EntréeCe qui n'est pas appelé armure combinée. Protection des véhicules blindés modernes. Écrans et grilles
Réservation de réservoirs domestiques modernes
A. Tarasenko
Armure combinée en couches
Dans les années 1950, il est devenu évident qu'une nouvelle augmentation de la protection des chars n'était pas possible uniquement en améliorant les caractéristiques des alliages d'acier blindés. Cela était particulièrement vrai de la protection contre les munitions cumulatives. L'idée d'utiliser des charges à faible densité pour la protection contre les munitions cumulatives est née pendant la Grande Guerre patriotique, l'effet pénétrant d'un jet cumulatif est relativement faible dans les sols, cela est particulièrement vrai pour le sable. Par conséquent, il est possible de remplacer l'armure d'acier par une couche de sable prise en sandwich entre deux fines feuilles de fer.
En 1957, VNII-100 a mené des recherches pour évaluer la résistance anti-cumulative de tous les réservoirs domestiques, à la fois la production en série et les prototypes. La protection des chars a été évaluée sur la base du calcul de leur bombardement avec un projectile domestique cumulatif non rotatif de 85 mm (en termes de pénétration de blindage, il a dépassé les obus cumulatifs étrangers de calibre 90 mm) à différents angles de cap prévus par le TTT en vigueur à cette époque. Les résultats de ces travaux de recherche ont servi de base au développement du TTT pour protéger les chars des armes HEAT. Les calculs effectués dans le cadre de la recherche ont montré que le char lourd expérimental "Object 279" et le char moyen "Object 907" avaient la protection blindée la plus puissante.
Leur protection assurait la non-pénétration par un projectile cumulatif de 85 mm avec un entonnoir en acier dans les angles de parcours : le long de la coque ± 60", la tourelle - + 90". Pour assurer une protection contre un projectile de ce type d'autres chars, un épaississement du blindage était nécessaire, ce qui a entraîné une augmentation significative de leur poids au combat: T-55 de 7700 kg, "Object 430" de 3680 kg, T-10 de 8300 kg et "Object 770" de 3500 kg.
Une augmentation de l'épaisseur de l'armure pour assurer la résistance anti-cumulative des chars et, par conséquent, leur masse par les valeurs ci-dessus était inacceptable. Les spécialistes de la branche VNII-100 ont vu la solution au problème de la réduction de la masse d'armure dans l'utilisation de fibre de verre et d'alliages légers à base d'aluminium et de titane, ainsi que leur combinaison avec une armure en acier, dans l'armure.
Dans le cadre d'un blindage combiné, des alliages d'aluminium et de titane ont été utilisés pour la première fois dans la conception de la protection blindée d'une tourelle de char, dans laquelle une cavité interne spécialement prévue était remplie d'un alliage d'aluminium. A cet effet, un alliage spécial de coulée d'aluminium ABK11 a été développé, qui n'est pas soumis à un traitement thermique après la coulée (en raison de l'impossibilité de fournir une vitesse de refroidissement critique lors de la trempe de l'alliage d'aluminium dans un système combiné avec de l'acier). L'option « acier + aluminium » offrait, à résistance anti-cumulative égale, une réduction de moitié de la masse du blindage par rapport à l'acier classique.
En 1959, la proue de la coque et la tourelle avec une protection de blindage à deux couches "acier + alliage d'aluminium" ont été conçues pour le char T-55. Cependant, lors du test de ces barrières combinées, il s'est avéré que l'armure à deux couches n'avait pas une capacité de survie suffisante avec des coups répétés de projectiles de sous-calibre perforants - le soutien mutuel des couches a été perdu. Par conséquent, d'autres tests ont été effectués sur des barrières de blindage à trois couches "acier + aluminium + acier", "titane + aluminium + titane". Le gain de masse a été quelque peu réduit, mais est resté assez important: l'armure combinée «titane + aluminium + titane» par rapport à l'armure monolithique en acier avec le même niveau de protection d'armure lorsqu'elle est tirée avec des projectiles cumulatifs et sous-calibrés de 115 mm a fourni un réduction de poids de 40%, la combinaison "acier + aluminium + acier" a permis un gain de poids de 33%.
