الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة

جدول المحتويات:

الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة
الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة

فيديو: الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة

فيديو: الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة
فيديو: تقرير استخباراتي: موسكو تستخدم مقاتلات متطورة من الجيل الخامس في أوكرانيا 2024, مارس
Anonim

تجمع المركبات القتالية المدرعة من عدد من الفئات بين كتلة قتالية منخفضة نسبيًا ومستوى عالٍ من الحماية. يمكن الحصول على هذا المزيج من الخصائص بسبب العديد من الحلول التقنية الأساسية. اعتمادًا على متطلبات العملاء وقدراتهم ، يضحي المصممون بمستوى الحماية أو يستخدمون مواد وتقنيات جديدة. على مدى العقود الماضية ، اكتسبت الصناعة المحلية والعالمية خبرة قوية في إنشاء معدات عسكرية خفيفة محمية بشكل جيد.

تاريخياً ، كانت الطريقة الأولى لتقليل الكتلة (على سبيل المثال ، بما يتماشى مع خصائص الهيكل المتوفر) هي تقليل سمك الدرع مع انخفاض مماثل في مستوى الحماية. كما تم تطوير سبائك فولاذية جديدة ذات خصائص أعلى. في وقت لاحق ، بدأ البحث عن معادن أخرى ومواد غير معدنية تجمع بين القوة والوزن الخفيف. أخيرًا ، منذ وقت معين في مجال المركبات المدرعة الخفيفة ، تم استخدام الدروع المدمجة والمتباعدة ، والتي كانت تستخدم سابقًا فقط في المركبات الثقيلة. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي لأحد أن ينسى إمكانية تثبيت حماية ديناميكية أو نشطة ، والتي تكمل درع الجسم.

الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة
الصلب والألمنيوم والسيراميك. تطور حماية المركبات الخفيفة

الخزان العائم PT-76. الصورة Russianarmy.ru

الصلب والعائمة

كأول مثال على مركبة قتالية مدرعة خفيفة محلية بعد الحرب ، يمكن اعتبار الدبابة البرمائية PT-76. تم إنشاؤه في أواخر الأربعينيات وفقًا لمهمة فنية خاصة. كان من المفترض أن تتمتع هذه الماكينة بحماية من الرصاص وتطفو جيدًا ، مما جعل التصميم بأكمله يتطلب متطلبات خاصة. تم حل المهام المعينة بنجاح ، على الرغم من أنه وفقًا لمعايير اليوم ، لم يتم تمييز الخزان الناتج عن طريق الكمال العالي أو خصائص الحماية المتميزة.

تلقى النوع الجديد من الدبابات البرمائية بدنًا مدرعًا ملحومًا كبيرًا مصممًا لتوفير طفو كافٍ. كانت مادة الهيكل من الفولاذ المدرع من ماركة "2P". تتكون الحماية الأمامية للمركبة من صفائح بسماكة 11 و 14 ملم ، وكانت سماكة الجوانب والمؤخرة 14 و 7 ملم على التوالي. من الأعلى ، كانت السيارة محمية بسقف 5 مم ، من الأسفل - بسمك 7 مم. كان درع البرج من 8 إلى 17 ملم.

يبلغ طول هيكل دبابة PT-76 6 و 91 مترًا وعرضها حوالي 3 أمتار ، وخلال التحديث الإضافي ، تم تحسين الهيكل ، لكن لم تتغير ميزاته الرئيسية. كان الوزن القتالي للدبابة البرمائية 14 طنًا - أقل بقليل من نصف الهيكل المدرع والبرج.

