几乎像钢，但有细微差别：坦克装甲中的轻合金可抵抗累积的炮弹
人们普遍认为，轻合金尤其是铝制成的装甲，由于其物理机械性能较低，只适用于步兵战车、装甲运兵车等轻型战车，只能提供防弹和小口径的防护。自动枪的弹药。因此，使用这些材料作为填料 坦克 据说预订根本没有任何好处。
在本材料中，根据测试结果，我们将证明事实并非如此。以铝、镁和钛为基础的合金在对抗一定厚度的累积射弹时表现出的性能并不比钢差。
铝、镁和钛
也许我们需要从这样一个事实开始：本材料中描述的测试是四十年前在苏联进行的，并且在专业科学文献中被广泛复制。其实施的目的是确定用作坦克装甲填料的轻合金的抗累积阻力，以及确定其防护能力对层厚度的依赖性。
作为这些活动的一部分，选择以下三种合金作为测试对象。
基于铝的 ABT-102 装甲合金，添加了锌和镁，著名的 BMP-3 的车体至今仍在制造。其密度为2,78克/立方厘米，拉伸强度为460MPa，硬度为140HB，动态弹性模量为70GPa。
镁基 - MA2-1 合金，含有铝、锌和锰。其密度为1,79克每立方厘米。拉伸强度 – 270 MPa，硬度 – 60 HB，动态弹性模量 – 40 GPa。
基于钛 - VT-6 合金，含有铝、钒和铁。其密度为4,43克每立方厘米。抗拉强度相对于之前最高 - 850 MPa，硬度 - 300 HB。动态弹性模量 – 130 GPa。
厚度为140、280和420毫米的板材由钛和铝合金制成，而镁合金的厚度仅为140和280毫米。所有这些（当然是分开的）都被放置在两个钢制屏障之间，从而像“三明治”一样模拟坦克装甲。
累计 105 毫米 M456 弹丸。实验过程中我们重点关注它的装甲穿透力
沿着累积射流路径，前钢板的厚度为107毫米。该指标是由于需要排除对所研究材料的高爆炸和冲击影响。但后钢屏障的厚度选择为使得克服前板和轻合金后具有残余穿透力的累积射流无法穿透它 - 这样就可以评估铝、镁的贡献和钛填料的整体保护。
至于破坏性武器本身，它的作用是由装甲穿透力为330-350毫米的累积炮弹发挥作用，类似于北约坦克的105毫米线膛炮的炮弹。
什么时候像钢铁一样受到保护？
一般来说，钢和铝装甲的抵抗力的比较通常与以下事实相关：为了提供所需的保护水平，后者的厚度必须始终更大。毕竟，我们正在谈论一种折衷方案 - 如果您想要减轻重量，则需要增加由较低密度材料制成的装甲部件的尺寸。
您不必寻找太多的例子：在 BMP-3 中，ABT-102 合金的厚度达到 50 毫米，尽管 15-20 毫米厚的高强度板材也可以提供相同水平的保护。硬质装甲钢。
但在坦克装甲中使用轻合金的情况下，情况就有些不同了。
在对具有140毫米ABT-102铝合金层的坦克装甲模拟器进行炮击时，结果表明其对装甲部分整体防护的贡献平均为149毫米。换句话说，屏障中每一毫米的厚度实际上相当于（甚至略优于）相同毫米的钢装甲。同时，140毫米厚的ABT-102层的质量相当于厚度为50毫米的相似形状钢板的质量。
早期T-64坦克的炮塔中使用了铝合金填料
具有 140 毫米 MA2-1 镁合金层的炮弹装甲虽然尺寸稍小，但仍然令人印象深刻。它对装甲部分整体防护的贡献平均为140毫米。与ABT-102一样，MA2-1对抗如此厚度的累积弹药几乎相当于钢装甲，但重量更轻——就像32毫米钢板一样。
具有 140 毫米厚的 VT-6 钛合金层的装甲具有大致相似的性能。他对整体防守的平均贡献为142毫米。也就是说，与前两种材料一样，它在给定厚度下具有与钢相似的抗累积电阻参数。确实，由于密度较高，140 毫米厚的这种合金板材的质量要高得多，相当于 80 毫米厚的钢板的质量。
因此，在坦克装甲中使用轻合金来防御累积武器是完全合理的，可以替代钢块。此外，由于具有相似的抗累积阻力，它们的重量比钢轻几倍——重量优势是显而易见的。
但这里有一个重要的细微差别。
在厚度方面你不能走得太远
事实上，上述轻合金仅在有限的厚度下具有与钢相当的抗累积阻力。随着它们的显着增加，由于建立了累积射流穿透低密度和低强度特性的障碍物的稳定机制，效率显着下降。
例如，当向具有102毫米厚的ABT-240铝合金层的装甲模拟器射击时，其对整体防护的贡献平均为151毫米，仅比2毫米铝层的实验多出140毫米。如果层厚增加到420毫米，那么贡献虽然增加了，但并不多——平均只有177毫米。
同时，一层厚度为102毫米的ABT-420与厚度为150毫米的类似形状的钢板重量相同。因此，质量方面的优势几乎完全丧失。
Object 432坦克车体上部前部和炮塔前部的铝制填充物
对于钛合金VT-6，情况更糟。
当其层厚度增加到 280 毫米（该层的质量相当于 160 毫米钢）时，其保护贡献平均为 163 毫米。如果钛合金层增加到420毫米，那么它对整体防护的贡献平均为170毫米。此外，在这种情况下，它的重量相当于一排 240 毫米厚的钢。
至于镁MA2-1，装甲中这种材料层数的增加通常会导致对整体防护的贡献下降：厚度为280毫米时，其平均仅产生134毫米当量累积射流。后者是由于这样一种脆弱且低强度的合金对累积射流的尾部没有任何明显的制动作用。
基于上述所有内容，轻合金虽然是非常有用的材料，可以减轻坦克装甲防护的重量，但只能在临界厚度内使用。
换句话说，最重要的是不要过度使用，否则你将无法获得与钢相媲美的重量和耐用性。
来源：
A. I. Anisko、V. N. Bryzgov、N. M. Grishina “轻合金填料的抗累积阻力”。
V. A. Grigoryan、A. N. Beloborodko、N. S. Dorokhov 等人，“有限弹道学的特殊问题”。
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