T-64
Dans le projet technique (avril 1961) de la cuve "produit 432", deux options de remplissage ont été initialement envisagées :
· Moulage d'armures en acier avec inserts ultraforfor avec une épaisseur de base horizontale initiale égale à 420 mm avec une protection anti-cumulative équivalente égale à 450 mm ;
· une tourelle coulée composée d'une base de blindage en acier, d'une chemise anti-cumulative en aluminium (coulée après coulée de la coque en acier) et d'un blindage extérieur en acier et aluminium. L'épaisseur de paroi maximale totale de cette tour est d'environ 500 mm et équivaut à une protection anti-cumulative d'environ 460 mm.
Les deux options de tourelle ont permis de gagner plus d'une tonne de poids par rapport à une tourelle tout acier de résistance égale. Une tourelle avec remplissage en aluminium a été installée sur les réservoirs de série T-64.
Les deux options de tourelle ont permis de gagner plus d'une tonne de poids par rapport à une tourelle tout acier de résistance égale. Une tour avec remplissage en aluminium a été installée sur les réservoirs de série "produit 432". Au cours de l'expérience accumulée, un certain nombre de défauts de la tour ont été révélés, principalement liés à ses grandes dimensions de l'épaisseur de l'armure frontale. Plus tard, dans la conception de la protection blindée de la tour sur le char T-64A dans la période 1967-1970, des inserts en acier ont été utilisés, après quoi ils sont finalement arrivés à la version initialement envisagée de la tour avec des inserts ultraforfor (billes), fournissant une résistance donnée avec une taille plus petite. En 1961-1962 les principaux travaux de création d'armures combinées ont eu lieu à l'usine métallurgique de Zhdanovsky (Mariupol), où la technologie des pièces moulées à deux couches a été déboguée, divers types de barrières d'armure ont été tirées. Des échantillons («secteurs») ont été coulés et testés avec des projectiles cumulatifs de 85 mm et perforants de 100 mm
blindage combiné "acier+aluminium+acier". Pour éliminer le "pressage" des inserts en aluminium du corps de la tour, il était nécessaire d'utiliser des cavaliers spéciaux qui empêchaient le "pressage" de l'aluminium des cavités de la tour en acier. Le réservoir T-64 est devenu la première série réservoir dans le monde pour avoir une protection fondamentalement nouvelle adaptée aux nouvelles armes. Avant l'avènement du char Object 432, tous les véhicules blindés avaient un blindage monolithique ou composite.
Un fragment d'un dessin d'un objet de tourelle de char 434 indiquant les épaisseurs des barrières en acier et du remplissage
En savoir plus sur la protection blindée du T-64 dans le matériel -
L'utilisation de l'alliage d'aluminium ABK11 dans la conception de la protection blindée de la partie frontale supérieure de la coque (A) et de l'avant de la tourelle (B)
char moyen expérimenté "Object 432". La conception blindée offrait une protection contre les effets des munitions cumulatives.
La feuille frontale supérieure du corps du "produit 432" est installée à un angle de 68 ° par rapport à la verticale, combinée, avec une épaisseur totale de 220 mm. Il se compose d'une plaque de blindage extérieure de 80 mm d'épaisseur et d'une feuille de fibre de verre intérieure de 140 mm d'épaisseur. En conséquence, la résistance calculée des munitions cumulatives était de 450 mm. Le toit avant de la coque était constitué d'une armure de 45 mm d'épaisseur et avait des revers - «pommettes» situés à un angle de 78 ° 30 par rapport à la verticale. L'utilisation de fibre de verre d'une épaisseur sélectionnée a également fourni une protection anti-radiation fiable (au-delà de TTT). L'absence dans la conception technique de la plaque arrière après la couche de fibre de verre montre la recherche complexe des bonnes solutions techniques pour créer la barrière optimale à trois barrières, qui s'est développée plus tard.
