer Explosion auf verschiedene Strukturen von Minenräumungsstrukturen, die von JSC "Research Institute of Steel" im Rahmen der Arbeit an neuen Produkten durchgeführt wurden. Nach Abschluss der Detailkonstruktion der Maschine werden verschiedene Möglichkeiten der Untergrabung simuliert.
In Abb. 8 zeigt die Ergebnisse numerischer Simulationen einer Typhoon-Fahrzeugdetonation, die von Sarov Engineering Center LLC durchgeführt wurde. Basierend auf den Ergebnissen der Berechnungen werden die notwendigen Modifikationen vorgenommen, deren Ergebnisse bereits durch reale Detonationsversuche überprüft werden. Dieser mehrstufige Ansatz ermöglicht es, die Richtigkeit technischer Lösungen in verschiedenen Phasen des Entwurfs zu beurteilen und im Allgemeinen das Risiko von Entwurfsfehlern zu reduzieren sowie die rationellste Lösung zu wählen.
Reis. 7 Bilder des deformierten Zustands verschiedener Schutzstrukturen in der numerischen Simulation des Einschlags einer Explosion
Reis. 8 Das Bild der Druckverteilung in der numerischen Simulation der Explosion des Autos "Typhoon"
Ein gemeinsames Merkmal der entstehenden modernen gepanzerten Fahrzeuge ist die Modularität der meisten Systeme, einschließlich der Schutzsysteme. Dadurch ist es möglich, neue Proben von BTT an die beabsichtigten Einsatzbedingungen anzupassen und umgekehrt ohne Gefährdungen ungerechtfertigte. zu vermeiden
Kosten. In Bezug auf den Minenschutz ermöglicht eine solche Modularität, schnell auf mögliche Änderungen der Art und Leistung der verwendeten Sprengkörper zu reagieren und eines der Hauptprobleme des Schutzes moderner gepanzerter Fahrzeuge mit minimalen Kosten effektiv zu lösen.
Für das betrachtete Problem lassen sich daher folgende Schlussfolgerungen ziehen:
- eine der größten Bedrohungen für gepanzerte Fahrzeuge in den typischsten lokalen Konflikten sind heute Minen und Sprengsätze, die für mehr als die Hälfte der Verluste an Ausrüstungsgegenständen verantwortlich sind;
- Um einen hohen Minenschutz von BTT zu gewährleisten, ist ein integrierter Ansatz erforderlich, der sowohl Layout als auch Design, "Schaltungs"-Lösungen sowie die Verwendung spezieller Ausrüstung, insbesondere energieabsorbierender Besatzungssitze, umfasst;
- BTT-Modelle mit hohem Minenschutz wurden bereits erstellt und werden in modernen Konflikten aktiv eingesetzt, was es ermöglicht, die Erfahrungen ihres Kampfeinsatzes zu analysieren und Möglichkeiten zur weiteren Verbesserung ihres Designs zu ermitteln.