صورة
صورة

مركبة قتال المشاة BMP-1. صور ويكيميديا كومنز

الدروع التي يصل سمكها إلى 14-17 مم ، بما في ذلك تلك المثبتة بميل يصل إلى 80 درجة ، كانت ذات قوة محدودة ، وبالتالي فإن PT-76 لها خصائص حماية محدودة. تم ضمان الدروع الفولاذية لهذه السيارة لتحمل إصابة طلقات الأسلحة الخفيفة والشظايا من جميع الزوايا. يمكن أن يتحمل الإسقاط الأمامي المعزز أيضًا القصف من الأنظمة ذات العيار الكبير وحتى المدافع ذات العيار الصغير. في الوقت نفسه ، فإن أي دبابة أو مدفع مضاد للدبابات في أواخر الأربعينيات يضمن إصابة PT-76 في جميع النطاقات الفعالة. كان الوضع مشابهًا مع قاذفات القنابل المضادة للدبابات التي ظهرت مؤخرًا.

استوفى الخزان البرمائي PT-76 المتطلبات ، لكن بمرور الوقت أصبح قديمًا. كان أحد أسباب ذلك هو الجودة المنخفضة لتصميم حماية الدروع.بالفعل في أوائل الستينيات ، تم تطوير مشروع تحديث عميق للحجز ، والذي نص على استبدال مادة الجسم الرئيسية. في عام 1961 ، صنع VNII-100 هيكل تجريبي PT-76 باستخدام سبائك الألومنيوم D20. أظهرت الاختبارات الشاملة أنه مع وجود مستوى مماثل من الحماية ، يكون مثل هذا الهيكل أخف بكثير من الهيكل الفولاذي. لم يدخل مثل هذا الهيكل حيز الإنتاج ، لكنه أظهر إمكانات درع الألمنيوم. في وقت لاحق ، تم تطبيق هذه الأفكار في مشاريع جديدة.

الصلب والألمنيوم

يمكن أن يكون المثال التالي لتصميم الإضاءة الناجح هو مركبات القتال المشاة السوفيتية BMP-1 و BMP-2. تم تطوير أولها في GSKB-2 في مصنع تشيليابينسك للجرارات في مطلع الخمسينيات والستينيات وفقًا للمواصفات الفنية الجديدة ومع مراعاة التقنيات المتاحة. نتيجة لذلك ، تم إنشاء تصميم فضولي للغاية ، والذي تضمن عناصر غير معيّنة. للحصول على المزيج الأمثل من الوزن والحماية ، تم اقتراح الجمع بين الفولاذ والألمنيوم.

صورة
صورة

تخطيط تدريب BMD-1. تسمح لك النوافذ الموجودة في المبنى بتقييم الحجز. الصورة Vitalykuzmin.net

كان أساس الهيكل الملحوم لـ BMP-1 عبارة عن صفائح فولاذية ملفوفة ذات صلابة عالية مرة أخرى. يبلغ سمك مقدمة الهيكل المدرع الفولاذي 7 مم (الجزء العلوي بميل 80 درجة) إلى 19 مم (أقل). الجوانب مصنوعة من صفائح 16 و 18 ملم. كان للتغذية معايير حماية مماثلة. بلغ أكبر سمك لأجزاء البرج 33 مم. ميزة مثيرة للاهتمام للسيارة الجديدة هي غطاء إضافي فوق حجرة المحرك. للحماية من القصف والتأثيرات الخارجية ، ظهر غطاء كبير بأضلاع عرضية مميزة على الصفيحة الأمامية العلوية. تم تصنيعه من سبيكة ACM-الألومنيوم مع إضافات من الزنك والمغنيسيوم.

تجاوز طول هيكل BMP-1 6 ، 73 مترًا ، العرض - حوالي 2 ، 9 أمتار. تم تحديد الوزن القتالي للمركبة عند مستوى 12 ، 7-13 طن. الهيكل الصلب الملحوم ، بدون أجزاء و تزن التجميعات المثبتة عليها أكثر بقليل من 3870 كجم. برج فولاذي - 356 كجم فقط. تبلغ كتلة لوحة الغطاء الأمامية المجمعة المصنوعة من ACM حوالي 105 كجم.

