Сталь, алюминий и керамика. Эволюция защиты лёгкой техники

Боевые бронированные машины ряда классов сочетают в себе сравнительно малую боевую массу и достаточно высокий уровень защиты. Такое сочетание характеристик удается получить за счет нескольких основных технических решений. В зависимости от требований заказчика и возможностей, конструкторы жертвуют уровнем защиты либо применяют новые материалы и технологии. За последние десятилетия отечественная и мировая промышленность накопила солидный опыт в деле создания хорошо защищенной, но легкой военной техники.

Исторически самым первым способом сокращения массы (например, в соответствии с характеристиками доступного шасси) было уменьшение толщины брони с соответствующим падением уровня защиты. Также осуществлялась разработка новых стальных сплавов с более высокими характеристиками. Позже начался поиск иных металлов и неметаллических материалов, сочетающих прочность и малый вес. Наконец, с определенного времени в области легкой бронетехники нашли применение комбинированная и разнесенная броня, ранее использовавшаяся только на тяжелых машинах. Кроме того, не следует забывать про возможность установки динамической или активной защиты, дополняющей собственную броню корпуса.

Сталь, алюминий и керамика. Эволюция защиты лёгкой техники

Плавающий танк ПТ-76. Фото Russianarmy.ru

Стальной и плавающий

В качестве первого примера отечественной легкой боевой бронированной машины послевоенной разработки можно рассмотреть плавающий танк ПТ-76. Он создавался в конце сороковых годов в соответствии с особым техническим заданием. Эта машина должна была иметь противопульную защиту и хорошо плавать, что предъявляло особые требования к конструкции в целом. Поставленные задачи были успешно решены, хотя по нынешним меркам получившийся танк не отличался высоким совершенством или выдающимися характеристиками защиты.

Плавающий танк нового типа получил сварной броневой корпус увеличенного размера, призванный обеспечивать должную плавучесть. Материалом корпуса стала броневая сталь марки «2П». Лобовая защита машины состояла из листов толщиной 11 и 14 мм, борта и корма имели толщину 14 и 7 мм соответственно. Сверху машина защищалась 5-мм крышей, снизу – днищем толщиной 7 мм. Бронирование башни имело толщину от 8 до 17 мм.

Корпус танка ПТ-76 имел длину 6,91 м при ширине около 3 м. В ходе дальнейшей модернизации корпус дорабатывался, но основные его особенности не изменялись. Боевая масса плавающего танка составляла 14 т – чуть менее половины приходилось на броневые корпус и башню.

Боевая машина пехоты БМП-1. Фото Wikimedia Commons

Броня толщиной до 14-17 мм, в том числе установленная с наклоном до 80°, имела ограниченную прочность, и потому ПТ-76 имел ограниченные характеристики защиты. Стальная броня этой машины гарантировано выдерживала попадание пуль стрелкового оружия и осколков со всех ракурсов. Усиленная лобовая проекция могла также выдержать обстрел из крупнокалиберных систем и даже пушек малого калибра. При этом любая танковая или противотанковая пушка конца сороковых годов гарантировано поражала ПТ-76 на всех эффективных дальностях. Схожим образом обстояло дело и с недавно появившимися противотанковыми гранатометами.

Плавающий танк ПТ-76 соответствовал предъявляемым требованиям, но со временем успел морально устареть. Одной из причин этого стало невысокое совершенство конструкции броневой защиты. Уже в начале шестидесятых годов был разработан проект глубокой модернизации бронирования, предусматривавший замену основного материала корпуса. В 1961 году ВНИИ-100 изготовил опытный корпус ПТ-76 с применением алюминиевого сплава Д20. Полномасштабные испытания показали, что при схожем уровне защиты такой корпус оказывается существенно легче стального. Такой корпус не пошел в серию, но показал потенциал алюминиевого бронирования. В дальнейшем эти идеи нашли применение в новых проектах.

Сталь и алюминий

Следующим примером удачного облегчения конструкции могут стать советские боевые машины пехоты БМП-1 и БМП-2. Первая из них разрабатывалась в ГСКБ-2 Челябинского тракторного завода на рубеже пятидесятых и шестидесятых годов в соответствии с новым техническим заданием и с учетом имеющихся технологий. В итоге была создана весьма любопытная конструкция, в составе которой присутствовали нехарактерные элементы. Для получения оптимального сочетания массы и защиты было предложено объединить сталь и алюминий.