À l'avenir, cette conception a été abandonnée au profit d'une conception plus simple sans "joues", qui avait une plus grande résistance aux munitions cumulatives. L'utilisation d'un blindage combiné sur le char T-64A pour la partie frontale supérieure (acier 80 mm + fibre de verre 105 mm + acier 20 mm) et d'une tourelle avec inserts en acier (1967-1970), et plus tard avec un remplissage de billes en céramique ( épaisseur horizontale 450 mm) a permis d'assurer une protection contre les BPS (avec pénétration d'armure de 120 mm / 60 ° à une distance de 2 km) à une distance de 0,5 km et contre les COP (pénétration de 450 mm) avec une augmentation du poids de l'armure de 2 tonnes par rapport au char T-62.
Schéma du processus technologique de coulée de la tour "objet 432" avec cavités pour charge en aluminium. Pendant le bombardement, la tourelle à blindage combiné offrait une protection complète contre les obus HEAT de 85 mm et 100 mm, les obus à tête émoussée perforants de 100 mm et les obus sous-capibre de 115 mm à des angles de tir de ± 40 °, ainsi comme protection contre 115- mm d'un projectile cumulatif à un angle de tir de ±35 °.
Le béton à haute résistance, le verre, la diabase, la céramique (porcelaine, ultraporcelaine, uralite) et diverses fibres de verre ont été testés comme charges. Parmi les matériaux testés, les inserts en ultra-porcelaine à haute résistance (la capacité spécifique d'extinction des jets est 2 à 2,5 fois supérieure à celle de l'acier blindé) et la fibre de verre AG-4S présentaient les meilleures caractéristiques. Ces matériaux ont été recommandés pour être utilisés comme charges dans les barrières blindées combinées. Le gain de poids lors de l'utilisation de barrières blindées combinées par rapport aux barrières monolithiques en acier était de 20 à 25 %.
T-64A
Dans le processus d'amélioration de la protection combinée contre la tour avec l'utilisation d'un enduit d'aluminium, ils ont refusé. Parallèlement au développement de la conception de la tour avec charge ultra-porcelaine dans la branche VNII-100 à la suggestion de V.V. Jérusalem, la conception de la tour a été élaborée à l'aide d'inserts en acier à haute dureté destinés à la fabrication d'obus. Ces inserts, traités thermiquement par trempe isotherme différentielle, avaient un noyau particulièrement dur et des couches superficielles externes relativement moins dures mais plus ductiles. La tourelle expérimentale fabriquée avec des inserts à haute dureté a montré des résultats encore meilleurs en termes de durabilité pendant le bombardement qu'avec des billes en céramique remplies.
L'inconvénient de la tour avec des inserts très durs était la capacité de survie insuffisante du joint soudé entre la plaque de retenue et le support de la tour, qui, lorsqu'il était touché par un projectile de sous-calibre perforant, était détruit sans pénétration.
Lors du processus de fabrication d'un lot expérimental de tourelles avec des inserts très durs, il s'est avéré impossible de fournir la résistance aux chocs minimale requise (les inserts très durs du lot fini pendant le bombardement ont augmenté la rupture fragile et la pénétration). La poursuite des travaux dans ce sens a été abandonnée.
(1967-1970)
En 1975, une tourelle remplie de corindon développée par VNIITM est mise en service (en production depuis 1970). Réservation de la tour - Armure en fonte d'acier 115, boules en ultra-porcelaine de 140 mm et paroi arrière en acier de 135 mm avec un angle d'inclinaison de 30 degrés. technologie de moulage tours avec remplissage en céramique a été élaboré à la suite des travaux conjoints du VNII-100, de l'usine n ° 75 de Kharkov, de l'usine de radiocéramique du sud de l'Oural, du VPTI-12 et du NIIBT. Utilisant l'expérience de travail sur le blindage combiné de la coque de ce char en 1961-1964. Les bureaux d'études des usines LKZ et ChTZ, en collaboration avec VNII-100 et sa filiale moscovite, ont développé des variantes de coques à blindage combiné pour chars à missiles guidés: "Object 287", "Object 288", "Object 772" et " Objet 775".
boule de corindon
Tour à billes de corindon. La taille de la protection frontale est de 400 ... 475 mm. La poupe de la tour est de -70 mm.
Par la suite, la protection blindée des chars de Kharkov a été améliorée, notamment dans le sens de l'utilisation de matériaux de barrière plus avancés. Ainsi, à partir de la fin des années 70 sur le T-64B, des aciers de type BTK-1Sh ont été utilisés, fabriqués par refusion sous laitier électrolytique. En moyenne, la résistance d'une tôle d'épaisseur égale obtenue par ESR est de 10 à 15% supérieure à celle des aciers blindés de dureté accrue. Au cours de la production de masse jusqu'en 1987, la tourelle a également été améliorée.
T-72 "Oural"
La réservation du VLD T-72 "Ural" était similaire à la réservation du T-64. Dans la première série de chars, des tourelles directement converties à partir de tourelles T-64 ont été utilisées. Par la suite, une tour monolithique en acier blindé coulé a été utilisée, d'une taille de 400-410 mm. Les tours monolithiques offraient une résistance satisfaisante contre les projectiles de sous-calibre perforants de 100 à 105 mm(BTS) , mais la résistance anti-cumulative de ces tours en termes de protection contre les obus de même calibre était inférieure aux tours à charge combinée.
Tour monolithique en acier blindé moulé T-72,
également utilisé sur la version d'exportation du char T-72M
T-72A
Le blindage de la partie avant de la coque a été renforcé. Ceci a été réalisé en redistribuant l'épaisseur des plaques de blindage en acier afin d'augmenter l'épaisseur de la plaque arrière. Ainsi, l'épaisseur du VLD était de 60 mm d'acier, de 105 mm de STB et de la tôle arrière de 50 mm d'épaisseur. Dans le même temps, la taille de la réserve est restée la même.
Le blindage de la tourelle a subi des changements majeurs. Dans la production en série, des noyaux en matériaux de moulage non métalliques ont été utilisés comme charge, fixés avant le coulage avec une armature métallique (appelés noyaux de sable).
Tour T-72A avec tiges de sable,
Également utilisé sur les versions d'exportation du réservoir T-72M1
photo http://www.tank-net.com
En 1976, UVZ a tenté de produire des tourelles utilisées sur le T-64A avec des billes de corindon doublées, mais il n'a pas été possible de maîtriser une telle technologie là-bas. Cela a nécessité de nouvelles installations de production et le développement de nouvelles technologies qui n'avaient pas été créées. La raison en était la volonté de réduire le coût du T-72A, qui était également massivement fourni aux pays étrangers. Ainsi, la résistance de la tour du BPS du réservoir T-64A dépassait la résistance du T-72 de 10%, et la résistance anti-cumulative était 15 ... 20% plus élevée.
Partie frontale T-72A avec redistribution des épaisseurs
et une couche arrière protectrice accrue.
Avec une augmentation de l'épaisseur de la feuille arrière, la barrière à trois couches augmente la résistance.
Ceci est une conséquence du fait qu'un projectile déformé agit sur le blindage arrière, qui s'est partiellement effondré dans la première couche d'acier.
et perdu non seulement la vitesse, mais aussi la forme originale de l'ogive.
Le poids d'une armure à trois couches nécessaire pour atteindre le niveau de résistance équivalent en poids à une armure en acier diminue avec la diminution de l'épaisseur.
plaque de blindage avant jusqu'à 100-130 mm (dans la direction du tir) et une augmentation correspondante de l'épaisseur du blindage arrière.
La couche intermédiaire en fibre de verre a peu d'effet sur la résistance aux projectiles d'une barrière à trois couches (Je.Je. Terekhin, Institut de recherche sur l'acier) .
Partie frontale du PT-91M (similaire au T-72A)
T-80B
Le renforcement de la protection du T-80B a été réalisé grâce à l'utilisation d'un blindage laminé de dureté accrue de type BTK-1 pour les pièces de coque. La partie frontale de la coque avait un rapport optimal d'épaisseurs de blindage à trois barrières similaire à celui proposé pour le T-72A.
En 1969, une équipe d'auteurs de trois entreprises a proposé une nouvelle armure pare-balles de la marque BTK-1 de dureté accrue (dotp = 3,05-3,25 mm), contenant 4,5% de nickel et des additifs de cuivre, de molybdène et de vanadium. . Dans les années 70, un complexe de travaux de recherche et de production a été réalisé sur l'acier BTK-1, ce qui a permis de commencer à l'introduire dans la production de réservoirs.
Les résultats des tests de panneaux emboutis d'une épaisseur de 80 mm en acier BTK-1 ont montré qu'ils sont équivalents en termes de résistance aux panneaux en série d'une épaisseur de 85 mm. Ce type de blindage en acier était utilisé dans la fabrication des coques des chars T-80B et T-64A(B). Le BTK-1 est également utilisé dans la conception de l'ensemble de remplissage de la tourelle des chars T-80U (UD), T-72B. L'armure BTK-1 a une résistance accrue aux projectiles contre les projectiles de sous-calibre à des angles de tir de 68 à 70 (5 à 10 % de plus par rapport à l'armure de série). À mesure que l'épaisseur augmente, la différence entre la résistance de l'armure BTK-1 et de l'armure série de dureté moyenne augmente généralement.
Lors du développement du char, des tentatives ont été faites pour créer une tourelle moulée en acier avec une dureté accrue, qui ont échoué. En conséquence, la conception de la tourelle a été choisie parmi une armure coulée de dureté moyenne avec un noyau de sable, similaire à la tourelle du char T-72A, et l'épaisseur de l'armure de la tourelle T-80B a été augmentée, de telles tourelles ont été acceptés pour la production en série à partir de 1977.
Un renforcement supplémentaire du blindage du char T-80B a été réalisé dans le T-80BV, qui a été mis en service en 1985. La protection blindée de la partie frontale de la coque et de la tourelle de ce char est fondamentalement la même que sur le T -80B réservoir, mais se compose d'un blindage combiné renforcé et d'une protection dynamique articulée "Contact-1". Lors du passage à la production en série du char T-80U, certains chars T-80BV de la dernière série (objet 219RB) étaient équipés de tours de type T-80U, mais avec l'ancien FCS et le système d'arme guidée Cobra.
Réservoirs T-64, T-64A, T-72A et T-80B Selon les critères de technologie de production et le niveau de résistance, il peut être attribué conditionnellement à la première génération de la mise en œuvre d'un blindage combiné sur des chars domestiques. Cette période a un cadre dans le milieu des années 60 - début des années 80. Le blindage des chars mentionnés ci-dessus offrait généralement une résistance élevée aux armes antichars (PTS) les plus courantes de la période spécifiée. En particulier, la résistance aux projectiles perforants de type (BPS) et aux projectiles de sous-calibre antiblindage à plumes à âme composite de type (OBPS). Un exemple est les types BPS L28A1, L52A1, L15A4 et OBPS M735 et BM22. De plus, le développement de la protection des réservoirs domestiques a été réalisé en tenant compte précisément de la fourniture de résistance contre l'OBPS avec une partie active intégrale du BM22.
Mais des corrections à cette situation ont été apportées par les données obtenues à la suite du bombardement de ces chars obtenus comme trophées lors de la guerre arabo-israélienne de 1982, l'OBPS de type M111 avec un noyau en carbure monobloc à base de tungstène et un amortissement balistique très efficace pointe.
