In de loop van een relatief korte geschiedenis van gepantserde voertuigen (BTT) van de grondtroepen, die ongeveer honderd jaar oud is, is de aard van het gedrag van de vijandelijkheden herhaaldelijk veranderd. Deze veranderingen waren van kardinale aard - van "positionele" naar "mobiele" oorlog en verder naar lokale conflicten en contraterroristische operaties. Het is de aard van de voorgenomen militaire operaties die bepalend is voor de vorming van eisen aan militair materieel. Dienovereenkomstig veranderde ook de rangorde van de belangrijkste eigenschappen van BTT. De klassieke combinatie "vuurkracht - verdediging - mobiliteit" is herhaaldelijk geüpdatet, aangevuld met nieuwe componenten. Op dit moment is het standpunt vastgesteld volgens welke prioriteit wordt gegeven aan veiligheid.
Een aanzienlijke uitbreiding van het bereik en de mogelijkheden van anti-pantservoertuigen (BTT) maakte de overlevingskansen ervan de belangrijkste voorwaarde voor het vervullen van een gevechtsmissie. Het waarborgen van de overlevingskansen en (in engere zin) bescherming van de BTT is gebaseerd op een integrale aanpak. Er kan geen universele manier van bescherming zijn tegen alle mogelijke moderne bedreigingen, daarom worden op BTT-faciliteiten verschillende beveiligingssystemen geïnstalleerd die elkaar aanvullen. Tot op heden zijn tientallen constructies, systemen en complexen voor beschermende doeleinden gecreëerd, variërend van traditionele bepantsering tot actieve beschermingssystemen. In deze omstandigheden is de vorming van de optimale samenstelling van complexe bescherming een van de belangrijkste taken, waarvan de oplossing grotendeels de perfectie van de ontwikkelde machine bepaalt.
De oplossing voor het probleem van het integreren van beschermingsmiddelen is gebaseerd op de analyse van potentiële bedreigingen in de veronderstelde gebruiksomstandigheden. En hier is het noodzakelijk om terug te keren naar het feit dat de aard van de vijandelijkheden en, bijgevolg, de "representatieve uitrusting van antitankwapens"
vergeleken met bijvoorbeeld de Tweede Wereldoorlog. Momenteel zijn de gevaarlijkste voor BTT twee tegengestelde (zowel wat betreft het technologisch niveau als de toepassingsmethoden) groepen middelen: precisiewapens (WTO) aan de ene kant en slagwapens en mijnen aan de andere kant. Als het gebruik van de WTO typisch is voor hoogontwikkelde landen en in de regel leidt tot vrij snelle resultaten bij de vernietiging van vijandelijke groepen gepantserde voertuigen, dan is het wijdverbreide gebruik van mijnen, geïmproviseerde explosieven (SBU) en draagbare anti- tankgranaatwerpers door verschillende gewapende formaties heeft een langdurig karakter. De ervaringen met de Amerikaanse militaire operaties in Irak en Afghanistan zijn in dit opzicht zeer indicatief. Aangezien dergelijke lokale conflicten het meest typerend zijn voor moderne omstandigheden, moet worden toegegeven dat het de mijnen en slagwapens zijn die het gevaarlijkst zijn voor de BTT.
De mate van dreiging die uitgaat van mijnen en geïmproviseerde explosieven wordt goed geïllustreerd door de algemene gegevens over de verliezen van uitrusting van het Amerikaanse leger in verschillende gewapende conflicten (tabel 1).
De analyse van de dynamiek van verliezen stelt ons in staat om ondubbelzinnig te stellen dat de mijnactiecomponent van de complexe bescherming van gepantserde voertuigen tegenwoordig bijzonder relevant is. Het bieden van bescherming tegen mijnen is een van de grootste problemen geworden waarmee de ontwikkelaars van moderne militaire voertuigen worden geconfronteerd.
Om de manieren te bepalen om bescherming te garanderen, is het allereerst noodzakelijk om de kenmerken van de meest waarschijnlijke bedreigingen te beoordelen - het type en de kracht van de mijnen en explosieven die worden gebruikt. Momenteel is er een groot aantal effectieve antitankmijnen gecreëerd, die onder andere verschillen in het werkingsprincipe. Ze kunnen worden uitgerust met push-action-zekeringen en meerkanaalssensoren - magnetometrisch, seismisch, akoestisch, enz. De kernkop kan ofwel de eenvoudigste brisant zijn, of met opvallende elementen van het "shock core" -type, die een hoge bepantsering hebben. doordringend vermogen.
