فولاد، آلومینیوم و سرامیک. تکامل حفاظت از وسایل نقلیه سبک
وسایل نقلیه رزمی زرهی تعدادی از کلاس ها وزن جنگی نسبتاً کمی و سطح حفاظت نسبتاً بالایی را ترکیب می کنند. این ترکیب از ویژگی ها را می توان از طریق چندین راه حل فنی اساسی به دست آورد. بسته به نیازها و توانایی های مشتری، طراحان سطح حفاظت را قربانی می کنند یا از مواد و فناوری های جدید استفاده می کنند. طی دهه‌های گذشته، صنعت داخلی و جهانی تجربه خوبی در ایجاد تجهیزات نظامی خوب محافظت شده، اما سبک جمع آوری کرده است.
از نظر تاریخی، اولین راه برای کاهش جرم (به عنوان مثال، مطابق با ویژگی های شاسی موجود) کاهش ضخامت زره با افت متناظر در سطح حفاظت بود. توسعه آلیاژهای فولادی جدید با ویژگی های بالاتر نیز انجام شد. بعداً جستجو برای فلزات و مواد غیرفلزی دیگر که ترکیبی از استحکام و وزن کم بودند آغاز شد. سرانجام، از زمان معینی در زمینه خودروهای زرهی سبک، زره های ترکیبی و فاصله دار که قبلاً فقط در خودروهای سنگین استفاده می شد، کاربرد پیدا کرده است. علاوه بر این، ما نباید امکان نصب محافظ پویا یا فعال را که مکمل زره خود بدنه است، فراموش کنیم.
تانک آبی خاکی PT-76. عکس Russianarmy.ru
فولادی و شناور
به عنوان اولین نمونه از خودروی جنگی زرهی سبک داخلی توسعه پس از جنگ، می توان تانک آبی خاکی PT-76 را در نظر گرفت. در اواخر دهه چهل مطابق با یک وظیفه فنی خاص ایجاد شد. این دستگاه باید دارای محافظ ضد گلوله می بود و به خوبی شنا می کرد، که در کل طراحی را خواستار شد. وظایف با موفقیت انجام شد، اگرچه طبق استانداردهای امروزی مخزن حاصل با کمال بالا یا ویژگی های حفاظتی برجسته متمایز نشد.
نوع جدیدی از تانک آبی خاکی یک بدنه زرهی جوش داده شده بزرگ دریافت کرد که برای ایجاد شناوری مناسب طراحی شده بود. جنس بدنه از جنس فولاد زرهی درجه "2P" بود. حفاظ جلویی دستگاه شامل ورقه هایی به ضخامت 11 و 14 میلی متر بود که ضخامت کناره ها و عقب دستگاه به ترتیب 14 و 7 میلی متر بود. از بالا، خودرو با سقف 5 میلی متری محافظت می شد، از پایین - با ضخامت پایین 7 میلی متر. زره برجک دارای ضخامت 8 تا 17 میلی متر بود.
سپاه مخزن PT-76 دارای طول 6,91 متر و عرض حدود 3 متر بود. در روند مدرن سازی بیشتر، بدنه پالایش شد، اما ویژگی های اصلی آن تغییر نکرد. وزن جنگی تانک آبی خاکی 14 تن بود - بدنه و برجک زرهی کمی کمتر از نیمی از آن بود.
خودروی جنگی پیاده نظام BMP-1. عکس توسط Wikimedia Commons
زره تا ضخامت 14-17 میلی متر، از جمله موارد نصب شده با شیب تا 80 درجه، قدرت محدودی داشت و بنابراین PT-76 دارای ویژگی های حفاظتی محدودی بود. زره فولادی این خودرو تضمینی برای مقاومت در برابر گلوله های سلاح های کوچک بود. بازوها و تکه هایی از همه جهات. طرح جلویی تقویت شده همچنین می تواند گلوله باران سیستم های کالیبر بزرگ و حتی اسلحه های کالیبر کوچک را نیز تحمل کند. در همان زمان، هر تانک یا اسلحه ضد تانک اواخر دهه چهل تضمین شده بود که PT-76 را در تمام بردهای موثر مورد اصابت قرار دهد. در مورد نارنجک‌انداز‌های ضدتانک که اخیراً معرفی شده‌اند نیز وضعیت مشابه بود.
تانک آبی خاکی PT-76 شرایط لازم را داشت، اما در نهایت منسوخ شد. یکی از دلایل این امر کمال کم طراحی حفاظت زرهی بود. قبلاً در اوایل دهه شصت ، پروژه ای برای نوسازی عمیق رزرو ایجاد شد که شامل جایگزینی مواد اصلی بدنه بود. در سال 1961، VNII-100 نمونه اولیه کیس PT-76 را با استفاده از آلیاژ آلومینیوم D20 ساخت. آزمایشات در مقیاس کامل نشان داده اند که با سطح حفاظتی مشابه، چنین موردی به طور قابل توجهی سبک تر از فولاد است. چنین بدنه ای تولید نشد، اما پتانسیل زره آلومینیومی را نشان داد. در آینده، این ایده ها در پروژه های جدید به کار گرفته شد.
فولاد و آلومینیوم
نمونه بعدی از طراحی موفق سبک وزن می تواند خودروهای جنگی پیاده نظام شوروی BMP-1 و BMP-2 باشد. اولین آنها در GSKB-2 کارخانه تراکتورسازی چلیابینسک در اواخر دهه پنجاه و شصت مطابق با شرایط مرجع جدید و با در نظر گرفتن فناوری های موجود توسعه یافت. در نتیجه، یک طرح بسیار کنجکاو ایجاد شد که شامل عناصر غیر مشخصی بود. برای به دست آوردن ترکیب بهینه وزن و حفاظت، ترکیب فولاد و آلومینیوم پیشنهاد شد.