Основой сварного корпуса для БМП-1 вновь стали стальные катаные листы высокой твердости. Лоб стального бронекорпуса имел толщину от 7 мм (верхняя деталь с наклоном 80°) до 19 мм (нижняя). Борта выполнили из 16- и 18-мм листов. Корма имела схожие параметры защиты. Наибольшая толщина деталей башни достигала 33 мм. Интересной особенностью новой машины стала дополнительная крышка над моторным отсеком. Для защиты от обстрела и внешних воздействий на верхнем лобовом листе появилась крупная крышка с характерными поперечными ребрами. Ее выполнили из сплава АЦМ – алюминия с добавками цинка и магния.

Длина корпуса БМП-1 превышала 6,73 м, ширина – около 2,9 м. Боевая масса машины определялась на уровне 12,7-13 т. Сварной стальной корпус без установленных на нем деталей и агрегатов весил чуть более 3870 кг. Стальная башня – всего 356 кг. Лобовой лист-крышка из АЦМ в собранном виде имел массу порядка 105 кг.

Как того требовал заказчик, БМП-1 могла выдержать обстрел 7,62-мм бронебойными пулями со всех ракурсов. Также все листы бронирования задерживали мелкие и легкие осколки. Лобовая проекция защищала от крупнокалиберных пулеметов при нулевой дальности. Снаряды зарубежных пушек калибра 20 мм не могли поразить машину в лоб с дистанции более 100 м. Для 23-мм систем максимальная дальность поражения составляла 500 м. При этом, как и любая другая легкая бронетехника, БМП-1 не имела реальной защиты от танковых снарядов и противотанковых гранат.

Строевая боевая машина десанта БМД-2К. Фото автора

От БМП-1 не требовался особо высокий уровень защиты, а необходимые характеристики были получены за счет удачного сочетания уже освоенных и новых материалов. Фактически эта боевая машина пехоты может считаться первым крупносерийным отечественным образцом, в конструкции которого применялось алюминиевое бронирование. Впрочем, подобный «рекорд» продержался не слишком долго, и вскоре появилась еще более интересная бронемашина.

Алюминиевая БМД

После опыта с алюминиевым корпусом для ПТ-76 советские ученые продолжили работу по поиску оптимальных вариантов облегченной защиты и материалов для нее. К середине шестидесятых годов был создан новый сплав алюминия, магния и цинка под обозначениями АБТ-101 и 1901. Этот сплав рассматривался в качестве основы для противопульного бронирования легких боевых машин. Вскоре на его основе был создан сплав АБТ-102 / 1903, который отличался иной вязкостью, и благодаря этому мог обеспечить защиту от артиллерийских снарядов.

В 1965 году Волгоградский тракторный завод вывел на испытания опытные боевые машины десанта БМД-1. При их разработке основной задачей было сокращение габаритов и массы до значений, соответствующих возможностям военно-транспортных самолетов. Уменьшить массу удалось за счет использования алюминиевой брони типа АБТ-101 и некоторых других легких сплавов. Впрочем, полностью избавиться от сравнительно тяжелой стали не удалось. Из нее по-прежнему изготавливались некоторые детали.

Боевая машина пехоты БМП-3. Фото автора

Лобовая защита БМД-1 включала несколько алюминиевых листов, размещенных под разными углами к горизонтали и продольной оси машины. Подобная конструкция позволила дополнительно увеличить приведенную толщину бронирования. Верхние детали лба имели толщину 10 мм, средние – 32 мм, нижние –10 мм. Борт корпуса собрали из листов толщиной 20 и 23 мм. Корма состояла из деталей толщиной 15-20 мм. Башню изготовили из стали, максимальная толщина ее защиты составляла 22 мм.

Корпус БМД-1 имел длину всего 5,4 м при ширине чуть более 2,5 м. Боевая масса всей машины определялась в 7,2 т. Согласно техническому заданию, машина должна была защищать экипаж от обстрела из 12,7-мм оружия из передней полусферы. Также требовалась вссеракурсная защита от 7,62-мм бронебойных пуль. Таким образом, уровень защиты БМД-1 в некоторой мере повторял характеристики БМП-1. Машина десанта уступала машине пехоты только по прочности лобовой брони. При этом более компактный корпус из сплава АБТ-101 был примерно вдвое легче стального, использованного на БМП-1.

