Sotilaallinen arvostelu

Keraaminen panssari. Käyttönäkymät henkilöstön ja kevyiden panssaroitujen ajoneuvojen suojelussa

4
Keraaminen panssari. Käyttönäkymät henkilöstön ja kevyiden panssaroitujen ajoneuvojen suojelussa

Venäjä on yksi ensimmäisistä maista maailmassa, jossa panssaroidun keramiikan systemaattinen tutkimus aloitettiin 70-luvun puolivälissä.

Sitten kotimaiset asiantuntijat tulivat useiden erilaisten keraamisten ja metallikeraamisten materiaalien testaustulosten perusteella siihen tulokseen, että korundi-, piikarbidi- ja karbidi-boorikeramiikka ovat lupaavimpia käytännön käyttöön fyysisten ominaisuuksien suhteen. mekaaniset ja tekniset parametrit.

Syntynyt Neuvostoliitossa

Lugan hiomatehtaan valmistamat boorikarbidilaatat, joita Terästutkimuslaitos käytti "Beehive"-tyyppisissä luodinkestävissä liiveissä - 4B15 (Zh-6) -sarjan versioissa 5 ja 86 - rajoitetun joukon 40. armeijalle Neuvostoliiton joukkojen Afganistanin tasavallassa (OKSVA) vuosina 1979-1989 niillä oli niin korkeat panssariominaisuudet, että jopa nyt, yli 30 vuoden jälkeen, ei vain Venäjä, vaan myös maailman edistyksellisimmät panssaroidun keramiikan valmistajat silti tulla lähelle niitä.

Ollakseni rehellinen, on huomattava, että korundi- ja piikarbidikeramiikan kehitys oli tuolloin paljon vaatimattomampaa. Vuonna 1980 Venäjällä (NII Steel) se kehitettiin jo kokeellisessa suunnitelmassa - vastapainoksi englantilaiselle Chobham-panssarihaarniskalle - etusolmujen suojaaminen säiliöt. Mutta dynaamisen suojan ilmestyminen teki sen moraalisesti vanhentuneeksi, varsinkin kun keraamisen panssarin rakentavaan kestävyyteen liittyviä kysymyksiä jäi edelleen.

Henkilökohtaisten suojavarusteiden (PPE) ja kevyiden taisteluajoneuvojen osalta keraamisen panssarin merkitys ei ole vain vähentynyt, vaan se on lisääntynyt useista syistä, joten melkein kaikki "kevyiden panssarien" kehittäjät tekevät tutkimusta tällä alalla. ". Valitettavasti niin sanottu perestroika on pannut kotimaisen panssaroidun keramiikan tuotannon ja parantamisen alalla alamme takaisin 70-luvun alkutasolle.

Tärkeimpien asiakkaiden (puolustusministeriö, liittovaltion turvallisuuspalvelu, sisäasiainministeriö) tänään esittämät vaatimukset osoittavat selvästi, että kevyiden panssaroitujen rakenteiden luominen korkean tason henkilökohtaisiin panssarisuojavarusteisiin (IPS) (5- 6a) ei ole mahdollista ilman keraamisten materiaalien käyttöä. Samanaikaisesti voimarakenteiden päävaatimus on vähimmäismassa. Ja se on jäykempi kuin kevyissä panssaroiduissa ajoneuvoissa. Siksi panssarisuojauksessa käytetyistä keraamisista materiaaleista NIB-kehittäjä valitsee kevyimmät - piikarbidin ja boorikarbidin.

Polyeteeni auttaa

OAO Research Institute of Steel on viime vuosina kehittänyt luokan 6a suojarakenteita, joiden pintatiheys on 36–38 kiloa neliömetriä kohden VNIIEF:n (Sarov) valmistamaan boorikarbidiin perustuen korkeamolekyylipainoiselle polyeteenisubstraatille. ONPP Tekhnologiya onnistui yhdessä JSC Research Institute of Steelin kanssa luomaan piikarbidiin perustuvia luokan 6a suojarakenteita, joiden pintatiheys on 39–40 kilogrammaa neliömetriä kohti (myös ultrakorkean molekyylipainon polyeteenin alustalle - UHMWPE).