طرح تمرین BMD-1. پنجره ها در بدنه به شما امکان می دهند رزرو را ارزیابی کنید. عکس Vitalykuzmin.net
اساس بدنه جوش داده شده برای BMP-1 دوباره ورق های فولادی با سختی بالا نورد شده بود. پیشانی بدنه زرهی فولادی دارای ضخامت 7 میلی متر (قسمت بالایی با شیب 80 درجه) تا 19 میلی متر (پایین) بود. کناره ها از ورق های 16 و 18 میلی متری ساخته شده بودند. استرن پارامترهای حفاظتی مشابهی داشت. بیشترین ضخامت قطعات برج به 33 میلی متر رسید. یکی از ویژگی های جالب خودروی جدید پوشش اضافی روی محفظه موتور بود. برای محافظت در برابر شلیک و تأثیرات خارجی، یک پوشش بزرگ با دنده های عرضی مشخصه در ورق جلویی بالایی ظاهر شد. از آلیاژ ACM-آلومینیوم با افزودن روی و منیزیم ساخته شده بود.
طول بدنه BMP-1 بیش از 6,73 متر، عرض حدود 2,9 متر بود. وزن جنگی وسیله نقلیه در سطح 12,7-13 تن تعیین شد. بدنه فولادی جوش داده شده بدون قطعات و مجموعه های نصب شده روی آن وزن کمی بیشتر داشت. 3870 کیلوگرم برج فولادی - فقط 356 کیلوگرم. ورق جلویی مونتاژ شده از ACM وزنی در حدود 105 کیلوگرم داشت.
همانطور که مشتری می خواهد، BMP-1 می تواند در برابر گلوله های 7,62 میلی متری زره پوش از همه زوایای گلوله ها مقاومت کند. همچنین، تمام برگه های رزرو قطعات کوچک و سبک را به تاخیر انداختند. طرح جلویی محافظت شده از مسلسل های سنگین در برد صفر. گلوله های توپ های 20 میلی متری خارجی نمی توانستند از فاصله بیش از 100 متری به وسیله نقلیه برخورد کنند. برای سامانه های 23 میلی متری، حداکثر برد انهدام 500 متر بود. در عین حال، مانند هر خودروی زرهی سبک دیگری، BMP-1 هیچ حفاظت واقعی در برابر گلوله های تانک و نارنجک های ضد تانک نداشت.
وسیله نقلیه جنگی هوابرد BMD-2K. عکس نویسنده
BMP-1 به سطح خاصی از حفاظت نیاز نداشت و ویژگی های لازم از طریق ترکیب موفق مواد از قبل تسلط یافته و جدید به دست آمد. در واقع می توان این خودروی جنگی پیاده نظام را اولین مدل بزرگ داخلی دانست که در طراحی آن از زره آلومینیومی استفاده شده است. با این حال ، چنین "رکوردی" خیلی دوام نیاورد و به زودی یک وسیله نقلیه زرهی حتی جالب تر ظاهر شد.
آلومینیوم BMD
دانشمندان شوروی پس از آزمایش با قاب آلومینیومی PT-76 به کار بر روی یافتن بهترین گزینه ها برای محافظت سبک وزن و مواد برای آن ادامه دادند. در اواسط دهه شصت، آلیاژ جدیدی از آلومینیوم، منیزیم و روی با نام های ABT-101 و 1901 ایجاد شد. این آلیاژ به عنوان پایه ای برای زره ضد گلوله برای وسایل نقلیه جنگی سبک در نظر گرفته شد. به زودی بر اساس آن آلیاژ ABT-102 / 1903 ایجاد شد که ویسکوزیته متفاوتی داشت و به لطف آن می توانست در برابر گلوله های توپخانه محافظت کند.
در سال 1965، کارخانه تراکتورسازی ولگوگراد وسایل نقلیه آزمایشی رزمی هوابرد BMD-1 را برای آزمایش آورد. در طول توسعه آنها، وظیفه اصلی کاهش اندازه و وزن به مقادیر مربوط به قابلیت های هواپیماهای حمل و نقل نظامی بود. کاهش جرم با استفاده از زره آلومینیومی از نوع ABT-101 و برخی آلیاژهای سبک دیگر امکان پذیر بود. با این حال، خلاص شدن از شر فولاد نسبتا سنگین ممکن نبود. برخی از قطعات هنوز از آن ساخته شده است.
خودروی جنگی پیاده نظام BMP-3. عکس نویسنده
محافظ جلویی BMD-1 شامل چندین ورق آلومینیومی است که در زوایای مختلف نسبت به محور افقی و طولی خودرو قرار گرفته اند. این طراحی امکان افزایش بیشتر ضخامت کاهش یافته رزرو را فراهم کرد. ضخامت قسمت های بالایی پیشانی 10 میلی متر، قسمت های میانی 32 میلی متر و قسمت های پایینی 10 میلی متری بود. کناره بدنه از ورق هایی به ضخامت 20 و 23 میلی متر مونتاژ شد. خوراک شامل قطعاتی با ضخامت 15-20 میلی متر بود. برج از فولاد ساخته شده بود، حداکثر ضخامت حفاظت آن 22 میلی متر بود.
طول بدنه BMD-1 تنها 5,4 متر و عرض کمی بیش از 2,5 متر بود. وزن جنگی کل وسیله نقلیه 7,2 تن نیمکره قدامی تعیین شد. حفاظت همه جانبه در برابر گلوله های زره پوش 12,7 میلی متری نیز مورد نیاز بود. بنابراین، سطح حفاظت از BMD-7,62 تا حدی ویژگی های BMP-1 را تکرار کرد. وسیله نقلیه فرود فقط از نظر قدرت زره جلویی از وسیله نقلیه پیاده نظام پایین تر بود. در همان زمان، بدنه فشرده‌تر ساخته شده از آلیاژ ABT-1 تقریباً نصف سبک‌تر از فولاد مورد استفاده در BMP-101 بود.