В дальнейшем на шасси БМД-1 была создана новая боевая машина десанта с иным боевым отделением и вооружением. При этом алюминиевый корпус не претерпел серьезных изменений – фактически БМД-2 отличалась от предшественницы только оружием и некоторыми внутренними устройствами. В середине восьмидесятых годов в серию пошла совершенно новая машина БМД-3, созданная на основе иных идей и решений. Тем не менее, и в этом проекте широко применялась современная алюминиевая броня.

Броневая защита БМП-3. 1 — верхняя лобовая деталь (18 мм АБТ-102); 2 — скуловой лист (60 мм АБТ-102); 3 — лобовая проекция башни (16 мм БТ-70Ш + 70 мм воздушный зазор + 50 мм АБТ-102) ; 4 — крыша башни (18 мм АБТ-102); 5 — кормовая часть башни (43 мм АБТ-102); 6 — крыша (15 мм АБТ-102); 7 — корма (13 мм АБТ-102); 8 — днище (10 мм АМГ-6); 9 — борт (43 мм АБТ-102) 10 — лист ниши (15 мм АБТ-102): 11 — нижним борт (43 мм АБТ-102); 12 — нижняя лобовая деталь (10 мм БТ-70Ш + 70 мм воздушный зазор + 60 мм АБТ-102); 13 — средняя лобовая деталь (10 мм БТ-70Ш + 70 мм воздушный зазор + 12 мм БТ-70Ш + 60 мм АБТ-102). Рисунок Btvt.nador.ru

Алюминий и сталь для пехоты

В восьмидесятых годах, параллельно с перспективной БМД-3, создавалась новая боевая машина пехоты БМП-3. При ее создании курганское Специальное конструкторское бюро машиностроения учитывало необходимость повышения уровня защиты в связи с развитием вооружения легкой бронетехники вероятного противника. Следовало обеспечить защиту от 30-мм снарядов, но при этом не допустить неприемлемый рост массы. Решение таких задач было прямо связано с применением нового бронирования.

БМП-3 получила разнесенное бронирование, построенное на основе алюминиевых деталей из сплава АБТ-102 и броневой стали БТ-70Ш. Верхняя лобовая и скуловые детали корпуса выполнены из алюминия и имеют толщину 18 и 60 мм соответственно. Средняя лобовая деталь, имеющая небольшой наклон вперед, включает 10 мм стали, 70-мм воздушный зазор, 12-мм стальной и 60-мм алюминиевый листы. Нижняя деталь имеет схожую конструкцию, но обходится без внутреннего стального листа. Борта собираются из листов АБТ-102 толщиной 15 и 43 мм. Крыша, корма и днище имеют толщину 15, 13 и 10 мм соответственно. Лоб башни получил защиту в виде 16 мм стали, 70 мм воздуха и 50 мм алюминия. Дополнительной защитой лобовой проекции является волноотражающий щиток, выполненный из броневой стали небольшой толщины.

Разнесенное и гомогенное бронирование БМП-3 обеспечивает всеракурсную защиту от крупнокалиберного стрелкового оружия. Лобовая проекция выдерживает обстрел из 30-мм пушки с дальности 200 м. В свое время также предлагались различные навесные модули для повышения уровня защиты. Накладные панели предназначались для улучшения баллистической защиты, а специальная динамическая защита помогала выдержать обстрел из противотанкового гранатомета.

Броневики «Тайфун-К» в парадном строю. Фото Минобороны РФ / mil.ru

Корпус БМП-3 имеет длину 7,14 м при ширине около 3,3 м. Боевая масса машины в целом составляет 18,7 т. При этом масса броневого корпуса из стали и алюминия не превышает 3,5 т. По известным данным, применение сплава АБТ-102 обеспечило сокращение массы корпуса почти на треть в сравнении со стальным агрегатом, имеющим тот же уровень защиты. Кроме того, сравнительно толстые алюминиевые листы позволили собрать жесткий корпус без отдельных силовых элементов, что привело к дополнительной экономии веса.

Сталь и керамика

Дальнейшее развитие средств защиты приводит к новым вариантам бронетехники, отличающейся достаточно высокой стойкостью к основным угрозам. Хорошим примером этого могут считаться отечественные автомобили семейства «Тайфун-К», созданные предприятием «КамАЗ» в последние годы. В нескольких проектах этой линейки удалось получить весьма примечательные результаты в области защиты.