Näillä rakenteilla on kiistaton massaetu korundipohjaisiin panssarirakenteisiin (46–50 kiloa neliömetriä kohti) ja teräspanssarielementteihin verrattuna, mutta niillä on kaksi haittaa: alhainen kestävyys ja korkea hinta.

Orgaanis-keraamisten panssarielementtien kestävyyttä voidaan parantaa jopa yhdellä laukauksella neliödesimetriä kohden pinoamalla ne pienistä laatoista. Toistaiseksi yksi tai kaksi laukausta voidaan taata panssaroidussa paneelissa UHMWPE-substraatilla, jonka pinta-ala on viidestä seitsemään neliödesimetriä, mutta ei enempää. Ei ole sattumaa, että ulkomaiset luodinkestävyysstandardit edellyttävät panssarin lävistävän luodin testaamista vain yhdellä laukauksella suojarakenteeseen. Siitä huolimatta jopa kolmen laukauksen kestävyyden saavuttaminen neliödesimetriä kohti on edelleen yksi tärkeimmistä tehtävistä, jonka johtavat venäläiset henkilönsuojainten kehittäjät pyrkivät ratkaisemaan.

Korkea kestävyys saadaan käyttämällä erillistä keraamista kerrosta eli pienistä sylintereistä koostuvaa kerrosta. Tällaisia ​​panssaripaneeleita valmistavat esimerkiksi TenCate Advanced Armor ja muut yritykset. Tätä rakennetta käytetään kuitenkin todennäköisemmin sotilasvarusteiden puolustukseen. Joka tapauksessa, jos muut asiat ovat samat, ne ovat noin kymmenen prosenttia raskaampia kuin litteät keraamiset paneelit.

Kuten edellä mainittiin, keramiikan substraattina käytetään korkean molekyylipainon polyeteenistä (Dyneema tai Spectra-tyyppiä) valmistettuja puristettuja paneeleja kevyimpana energiaintensiivisenä materiaalina. Sitä valmistetaan kuitenkin vain ulkomailla. Venäjän tulisi myös perustaa oma kuitutuotantonsa, ei vain tuontiraaka-aineista valmistettuja puristuspaneeleja. Myös kotimaisiin aramidikankaisiin pohjautuvia komposiittimateriaaleja voidaan käyttää, mutta niiden paino ja hinta ylittävät suuresti polyeteenipaneelien.

Laskelmat ja kokemukset näyttävät

Teräksen tutkimuslaitoksella on nykyään oikeus olla ylpeä keramiikan panssariominaisuuksien arvioimiseen tarkoitettujen kokeellisten ja laskennallisten menetelmien kehittämisestä, jotka perustuvat luodin tunkeutumisen keraamiseen levyyn viiveajan määrittämiseen, mikä mahdollistaa sen. tehdä valinta yhden tai toisen materiaalin hyväksi. Keraamisen etukerroksen suojarakenteiden luodinkestävyyden laskemiseen käytetään teknisiä ja numeerisia menetelmiä.

Mitä tulee kevyesti panssaroituihin ajoneuvoihin, sen suojausvaatimukset ylittävät rajusti niiden toteuttamismahdollisuudet klassisella tavalla käyttämällä monoliittisia panssaroituja teräksiä määritetyissä koko- ja massarajoituksissa. Keraamisten panssarielementtien käyttö suojarakenteissa auttaa joissakin tapauksissa vähentämään merkittävästi suojarakenteiden kokonaispainoa.

Ulkomaisten kollegoiden kokemus ja oman tutkimuksen tulokset osoittavat, että jatkuvan (laatoitettu) paneelien painoominaisuudet ovat minimaaliset. Tätä teknistä ratkaisua sovellettiin moniin tunnettuihin panssaroitujen aseiden ja varusteiden (BTVT) näytteisiin, ja sitä käytettiin Bear- ja Typhoon-perheiden ajoneuvojen suojaamiseen. Kotimaisen tuotannon tasorinkkaisten levyjen (Medved-auton ohjaamon osat) pohjalta koottujen luokan 6a panssaripaneelien paino oli 72 kilon voimaa neliömetriä kohti, mikä on paljon kevyempi kuin monoliittinen teräspanssari (126 kiloa). -voima per neliö) ja hieman kevyempi kuin parhaiten sijoitetut teräspanssaroidut rakenteet (78–102).