متعاقباً یک وسیله نقلیه جنگی جدید هوابرد با محفظه جنگی و سلاح های متفاوت بر روی شاسی BMD-1 ایجاد شد. در عین حال، بدنه آلومینیومی دستخوش تغییرات عمده ای نشده است - در واقع، BMD-2 تنها در سلاح ها و برخی دستگاه های داخلی با نسل قبلی خود متفاوت بود. در اواسط دهه هشتاد، یک دستگاه کاملاً جدید BMD-3 که بر اساس ایده ها و راه حل های دیگر ایجاد شده بود، وارد تولید شد. البته در این پروژه زره آلومینیومی مدرن به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
حفاظت زرهی BMP-3. 1 - قسمت جلویی بالایی (18 میلی متر ABT-102)؛ 2 - ورق استخوان گونه (60 میلی متر ABT-102); 3 - برجستگی جلویی برج (16 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 50 میلی متر ABT-102)؛ 4 - سقف برج (18 میلی متر ABT-102); 5 - قسمت پشتی برج (43 میلی متر ABT-102)؛ 6 - سقف (15 میلی متر ABT-102); 7 - خوراک (13 میلی متر ABT-102)؛ 8 - پایین (10 میلی متر AMG-6)؛ 9 - سمت (43 میلی متر ABT-102) 10 - ورق طاقچه (15 میلی متر ABT-102): 11 - سمت پایین (43 میلی متر ABT-102); 12 - قسمت جلویی پایین (10 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 60 میلی متر ABT-102)؛ 13 - قسمت جلوی وسط (10 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 12 میلی متر BT-70Sh + 60 میلی متر ABT-102). طراحی Btvt.nador.ru
آلومینیوم و فولاد برای پیاده نظام
در دهه هشتاد، به موازات BMD-3 امیدوار کننده، یک خودروی جنگی جدید پیاده نظام BMP-3 ایجاد شد. هنگامی که ایجاد شد، دفتر طراحی ویژه مهندسی مکانیک کورگان نیاز به افزایش سطح حفاظت در ارتباط با توسعه سلاح برای وسایل نقلیه زرهی سبک یک دشمن بالقوه را در نظر گرفت. لازم بود محافظت در برابر پوسته های 30 میلی متری ایجاد شود، اما در عین حال از رشد وزن غیرقابل قبول جلوگیری شود. حل چنین مشکلاتی مستقیماً با استفاده از رزرو جدید مرتبط بود.
BMP-3 زره فاصله دار دریافت کرد که بر اساس قطعات آلومینیومی از آلیاژ ABT-102 و فولاد زرهی BT-70Sh ساخته شده بود. قسمت جلویی و زیگوماتیک بالایی بدنه از آلومینیوم ساخته شده و ضخامت آنها به ترتیب 18 و 60 میلی متر است. قسمت جلویی متوسط که شیب کمی به سمت جلو دارد شامل فولاد 10 میلی متری، شکاف هوا 70 میلی متر، فولاد 12 میلی متر و ورق های آلومینیومی 60 میلی متر است. قسمت پایینی طراحی مشابهی دارد، اما از ورق فولادی داخلی صرف نظر می کند. تخته ها از ورق های ABT-102 با ضخامت های 15 و 43 میلی متر مونتاژ می شوند. سقف، عقب و پایین به ترتیب 15، 13 و 10 میلی متر ضخامت دارند. پیشانی برج محافظتی به شکل فولاد 16 میلی متری، هوا 70 میلی متر و آلومینیوم 50 میلی متر دریافت کرد. یک محافظ اضافی از طرح جلویی یک سپر منعکس کننده موج ساخته شده از فولاد زره پوش با ضخامت کوچک است.
زره فاصله دار و همگن BMP-3 محافظت همه جانبه در برابر سلاح های کوچک کالیبر بزرگ را فراهم می کند. طرح جلویی می تواند گلوله توپ 30 میلی متری از برد 200 متر را تحمل کند. در یک زمان، ماژول های مختلف نصب شده نیز برای افزایش سطح حفاظت ارائه شد. پانل های بالای سر برای بهبود حفاظت بالستیک در نظر گرفته شده بودند و حفاظت دینامیکی ویژه به مقاومت در برابر گلوله های نارنجک انداز ضد تانک کمک کرد.
خودروهای زرهی "Typhoon-K" در رژه. عکس توسط وزارت دفاع فدراسیون روسیه / mil.ru
بدنه BMP-3 دارای طول 7,14 متر و عرض حدود 3,3 متر است.وزن جنگی این وسیله نقلیه به طور کلی 18,7 تن است و در عین حال جرم بدنه زرهی از فولاد و آلومینیوم ساخته شده است. آلیاژ ABT-3,5 از 102 تن تجاوز نمی کند. علاوه بر این، ورق های آلومینیومی نسبتاً ضخیم امکان مونتاژ بدنه سفت و سخت بدون عناصر قدرت جداگانه را فراهم می کند که منجر به کاهش وزن اضافی می شود.
فولاد و سرامیک
توسعه بیشتر وسایل حفاظتی منجر به انواع جدیدی از وسایل نقلیه زرهی می شود که با مقاومت نسبتاً بالایی در برابر تهدیدات اصلی متمایز می شوند. نمونه خوبی از این را می توان وسایل نقلیه داخلی خانواده Typhoon-K در نظر گرفت که توسط شرکت KamAZ در سال های اخیر ایجاد شده است. در چندین پروژه از این خط می توان به نتایج بسیار چشمگیری در زمینه حفاظتی دست یافت.
بدنه زرهی خودروهای Typhoon-K از حفاظت ترکیبی برخوردار است. از یک ورق فلزی نسبتاً نازک بیرونی استفاده می شود که در زیر آن یک کاشی سرامیکی با ویژگی های مشخص قرار دارد. لایه زیرین زره یک ورق فولادی با ضخامت بیشتر است. هنگامی که یک گلوله یا یک قطعه وارد چنین بسته ای می شود، لایه بیرونی را سوراخ می کند و بخشی از انرژی را صرف می کند و سرامیک سرعت آن را کاهش می دهد. علاوه بر این، فولاد و سرامیک دارای پارامترهای مقاومت و سختی متفاوتی هستند که باعث تخریب عنصر آسیب‌رسان می‌شود. قطعات گلوله و سرامیک توسط یک ورق فولادی داخلی نگهداری می شود.
