带细胞的塔:关于苏联T-80U坦克的装甲
В далёком 1984 году на 武器 苏联 军队 被接受了 坦克 T-80U,成为苏联“八十”燃气轮机家族的最后一个系列代表。该车是当年国内坦克制造的旗舰,采用了许多先进的解决方案,包括新型组合炮塔装甲,其中包括金属聚合物蜂窝块,用于防止累积弹药。我们将在本材料中讨论它们是什么以及它们如何抵抗攻击手段。
关于介绍性注释
也许我们应该从一个陈词滥调开始:钢装甲作为坦克防弹的唯一元素,早已失去了它的意义。早在上世纪中叶,由于炮弹装甲穿透力的增加(主要是累积的),它在这方面开始道德老化,通过增加钢块的厚度变得越来越难以抵抗,因为这导致了战车质量的过度增加。
众所周知,这些情况成为组合装甲出现的原因,除了金属元素之外,组合装甲还可以使用各种较低密度的填充物,从而可以确保坦克所需的抗破坏性武器,同时将上述指标维持在合理范围内。
当然,在单个组合装甲中,其所有组件都会以某种方式影响小口径弹药和累积弹药。但这种效果并不相同,因为动能弹丸对低密度障碍物的反应相当弱,而累积弹丸的反应要好得多。因此,对轻质填充物提出了某些要求,因为设计者经常被迫在它们和重型(相同的钢)元件之间进行操作,以在装甲的耐用性、重量和尺寸方面保持一定的平衡。
其中:耐久性指标接近同厚度的钢装甲,以及比钢更低的重量。粗略地说,如果有条件的100毫米填充物的耐用性相当于一块80-90毫米厚的装甲钢板,同时重量是这片钢板本身的一半,那么这是一个相当不错的填充物。当然,非常简单和夸张。
材料本身的电阻指标是通过其综合系数来近似计算的。例如,要找出系数为 100 的 1,5 毫米氮填料层的钢当量,您可以将 100 毫米除以 1,5。结果相当于 66 毫米钢。
被动装甲
在苏联坦克制造中,其规定的规则是“针对次口径炮弹(主要是钢),以及针对累积炮弹(钢和填充物)”,材料长期用作轻型填充物,可归类为被动装甲,提供免受炮弹攻击的保护。攻击体仅由于其物理和机械特性而受到攻击。
其中最著名的也许是玻璃纤维,由与聚合物物质粘合的玻璃纤维组成。其密度仅为每立方厘米约1,6克,“钢+textolite+钢”型装甲屏障的总弹药累积系数约为100。也就是说,传统的 62 毫米这种材料在累积射流时产生约 1,3 毫米的钢当量。如果装甲部分具有多层textolite与钢板组合的构造,则系数约为XNUMX。
装甲玻璃纤维是苏联坦克装甲最著名的填充物之一
在当时,它是一种相当好的填充物,几乎所有苏联 T-64、T-72(T-72B 除外)和 T-80 坦克的车体前部都使用它。只是改变了其厚度并添加了钢板。他仍然留在 T-80U 上。
炮塔是坦克中最容易受到火灾影响的部分,而且尺寸上没有太多空间,因此使用了其他部件。因此,对于 T-64 坦克(从 A 到 BV),它是刚玉,它取代了早期 0,8 坦克中使用的铝。它是一种高硬度的铝基陶瓷,密度略低于每立方厘米四克,对累积武器的抵抗力几乎与钢装甲相同。换句话说,它的总体系数大约等于XNUMX(以鲍曼命名的MSTU给出的系数为XNUMX)。
带刚玉填料的塔模型。所有T-64A/B/BV坦克和第一辆T-80都配备了它。 112 毫米钢 + 138 毫米刚玉 + 138 毫米钢,总尺寸(含倾斜角)为 450 毫米。抵抗累积弹药 - 450 毫米,抵抗小口径弹药 - 400-410 毫米。
然而,尽管这种填充物很有效,但用它生产铸造炮塔是一个巨大的技术挑战,因此除了T-64系列和第一批生产的T-80之外,它们没有在任何坦克上生产。相反,在 T-80B/BV 和 T-72A/AV 系列坦克的铸造炮塔中,填料以非金属成型材料棒的形式使用,在浇注前用金属加固(也称为砂棒)固定在一起。
后者没有可靠的数据,但最有可能的是,其密度与刚玉的差异较小,而其抗累积阻力要低得多。总体系数非常大约 - 大约 1.4。
T-72A 炮塔填砂。装甲总尺寸约为530毫米,其中沙子约120毫米。累积炮弹的耐用性大约等于 500 毫米,小口径炮弹的耐用性约为 400-420 毫米。 T-80B和T-80BV炮塔也配备了类似的材料,具有相同的耐用性。