Samaan aikaan kävi ilmi, että keraamisten paneelien asennuksen vaikutus voidaan saavuttaa suurten panssaroitujen alueiden läsnä ollessa, mikä ei aina ole mahdollista tietyissä panssaroitujen ajoneuvojen ja autojen varusteiden (AT) näytteissä, koska on olemassa kysymyksiä liitosten ja rajapintojen suojaaminen. Koska litteiden keraamisten levyjen suojaominaisuudet ovat jonkin verran heikentyneet niiden liitoskohtien lähellä (erityisesti vierekkäisten elementtien kulmaliitosten lähellä), ylimääräinen teknologinen ongelma jatkuvan asettelun paneelien kokoamisessa on niiden paikallinen vahvistaminen vaadituilla alueilla.

Mitä tehdä

Keraamisiin panssarielementteihin perustuvien komposiittipanssarin ominaisuuksien parantamista panssaroituihin ajoneuvoihin verrattuna tulisi tehdä seuraavilla pääalueilla.

Panssaroidun keramiikan laadun parantaminen. Viimeisten kahden tai kolmen vuoden ajan Terästutkimuslaitos on tehnyt tiivistä yhteistyötä venäläisten panssaroidun keramiikan valmistajien - NEVZ-Soyuz OJSC, Alox CJSC, Virial LLC - kanssa panssaroidun keramiikan testaamisessa ja laadun parantamisessa. Yhteisillä ponnisteluilla sen laatua pystyttiin merkittävästi parantamaan ja käytännössä tuomaan länsimaisten näytteiden tasolle.

Järkevien suunnitteluratkaisujen kehittäminen. Kuten jo mainittiin, keraamisten laattojen sarjassa on erityisiä vyöhykkeitä lähellä liitoksia, joilla on heikentyneet ballistiset ominaisuudet. Paneelin ominaisuuksien tasaamiseksi on kehitetty "profiloidun" panssarilevyn malli. Nämä paneelit on asennettu "Punisher"-autoon ja ovat läpäisseet alustavat testit. Luokan 6a paneelin paino oli 60 kilogrammaa neliömetriä kohden. Lisäksi testattiin luokan 45a paneelille korundiin perustuvia rakenteita, joiden substraatti oli UHMWPE ja aramideja, joiden paino on 6 kiloa neliömetriä kohti. Tällaisten paneelien käyttö AT- ja BTVT-tiloissa on kuitenkin rajoitettua lisävaatimusten vuoksi (esimerkiksi räjähdyslaitteen sivuräjähdyksenkestävyys).

Panssaroiduille ajoneuvoille, kuten jalkaväen taisteluajoneuvoille ja panssaroiduille miehistönkuljetusajoneuvoille, on ominaista lisääntynyt palovaikutus, joten "kiinteän panssarin" periaatteen mukaisesti kootun keraamisen paneelin aiheuttama leesioiden maksimitiheys voi olla riittämätön. Ratkaisu tähän ongelmaan on mahdollista vain käytettäessä erillisiä kuusikulmaisten tai sylinterimäisten elementtien keraamisia kokoonpanoja, jotka ovat oikeassa suhteessa tuhoamiskeinoon. Diskreetti asettelu varmistaa komposiittipanssaripaneelin maksimaalisen kestävyyden, jonka lopullinen vauriotiheys on lähellä metallipanssarirakenteiden vauriotiheyttä.

Erillisten keraamisten panssarikoostumusten paino-ominaisuudet, joiden pohja on alumiini- tai teräspanssarilevyn muodossa, ovat kuitenkin viidestä kymmeneen prosenttia korkeammat kuin kiinteillä keraamisilla paneeleilla. Diskreetistä keramiikasta valmistettujen paneelien etuna on, että niitä ei tarvitse liimata alustaan. Nämä panssaripaneelit asennettiin ja testattiin BRDM-3:n ja BMD-4:n prototyypeillä. Tällä hetkellä tällaisia ​​paneeleja käytetään osana Typhoon- ja Boomerang-tutkimus- ja kehitysprojekteja.