وفقًا لطلب العميل ، يمكن أن تتحمل BMP-1 قصف الرصاص الخارق للدروع عيار 7.62 ملم من جميع الزوايا. أيضًا ، تحتوي جميع أوراق الحجز على شظايا صغيرة وخفيفة. الإسقاط الأمامي محمي من الرشاشات الثقيلة في المدى الصفري. لم تتمكن قذائف المدافع الأجنبية من عيار 20 ملم من إصابة السيارة مباشرة من مسافة تزيد عن 100 متر ، وبالنسبة للأنظمة التي يبلغ قطرها 23 ملم ، كان الحد الأقصى للمدى 500 متر ، وفي الوقت نفسه ، مثل أي مركبة مصفحة خفيفة أخرى ، لم يكن لدى BMP-1 حماية حقيقية ضد قذائف الدبابات والقنابل المضادة للدبابات.

صورة
صورة

مركبة قتالية محمولة جوا BMD-2K. الصورة من قبل المؤلف

لم تكن هناك حاجة إلى مستوى عالٍ من الحماية بشكل خاص من BMP-1 ، وتم الحصول على الخصائص الضرورية من خلال مزيج ناجح من المواد التي تم إتقانها بالفعل والمواد الجديدة. في الواقع ، يمكن اعتبار مركبة القتال المشاة هذه أول نموذج محلي واسع النطاق ، تم استخدام حجز الألمنيوم في تصميمه. ومع ذلك ، فإن مثل هذا "السجل" لم يدم طويلاً ، وسرعان ما ظهرت مركبة مدرعة أكثر إثارة للاهتمام.

BMD الألومنيوم

بعد التجربة مع هيكل الألمنيوم لـ PT-76 ، واصل العلماء السوفييت العمل على إيجاد أفضل الخيارات للحماية خفيفة الوزن والمواد اللازمة لها. بحلول منتصف الستينيات ، تم إنشاء سبيكة جديدة من الألومنيوم والمغنيسيوم والزنك تحت تسميات ABT-101 و 1901. واعتبرت هذه السبيكة كأساس للدروع المضادة للرصاص للمركبات القتالية الخفيفة. سرعان ما تم إنشاء سبيكة ABT-102/1903 على أساسها ، والتي اختلفت في لزوجة مختلفة ، وبفضل ذلك ، يمكن أن توفر الحماية ضد قذائف المدفعية.

في عام 1965 ، أحضر مصنع فولجوجراد للجرارات نموذجًا أوليًا للمركبات القتالية المحمولة جواً من طراز BMD-1 للاختبار. عند تطويرها ، كانت المهمة الرئيسية هي تقليل الحجم والوزن إلى القيم المقابلة لقدرات طائرات النقل العسكرية. كان من الممكن تقليل الوزن باستخدام درع الألومنيوم مثل ABT-101 وبعض السبائك الخفيفة الأخرى.ومع ذلك ، لم يكن من الممكن التخلص تمامًا من الفولاذ الثقيل نسبيًا. كانت بعض الأجزاء لا تزال مصنوعة منه.

صورة
صورة

مركبة قتال مشاة BMP-3. الصورة من قبل المؤلف

تضمنت الحماية الأمامية لـ BMD-1 عدة صفائح ألمنيوم موضوعة بزوايا مختلفة على المحور الأفقي والطولي للسيارة. جعل هذا التصميم من الممكن زيادة سماكة الدروع المخفضة. كان سمك الأجزاء العلوية للجبهة 10 مم ، وسُمك الأجزاء الوسطى 32 مم ، وسُمك الأجزاء السفلية 10 مم. تم تجميع جانب الهيكل من صفائح بسمك 20 و 23 ملم. يتكون العلف من أجزاء بسمك 15-20 مم. البرج مصنوع من الفولاذ ، وكان أقصى سمك لحمايته 22 مم.

يبلغ طول هيكل BMD-1 5.4 مترًا فقط وبعرض يزيد قليلاً عن 2.5 متر ، وتم تحديد الوزن القتالي للمركبة بأكملها عند 7.2 طن في نصف الكرة الأمامي. كانت هناك حاجة أيضًا إلى حماية شاملة ضد 7 طلقات خارقة للدروع عيار 62 ملم. وبالتالي ، فإن مستوى حماية BMD-1 كرر إلى حد ما خصائص BMP-1. كانت مركبة الهبوط أدنى من مركبة المشاة فقط من حيث قوة درعها الأمامي. في الوقت نفسه ، كان الهيكل الأكثر إحكاما المصنوع من سبيكة ABT-101 يبلغ حوالي نصف وزن الفولاذ المستخدم في BMP-1.