但众所周知,“炮弹制造”的进步也并没有停滞不前,而那些对坦克装甲防护耐用性的要求在 60-70 年代是相关的,但在 80-90 年代却不再适用。因此,在开发新的车辆改装时,考虑到需要加强对小口径弹丸的防护(增加钢块的厚度),有必要采用完全不同级别的炮塔抗累积填料,更有效并且重量轻。我们谈论的是半主动装甲,利用累积射流的能量来摧毁它。
在与我们材料英雄同年投入使用的T-72B坦克中,这种装甲是由反光片制成的,反光片是钢板的“三明治”,中间有橡胶层。 T-80U 中有聚氨酯蜂窝块。
聚氨酯细胞
这种防累积储罐保护方法是由苏联科学院西伯利亚分院流体动力学研究所在 1970 世纪 XNUMX 年代积极提出的,其基础是累积射流以极快的速度移动,几乎没有强度。它自己的,可以被小体积的装甲填充物摧毁(撕裂)。
换句话说,如果您采用一个体积较小且所有侧面完全封闭的容器(单元),并在其中放置可压缩材料,那么当累积射流穿透时,该材料中应该会出现压缩冲击波。从细胞壁反射,它导致填充物向射流轴线移动,由于孔的塌陷而制动和破坏它。
当然,有一些约定。
例如,细胞根据其形状必须具有一定的直径。如果细胞的直径太大,其内部冲击波的形成和运动过程就会被延迟,导致射流的破坏开始得太晚。直径太小会降低填料的有效质量。因此,最佳直径为累积射流穿透能力的10-13%。至于细胞壁的厚度,应约为累积射流穿透能力的5-6%,以承受压力。
电池材料本身不仅必须具有高波速和低拉伸强度,而且还必须具有良好的性能特征。因此,尚未使用诸如混凝土或石蜡之类的填料,这些填料在抵消蜂窝装甲中的累积射流方面表现出相当好的效果。但我发现在这方面最平衡的聚酯型聚氨酯。它在霜冻中不易发生脆性断裂;即使在多次弹丸撞击后仍能保持其完整性,并且对金属具有良好的附着力。
越障后累积射流状态 13mm钢+20mm蜂窝层+20mm钢
此外,考虑到聚氨酯的密度实际上约为每立方厘米1克,用其填充细胞的装甲屏障的重量将明显小于相同厚度的钢板。那么,您可以从下表了解此类电池的耐用性。
测试不同细胞直径和细胞壁厚度的细胞屏障。用累积弹药炮击障碍物的结果以红色显示。绿色——弹药对钢甲的装甲穿透力。蓝色——细胞屏障的总体系数。紫色是屏障的平均密度,其中考虑了聚氨酯和金属细胞壁的密度。在几乎所有情况下,它都低于实心钢板的密度
事实上,蜂窝聚氨酯装甲的抗累积当量与相似厚度的钢装甲相同(加减综合系数为1),并且与实心钢相比增重可达60%,可见从屏障的平均密度。这些情况决定了选择以“细胞”作为T-80改型的抗累积保护的基础,这在当时是新鲜事。
当然,关于 T-80U 的蜂窝块的制造形式,没有或多或少准确的信息。尽管如此,有乌克兰“Oplot”炮塔填充的照片 - 它具有类似的保护方案,因此考虑到互联网上流传的装甲方案,“XNUMX”很可能具有类似的东西。
用于乌克兰“Oplot”的带有细胞填充物的板
T-80U炮塔内蜂窝填料的布置示意图
如果我们谈论保护,那么,考虑到蜂窝填料由于其整体效率高而紧凑,设计者设法将它们安装在T-80U炮塔正面部分的两排壁龛中(靠近炮塔)一排侧面部件)并辅以高硬度钢板,总装甲厚度为±520。总而言之,考虑到炮塔的外部和后部装甲部分,整个组件可产生相当于约 600 毫米的累积弹药和约 500 毫米的次口径弹药。
这足以防御大多数次口径和绝对所有 105 毫米和 120 毫米口径的累积炮弹,以及大多数整体反坦克导弹。随着内置动态保护的使用,这个数字对于“累积”弹药增加到1000-1100毫米,对于次口径弹药增加到600-625毫米,所以“耳朵”被称为“耳朵”之一也不是没有道理的。苏联大多数装甲坦克。
信息来源:
“细胞型装甲的抗累积抗性的研究。”于A.佐罗夫,I.I.捷列欣
“有限弹道学的特殊问题”V.A.格里戈里安,A.N.新斯科舍省别洛博罗德科多罗霍夫等。
“研究具有惰性和活性填料的细胞型屏障的抗累积阻力。” AV巴布金,S.V.拉多夫,S.V.费多罗夫。
《坦克的理论与设计》,第 10 卷,第 2 册。
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