Aanvankelijk werd de aanval op het pantser frontaal uitgevoerd: terwijl het belangrijkste type impact een pantserdoorborend projectiel van kinetische actie was, werd het duel van de ontwerpers teruggebracht tot een toename van het kaliber van het kanon, de dikte en hellingshoeken van het pantser. Deze evolutie is duidelijk zichtbaar in de ontwikkeling van tankwapens en bepantsering in de Tweede Wereldoorlog. De constructieve beslissingen van die tijd liggen voor de hand: we gaan de barrière dikker maken; als je het kantelt, zal het projectiel een langere weg moeten gaan in de dikte van het metaal en zal de kans op afketsen toenemen. Zelfs na het verschijnen van pantserdoorborende granaten met een harde niet-destructieve kern in de munitie van tank- en antitankkanonnen, is er weinig veranderd.
Elementen van dynamische bescherming (EDS)
Het zijn "broodjes" van twee metalen platen en een explosief. EDZ worden in containers geplaatst, waarvan de deksels hen beschermen tegen invloeden van buitenaf en tegelijkertijd werpelementen vertegenwoordigen
dodelijk spuug
Al aan het begin van de Tweede Wereldoorlog vond echter een revolutie plaats in de opvallende eigenschappen van munitie: cumulatieve granaten verschenen. In 1941 begonnen Duitse artilleristen het Hohlladungsgeschoss ("een projectiel met een inkeping in de lading") te gebruiken, en in 1942 nam de USSR het 76-mm BP-350A-projectiel aan, ontwikkeld na het bestuderen van gevangen monsters. Dit is hoe de beroemde Faust-patroons werden gerangschikt. Er ontstond een probleem dat niet met traditionele methoden kon worden opgelost vanwege de onaanvaardbare toename van de massa van de tank.
In de kop van de cumulatieve munitie is een conische inkeping gemaakt in de vorm van een trechter bekleed met een dunne laag metaal (klokmond naar voren). Explosieve ontploffing begint vanaf de kant die zich het dichtst bij de bovenkant van de trechter bevindt. De detonatiegolf "klapt" de trechter in tot de as van het projectiel, en aangezien de druk van de explosieproducten (bijna een half miljoen atmosfeer) de limiet van plastische vervorming van de plaat overschrijdt, begint deze zich als een quasi-vloeistof te gedragen. Dit proces heeft niets met smelten te maken, het is juist de "koude" stroom van het materiaal. Een dunne (vergelijkbaar met de schaaldikte) cumulatieve straal wordt uit de instortende trechter geperst, die versnelt tot snelheden in de orde van de explosieve detonatiesnelheid (en soms zelfs hoger), dat wil zeggen ongeveer 10 km / s of meer. De snelheid van de cumulatieve straal overschrijdt aanzienlijk de snelheid van geluidsvoortplanting in het pantsermateriaal (ongeveer 4 km / s). Daarom vindt de interactie van de jet en het pantser plaats volgens de wetten van de hydrodynamica, dat wil zeggen, ze gedragen zich als vloeistoffen: de jet brandt helemaal niet door het pantser (dit is een wijdverbreide misvatting), maar dringt erin door, net als een waterstraal onder druk spoelt zand weg.
Principes van semi-actieve bescherming met behulp van de energie van de jet zelf. Rechts: celpantser waarvan de cellen gevuld zijn met een quasi-vloeibare stof (polyurethaan, polyethyleen). De schokgolf van de cumulatieve straal wordt door de wanden gereflecteerd en doet de holte instorten, waardoor de straal wordt vernietigd. Bodem: pantser met reflecterende platen. Door de zwelling van het achteroppervlak en de pakking wordt de dunne plaat verplaatst, loopt op de straal en vernietigt deze. Dergelijke methoden verhogen de anti-cumulatieve weerstand met 30-40
Gelaagde bescherming
De eerste bescherming tegen cumulatieve munitie was het gebruik van schermen (pantser met twee barrières). De cumulatieve straal wordt niet onmiddellijk gevormd, voor zijn maximale efficiëntie is het belangrijk om de lading op de optimale afstand van het pantser (brandpuntsafstand) te laten ontploffen. Als een scherm van extra metalen platen voor het hoofdpantser wordt geplaatst, zal de ontploffing eerder plaatsvinden en zal de effectiviteit van de impact afnemen. Tijdens de Tweede Wereldoorlog bevestigden tankers, ter bescherming tegen fauspatronen, dunne metalen platen en gaasschermen aan hun voertuigen (een veelvoorkomend verhaal over het gebruik van pantserbedden in deze hoedanigheid, hoewel in werkelijkheid speciale mazen werden gebruikt). Maar deze oplossing was niet erg effectief - de toename van de weerstand was gemiddeld slechts 9-18%.
Daarom gebruikten de ontwerpers bij het ontwikkelen van een nieuwe generatie tanks (T-64, T-72, T-80) een andere oplossing: meerlaagse bepantsering. Het bestond uit twee lagen staal, waartussen een laag vulmiddel met lage dichtheid was geplaatst - glasvezel of keramiek. Deze "taart" gaf een winst in vergelijking met monolithische stalen bepantsering tot 30%. Deze methode was echter niet toepasbaar voor de toren: in deze modellen is het gegoten en is het vanuit technologisch oogpunt moeilijk om glasvezel binnen te plaatsen. De ontwerpers van VNII-100 (nu VNII "Transmash") stelden voor om te smelten in de torenpantserballen gemaakt van ultraporselein, waarvan het specifieke blusvermogen 2-2, 5 keer hoger is dan dat van gepantserd staal. De specialisten van het Research Institute of Steel kozen voor een andere optie: tussen de buitenste en binnenste lagen van het pantser werden pakketten van hoogwaardig massief staal geplaatst. Ze namen de impact op van een verzwakte cumulatieve straal met snelheden wanneer de interactie niet plaatsvindt volgens de wetten van de hydrodynamica, maar afhankelijk van de hardheid van het materiaal.
Doorgaans is de dikte van het pantser dat een gevormde lading kan doordringen 6-8 van zijn kaliber, en voor ladingen met platen gemaakt van materialen zoals verarmd uranium, kan deze waarde oplopen tot 10
Semi-actief pantser
Hoewel het niet gemakkelijk is om de cumulatieve straal te vertragen, is hij kwetsbaar in de laterale richting en kan hij gemakkelijk worden vernietigd, zelfs door een zwakke zijdelingse impact. Daarom bestond de verdere ontwikkeling van de technologie in het feit dat het gecombineerde pantser van de voor- en zijdelen van de gegoten toren werd gevormd door de holte die van bovenaf open was, gevuld met een complexe vulstof; van bovenaf werd de holte afgesloten met gelaste pluggen. Torens van dit ontwerp werden gebruikt bij latere modificaties van tanks - T-72B, T-80U en T-80UD. Het werkingsprincipe van de inserts was anders, maar maakte gebruik van de genoemde "laterale kwetsbaarheid" van de cumulatieve jet. Dergelijke bepantsering wordt meestal "semi-actieve" beschermingssystemen genoemd, omdat ze de energie van het wapen zelf gebruiken.
Een van de varianten van dergelijke systemen is cellulair pantser, waarvan het werkingsprincipe werd voorgesteld door medewerkers van het Institute of Hydrodynamics van de Siberian Branch van de USSR Academy of Sciences. Het pantser bestaat uit een reeks holtes gevuld met een quasi-vloeibare stof (polyurethaan, polyethyleen). Een cumulatieve straal die een dergelijk volume binnenkomt dat wordt begrensd door metalen wanden, genereert een schokgolf in de quasi-vloeistof, die, gereflecteerd door de wanden, terugkeert naar de straalas en de holte instort, waardoor de straal wordt vertraagd en vernietigd. Dit type pantser biedt tot 30-40% winst in anti-cumulatieve weerstand.
Een andere optie is bepantsering met reflecterende platen. Het is een drielaagse barrière bestaande uit een plaat, een afstandhouder en een dunne plaat. De straal die in de plaat dringt, veroorzaakt spanningen, wat eerst leidt tot plaatselijke zwelling van het achteroppervlak en vervolgens tot vernietiging. In dit geval treedt een aanzienlijke zwelling van de pakking en de dunne plaat op. Wanneer de straal de pakking en de dunne plaat doorboort, is deze al begonnen weg te bewegen van het achteroppervlak van de plaat. Omdat er een bepaalde hoek is tussen de bewegingsrichtingen van de straal en de dunne plaat, begint de plaat op een bepaald moment op de straal te lopen en deze te vernietigen. In vergelijking met monolithische bepantsering van dezelfde massa, kan het effect van het gebruik van "reflecterende" vellen 40% bereiken.
De volgende ontwerpverbetering was de overgang naar torens met een gelaste basis. Het werd duidelijk dat ontwikkelingen om de sterkte van gewalst pantser te vergroten veelbelovend zijn. Met name in de jaren tachtig werden nieuwe staalsoorten met verhoogde hardheid ontwikkeld en klaar voor serieproductie: SK-2SH, SK-3SH. Het gebruik van torens met een basis van gewalst staal maakte het mogelijk om het beschermende equivalent langs de basis van de toren te vergroten. Als gevolg hiervan had de toren voor de T-72B-tank met een gerolde basis een groter intern volume, de gewichtsgroei was 400 kg in vergelijking met de seriegegoten toren van de T-72B-tank. Het torenvulpakket is gemaakt van keramische materialen en staal met een hoge hardheid of van een pakket op basis van stalen platen met "reflecterende" platen. Equivalent pantserweerstand was gelijk aan 500-550 mm homogeen staal.
Hoe dynamische bescherming werkt
Wanneer het DZ-element wordt gepenetreerd door een cumulatieve straal, ontploft het explosief erin en beginnen de metalen platen van het lichaam uit elkaar te vliegen. Tegelijkertijd kruisen ze het traject van de jet onder een hoek en vervangen ze constant nieuwe secties eronder. Een deel van de energie wordt besteed aan het doorbreken van de platen en de laterale impuls van de botsing destabiliseert de jet. DZ vermindert de pantserdoordringende eigenschappen van cumulatieve wapens met 50-80%. Tegelijkertijd, wat erg belangrijk is, ontploft de DZ niet wanneer deze wordt afgevuurd vanuit handvuurwapens. Het gebruik van DZ is een revolutie geworden in de bescherming van gepantserde voertuigen. Er was een reële kans om het doordringende schadelijke middel even actief te beïnvloeden als het eerder het passieve pantser had aangetast.
Explosie richting
Ondertussen bleven de technologieën op het gebied van cumulatieve munitie verbeteren. Als tijdens de Tweede Wereldoorlog de pantserpenetratie van projectielen met gevormde lading niet groter was dan 4-5 kalibers, nam deze later aanzienlijk toe. Dus met een kaliber van 100-105 mm was het al 6-7 kalibers (in het stalen equivalent van 600-700 mm), met een kaliber van 120-152 mm werd de pantserpenetratie verhoogd tot 8-10 kalibers (900 -1200 mm homogeen staal). Ter bescherming tegen deze munitie was een kwalitatief nieuwe oplossing nodig.
Sinds de jaren vijftig wordt in de USSR gewerkt aan anti-cumulatieve of "dynamische" bepantsering, gebaseerd op het principe van tegenexplosie. In de jaren zeventig was het ontwerp ervan al uitgewerkt in het All-Russian Research Institute of Steel, maar de psychologische onvoorbereidheid van hooggeplaatste vertegenwoordigers van het leger en de industrie verhinderde de goedkeuring ervan. Ze waren alleen overtuigd door het succesvolle gebruik van soortgelijke bepantsering door Israëlische tankers op de M48- en M60-tanks tijdens de Arabisch-Israëlische oorlog van 1982. Omdat de technische, ontwerp- en technologische oplossingen volledig waren voorbereid, werd de belangrijkste tankvloot van de Sovjet-Unie in recordtijd - in slechts een jaar tijd - uitgerust met het Kontakt-1 anti-cumulatieve explosieve reactieve pantser (ERA). De installatie van DZ op de T-64A, T-72A, T-80B tanks, die al behoorlijk krachtige bepantsering hadden, devalueerde vrijwel onmiddellijk de bestaande arsenalen van anti-tank geleide wapens van potentiële tegenstanders.