في وقت لاحق ، تم إنشاء مركبة قتالية جديدة محمولة جواً مع حجرة قتال مختلفة وأسلحة على هيكل BMD-1. في الوقت نفسه ، لم تخضع حالة الألومنيوم لتغييرات كبيرة - في الواقع ، اختلفت BMD-2 عن سابقتها فقط في الأسلحة وبعض الأجهزة الداخلية. في منتصف الثمانينيات ، دخلت آلة جديدة تمامًا BMD-3 ، تم إنشاؤها على أساس أفكار وحلول مختلفة ، في سلسلة. ومع ذلك ، تم استخدام دروع الألومنيوم الحديثة على نطاق واسع في هذا المشروع.

صورة
صورة

حماية الدروع BMP-3. 1 - الجزء الأمامي العلوي (18 ملم ABT-102) ؛ 2 - ورقة الوجنية (60 مم ABT-102) ؛ 3 - الإسقاط الأمامي للبرج (16 مم BT-70SH + فجوة هوائية 70 مم + 50 مم ABT-102) ؛ 4 - سقف البرج (18 مم ABT-102) ؛ 5 - الجزء الخلفي من البرج (43 ملم ABT-102) ؛ 6 - سقف (15 ملم ABT-102) ؛ 7 - تغذية (13 مم ABT-102) ؛ 8 - أسفل (10 مم AMG-6) ؛ 9 - لوح (43 مم ABT-102) 10 - ورقة مكانة (15 مم ABT-102): 11 - لوح سفلي (43 مم ABT-102) ؛ 12 - الجزء الأمامي السفلي (10 مم BT-70SH + فجوة هوائية 70 مم + 60 مم ABT-102) ؛ 13 - الجزء الأمامي الأوسط (10 مم BT-70Sh + فجوة هوائية 70 مم + 12 مم BT-70Sh + 60 مم ABT-102). الشكل Btvt.nador.ru

الألمنيوم والفولاذ للمشاة

في الثمانينيات ، بالتوازي مع BMD-3 الواعدة ، تم إنشاء مركبة قتال مشاة BMP-3 جديدة. عند إنشائه ، أخذ مكتب تصميم كورغان الخاص للهندسة الميكانيكية في الاعتبار الحاجة إلى زيادة مستوى الحماية فيما يتعلق بتطوير أسلحة للمركبات المدرعة الخفيفة لعدو محتمل. كان من الضروري توفير الحماية ضد قذائف 30 ملم ، ولكن في نفس الوقت لمنع زيادة غير مقبولة في الكتلة. كان حل هذه المشاكل مرتبطًا بشكل مباشر بتطبيق الحجز الجديد.

تلقى BMP-3 درعًا متباعدًا ، مبنيًا على أساس أجزاء من الألومنيوم مصنوعة من سبيكة ABT-102 و BT-70Sh من الفولاذ المدرع. الأجزاء الأمامية والوجنية العلوية من الجسم مصنوعة من الألمنيوم ويبلغ سمكها 18 و 60 ملم على التوالي. تشتمل الواجهة الوسطى المائلة قليلاً إلى الأمام على فولاذ 10 مم وفجوة هوائية 70 مم وفولاذ 12 مم وألواح ألمنيوم 60 مم. الجزء السفلي له هيكل مشابه ، لكنه يستغني عن الصفائح الفولاذية الداخلية. يتم تجميع الجوانب من صفائح ABT-102 بسمك 15 و 43 ملم. يبلغ سمك السقف والمؤخرة والقاع 15 و 13 و 10 ملم على التوالي. تلقت جبهة البرج الحماية على شكل فولاذ 16 ملم ، و 70 ملم هواء ، و 50 ملم ألومنيوم. حماية إضافية للإسقاط الأمامي عبارة عن درع عاكس للموجة مصنوع من الفولاذ المدرع بسمك صغير.