عقب ماشین زرهی KamAZ-63969 پس از آزمایش گلوله. عکس توسط JSC KamAZ / Twower.livejournal.com
یکی از اولین ها توسط به اصطلاح ارائه شد. ماشین زرهی بدنه KamAZ-63969. زره ترکیبی آن می‌توانست گلوله‌های 14,5 میلی‌متری را تحمل کند. همچنین یک نوع زره با قدرت کمتر وجود داشت که در برابر گلوله های 12,7 میلی متری محافظت می کرد. این نسخه از ماشین زرهی با تمام آزمایشات کنار آمد، اما مشتری را علاقه مند نکرد. نمونه ای وارد سری به نام "Typhoon K-63968" شد که در طرح بندی و ویژگی های رزرو متفاوت بود. با این حال، معماری حفاظتی یکسان باقی می ماند و استفاده از کاشی های سرامیکی را فراهم می کند.
سریال Typhoon-K دارای بدنه کمی کمتر از 9 متر طول و حدود 2,5 متر عرض است. وزن کل وسیله نقلیه با بار تا 2,6 تن بیش از 24,7 تن است. امکان یدک کشی تریلر با وزن تا 8 تن در عین حال سازنده جرم خود بدنه محافظت شده را مشخص نمی کند.
گزینه دیگری برای رزرو ترکیبی با استفاده از مواد سرامیکی در پروژه Typhoon K-53949 اجرا شد که با نام های Typhoon 4x4 و Typhoonenok نیز شناخته می شود. در این حالت صفحات سرامیکی بین ورق های زره آلومینیومی قرار می گیرند. این حفاظت مطابق با سطح 3 استاندارد STANAG 4569 است و می تواند در برابر گلوله های تفنگ زره پوش با کالیبر 7,62 میلی متر مقاومت کند.
ماشین زرهی "Typhoon K-53949" با زره سبک. عکس نویسنده
"Typhoon 4x4" یک بدنه کلاهدار با طول کل کمتر از 6,5 متر و عرض حدود 2,5 متر دریافت کرد. وزن محدود چنین وسیله نقلیه ای 12 تن است که 2 تن دیگر برای بار مصرف می شود. همانطور که در مورد یک نمونه بزرگتر، توسعه دهندگان عجله ای برای تعیین جرم بدنه و محافظت از آن ندارند، که به ما اجازه نمی دهد به طور کامل از کمال وزن طراحی قدردانی کنیم.
***
در گذشته های دور، طراحان خودروهای زرهی با مشکل جدی در قالب ارتباط مستقیم بین سطح حفاظت و جرم مواجه بودند. خودروهای زرهی با بدنه فولادی تنها با وزن مناسب می توانستند مقاومت بالایی در برابر عناصر آسیب زا نشان دهند. با این حال، بعدها توسعه متالورژی و ظهور آلیاژهای جدید حل این مشکلات را ممکن کرد، به لطف آن تعداد قابل توجهی از وسایل نقلیه جنگی در کشور ما و خارج از کشور ظاهر شدند که وزن کم و حفاظت خوب را ترکیب کردند.
اولین راه حل برای مشکل وزن و حفاظت، آلیاژهای آلومینیوم بود که می توانست هم به صورت مستقل و هم در ترکیب با مواد دیگر یا حتی با زره های لولایی اضافی استفاده شود. سپس یک سرامیک جدید ظاهر شد که برای ایجاد حفاظت ترکیبی نیز مناسب است. توسعه فلزات و مواد سرامیکی ادامه دارد و منجر به ظهور گزینه های حفاظتی جدید می شود.
به راحتی می توان فهمید که تلاش برای کاهش وزن دستگاه در حالی که محافظت خوب را به دست می آورد، تا اواسط دهه شصت به نتایج جدی منجر شد. زره آلومینیومی و فولادی BMP-1 و پس از آن BMP-2 می تواند خدمه را در برابر گلوله های توپخانه کالیبر کوچک محافظت کند. در پروژه بعدی BMP-3، ترکیب مواد مختلف و وجود شکاف هوایی امکان بهبود حفاظت را بار دیگر فراهم کرد. در حال حاضر، چنین تحولاتی در حال توسعه است و منجر به نتایج قابل توجه جدیدی می شود.
توسعه علم مواد پس از جنگ، که منجر به ظهور آلیاژهای جدید و مواد غیر فلزی شد، انگیزه جدی برای توسعه وسایل نقلیه جنگی زرهی از کلاس های مختلف ایجاد کرد. مهندسان توانستند ویژگی های حفاظتی ماشین های خود را بدون افزایش قابل توجهی در جرم آنها بهبود بخشند. تجهیزات حاصل هنوز در بسیاری از کشورها در خدمت هستند و تمام پروژه های جدید با در نظر گرفتن تجربه موجود ایجاد می شوند. در عین حال، باید انتظار داشت که در آینده دور مواد اساساً جدیدی ظاهر شود که دوباره ویژگی های خودروهای زرهی را بهبود بخشد و فرآیندهای دهه های گذشته تکرار شود.
با توجه به مواد:
http://russianarms.ru/
http://otvaga2004.ru/
http://btvt.narod.ru/
http://masters.donntu.org/
https://popmech.ru/
http://mil.ru/
http://roe.ru/
http://interpolitex.ru/
باریاتینسکی M.B. تانک آبی خاکی PT-76. از نوا تا گنگ و کانال سوئز. - M.: Yauza، Eksmo، 2016.
Solyankin A. G.، Pavlov M. V.، Pavlov I. V.، Zheltov I. G. وسایل نقلیه زرهی داخلی. قرن XX. - M.: Tseikhgauz, 2010. - T. 3. 1946-1965.
کاتالوگ اجزا و قطعات خودروی جنگی پیاده نظام BMP-1. - م.: نشر نظامی، 1971.
گومیرین O.A.، Shumilov A.Ya. ویژگی های بدنه و برجک BMP-3 // بولتن خودروهای زرهی، 1991. شماره 5.
از نظر تاریخی، اولین راه برای کاهش جرم (به عنوان مثال، مطابق با ویژگی های شاسی موجود) کاهش ضخامت زره با افت متناظر در سطح حفاظت بود. توسعه آلیاژهای فولادی جدید با ویژگی های بالاتر نیز انجام شد. بعداً جستجو برای فلزات و مواد غیرفلزی دیگر که ترکیبی از استحکام و وزن کم بودند آغاز شد. سرانجام، از زمان معینی در زمینه خودروهای زرهی سبک، زره های ترکیبی و فاصله دار که قبلاً فقط در خودروهای سنگین استفاده می شد، کاربرد پیدا کرده است. علاوه بر این، ما نباید امکان نصب محافظ پویا یا فعال را که مکمل زره خود بدنه است، فراموش کنیم.
تانک آبی خاکی PT-76. عکس Russianarmy.ru
فولادی و شناور
به عنوان اولین نمونه از خودروی جنگی زرهی سبک داخلی توسعه پس از جنگ، می توان تانک آبی خاکی PT-76 را در نظر گرفت. در اواخر دهه چهل مطابق با یک وظیفه فنی خاص ایجاد شد. این دستگاه باید دارای محافظ ضد گلوله می بود و به خوبی شنا می کرد، که در کل طراحی را خواستار شد. وظایف با موفقیت انجام شد، اگرچه طبق استانداردهای امروزی مخزن حاصل با کمال بالا یا ویژگی های حفاظتی برجسته متمایز نشد.
نوع جدیدی از تانک آبی خاکی یک بدنه زرهی جوش داده شده بزرگ دریافت کرد که برای ایجاد شناوری مناسب طراحی شده بود. جنس بدنه از جنس فولاد زرهی درجه "2P" بود. حفاظ جلویی دستگاه شامل ورقه هایی به ضخامت 11 و 14 میلی متر بود که ضخامت کناره ها و عقب دستگاه به ترتیب 14 و 7 میلی متر بود. از بالا، خودرو با سقف 5 میلی متری محافظت می شد، از پایین - با ضخامت پایین 7 میلی متر. زره برجک دارای ضخامت 8 تا 17 میلی متر بود.
سپاه مخزن PT-76 دارای طول 6,91 متر و عرض حدود 3 متر بود. در روند مدرن سازی بیشتر، بدنه پالایش شد، اما ویژگی های اصلی آن تغییر نکرد. وزن جنگی تانک آبی خاکی 14 تن بود - بدنه و برجک زرهی کمی کمتر از نیمی از آن بود.
خودروی جنگی پیاده نظام BMP-1. عکس توسط Wikimedia Commons
زره تا ضخامت 14-17 میلی متر، از جمله موارد نصب شده با شیب تا 80 درجه، قدرت محدودی داشت و بنابراین PT-76 دارای ویژگی های حفاظتی محدودی بود. زره فولادی این خودرو تضمینی برای مقاومت در برابر گلوله های سلاح های کوچک بود. بازوها و تکه هایی از همه جهات. طرح جلویی تقویت شده همچنین می تواند گلوله باران سیستم های کالیبر بزرگ و حتی اسلحه های کالیبر کوچک را نیز تحمل کند. در همان زمان، هر تانک یا اسلحه ضد تانک اواخر دهه چهل تضمین شده بود که PT-76 را در تمام بردهای موثر مورد اصابت قرار دهد. در مورد نارنجک‌انداز‌های ضدتانک که اخیراً معرفی شده‌اند نیز وضعیت مشابه بود.
تانک آبی خاکی PT-76 شرایط لازم را داشت، اما در نهایت منسوخ شد. یکی از دلایل این امر کمال کم طراحی حفاظت زرهی بود. قبلاً در اوایل دهه شصت ، پروژه ای برای نوسازی عمیق رزرو ایجاد شد که شامل جایگزینی مواد اصلی بدنه بود. در سال 1961، VNII-100 نمونه اولیه کیس PT-76 را با استفاده از آلیاژ آلومینیوم D20 ساخت. آزمایشات در مقیاس کامل نشان داده اند که با سطح حفاظتی مشابه، چنین موردی به طور قابل توجهی سبک تر از فولاد است. چنین بدنه ای تولید نشد، اما پتانسیل زره آلومینیومی را نشان داد. در آینده، این ایده ها در پروژه های جدید به کار گرفته شد.
فولاد و آلومینیوم
نمونه بعدی از طراحی موفق سبک وزن می تواند خودروهای جنگی پیاده نظام شوروی BMP-1 و BMP-2 باشد. اولین آنها در GSKB-2 کارخانه تراکتورسازی چلیابینسک در اواخر دهه پنجاه و شصت مطابق با شرایط مرجع جدید و با در نظر گرفتن فناوری های موجود توسعه یافت. در نتیجه، یک طرح بسیار کنجکاو ایجاد شد که شامل عناصر غیر مشخصی بود. برای به دست آوردن ترکیب بهینه وزن و حفاظت، ترکیب فولاد و آلومینیوم پیشنهاد شد.
طرح تمرین BMD-1. پنجره ها در بدنه به شما امکان می دهند رزرو را ارزیابی کنید. عکس Vitalykuzmin.net
اساس بدنه جوش داده شده برای BMP-1 دوباره ورق های فولادی با سختی بالا نورد شده بود. پیشانی بدنه زرهی فولادی دارای ضخامت 7 میلی متر (قسمت بالایی با شیب 80 درجه) تا 19 میلی متر (پایین) بود. کناره ها از ورق های 16 و 18 میلی متری ساخته شده بودند. استرن پارامترهای حفاظتی مشابهی داشت. بیشترین ضخامت قطعات برج به 33 میلی متر رسید. یکی از ویژگی های جالب خودروی جدید پوشش اضافی روی محفظه موتور بود. برای محافظت در برابر شلیک و تأثیرات خارجی، یک پوشش بزرگ با دنده های عرضی مشخصه در ورق جلویی بالایی ظاهر شد. از آلیاژ ACM-آلومینیوم با افزودن روی و منیزیم ساخته شده بود.
طول بدنه BMP-1 بیش از 6,73 متر، عرض حدود 2,9 متر بود. وزن جنگی وسیله نقلیه در سطح 12,7-13 تن تعیین شد. بدنه فولادی جوش داده شده بدون قطعات و مجموعه های نصب شده روی آن وزن کمی بیشتر داشت. 3870 کیلوگرم برج فولادی - فقط 356 کیلوگرم. ورق جلویی مونتاژ شده از ACM وزنی در حدود 105 کیلوگرم داشت.
همانطور که مشتری می خواهد، BMP-1 می تواند در برابر گلوله های 7,62 میلی متری زره پوش از همه زوایای گلوله ها مقاومت کند. همچنین، تمام برگه های رزرو قطعات کوچک و سبک را به تاخیر انداختند. طرح جلویی محافظت شده از مسلسل های سنگین در برد صفر. گلوله های توپ های 20 میلی متری خارجی نمی توانستند از فاصله بیش از 100 متری به وسیله نقلیه برخورد کنند. برای سامانه های 23 میلی متری، حداکثر برد انهدام 500 متر بود. در عین حال، مانند هر خودروی زرهی سبک دیگری، BMP-1 هیچ حفاظت واقعی در برابر گلوله های تانک و نارنجک های ضد تانک نداشت.
وسیله نقلیه جنگی هوابرد BMD-2K. عکس نویسنده
BMP-1 به سطح خاصی از حفاظت نیاز نداشت و ویژگی های لازم از طریق ترکیب موفق مواد از قبل تسلط یافته و جدید به دست آمد. در واقع می توان این خودروی جنگی پیاده نظام را اولین مدل بزرگ داخلی دانست که در طراحی آن از زره آلومینیومی استفاده شده است. با این حال ، چنین "رکوردی" خیلی دوام نیاورد و به زودی یک وسیله نقلیه زرهی حتی جالب تر ظاهر شد.
آلومینیوم BMD
دانشمندان شوروی پس از آزمایش با قاب آلومینیومی PT-76 به کار بر روی یافتن بهترین گزینه ها برای محافظت سبک وزن و مواد برای آن ادامه دادند. در اواسط دهه شصت، آلیاژ جدیدی از آلومینیوم، منیزیم و روی با نام های ABT-101 و 1901 ایجاد شد. این آلیاژ به عنوان پایه ای برای زره ضد گلوله برای وسایل نقلیه جنگی سبک در نظر گرفته شد. به زودی بر اساس آن آلیاژ ABT-102 / 1903 ایجاد شد که ویسکوزیته متفاوتی داشت و به لطف آن می توانست در برابر گلوله های توپخانه محافظت کند.
در سال 1965، کارخانه تراکتورسازی ولگوگراد وسایل نقلیه آزمایشی رزمی هوابرد BMD-1 را برای آزمایش آورد. در طول توسعه آنها، وظیفه اصلی کاهش اندازه و وزن به مقادیر مربوط به قابلیت های هواپیماهای حمل و نقل نظامی بود. کاهش جرم با استفاده از زره آلومینیومی از نوع ABT-101 و برخی آلیاژهای سبک دیگر امکان پذیر بود. با این حال، خلاص شدن از شر فولاد نسبتا سنگین ممکن نبود. برخی از قطعات هنوز از آن ساخته شده است.
خودروی جنگی پیاده نظام BMP-3. عکس نویسنده
محافظ جلویی BMD-1 شامل چندین ورق آلومینیومی است که در زوایای مختلف نسبت به محور افقی و طولی خودرو قرار گرفته اند. این طراحی امکان افزایش بیشتر ضخامت کاهش یافته رزرو را فراهم کرد. ضخامت قسمت های بالایی پیشانی 10 میلی متر، قسمت های میانی 32 میلی متر و قسمت های پایینی 10 میلی متری بود. کناره بدنه از ورق هایی به ضخامت 20 و 23 میلی متر مونتاژ شد. خوراک شامل قطعاتی با ضخامت 15-20 میلی متر بود. برج از فولاد ساخته شده بود، حداکثر ضخامت حفاظت آن 22 میلی متر بود.
طول بدنه BMD-1 تنها 5,4 متر و عرض کمی بیش از 2,5 متر بود. وزن جنگی کل وسیله نقلیه 7,2 تن نیمکره قدامی تعیین شد. حفاظت همه جانبه در برابر گلوله های زره پوش 12,7 میلی متری نیز مورد نیاز بود. بنابراین، سطح حفاظت از BMD-7,62 تا حدی ویژگی های BMP-1 را تکرار کرد. وسیله نقلیه فرود فقط از نظر قدرت زره جلویی از وسیله نقلیه پیاده نظام پایین تر بود. در همان زمان، بدنه فشرده‌تر ساخته شده از آلیاژ ABT-1 تقریباً نصف سبک‌تر از فولاد مورد استفاده در BMP-101 بود.