De bijzonderheden van de militaire conflicten in kwestie impliceren niet de aanwezigheid van "high-tech" mijnen in het bezit van de vijand. De ervaring leert dat in de meeste gevallen mijnen, en vaker de SBU, van brisant optreden met radiografisch bestuurbare of contactzekeringen worden gebruikt. Een voorbeeld van een geïmproviseerd explosief met een eenvoudige push-type zekering wordt getoond in Fig. 1.
tafel 1
Onlangs zijn er in Irak en Afghanistan gevallen geweest van het gebruik van geïmproviseerde explosieven met opvallende elementen van het type "shock core". De opkomst van dergelijke apparaten is een reactie op het vergroten van de mijnbescherming van BTT. Hoewel het om voor de hand liggende redenen onmogelijk is om met "geïmproviseerde middelen" een hoogwaardige en zeer efficiënte cumulatieve assemblage te vervaardigen, is het pantserdoorborende vermogen van dergelijke SBU's tot 40 mm staal. Dit is voldoende om licht gepantserde voertuigen op betrouwbare wijze te verslaan.
De kracht van de mijnen en de gebruikte SBU hangt in grote mate af van de beschikbaarheid van bepaalde explosieven (explosieven), evenals van de mogelijkheden om ze te leggen. In de regel worden IED's gemaakt op basis van industriële explosieven, die bij hetzelfde vermogen een veel groter gewicht en volume hebben dan "gevechts" explosieven. Moeilijkheden bij het verborgen leggen van dergelijke omvangrijke IED's beperken hun kracht. Gegevens over de frequentie van het gebruik van mijnen en IED's met verschillende TNT-equivalenten, verkregen als resultaat van het generaliseren van de ervaring van Amerikaanse militaire operaties in de afgelopen jaren, worden gegeven in de tabel. 2.
tafel 2
Uit analyse van de gepresenteerde gegevens blijkt dat meer dan de helft van de in onze tijd gebruikte explosieven een TNT-equivalent van 6-8 kg heeft. Het is dit bereik dat moet worden erkend als het meest waarschijnlijke en daarom het gevaarlijkste.
Vanuit het oogpunt van de aard van de nederlaag zijn er soorten explosies onder de bodem van de auto en onder het stuur (rups). Typische voorbeelden van laesies in deze gevallen worden getoond in Fig. 2. In het geval van explosies onder de bodem is het zeer waarschijnlijk dat de integriteit (breuk) van de romp en de vernietiging van de bemanning zowel door dynamische belastingen die de maximaal toelaatbare belastingen overschrijden als door de impact van een schokgolf en fragmentatie stroming is zeer waarschijnlijk. Bij wielexplosies gaat in de regel de mobiliteit van het voertuig verloren, maar de belangrijkste factor die de bemanning beïnvloedt, zijn alleen dynamische belastingen.
Fig 1. Geïmproviseerd explosief met push-type zekering
Benaderingen voor het waarborgen van mijnbescherming van BTT worden in de eerste plaats bepaald door de vereisten voor de bescherming van de bemanning en pas in de tweede plaats - door de vereisten voor het behoud van de bruikbaarheid van het voertuig.
Het behoud van de bruikbaarheid van de interne uitrusting en bijgevolg de technische gevechtscapaciteit kan worden verzekerd door de schokbelastingen op deze uitrusting en de bevestigingspunten ervan te verminderen. Meest
kritisch in dit opzicht zijn componenten en samenstellingen die aan de onderkant van de machine zijn bevestigd of binnen de maximaal mogelijke dynamische doorbuiging van de bodem tijdens het stralen. Het aantal bevestigingspunten voor apparatuur aan de bodem moet zoveel mogelijk worden geminimaliseerd en deze knooppunten zelf moeten energieabsorberende elementen hebben die dynamische belastingen verminderen. In elk geval is het ontwerp van de bevestigingspunten origineel. Tegelijkertijd is het vanuit het oogpunt van het bodemontwerp, om de bruikbaarheid van de apparatuur te garanderen, noodzakelijk om de dynamische doorbuiging te verminderen (de stijfheid te vergroten) en te zorgen voor een maximaal mogelijke vermindering van de dynamische belastingen die worden overgedragen aan de bevestigingspunten van de interne apparatuur.
Bemanningsonderhoud kan worden gerealiseerd als aan een aantal voorwaarden wordt voldaan.
De eerste voorwaarde is het minimaliseren van de dynamische belastingen die tijdens de detonatie worden overgedragen op de bevestigingspunten van de bemannings- of troepenstoelen. Als de stoelen rechtstreeks aan de onderkant van de auto worden bevestigd, wordt bijna alle energie die aan dit gedeelte van de onderkant wordt gegeven, overgebracht naar hun bevestigingspunten, dus
uiterst efficiënte energieabsorberende stoelconstructies zijn vereist. Het is belangrijk dat het bieden van bescherming bij een hoog laadvermogen twijfelachtig wordt.