يوفر درع BMP-3 المتباعد والمتجانس حماية شاملة ضد الأسلحة الصغيرة ذات العيار الكبير. يقاوم الإسقاط الأمامي القصف من مدفع 30 ملم من مدى 200 متر ، كما تم تقديم ملحقات مختلفة في وقت واحد لزيادة مستوى الحماية. تم تصميم الألواح العلوية لتحسين الحماية الباليستية ، وساعدت الدروع التفاعلية المتفجرة الخاصة على مقاومة القصف من قاذفة قنابل يدوية مضادة للدبابات.

صورة
صورة

سيارات مصفحة من طراز Typhoon-K في خط العرض. تصوير وزارة الدفاع في الاتحاد الروسي / mil.ru

يبلغ طول بدن BMP-3 7 و 14 مترًا وعرضه حوالي 3.3 مترًا. ويبلغ الوزن القتالي للمركبة ككل 18.7 طن. وفي نفس الوقت ، كتلة الهيكل المدرع المصنوع من الفولاذ والالمنيوم لا يتجاوز 3.5 طن.وفقًا للبيانات المعروفة ، أدى استخدام سبيكة ABT-102 إلى تقليل كتلة الهيكل بمقدار الثلث تقريبًا مقارنة بوحدة فولاذية بنفس مستوى الحماية. بالإضافة إلى ذلك ، سمحت صفائح الألمنيوم السميكة نسبيًا بتجميع هيكل صلب بدون عناصر هيكلية منفصلة ، مما أدى إلى توفير إضافي في الوزن.

الصلب والسيراميك

يؤدي التطوير الإضافي لوسائل الحماية إلى أشكال جديدة من المركبات المدرعة ، تتميز بمقاومة عالية إلى حد ما للتهديدات الرئيسية. يمكن اعتبار السيارات المحلية لعائلة Typhoon-K ، التي أنشأتها شركة KamAZ في السنوات الأخيرة ، مثالًا جيدًا على ذلك. في العديد من مشاريع هذا الخط ، كان من الممكن الحصول على نتائج رائعة للغاية في مجال الحماية.

تتمتع الهياكل المدرعة لمركبات Typhoon-K بحماية مشتركة. يتم استخدام لوح معدني خارجي رقيق نسبيًا ، والذي يتم تحته وضع بلاط خزفي بخصائص محددة. الطبقة السفلية من الدرع عبارة عن صفائح فولاذية أكثر سمكًا. عند اصطدام مثل هذه العبوة ، تخترق رصاصة أو شظية الطبقة الخارجية ، وتنفق جزءًا من الطاقة ، ويثبطها السيراميك. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي الفولاذ والسيراميك على معايير مختلفة للقوة والصلابة ، مما يؤدي إلى تدمير العنصر الضار. يتم تثبيت شظايا الرصاص والسيراميك في مكانها بواسطة لوح فولاذي داخلي.

صورة
صورة

تغذية السيارة المدرعة كاماز -63969 بعد اختبارات القصف. تصوير OJSC "KamAZ" / Twower.livejournal.com

واحد من أول ما يسمى ب. سيارة فيلق مصفحة كاماز -63969. يمكن أن يتحمل درعها المشترك قصف أسلحة عيار 14.5 ملم. كان هناك أيضًا متغير مع درع أقل قوة يحمي من الرصاص 12.7 ملم. تعاملت هذه النسخة من السيارة المدرعة مع جميع الاختبارات ، لكنها لم تكن موضع اهتمام العميل. دخلت عينة تسمى "Typhoon K-63968" في السلسلة ، والتي اختلفت في تخطيط وخصائص الحجز. ومع ذلك ، فإن بنية الحماية تظل كما هي وتنص على استخدام بلاط السيراميك.