Броневые корпуса машин «Тайфун-К» получают комбинированную защиту. Используется сравнительно тонкий внешний металлический лист, под которым располагается керамическая плитка с заданными характеристиками. Нижний слой брони представляет собой стальной лист большей толщины. При попадании в такой пакет пуля или осколок пробивает внешний слой, тратя часть энергии, а керамика затормаживает его. Кроме того, сталь и керамика имеют разные параметры прочности и твердости, что провоцирует разрушение поражающего элемента. Осколки пули и керамики удерживаются внутренним стальным листом.

Корма бронеавтомобиля КамАЗ-63969 после испытаний обстрелом. Фото ОАО «КамАЗ» / Twower.livejournal.com

Одним из первых был представлен т.н. корпусный бронеавтомобиль КамАЗ-63969. Его комбинированная броня могла выдержать обстрел из 14,5-мм оружия. Также существовал вариант с менее мощной броней, защищающей от 12,7-мм пуль. Такой вариант броневика справился со всеми испытаниями, но не заинтересовал заказчика. В серию пошел образец под названием «Тайфун К-63968», отличавшийся компоновкой и характеристиками бронирования. Тем не менее, архитектура защиты осталась прежней и предусматривает использование керамической плитки.

Серийный «Тайфун-К» имеет корпус длиной чуть менее 9 м и шириной около 2,5 м. Полная масса машины с грузом до 2,6 т превышает 24,7 т. Возможна буксировка прицепа массой до 8 т. При этом производитель не уточняет массу собственно защищенного корпуса.

Другой вариант комбинированного бронирования с применением керамических материалов реализован в проекте «Тайфун К-53949», также известном как «Тайфун 4х4» и «Тайфуненок». В этом случае керамические пластины помещаются между листами алюминиевой брони. Такая защита соответствует уровню 3 стандарта STANAG 4569 и позволяет выдержать бронебойные винтовочные пули калибра 7,62 мм.

Броневик «Тайфун К-53949» с облегченным бронированием. Фото автора

«Тайфун 4х4» получил корпус капотной компоновки общей длиной менее 6,5 м и шириной около 2,5 м. Снаряженная масса такого автомобиля составляет 12 т, еще 2 т приходится на полезную нагрузку. Как и в случае с более крупным образцом, разработчики не спешат уточнять массу собственно корпуса и его защиты, что не позволяет в полной мере оценить весовое совершенство конструкции.

В отдаленном прошлом конструкторы бронетехники сталкивались с серьезной проблемой в виде прямой зависимости уровня защиты и массы. Бронемашины со стальными корпусами могли показывать высокую стойкость к поражающим элементам только при соответствующем весе. Однако позже развитие металлургии и появление новых сплавов позволило решить эти проблемы, благодаря чему в нашей стране и за рубежом появилось значительное число боевых машин, сочетающих малую массу и хорошую защиту.

Первым решением проблемы массы и защиты стали алюминиевые сплавы, которые можно было применять как самостоятельно, так и в сочетании с другими материалами или даже с дополнительным навесным бронированием. Далее появилась новая керамика, так же пригодная для создания комбинированной защиты. Развитие металлов и керамических материалов продолжается и приводит к появлению новых вариантов защиты.

Нетрудно заметить, что попытки сокращения массы машины при получении хорошей защиты привели к серьезным результатам уже к середине шестидесятых годов. Алюминиевая и стальная броня БМП-1, а вслед за ней и БМП-2, могла защитить экипаж от снарядов малокалиберной артиллерии. В последующем проекте БМП-3 комбинирование разных материалов и наличие воздушного промежутка позволило еще раз улучшить защиту. В настоящее время подобные наработки развиваются и приводят к получению новых примечательных результатов.

Послевоенное развитие материаловедения, приведшее к появлению новых сплавов и неметаллических материалов, дало серьезный толчок разработке боевых бронированных машин разных классов. Инженеры получили возможность повышения характеристик защиты своих машин без значительного роста их массы. Получившаяся техника до сих пор состоит на вооружении множества стран, и все новые проекты создаются с учетом имеющегося опыта. При этом стоит ожидать, что в отдаленном будущем появятся принципиально новые материалы, которые позволят вновь улучшить характеристики бронетехники, и процессы последних десятилетий повторятся.http://alex-news.ru/rossijskoe...