متعاقباً یک وسیله نقلیه جنگی جدید هوابرد با محفظه جنگی و سلاح های متفاوت بر روی شاسی BMD-1 ایجاد شد. در عین حال، بدنه آلومینیومی دستخوش تغییرات عمده ای نشده است - در واقع، BMD-2 تنها در سلاح ها و برخی دستگاه های داخلی با نسل قبلی خود متفاوت بود. در اواسط دهه هشتاد، یک دستگاه کاملاً جدید BMD-3 که بر اساس ایده ها و راه حل های دیگر ایجاد شده بود، وارد تولید شد. البته در این پروژه زره آلومینیومی مدرن به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
حفاظت زرهی BMP-3. 1 - قسمت جلویی بالایی (18 میلی متر ABT-102)؛ 2 - ورق استخوان گونه (60 میلی متر ABT-102); 3 - برجستگی جلویی برج (16 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 50 میلی متر ABT-102)؛ 4 - سقف برج (18 میلی متر ABT-102); 5 - قسمت پشتی برج (43 میلی متر ABT-102)؛ 6 - سقف (15 میلی متر ABT-102); 7 - خوراک (13 میلی متر ABT-102)؛ 8 - پایین (10 میلی متر AMG-6)؛ 9 - سمت (43 میلی متر ABT-102) 10 - ورق طاقچه (15 میلی متر ABT-102): 11 - سمت پایین (43 میلی متر ABT-102); 12 - قسمت جلویی پایین (10 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 60 میلی متر ABT-102)؛ 13 - قسمت جلوی وسط (10 میلی متر BT-70Sh + 70 میلی متر شکاف هوا + 12 میلی متر BT-70Sh + 60 میلی متر ABT-102). طراحی Btvt.nador.ru
آلومینیوم و فولاد برای پیاده نظام
در دهه هشتاد، به موازات BMD-3 امیدوار کننده، یک خودروی جنگی جدید پیاده نظام BMP-3 ایجاد شد. هنگامی که ایجاد شد، دفتر طراحی ویژه مهندسی مکانیک کورگان نیاز به افزایش سطح حفاظت در ارتباط با توسعه سلاح برای وسایل نقلیه زرهی سبک یک دشمن بالقوه را در نظر گرفت. لازم بود محافظت در برابر پوسته های 30 میلی متری ایجاد شود، اما در عین حال از رشد وزن غیرقابل قبول جلوگیری شود. حل چنین مشکلاتی مستقیماً با استفاده از رزرو جدید مرتبط بود.
BMP-3 زره فاصله دار دریافت کرد که بر اساس قطعات آلومینیومی از آلیاژ ABT-102 و فولاد زرهی BT-70Sh ساخته شده بود. قسمت جلویی و زیگوماتیک بالایی بدنه از آلومینیوم ساخته شده و ضخامت آنها به ترتیب 18 و 60 میلی متر است. قسمت جلویی متوسط که شیب کمی به سمت جلو دارد شامل فولاد 10 میلی متری، شکاف هوا 70 میلی متر، فولاد 12 میلی متر و ورق های آلومینیومی 60 میلی متر است. قسمت پایینی طراحی مشابهی دارد، اما از ورق فولادی داخلی صرف نظر می کند. تخته ها از ورق های ABT-102 با ضخامت های 15 و 43 میلی متر مونتاژ می شوند. سقف، عقب و پایین به ترتیب 15، 13 و 10 میلی متر ضخامت دارند. پیشانی برج محافظتی به شکل فولاد 16 میلی متری، هوا 70 میلی متر و آلومینیوم 50 میلی متر دریافت کرد. یک محافظ اضافی از طرح جلویی یک سپر منعکس کننده موج ساخته شده از فولاد زره پوش با ضخامت کوچک است.
زره فاصله دار و همگن BMP-3 محافظت همه جانبه در برابر سلاح های کوچک کالیبر بزرگ را فراهم می کند. طرح جلویی می تواند گلوله توپ 30 میلی متری از برد 200 متر را تحمل کند. در یک زمان، ماژول های مختلف نصب شده نیز برای افزایش سطح حفاظت ارائه شد. پانل های بالای سر برای بهبود حفاظت بالستیک در نظر گرفته شده بودند و حفاظت دینامیکی ویژه به مقاومت در برابر گلوله های نارنجک انداز ضد تانک کمک کرد.
خودروهای زرهی "Typhoon-K" در رژه. عکس توسط وزارت دفاع فدراسیون روسیه / mil.ru
بدنه BMP-3 دارای طول 7,14 متر و عرض حدود 3,3 متر است.وزن جنگی این وسیله نقلیه به طور کلی 18,7 تن است و در عین حال جرم بدنه زرهی از فولاد و آلومینیوم ساخته شده است. آلیاژ ABT-3,5 از 102 تن تجاوز نمی کند. علاوه بر این، ورق های آلومینیومی نسبتاً ضخیم امکان مونتاژ بدنه سفت و سخت بدون عناصر قدرت جداگانه را فراهم می کند که منجر به کاهش وزن اضافی می شود.
فولاد و سرامیک
توسعه بیشتر وسایل حفاظتی منجر به انواع جدیدی از وسایل نقلیه زرهی می شود که با مقاومت نسبتاً بالایی در برابر تهدیدات اصلی متمایز می شوند. نمونه خوبی از این را می توان وسایل نقلیه داخلی خانواده Typhoon-K در نظر گرفت که توسط شرکت KamAZ در سال های اخیر ایجاد شده است. در چندین پروژه از این خط می توان به نتایج بسیار چشمگیری در زمینه حفاظتی دست یافت.
بدنه زرهی خودروهای Typhoon-K از حفاظت ترکیبی برخوردار است. از یک ورق فلزی نسبتاً نازک بیرونی استفاده می شود که در زیر آن یک کاشی سرامیکی با ویژگی های مشخص قرار دارد. لایه زیرین زره یک ورق فولادی با ضخامت بیشتر است. هنگامی که یک گلوله یا یک قطعه وارد چنین بسته ای می شود، لایه بیرونی را سوراخ می کند و بخشی از انرژی را صرف می کند و سرامیک سرعت آن را کاهش می دهد. علاوه بر این، فولاد و سرامیک دارای پارامترهای مقاومت و سختی متفاوتی هستند که باعث تخریب عنصر آسیب‌رسان می‌شود. قطعات گلوله و سرامیک توسط یک ورق فولادی داخلی نگهداری می شود.