المسلسل "تايفون- K" له هيكل يبلغ طوله أقل بقليل من 9 أمتار وعرضه حوالي 2.5 متر ويزيد الوزن الإجمالي للمركبة التي تصل حمولتها إلى 2.6 طن عن 24.7 طن. مقطورة يصل وزنها إلى 8 أطنان ، ولا تحدد الشركة المصنعة وزن العلبة نفسها.

تم تنفيذ نوع آخر من التدريع المشترك باستخدام مواد السيراميك في مشروع Typhoon K-53949 ، المعروف أيضًا باسم Typhoon 4x4 و Typhoonok. في هذه الحالة ، توضع الألواح الخزفية بين صفائح درع الألمنيوم. تتوافق هذه الحماية مع المستوى 3 من معيار STANAG 4569 ويمكنها تحمل رصاصة بنادق خارقة للدروع مقاس 7.62 مم.

صورة
صورة

السيارة المدرعة "تايفون K-53949" ذات التدريع الخفيف. الصورة من قبل المؤلف

استقبل الإعصار 4x4 جسمًا مغطى بغطاء محرك يبلغ طوله الإجمالي أقل من 6.5 مترًا وعرضه حوالي 2.5 مترًا ، ويبلغ وزن السيارة الفارغة 12 طنًا ، بالإضافة إلى 2 طن أخرى للحمولة. كما في حالة العينة الأكبر ، فإن المطورين ليسوا في عجلة من أمرهم لتوضيح كتلة الجسم نفسه وحمايته ، الأمر الذي لا يسمح لنا بالتقييم الكامل للوزن المثالي للتصميم.

***

في الماضي البعيد ، واجه مصممو المركبات المدرعة مشكلة خطيرة في شكل علاقة مباشرة بين مستوى الحماية والوزن. يمكن للمركبات المدرعة ذات الهياكل الفولاذية أن تظهر مقاومة عالية للعناصر الضارة فقط بوزن مناسب. ومع ذلك ، في وقت لاحق ، أدى تطوير علم المعادن وظهور سبائك جديدة إلى حل هذه المشكلات ، حيث ظهر عدد كبير من المركبات القتالية في بلدنا وفي الخارج ، حيث تجمع بين الوزن الخفيف والحماية الجيدة.

كان الحل الأول لمشكلة الكتلة والحماية هو سبائك الألومنيوم ، والتي يمكن استخدامها بشكل مستقل ومع مواد أخرى أو حتى مع درع مفصلي إضافي. ثم ظهر سيراميك جديد مناسب أيضًا لإنشاء حماية مشتركة. يستمر تطوير المعادن والمواد الخزفية ويؤدي إلى ظهور خيارات جديدة للحماية.

من السهل أن نرى أن محاولات تقليل كتلة السيارة أثناء تلقي حماية جيدة أدت إلى نتائج خطيرة بحلول منتصف الستينيات. يمكن للدروع المصنوعة من الألومنيوم والصلب لـ BMP-1 ، وبعدها BMP-2 ، حماية الطاقم من قذائف المدفعية ذات العيار الصغير. في مشروع BMP-3 اللاحق ، أتاح الجمع بين المواد المختلفة ووجود فجوة هوائية إمكانية تحسين الحماية مرة أخرى. في الوقت الحالي ، يتم تطوير مثل هذه التطورات وتؤدي إلى نتائج ملحوظة جديدة.

أعطى تطور علم المواد بعد الحرب ، والذي أدى إلى ظهور سبائك جديدة ومواد غير معدنية ، دفعة قوية لتطوير المركبات القتالية المدرعة من مختلف الفئات. تمكن المهندسون من تحسين خصائص الحماية لمركباتهم دون زيادة وزنهم بشكل كبير. المعدات الناتجة لا تزال في الخدمة مع العديد من البلدان ، ويتم إنشاء جميع المشاريع الجديدة مع الأخذ في الاعتبار الخبرة الحالية. في الوقت نفسه ، يجب أن نتوقع أنه في المستقبل البعيد ، ستظهر مواد جديدة بشكل أساسي من شأنها تحسين خصائص المركبات المدرعة مرة أخرى ، وسوف تتكرر عمليات العقود الأخيرة.

موصى به: