Дуплет

Введение

С ростом могущества противотанковых средств (ПТС) стало ясно, что пассивными методами обеспечить защиту бронемашин практически невозможно. Поэтому для этой цели необходимо использовать внешние источники энергии. Такими источниками могут служить взрывчатые вещества (ВВ), электрическая энергия, энергия, вырабатываемая в ходе реакций химически активных веществ. Существует много различных видов устройств, реализующий принцип динамического воздействия на ПТС, отличающиеся вариантами исполнения, используемыми источниками энергии и способами воздействия на ПТС.

В отечественной и зарубежной литературе принят ряд терминов для обозначения данных устройств, такие как «реактивная броня», «динамическая защита», «взрывная реактивная броня» и ряд других, которые могут наиболее полно характеризовать один из типов защитных устройств, использующих внешние источники энергии для воздействия на ПТС, однако для характеристики всего спектра устройств в целом, отечественными специалистами принят термин защитные устройства динамического типа (ЗУДТ), который и будет использован далее. Иногда ДЗ ошибочно называют активной защитой.

Каждый из вариантов воплощения данных устройств обладает комбинацией положительных и отрицательных качеств. К основным качествам, характеризующим то или иное ЗУДТ можно отнести диапазон ПТС, защиту от которых осуществляет данное устройство, эффективность воздействия на различные типы ПТС, массогабаритные и эксплуатационных характеристики, возможность установки на машины легкой категории по массе (ЛБМ).

К основным отличительным качествам, характеризующим конструктивные особенности определенного типа ЗУДТ можно отнести их классификацию по способу активации, использования энергии, по способу воздействия на атакующий ПТС.

В целом, основные известные на данный момент ЗУДТ по типу использованной энергии можно разделить на ЗУДТ взрывного (ВВ), невзрывного (электрическая энергия или энергия, образуемая в результате химических процессов). По способу активации на активирующиеся самостоятельно и несамоактивирующиеся, а также их подвиды. По факторам воздействия ЗУДТ разделяются на использующие метаемые с помощью ВВ или другого источника энергии пластины, электромагнитное воздействие, а также ряд других принципов.

Конец или начало?

Так ли всё просто и безоблачно? Неужели обычная броня отжила своё?

Если присмотреться, ответ очевиден — нет. Проблем у неё побольше, чем преимуществ. Современный КАЗ — это недостаток на недостатке. Отстреливать ракеты, летящие сверху, пока сложно. Да и вообще обнаружить и среагировать на что-то быстро летящее — например, сверхзвуковую ПТУР — задача не из лёгких. Осколки от КАЗ очень опасны для своей же пехоты.

Другая серьёзная проблема — демаскировка танка. Непрерывно работающий радар легко обнаружить. Уж чего-чего, а ракет, наводящихся на излучение, у авиаторов хватает. Танк — цель дорогая, и недешёвый снаряд на него не жалко потратить.

Радиус обнаружения радара КАЗ. Использование инфракрасных систем обнаружения позволяет снизить эту цифру, но обнаружить так БОПС не выйдет

С перспективной защитой всё хорошо тоже только на бумаге. На лазеры и электромагнитную броню нужна такая прорва энергии, что весь выигрыш от утончения брони съедят аккумуляторы и силовая установка. И то не факт, что удастся удержать вес в сотню тонн.

Ещё один серьёзный минус — уязвимость всего этого дела. Радары, датчики и прочие средства обнаружения и распознавания угроз никак не защитить и не забронировать. Одна удачная очередь из автомата — и половина грозной защиты выведена из строя.

Современные танк или БМП уже чем-то напоминают корабль, столько на них радаров, лидаров, камер и прочих полезных вещей

Впрочем, можно бороться с активной защитой и иным способом. Да, пусть она легко отобьётся от ПТУР или БОПС. Пусть даже прикроет машину от атаки сверху. Но представим, что в противниках оказался не современный ОБТ или БМП — а древний танк вроде Т-55. Стреляет он не модерновымиломиками» или кумулятивами, а старыми каморными снарядами. Против такого уже никак не попрёшь — ни КАЗ не помогут, ни электромагнитная броня не спасёт. Это БОПС не любит поперечной нагрузки и может сломаться, а тутдедовский» снаряд, который с расчётом натигры» разрабатывали. А ведь можно и болванками стрелять — сплошными, без взрывчатого вещества. И вот опять — хотя бы миллиметров 100 брони под хорошим углом надо возить с собой.