Wanneer de stoelen aan de zijkanten of het dak van de romp zijn bevestigd, waar de zone van lokale "explosieve" vervormingen zich niet uitstrekt, wordt alleen dat deel van de dynamische belastingen die op de carrosserie als geheel worden verdeeld, overgebracht naar de bevestigingspunten. Gezien de aanzienlijke massa van gevechtsvoertuigen, evenals de aanwezigheid van factoren zoals de elasticiteit van de ophanging en gedeeltelijke energieabsorptie als gevolg van lokale vervorming van de constructie, zullen de versnellingen die worden doorgegeven aan de zijkanten en het dak van de romp relatief klein zijn.
De tweede voorwaarde voor het behoud van de arbeidscapaciteit van de bemanning is (zoals in het geval van interne uitrusting) het uitsluiten van contact met de bodem bij de maximale dynamische doorbuiging. Dit kan puur constructief worden bereikt - door het verkrijgen van de nodige vrije ruimte tussen de bodem en de vloer van het bewoonbare compartiment. Het vergroten van de stijfheid van de bodem leidt tot een afname van deze vereiste speling. De prestaties van de bemanning worden dus verzekerd door speciale schokabsorberende stoelen die zijn bevestigd op plaatsen ver van de zones van mogelijke toepassing van explosieve belastingen, evenals door het elimineren van het contact van de bemanning met de bodem bij maximale dynamische doorbuiging.
Een voorbeeld van de geïntegreerde implementatie van deze benaderingen van mijnbescherming is de relatief recent opkomende klasse van MRAP-pantservoertuigen (Mine Resistant Ambush Protected), die een verhoogde weerstand hebben tegen explosieven en vuur van kleine wapens (Fig. 3) …
Figuur 2. De aard van de nederlaag van gepantserde voertuigen bij ondermijning onder de bodem en onder het wiel
We moeten hulde brengen aan de hoogste efficiëntie die de Verenigde Staten hebben getoond, waarmee de ontwikkeling en levering van grote hoeveelheden van dergelijke machines aan Irak en Afghanistan werd georganiseerd. Een vrij groot aantal bedrijven werd met deze taak toevertrouwd - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International, enz. Dit voorafbepaalde een aanzienlijke vermindering van de MRAR-vloot, maar maakte het tegelijkertijd mogelijk om leveren ze in de vereiste hoeveelheden in een korte tijd.
De gemeenschappelijke kenmerken van de aanpak voor het waarborgen van mijnbescherming op de auto's van deze bedrijven zijn de rationele V-vormige vorm van het onderste deel van de romp, de grotere sterkte van de bodem door het gebruik van dikke stalen pantserplaten en het verplichte gebruik van speciale energieabsorberende stoelen. Alleen de bewoonbare module wordt beveiligd. Alles wat "buiten" is, inclusief de motorruimte, heeft ofwel helemaal geen bescherming, ofwel is slecht beschermd. Met deze functie is het bestand tegen ondermijning
voldoende krachtige IED's vanwege de gemakkelijke vernietiging van de "buitenste" compartimenten en assemblages met minimalisering van de overdracht van impact op de bewoonbare module (Fig. 4). Gelijkaardige oplossingen worden zowel op zware machines geïmplementeerd, bijvoorbeeld Ranger van Universal Engineering (Fig. 5), en op licht, inclusief IVECO 65E19WM. Met duidelijke rationaliteit in omstandigheden met beperkte massa, biedt deze technische oplossing nog steeds geen hoge overlevingskansen en behoud van mobiliteit met relatief zwakke explosieven, evenals kogelbeschietingen.
Rijst. 3. Gepantserde voertuigen van de MRAP-klasse (Mine Resistant Ambush Protected) hebben een verhoogde weerstand tegen explosieven en vuurwapens
Rijst. 4. Losmaken van wielen, krachtcentrale en externe apparatuur van het bemanningscompartiment wanneer een auto wordt opgeblazen door een mijn
Rijst. 5. Zware gepantserde voertuigen van de Ranger-familie van Universal Engineering
Rijst. 6 Voertuig van de Typhoon-familie met verhoogde mijnweerstand
Eenvoudig en betrouwbaar, maar niet de meest rationele vanuit het oogpunt van gewicht, is het gebruik van zwaar plaatstaal om de bodem te beschermen. Lichtere bodemconstructies met energieabsorberende elementen (bijvoorbeeld zeshoekige of rechthoekige buisdelen) worden nog zeer beperkt toegepast.