Er zijn trucs tegen schroot
Het cumulatieve projectiel is niet het enige middel om gepantserde voertuigen te vernietigen. Veel gevaarlijkere tegenstanders van pantser zijn pantserdoorborende sub-kaliber projectielen (BPS). Het ontwerp van zo'n projectiel is eenvoudig - het is een lang stuk (kern) van zwaar en sterk materiaal (meestal wolfraamcarbide of verarmd uranium) met een staart voor stabilisatie tijdens de vlucht. De kerndiameter is veel kleiner dan het loopkaliber - vandaar de naam "subkaliber". Vliegend met een snelheid van 1,5-1,6 km / s, heeft een "dart" met een gewicht van enkele kilo's zo'n kinetische energie dat het, als het wordt geraakt, meer dan 650 mm homogeen staal kan doordringen. Bovendien hebben de hierboven beschreven methoden voor het verbeteren van anti-cumulatieve bescherming praktisch geen invloed op sub-kaliber projectielen. In tegenstelling tot het gezond verstand veroorzaakt de kanteling van de pantserplaten niet alleen de afketsing van een sub-kaliber projectiel, maar verzwakt zelfs de mate van bescherming ertegen! Moderne "afgevuurde" kernen ricocheren niet: bij contact met het pantser wordt een paddestoelvormige kop gevormd aan de voorkant van de kern, die de rol van een scharnier speelt, en het projectiel draait naar de loodlijn op het pantser, verkorting het pad in zijn dikte.
De volgende generatie van DZ was het Contact-5-systeem. De specialisten van het onderzoeksinstituut begonnen geweldig werk te leveren door veel tegenstrijdige problemen op te lossen: de DZ moest een krachtige laterale impuls geven, waardoor de kern van de BOPS kon worden gedestabiliseerd of vernietigd, het explosief had betrouwbaar moeten ontploffen vanaf de lage- snelheid (vergeleken met de cumulatieve straal) kern van de BOPS, maar tegelijkertijd werd ontploffing door het raken van kogels en granaatscherven uitgesloten. Blokontwerp hielp om met deze problemen om te gaan. De afdekking van het DZ-blok is gemaakt van dik (ongeveer 20 mm) hoogwaardig pantserstaal. Bij een botsing genereert het BPS een stroom hogesnelheidsfragmenten, die de lading tot ontploffing brengen. De impact op de BPS van een bewegende dikke dekking is voldoende om de pantserdoordringende eigenschappen te verminderen. De impact op de cumulatieve straal wordt ook vergroot in vergelijking met de dunne (3 mm) Contact-1 plaat. Als gevolg hiervan verhoogt de installatie van DZ "Contact-5" op tanks de anticumulatieve weerstand met 1, 5-1, 8 keer en zorgt voor een verhoging van het beschermingsniveau tegen BPS met 1, 2-1, 5 keer. Het Kontakt-5-complex is geïnstalleerd op Russische seriële tanks T-80U, T-80UD, T-72B (sinds 1988) en T-90.
De laatste generatie van de Russische DZ - het "Relikt" -complex, ook ontwikkeld door de specialisten van het Research Institute of Steel. In de verbeterde EDZ werden veel nadelen geëlimineerd, bijvoorbeeld onvoldoende gevoeligheid wanneer gestart door kinetische projectielen met lage snelheid en sommige soorten cumulatieve munitie. Verhoogde efficiëntie in bescherming tegen kinetische en cumulatieve munitie wordt bereikt door het gebruik van extra werpplaten en de opname van niet-metalen elementen in hun samenstelling. Als gevolg hiervan wordt de pantserpenetratie van subkaliberprojectielen met 20-60% verminderd en vanwege de langere blootstelling aan de cumulatieve straal was het mogelijk om een zekere efficiëntie te bereiken in cumulatieve wapens met een tandem-kernkop.