Непонятно и то, как противодействовать гиперзвуковым ракетным комплексам вроде LOSAT

В лице активной защиты мы видим не победу брони над снарядом, как думают многие, а лишь новый этап древней войны. Ход брони сделан — КАЗ дошли до серийного использования. Далее последует ответный ход снаряда, и так будет продолжаться ещё долго.

Даже если удастся реализовать все мечты об активной защите, на них всегда найдётся достойный ответ. Найти грааль неотразимой атаки или непробиваемой защиты не выйдет. Главное — просто не отстать от общего уровня.

Как защитить танк от убийственного плевка

Основная особенность кумулятивных боеприпасов — наличие конической выемки, выстланной слоем металла и направленной широким концом вперед. После детонации воронка схлопывается к центральной оси и выдавливает тонкую струю, сформированную в основном из материала облицовки кумулятивного заряда. Она движется во много раз быстрее скорости звука. Под таким давлением даже прочнейшая сталь ведет себя словно жидкость.

Так выглядит кумулятивный боеприпас. В его центре хорошо видна выемка

Простое увеличение толщины броневых препятствий против кумулятивных боеприпасов неэффективно, тем более мы же говорим о мобильной боевой технике, а не об огромных океанских линкорах. Первоначально в качестве защиты пытались использовать различные экраны. Так, например, танкисты Второй мировой для защиты от фаустпатронов наваривали на свои машины тонкие металлические листы или специальные сетки. Но это не слишком хорошо работало – воздействие снижалось всего на 10-18%.

Было замечено, что при попадании кумулятивного снаряда в песок или почву, сила и эффективность пробивной струи существенно снижается. Начался поиск новых материалов, более стойких к кумулятивному эффекту. Если раньше танковая броня представляла собой гомогенную субстанцию, то теперь она стала напоминать слоеный пирог с весьма экзотической «начинкой».

В советских танках между слоями брони помещали керамику или стеклопластик. Пакеты наполнителя башни выполнялись из ультрафарфора, у которого сопротивляемость кумулятивным боеприпасам в 2-2,5 раза превосходила обычную сталь. На американских «Абрамсах» броня усиливается слоем обедненного урана, который прекрасно противостоит сердечникам подкалиберных снарядов.

Так формируется кумулятивная струя

Еще один действенный способ защиты от кумулятивных боеприпасов – это так называемая полуактивная броня. Она представляет собой ячеистую структуру, содержащую специальный наполнитель (полиуретан или политэтилен). Попав в подобную каверну, кумулятивная струя порождает ударную волну, которая отражается от стенок полости и уничтожает ее.

Для противодействия кумулятивным боеприпасам также используется броня с отражающими листами. Это многослойная конструкция, состоящая из тонкой пластины, прокладки и броневого листа. Попадание кумулятивной струи приводит к вспучиванию и деформации этих элементов. При этом пластина начинает набегать на струю и разрушает ее. Подобная броня уменьшает проникающее действие кумулятивных боеприпасов на 40%.

Вышеописанные методы используют энергию самого поражающего фактора для его обезвреживания.

Призрачность превосходства советской брони

Принятие на вооружение в 1987 году «тяжелый» ДЗ «Контакт-5» привело к дисбалансу между эффективностью средств поражения НАТО и защитой советских броневых машин. С теоретической точки зрения и оперенные БПС, и  другие ПТС, способные преодолеть ДЗ «Контакт-5»,  могли  прийти  в войска НАТО не ранее 1992-1994 годов. В результате, образовался 6-7-летний разрыв между советским «щитом» и «мечом» НАТО. Эта неблагоприятная ситуация усугублялась тем, что те же тенденции наблюдались  и средствах индивидуальной защиты и ЛБМ. Советские бронежилеты и бронеавтомобили были очень устойчивы к пулям пехотного стрелкового оружия. Хорошим примером является основная броня экспортного варианта объект 478Б, или Т-80УД образца 1991 года, когда пассивная защита этого танка, включающая элементы из стали и керамики превышала 620 мм в стальном эквиваленте по БПС и 700 мм по КС. Усиленная динамической защитой броня дополнительно повысила уровень защиты от ПТУР. Точно так же,  стойкость брони танка Т-72Б модели 1989 года, где пассивное бронирование обеспечивало 600 мм в стальном эквиваленте, была повышена данным комплексом ДЗ.

Описанная выше ситуация, теоретически очень опасная для Запада, на самом деле была смягчена двумя факторами: наличием  довольно значительных ослабленных зон в лобовой броне российских танков и не совсем полным охватом динамической защитой передней части корпуса и башни. В реальности, поэтому, каждый танк имел ряд слабых зон, в которые могли проникнуть даже боеприпасы старого поколения. Так для семейства танков Т-72 такими зонами являются: маска пушки,  приборы наблюдения командира и механика водителя, нижний лобовой лист корпуса и пр. Более подробно эти зона описаны на блоге А.Хлопотова в его статье от  1991 года. В данной статье обсуждаются преимущества танков с необитаемой башней в контексте увеличения выживаемости танка. Для сравнения с таким решением А.Хлопотов выбрал танк Т-72Б (объект184), раскрыв в результате некоторую информацию об ослабленных зонах последнего. Результат сравнения показал, что  бронирование объекта 184 имеет слабые места.

Ослабленные зоны  объекта 184 (Т-72Б), представленные в статье А.Хлопотова
Красным помечены слабые места, пробиваемые БПС типа 3БМ26, который был принят на вооружение в 1984 году и имел бронепробивные характеристики на уровне 380-410 мм/0° с 2000м. Отдельные зоны пробивались с других дистанций. Так:
•  область сиденья водителя —  с 1700 м,
• выпуклая верхняя часть крыши башни – с 3700 м,
• башенка командира —  с 3900 м,
• Маска пушки – с 1650 м.

В вышеуказанной статье говорится, что на дистанциях 1000-2000м вероятность поражения лобовой проекции танка Т-72Б, имеющей более чем 45% ослабленных зон, высока даже ОБПС, имеющих уровень бронепробития приблизительно 250 мм/60° (или чуть больше, чем 500 мм/90°), выпущенных из пушки L-44 танка Leopard 2. Эти характеристики показывает снаряд DM-33A1  на дистанции  800-1000 м,  считающейся типичной для ожидаемых боев первой линии советских танковых частей с танками НАТО. Конечно, в боевой обстановке, танки очень редко перемещаются строго по прямой к линии фронта, и  даже минимальное вращение башни или поворот корпуса влияет на величины ослабленных зон, приведенных в статье. Таким образом,  оценка защищенности танка в миллиметрах стального эквивалента мало говорит о его реальной защищенности и даже боеприпасы прошлых поколений могут быть для него опасными.

Точно также появление советских танков с ДЗ «Контакт-5» не исключило  наличие ослабленных зон в  бронировании, и, кроме того (за исключением моделей Т-80У и Т-80УД), площадь перекрытия лобовой проекции танков также имела много «дыр» (ДЗ закрывала лишь 45-55% в курсовых углах ± 35°).

Танк Т-72Б3. Зеленым показана площадь, защищенная «Контакт-5», красным – площадь ослабленных зон по информации  1991 года. Как видно – кроме небольшой части крыши область ослабленных зон не усилена ДЗ.
Фото Виталия Кузьмина.

В связи с этими проблемами вряд ли можно было говорить о коренном превосходстве защиты танков Советского Союза над средствами поражения НАТО.

«Классическая» динамическая защита Советского Союза и России

Анализ ДЗ «Нож» требует определенной точки отсчета, за которую мы примем разработанные в СССР тяжелую ВДЗ «КонтакТ-5» с ЭДЗ 4С22 и УДЗ «Реликт»  с ЭДЗ 4С23, разработанного уже после развала СССР. Общий принцип работы любой классической ДЗ схож – в результате принудительного перемещения под действием взрыва ВВ металлических кассет брони, на внедряющийся БПС или кумулятивную струю воздействует боковой импульс, который приводит к разрушению, изгибу или даже перелому внедряющего средства. Оптимальные характеристики, в основном,  достигаются за счет оптимизации структуры ДЗ. Как устроен  «Контакт-5»можно проследить на схеме ДЗ  на башне объекта 188, то есть, на Т-90С.