Auto's van de Typhoon-familie (Fig. 6), ontwikkeld in Rusland, behoren ook tot de MRAP-klasse. In deze familie van voertuigen zijn bijna alle momenteel bekende technische oplossingen voor het waarborgen van mijnbescherming geïmplementeerd:
- V-vormige onderkant, - meerlaagse bodem van de bemanningsruimte, mijncarter, - binnenvloer op elastische elementen, - de plaats van de bemanning op de grootst mogelijke afstand van de meest waarschijnlijke plaats van ontploffing, - eenheden en systemen beschermd tegen de directe impact van wapens, - energieabsorberende stoelen met veiligheidsgordels en hoofdsteunen.
Het werk aan de Typhoon-familie is een voorbeeld van samenwerking en een geïntegreerde aanpak om het probleem van het waarborgen van de veiligheid in het algemeen en de mijnbestrijding in het bijzonder op te lossen. De hoofdontwikkelaar van de bescherming van auto's gemaakt door de Ural Automobile Plant is OAO NII Stali. De ontwikkeling van de algemene configuratie en indeling van cabines, functionele modules en energieabsorberende stoelen werd uitgevoerd door JSC "Evrotechplast". Om numerieke simulatie van de explosie-impact op de voertuigstructuur uit te voeren, waren specialisten van Sarov Engineering Center LLC betrokken.
De huidige benadering van de vorming van mijnbescherming omvat verschillende fasen. In de eerste fase wordt numerieke modellering van de impact van explosieproducten op een geschetst ontwerp uitgevoerd. Verder worden de externe configuratie en het algemene ontwerp van de onderste, anti-mijnpallets verduidelijkt en wordt hun structuur uitgewerkt (de ontwikkeling van structuren wordt ook eerst uitgevoerd met numerieke methoden en vervolgens getest op fragmenten door echte detonatie).
In afb. 7 toont voorbeelden van numerieke modellering van de impact van een explosie op verschillende structuren van mijnactiestructuren, uitgevoerd door JSC "Research Institute of Steel" in het kader van werkzaamheden aan nieuwe producten. Nadat het gedetailleerde ontwerp van de machine is voltooid, worden verschillende opties voor het ondermijnen ervan gesimuleerd.
In afb. 8 toont de resultaten van numerieke simulaties van de ontploffing van een Typhoon-voertuig, uitgevoerd door Sarov Engineering Center LLC. Op basis van de resultaten van de berekeningen worden de nodige aanpassingen gedaan, waarvan de resultaten al worden geverifieerd door echte detonatietests. Deze meertrapsbenadering stelt iemand in staat om de juistheid van technische oplossingen in verschillende ontwerpstadia te beoordelen en, in het algemeen, het risico op ontwerpfouten te verminderen en de meest rationele oplossing te kiezen.
Rijst. 7 Foto's van de vervormde toestand van verschillende beschermende constructies in de numerieke simulatie van de impact van een explosie
Rijst. 8 Het beeld van drukverdeling in de numerieke simulatie van de explosie van de auto "Typhoon"
Een gemeenschappelijk kenmerk van de moderne gepantserde voertuigen die worden gemaakt, is de modulariteit van de meeste systemen, inclusief beschermende. Dit maakt het mogelijk om nieuwe monsters van BTT aan te passen aan de beoogde gebruiksomstandigheden en, omgekeerd, bij afwezigheid van bedreigingen om ongerechtvaardigde
kosten. Met betrekking tot mijnbescherming maakt een dergelijke modulariteit het mogelijk om snel te reageren op mogelijke veranderingen in de soorten en bevoegdheden van de gebruikte explosieven en om een van de belangrijkste problemen van de bescherming van moderne gepantserde voertuigen met minimale kosten effectief op te lossen.
Over het beschouwde probleem kunnen dus de volgende conclusies worden getrokken:
- een van de ernstigste bedreigingen voor gepantserde voertuigen in de meest typische lokale conflicten van vandaag zijn mijnen en IED's, die verantwoordelijk zijn voor meer dan de helft van de verliezen aan uitrusting;
- om een hoge mijnbescherming van BTT te garanderen, is een geïntegreerde aanpak vereist, met inbegrip van zowel lay-out als ontwerp, "circuit"-oplossingen, evenals het gebruik van speciale uitrusting, met name energieabsorberende stoelen voor de bemanning;
- BTT-modellen met een hoge mijnbescherming zijn al gemaakt en worden actief gebruikt in moderne conflicten, wat het mogelijk maakt om de ervaring van hun gevechtsgebruik te analyseren en manieren te vinden om hun ontwerp verder te verbeteren.
