Защитные материалы и броневые конструкции

Основное требование, предъявляемое к броне, — это высокие стойкость и живучесть, то есть сопротивление пробитию и способность не разрушаться при многократных попаданиях снарядов. Танковая броня должна обладать высокой твердостью и доста­точной вязкостью. Твердость необходима для оказания большого сопротивления внедрению снаряда в броню, чтобы вызвать его разрушение или рикошетирование Однако при большой твердости материал становится хрупким, поэтому вязкость брони должна обеспечить восприятие больших динамических нагрузок без раз­рушения, трещин и отколов с внутренней стороны. Стойкость и живучесть брони обеспечиваются комплексом ее механических свойств, а они в свою очередь определяются материалом, его хи­мическим составом, термической обработкой и всем технологиче­ским процессом изготовления брони и броневых деталей.

Рис. 4 2. Принципиальная схема ди­намической защиты:

1 — деформированная кумулятивная струя; 2 — пластина ВВ в металли­ческой оболочке; 3 — защитный пе­нал; 4 — крепление элемента дина­мической защиты на броне, 5 — ос­новная броня

Типы брони

В настоящее время в танкостроении используется несколько типов брони, обладающих различными свойствами и предназначен­ных для защиты от различных средств поражения. Типы брони можно классифицировать по таким признакам, как назначение, способ производства, внутреннее строение, материал, из которого броня изготовлена, конструктивный признак и т. д.

По назначению различают противоснарядную и противопульную броню. Под противопульной принято понимать броню толщиной до 30 мм, предназначенную для защиты от пуль и осколков, а так­же некоторых снарядов малокалиберных автоматических пушек. Броню большей толщины, предназначенную для защиты от снаря­дов различных типов и калибров, называют противоснарядной.

По способу производства различают броню катаную и литую. Катаная броня изготовляется из листов, полученных путем прокат­ки слитков. По прочности катаная броня несколько превосходит литую.

По внутреннему строению броню принято разделять на гомогенную и гетерогенную. Гомогенная броня имеет по всему сечению однородный химический состав и одинаковые свойства. Гетероген­ная броня имеет по сечению неодинаковые свойства. Обычно у нее твердый лицевой и вязкий тыльный слои.

По материалу, из которого изготовлена броня, различают броню металлическую (стальная, алюминиевая, титановая) и неме­таллическую (керамическая, из пластических масс, композитная и т. д.).

По конструктивному оформлению броня может быть монолитной или конструктивной. Монолитными называют броневые дета­ли, изготовленные без применения каких-либо способов соединения, то есть из одного листа или выполненные в виде одной целой от­ливки. К конструктивной относят все типы брони, выполненные из двух и более элементов.

Наиболее простым в производстве и распространенным в танкостроении типом брони является гомогенная броня. Ее свойства могут изменяться в довольно широких пределах, поэтому она мо­жет быть использована для защиты от различных средств пора­жения.

Основным признаком, характеризующим свойства гомогенной брони, является ее твердость, то есть способность к сопротивлению местной пластической деформации, возникающей при внедрении в нее более твердого тела (индентора). Твердость брони практи­чески обусловливает и показатели пластичности. Повышение твер­дости броневой стали, достигаемое путем изменения режима тер­мической обработки, обязательно приводит к понижению ее пла­стичности.

Твердость брони чаще всего определяется по методу Бринелля вдавливанием в испытуемую поверхность стального закаленно­го шарика. Число твердости по Бринеллю НВ — отношение нагрузки (в кгс) к площади (в мм²) поверхности отпечатка. Иногда в качестве критерия твердости по Бринеллю используют непосред­ственно диаметр отпечатка dНВ (в мм).

В танкостроении используется гомогенная броня высокой, средней и низкой твердости.

Броня высокой твердости (НВ 555—375; dНВ — 2,60—3,15) характеризуется высокой прочностью и твердостью, но значительно более низкими показателями пластичности и вязкости, чем остальные типы гомогенной брони. Такая броня применяется для защиты от пуль и малокалиберных снарядов. Из этой брони изго­тавливаются корпуса БМП и БТР, она используется в авиации. В качестве монолитной брони для защиты от снарядов больших калибров она не нашла широкого применения из-за хрупких раз­рушений. В то же время для бронирования основных проекций танков может использоваться высокоотпущенная броня повышен­ной твердости (НВ 352—401), отличающаяся более высокой, по сравнению с броней средней твердости, противоснарядной стойкостью при воздействии бронебойных подкалиберных и кумулятивных снарядов.

Броня средней твердости (НВ 341 —262; dНВ = 3,3 —3,8) имеет умеренную твердость и высокую вязкость. Она обладает высоким сопротивлением внедрению снаряда и вместе с тем способна выдерживать большие динамические нагрузки, поэтому широко применяется в конструкции броневой защиты танков для изготовления основных броневых деталей корпусов.

Броня низкой твердости (НВ 262—229; dНВ = 3,75—4,00) обладает еще более высокой вязкостью, но, как правило, уступает по стойкости броне средней твердости. Броня пониженной твердости применяется для изготовления различных элементов броневых корпусов. В частности, в современных зарубежных танках такая броня (НВ 225 —241; dНВ= 3,8 —3,9) используется для изготовления литых лобовых деталей корпусов, имеющих большие углы наклона (М60А1, «Чифтен»). В советском танкостроении для этих де талей применяется, как правило, броня средней или повышенной твердости.

Наиболее распространенными типами конструктивной брони являются составная и разнесенная броня.

Составная броня представляет собой две или несколько броневых деталей, сложенных вплотную, без зазора. Применение составной брони является временной вынужденной мерой. Она применяется главным образом при модернизации уже изготовленных тан ков для усиления наиболее ответственных или уязвимых участков корпуса или башни путем наложения дополнительных броневых деталей на основные. Так, например, во время Великой Отечественной войны усиливались лобовые детали советских танков БТ и Т-34.

При обстреле бронебойными подкалиберными снарядами составная броня имела стойкость на 10—15% ниже, чем монолитная, а противокумулятивная стойкость ее была равна стойкости монолитной брони. В настоящее время путем подбора броневых деталей с различными свойствами можно получить составную броню с повышенным по сравнению с монолитной броней уровнем стойкости.

Разнесенной называют броню, состоящую из нескольких деталей, соединенных не вплотную одна с другой, а с зазором, Иногда зазор между броневыми деталями может быть заполнен специальными наполнителями, обладающими особыми свойствами, например повышенной струегасящей способностью. Такую броню называют комбинированной. Частным случаем разнесенной брони является

экранированная броня. Разнесенные броневые конструкции могут обеспечивать значительно более высокую стойкость от всех типов снарядов, чем монолитная броня.