Схема ДЗ «Контакт-5» с ЭДЗ 4С22.
Темно-синим показан корпус блока ДЗ, фиолетовым- внутренние элементы, крепящие ЭДЗ в блоке ДЗ, светло-зеленым – ВВ, светло-голубым – элементы крепления блоков ДЗ. На переднем плане – фото ЭДЗ. (Все рисунки далее, если не указано иное, принадлежат автору данной публикации.)

Сердечник БПС пробивает наружную пластину ЭДЗ 4С22, при этом он стабилизируется во время прохождения через нее. В результате удара образуется сноп высокоскоростных осколков, воздействующих на внутренние компоненты взрывчатых ЭДЗ и  инициирующих ВВ. Пока идет процесс детонации ВВ, движение сердечника продолжается, он достигает второй наружной стенки ЭДЗ и тоже перфорирует ее. Начинается движение толстой пластины. Это вызывает боковые  напряжения в сердечнике, приводящие к  его изгибу, растрескиванию, и в оптимальном случае – разлому. Кроме того, это воздействие приводит к смещению сердечника с его траектории полета, так что он будет внедряться в основную броню с некоторым угловым смещением. Это повышает риск разлома сердечника и формирует нелинейный канал проникания, что в итоге приводит к уменьшению величины бронепробивных характеристик БПС. По данным российских источников, эффективность реализованного в 1987 году комплекса «Контакт-5», составляет в среднем 20% по БПС и  от 50 до 80% по кумулятивным противотанковым ракетам.

Масса комплекта «Контакт-5» на танке T-90С – 1,5 тонн. Площадь лобовой проекции танков Т-90С и  Т-72В модели 1989 года, перекрытая комплексом,  не очень велика и для курсовых углов от 0 до ±35° составляет от 44 до 55%. Другими словами, противник имеет почти 50% вероятность поразить танк в области, не экранированные блоками ДЗ. Почти на 10 лет более «молодой» комплекс ДЗ «Реликт» с ЭДЗ 4С23 имеет более сложную структуру ДЗ и соответственно реализует более сложный механизм воздействия на ПТС. Подлетающий БПС перфорирует наружную пластину комплекса и  после достижения ЭДЗ с ВВ инициирует их. В результате взрыва внешняя пластина выбрасывается «от брони», как в комплексе «Контакт-5». Новизна заключается в наличии внутренней второй закаленной металлической пластины, которая от взрыва, движется «на броню».

Таким образом, компоновка ДЗ «Реликт» включает: наружную металлическую плиту модуля – пустое пространство – ЭДЗ – пластины из закаленной стали – второй слой ЭДЗ – пустое пространство – внутреннюю стенку модуля. Начальное перемещение внутреннего стального листа «к броне», а затем повторное амортизационное ее перемещение на этот раз «от брони» позволяет сформировать определенный временной интервал между движением толстой внешней плиты модуля и внутренней пластиной. В теории, это позволяет «поймать» внутренней пластиной даже прошедшую головную часть ПТС. В результате таких действий на БПС в двух совершенно разных направлениях , эффективность комплекса значительно повышается.

По информации источников эффективность российского комплекса «Реликт» составляет:

• • по БПС от 40 до 50%,
• • по моноблочным кумулятивным ПТУР от 70 до 90%,
• • по тандемным КС от 50 до 95%.

Вес комплекcа «Реликт» для T-72БМ – 2,3 тонны. Площадь лобовой  проекции, перекрытой ДЗ в курсовых углах от 0 до ±35,  составляет более 60%, что конечно больше чем 55%.

«Африканский» Т-64Б1M

Этот танк изначально предназначался для экспорта  в Конго. Он являются примером продолжения эволюции танков этой серии и выполнения требований и бюджета заказчика. Среди них есть как новые, так и прошедшие капитальный ремонт. Главные изменения в них коснулись системы управления огнем, башня и силовая установки претерпели минимальные изменения. В основу концепции закладывалась  рационализация бронирования и снижение веса. Прежде всего, для условий Центральной Африки считалось необоснованным укрепление пассивной защиты танка, поэтому Т-64Б1M не имеет дополнительных броневых листов на корпусе и башне под модулями ДЗ «Нож».