عقب ماشین زرهی KamAZ-63969 پس از آزمایش گلوله. عکس توسط JSC KamAZ / Twower.livejournal.com
یکی از اولین ها توسط به اصطلاح ارائه شد. ماشین زرهی بدنه KamAZ-63969. زره ترکیبی آن می‌توانست گلوله‌های 14,5 میلی‌متری را تحمل کند. همچنین یک نوع زره با قدرت کمتر وجود داشت که در برابر گلوله های 12,7 میلی متری محافظت می کرد. این نسخه از ماشین زرهی با تمام آزمایشات کنار آمد، اما مشتری را علاقه مند نکرد. نمونه ای وارد سری به نام "Typhoon K-63968" شد که در طرح بندی و ویژگی های رزرو متفاوت بود. با این حال، معماری حفاظتی یکسان باقی می ماند و استفاده از کاشی های سرامیکی را فراهم می کند.
سریال Typhoon-K دارای بدنه کمی کمتر از 9 متر طول و حدود 2,5 متر عرض است. وزن کل وسیله نقلیه با بار تا 2,6 تن بیش از 24,7 تن است. امکان یدک کشی تریلر با وزن تا 8 تن در عین حال سازنده جرم خود بدنه محافظت شده را مشخص نمی کند.
گزینه دیگری برای رزرو ترکیبی با استفاده از مواد سرامیکی در پروژه Typhoon K-53949 اجرا شد که با نام های Typhoon 4x4 و Typhoonenok نیز شناخته می شود. در این حالت صفحات سرامیکی بین ورق های زره آلومینیومی قرار می گیرند. این حفاظت مطابق با سطح 3 استاندارد STANAG 4569 است و می تواند در برابر گلوله های تفنگ زره پوش با کالیبر 7,62 میلی متر مقاومت کند.
ماشین زرهی "Typhoon K-53949" با زره سبک. عکس نویسنده
"Typhoon 4x4" یک بدنه کلاهدار با طول کل کمتر از 6,5 متر و عرض حدود 2,5 متر دریافت کرد. وزن محدود چنین وسیله نقلیه ای 12 تن است که 2 تن دیگر برای بار مصرف می شود. همانطور که در مورد یک نمونه بزرگتر، توسعه دهندگان عجله ای برای تعیین جرم بدنه و محافظت از آن ندارند، که به ما اجازه نمی دهد به طور کامل از کمال وزن طراحی قدردانی کنیم.
***
در گذشته های دور، طراحان خودروهای زرهی با مشکل جدی در قالب ارتباط مستقیم بین سطح حفاظت و جرم مواجه بودند. خودروهای زرهی با بدنه فولادی تنها با وزن مناسب می توانستند مقاومت بالایی در برابر عناصر آسیب زا نشان دهند. با این حال، بعدها توسعه متالورژی و ظهور آلیاژهای جدید حل این مشکلات را ممکن کرد، به لطف آن تعداد قابل توجهی از وسایل نقلیه جنگی در کشور ما و خارج از کشور ظاهر شدند که وزن کم و حفاظت خوب را ترکیب کردند.
اولین راه حل برای مشکل وزن و حفاظت، آلیاژهای آلومینیوم بود که می توانست هم به صورت مستقل و هم در ترکیب با مواد دیگر یا حتی با زره های لولایی اضافی استفاده شود. سپس یک سرامیک جدید ظاهر شد که برای ایجاد حفاظت ترکیبی نیز مناسب است. توسعه فلزات و مواد سرامیکی ادامه دارد و منجر به ظهور گزینه های حفاظتی جدید می شود.
به راحتی می توان فهمید که تلاش برای کاهش وزن دستگاه در حالی که محافظت خوب را به دست می آورد، تا اواسط دهه شصت به نتایج جدی منجر شد. زره آلومینیومی و فولادی BMP-1 و پس از آن BMP-2 می تواند خدمه را در برابر گلوله های توپخانه کالیبر کوچک محافظت کند. در پروژه بعدی BMP-3، ترکیب مواد مختلف و وجود شکاف هوایی امکان بهبود حفاظت را بار دیگر فراهم کرد. در حال حاضر، چنین تحولاتی در حال توسعه است و منجر به نتایج قابل توجه جدیدی می شود.
توسعه علم مواد پس از جنگ، که منجر به ظهور آلیاژهای جدید و مواد غیر فلزی شد، انگیزه جدی برای توسعه وسایل نقلیه جنگی زرهی از کلاس های مختلف ایجاد کرد. مهندسان توانستند ویژگی های حفاظتی ماشین های خود را بدون افزایش قابل توجهی در جرم آنها بهبود بخشند. تجهیزات حاصل هنوز در بسیاری از کشورها در خدمت هستند و تمام پروژه های جدید با در نظر گرفتن تجربه موجود ایجاد می شوند. در عین حال، باید انتظار داشت که در آینده دور مواد اساساً جدیدی ظاهر شود که دوباره ویژگی های خودروهای زرهی را بهبود بخشد و فرآیندهای دهه های گذشته تکرار شود.
با توجه به مواد:
http://russianarms.ru/
http://otvaga2004.ru/
http://btvt.narod.ru/
http://masters.donntu.org/
https://popmech.ru/
http://mil.ru/
http://roe.ru/
http://interpolitex.ru/
باریاتینسکی M.B. تانک آبی خاکی PT-76. از نوا تا گنگ و کانال سوئز. - M.: Yauza، Eksmo، 2016.
Solyankin A. G.، Pavlov M. V.، Pavlov I. V.، Zheltov I. G. وسایل نقلیه زرهی داخلی. قرن XX. - M.: Tseikhgauz, 2010. - T. 3. 1946-1965.
کاتالوگ اجزا و قطعات خودروی جنگی پیاده نظام BMP-1. - م.: نشر نظامی، 1971.
گومیرین O.A.، Shumilov A.Ya. ویژگی های بدنه و برجک BMP-3 // بولتن خودروهای زرهی، 1991. شماره 5.
اطلاعات