Ulkomailla halvempaa

Kuten Terästutkimuslaitoksen tutkimukset ovat osoittaneet, suoja volframiseoksiin perustuvia aseita vastaan ​​vaatii epätyypillisiä suunnitteluratkaisuja. Merkittävä vaikutus tässä tapauksessa tapahtuu vain, kun käytetään piikarbidielementtejä. Siten reaktiosintratusta piikarbidista valmistettujen keraamisten lohkojen käyttö suojassa VNZh:sta valmistettujen pienkaliiperisten automaattiaseiden alikaliiperiammuksia vastaan ​​mahdollistaa esteen painon vähentämisen 25–30 prosentilla.

Keramiikan käyttö on lupaava, mutta ei universaali työkalu, joka lisää panssarisuojauksen tehokkuutta ottaen huomioon kaikki asiakkaan vaatimukset.

Panssaroitujen ajoneuvojen suojauksen nykyaikaiset ominaisuudet sanelevat tiukat olosuhteet panssaroitujen rakenteiden kehittäjille, ja jokaisessa tapauksessa sinun on keskityttävä asiakkaan vaatimusten erityispiirteisiin kunkin yksittäisen tuotekehityksen osalta. Samanaikaisesti asetettujen tehtävien ratkaisemiseksi tarvitaan laaja valikoima suojarakenteita ja mahdollisuus käyttää keraamisia elementtejä koostumuksissa, joissa on mahdollisimman laaja valikoima materiaaleja ja geometrioita. Ottaen huomioon panssaroidun keramiikan kotimaisen massatuotannon viiveen, on välttämätöntä tehdä tekninen läpimurto tähän suuntaan, mikä epäilemättä vaatii kohdennettuja taloudellisia investointeja.

Kun verrataan eri valmistajien keraamisten panssarielementtien kustannuksia, havaitaan seuraavat trendit: ulkomailla keskilaatuisen korundin hinta vaihtelee 10 dollarista kilolta (Kiina) 20 dollariin (Saksa - Barat, Italia - Bitossi). Venäjä - 17-35. Sarja Piikarbidin keraamisten panssarielementtien valmistus maassamme on edelleen mahdollista vain Pietarissa (LLC Virial) hintaan 150-180 dollaria kilolta. Lännessä samanlaatuisia tuotteita tarjotaan 100-150 dollarilla. On selvää, että tilausmäärien kasvu voi laskea kotimaisen panssaroidun keramiikan hinnan hyväksyttävälle tasolle.

Ilmeisesti siis

1. Vaikka henkilösuojaimien ja kevyiden panssaroitujen ajoneuvojen keraaminen panssari ei ole ehdoton ihmelääke, sen osuus nykyaikaisessa ja tulevassa suojassa säilyy silti merkittävänä.

2. Panssaroidun keramiikan tehokkaan käytännön mukauttamiseksi sotilasvarusteiden suojaamiseen sen lisäksi, että saadaan erilaisia ​​keramiikkaa, joilla on korkeat ominaisuudet ja jotka eivät ole huonompia kuin maailman parhaiden valmistajien ominaisuudet, kotimaisen teollisuuden on tuotettava tuotteita. laaja valikoima kokoja ja geometrioita.

3. Tarvitaan uutta tutkimus- ja kehitystyötä keraamisten materiaalien ballistisen kestävyyden parantamiseksi ja niiden kestävyyden lisäämiseksi useilla osumilla.

4. Keramiikan tuotannon kotimaisen teollisuuden elpymisvauhtia tulisi kiihdyttää mahdollisimman paljon, koska hallituksen tilaus uuden sukupolven sotilasvarusteista, jotka perustuvat äskettäin kehitettyihin taistelualustaan, odotetaan jyrkästi lisääntyvän vuodesta 2015 lähtien.

5. Pakollinen edellytys menestyksekkäälle kilpailulle länsimaisten valmistajien kanssa on (yhdessä valmistettujen tuotteiden määrän jyrkän kasvun kanssa) keramiikan kustannusten aleneminen hyväksyttävälle tasolle.

6. On kiireellisesti hyväksyttävä kansallinen kohdennettu ohjelma keramiikan tuotantoon liittyvien tutkimus- ja tuotantolaitosten laajamittaista käyttöönottoa varten.
Kirjoittaja:
4 kommentit
Mainos

Tilaa Telegram-kanavamme, säännöllisesti lisätietoja Ukrainan erikoisoperaatiosta, suuri määrä tietoa, videoita, jotain, mikä ei kuulu sivustolle: https://t.me/topwar_official

tiedot
Hyvä lukija, jotta voit jättää kommentteja julkaisuun, sinun on kirjaudu.
  1. AK-74-1
    AK-74-1 11. heinäkuuta 2012 klo 08
    +2
    Hieno artikkeli. Haluan todella nähdä suojasarjat, mukaan lukien ne, jotka on integroitu eksoskeletoneihin.
    1. cth;fyn
      cth;fyn 11. heinäkuuta 2012 klo 10
      0
      Pelasin Stalkeria, mutta eksoskeleton on siistiä: pelaat täysin konekiväärillä, paljon patruunoita, raketinheitintä, RG-6-kranaatinheitintä, haulikkoa, vuorikranaattia etkä välitä osumista ...
      Fiktio on tietysti fiktiota, mutta insinööri Garinin hyperboloidi oli myös joskus vain fantastinen tarina, mutta nyt siitä on tullut täysin toimiva YAL-1.
    2. Bronis
      Bronis 11. heinäkuuta 2012 klo 22
      0
      Henkilökohtainen panssari, jossa on eksoskeleton, on kysymys mahdollisesta tulevaisuudesta. Viime aikoina amerikkalaiset ovat aktiivisesti edistäneet koneellisia luurankoja armeijalle, mutta toistaiseksi lähinnä tukitehtäviin, eivät varsinaisesti taisteluihin.
      Suurin ongelma on energia. Ilmeisesti joudut käyttämään pääasiassa akkuja, mutta niiden energiankulutus on useita tunteja, mikä ei ole kovin hyvä jalkaväelle. Polttomoottoreilla on hankkeita hymyillä , mutta mielestäni ei ole mitään järkeä muuttaa sotilasta "käveleväksi yksittäiseksi jalkaväen taisteluajoneuvoksi". No, jälleen kerran, tällaisten ihmelapsien hoidon pitäisi olla asianmukaista.
      Kuitenkin, jos energiakysymys voidaan ratkaista, painotettu panssari, jossa on eksoskeleton ja jopa jonkinlaiset aseet, on täysin mahdollista. Mutta toistaiseksi tämä on todennäköisempää tietokonepelien alalta. Toisaalta on mahdollisuuksia, että tätä kehitetään ja jopa toteutetaan jossain muodossa seuraavan 20 vuoden aikana. Esimerkiksi ulkopuolinen luuranko olisi varmasti hyödyllinen sappareille (pidä suojaus).
  2. Eugene
    Eugene 12. heinäkuuta 2012 klo 16
    0
    Lugan hiomatehtaan valmistamat boorikarbidilaatat, joita Terästutkimuslaitos käytti "Beehive"-tyyppisissä luodinkestävissä liiveissä - 4B15 (Zh-6) -sarjan versioissa 5 ja 86 - 40. armeijalle Neuvostoliiton rajallisella joukolla Afganistanin tasavallassa (OKSVA) vuosina 1979-1989 panssariominaisuudet olivat niin korkeat, että nytkin yli 30 vuoden jälkeen ei vain Venäjä, vaan myös maailman edistyksellisimmät panssaroidun keramiikan valmistajat eivät ole vielä päässeet lähelle niitä.

    Mitä!?pelay
  3. Kunnia
    Kunnia 21. huhtikuuta 2015 klo 20
    0
    Mielenkiintoinen artikkeli. Oppi paljon.