Сами модули также были упрощены. Интересны оригинальные требования Конго. Они потребовали, чтобы модули ДЗ были такими, как  в украинской версии «Контакт-5» (как в первых образцах танков «Булат» и Т-84), но модули должны быть адаптированы для использования ЭДЗ ХСЧКВ-34. В то время как ВЛД и крыша башни ничем не отличаются от танка БМ «Булат», борта имеют значительно более плотную компоновку модулей, а лоб башни получил новый дизайн модулей и эти модули по 3 штуки расположены справа и слева от пушки. Каждый модуль  имеет по две вставки с ЭДЗ «Нож». В результате значительно снижена по сравнению с танком «Булат», разница между размерностью модуля ДЗ и защищаемой элементом ДЗ поверхностью. В общей сложности, масса комплекса ДЗ составила около 2,5 тонн, что, как представляется, является приемлемым значением для машины и минимально отразилось на ее  подвижности.

Танк Т-64Б1M. На нем изменилась конструкция модулей динамической защиты башни, и отсутствуют дополнительные броневые листы корпуса.

Эскиз фирмы Microtech показывает возможность размещения ЭДЗ ХСЧКВ-34 в модули ДЗ башни танка Т-64Б1M.

Предназначение

Если рассматривать противопульную защиту от обычных и бронебойных пуль, а также воздействия осколков малых бомб и снарядов, то такая поверхность может быть представлена в двух исполнениях: катаная гомогенная броня высокопрочная или гетерогенная цементированная с высокой прочностью как лицевой, так и тыльной сторон.

Противоснарядное (защищает от воздействия больших снарядов) покрытие тоже представлено несколькими типами. Самые распространённые из них — катаная и литая гомогенная броня нескольких категорий прочности: высокой, средней и низкой.

Ещё один тип — катаная гетерогенная. Представляет собой цементированное покрытие с закалкой с одной стороны, прочность которой убывает «в глубину».

Толщина брони по отношению к твёрдости в этом случае представляет собой соотношение 25:15:60 (наружный, внутренний, тыльный слои соответственно).

Применение

Танки России, как и корабли, в настоящее время покрыты хромоникелевой или никелированной сталью. Причем если при строительстве кораблей используется стальной бронепояс с изотермической закалкой, то танки обрастают композитной защитной оболочкой, которая состоит из нескольких слоёв материалов.

К примеру, лобовая броня универсальной боевой платформы «Армата» представлена композитным слоем, непробиваемым для современных противотанковых снарядов калибра до 150 мм и подкалиберных стреловидных снарядов калибра до 120 мм.

А также используются противокумулятивные экраны. Трудно сказать, лучшая броня это или нет. Танки России совершенствуются, а с ними улучшается и защита.

Другая техника

Легко бронированные машины совершенно не защищены от крупнокалиберных снарядов и, тем более, ракет. Самым очевидным путём развития является установка динамической защиты, однако, есть и сложности.

Во время подрыва заряда, лист брони под ним может с лёгкостью проломиться из-за своей хрупкости, поэтому пришлось разрабатывать специальные комплексы реактивной брони. Например, существует динамическая защита Кактус, устанавливаемая на БМП-3. Американская М2 Бредли также оснащается подобной системой. Это позволяет довести эквивалент бронирования до уровня около 500 мм и значительно повысить выживаемость машины.

Иностранные версии

В других странах активно внедряли подобного рода защиту, используя разные материалы и конструктивные решения. Первое поколение динамической защиты (ДЗ) разработали в Пакистане, Китае и Иране. Они нуждались в доработках, так как были неприменимы для легкобронированных машин, выполняли задачу, но приносили им слишком высокий ущерб.

Второе поколение предполагало использование боеприпасов ВВ специального типа, наполненных неметаллическими элементами, от этого ущерб для техники стал ниже. Такие комплексы уже можно было использовать на средствах с легкой броней. ДЗ стало основой обороны гибридного типа, такие разработки внедрили Израиль и Германия.

Действие третьего поколения ДЗ опирается на энергетические качества материалов, использовали поликарбонат, полиуретан или силикон и другие. Негативное побочное действие стало еще ниже. В израильских танках использовали экраны из специального стекла, ширина которого составляла 10 см. Окислы металлов катализируют, а силикон выполняет роль энергетического проводника. Данная динамическая броня сейчас считается перспективной, так как ее можно использовать совместно с другими защитными технологиями. Внедрили в США и Швейцарии.

Есть и четвертый тип, вовсе без энергетических материалов. Они спроектированы так, чтобы использовать энергию самого снаряда. По такому принципу работают ячеистая, отражающая и откольная броня. У откольной интересная конструкция: обратная сторона обладает особым рельефом, который способствуют формированию осколков при попадании струи. Поток осколков должен разрушить ее. В нашей стране четвертое поколение не считается перспективным, хотя в других странах его по прежнему не упускают из вида.

Особенно эффективными их считают израильские военные силы, они часто используют в комплексных системах сочетание керамики, стали и резины.

Наиболее перспективной в большинстве стран считается гибридная броня, в которую включено несколько типов защиты. США использует такую для БМП и танков, Израиль – для грузовиков и М2. Ввиду этого, создавая бронетанки нового поколения, это модели Т-64, Т-72 и Т-80, конструкторы сделали выбор в пользу многослойной защиты. Это слои из стали, между которыми заключены керамика, разные фракции стеклопластика или другой материал малой плотности. Такая конструкция защищает на 30% лучше, если сопоставлять с монолитными.

Но этот способ работает только для корпуса, применить его на башнях в этих случаях не вышло. Дело в том, что башня здесь литая, начинить ее керамикой затруднительно. В качестве альтернативы было предложено использовать ультрафарфор, его можно вплавить внутрь. У данного материала способность погасить струю примерно дважды выше относительно стали. Однако, выбран был все же иной вариант, между основными слоями металла поместили пакеты из прочной стали. Их задача заключается в приеме на себя удара струи, реакция осуществляется уже не по принципам гидромеханики, его эффективность зависит от твердости металла.

Активная броня

Другая интересная идея — электромагнитная броня. По сути, это глубокое развитие динамической защиты, совмещённой с защитой активной. Работать она может по-разному. Например, при прохождении снаряда или кумулятивной струи через пластины брони можно навести на них мощный импульс тока, который приведёт к разрушению поражающего элемента. Другой вариант — метнуть навстречу снаряду пластину с помощью электромагнитной силы. Это чем-то похоже на методы работы современной ДЗ, но у электромагнитной брони сила метания будет значительно больше, что позволит использовать пластину меньших размеров, а также поражать цель с гарантией.

Электромагнитную броню испытали — она доказала свою работоспособность

Серьёзным плюсом электромагнитной брони видится и возможность комбинировать разные методы защиты. С помощью радаров и датчиков выбирается одновременно и наиболее эффективный вариант обороны против атаки, и наиболее экономный. Так что танку с электромагнитной бронёй не грозит в один прекрасный момент остаться со сбитой защитой, как часто бывает у современной ДЗ.

Самое главное — весит всё это дело совсем немного. Опытные варианты такой брони уже построили и испытали; пока основная проблема — источник энергии. Для питания полноценной электромагнитной брони нужен чуть ли не ядерный реактор в танке. Но и этот вопрос можно решить.

Электромагнитную броню собирались испытать на лёгком танке, создаваемом в рамках программы FCS. На нём также использовали и другие виды активной защиты

Представьте танк будущего, на котором реализована вся эта защита. Мощные системы обнаружения позволяют засечь любую угрозу и в миллисекунды принять решение о противостоянии. Лазер успешно отстреливает ракеты и гранаты. Со снарядами справляется электромагнитная броня, а если боеприпас особо опасный, можно использовать КАЗ с физическими поражающими элементами — то есть решить проблему грубой силой.

Такому танку вообще не нужна обычная броня — так, против автопушек, не более. А значит, не придётся строить монстров в полсотни тонн весом. Отсюда и растёт интерес западных конструкторов к лёгким и средним танкам.

Перспективный средний танк MGCS от Rheinmetall больше полагается на активную защиту, чем на обычную броню