L'une des conclusions de la commission spéciale chargée de déterminer la résistance aux projectiles des chars domestiques était que le M111 présentait des avantages par rapport au projectile domestique BM22 de 125 mm en termes de pénétration sous un angle de 68° blindés combinés VLD réservoirs domestiques en série. Cela donne des raisons de croire que le projectile M111 a été élaboré principalement pour détruire le VLD du char T72, en tenant compte de ses caractéristiques de conception, tandis que le projectile BM22 a été élaboré sur une armure monolithique à un angle de 60 degrés.
En réponse à cela, après l'achèvement du ROC "Reflection" pour les chars des types ci-dessus, lors de la révision dans les usines de réparation du ministère de la Défense de l'URSS, les chars depuis 1984 ont en outre été renforcés par la partie frontale supérieure. En particulier, une plaque supplémentaire d'une épaisseur de 16 mm a été installée sur le T-72A, qui a fourni une résistance équivalente de 405 mm à partir du M111 OBPS à une vitesse limite de dommage conditionnelle de 1428 m / s.
Les combats de 1982 au Moyen-Orient ont également eu un impact sur la protection anti-cumulative des chars. De juin 1982 à janvier 1983. Lors de la mise en œuvre des travaux de développement "Contact-1" sous la direction de D.A. Rototaeva (Institut de recherche scientifique sur l'acier) a effectué des travaux sur l'installation d'une protection dynamique (DZ) sur les réservoirs domestiques. L'impulsion en était l'efficacité du système de télédétection israélien de type Blazer démontré pendant les hostilités. Il convient de rappeler que DZ a déjà été développé en URSS dans les années 50, mais pour un certain nombre de raisons, il n'a pas été installé sur des chars. Ces questions sont abordées plus en détail dans l'article.
Ainsi, depuis 1984, pour améliorer la protection des réservoirsLes mesures T-64A, T-72A et T-80B ont été prises dans le cadre des ROC "Reflection" et "Contact-1", qui ont assuré leur protection contre les PTS les plus courants des pays étrangers. Au cours de la production de masse, les réservoirs T-80BV et T-64BV prenaient déjà en compte ces solutions et n'étaient pas équipés de plaques soudées supplémentaires.
Le niveau de protection blindée à trois barrières (acier + fibre de verre + acier) des réservoirs T-64A, T-72A et T-80B a été assuré en sélectionnant l'épaisseur et la dureté optimales des matériaux des barrières en acier avant et arrière. Par exemple, une augmentation de la dureté de la couche avant en acier entraîne une diminution de la résistance anti-cumulative des barrières combinées installées à de grands angles structurels (68 °). Ceci est dû à une diminution de la consommation du jet cumulé pour la pénétration dans la couche avant et, par conséquent, à une augmentation de sa part impliquée dans l'approfondissement de la cavité.
Mais ces mesures n'étaient que des solutions de modernisation, dans les réservoirs dont la production a commencé en 1985, comme les T-80U, T-72B et T-80UD, de nouvelles solutions ont été appliquées, qui peuvent être attribuées sous condition à la deuxième génération de combinés mise en œuvre de l'armure. Dans la conception de VLD, une conception avec une ou plusieurs couches internes supplémentaires entre la charge non métallique a commencé à être utilisée. De plus, la couche intérieure était en acier à haute dureté.Une augmentation de la dureté de la couche interne des barrières combinées en acier situées aux grands angles conduit à une augmentation de la résistance anti-cumulative des barrières. Pour les petits angles, la dureté de la couche intermédiaire n'a pas d'effet significatif.
(acier+STB+acier+STB+acier).
Sur les nouveaux chars T-64BV, une armure supplémentaire pour la coque VLD n'a pas été installée, car la nouvelle conception était déjà
adapté pour protéger contre les BPS de nouvelle génération - trois couches d'armure en acier, entre lesquelles sont placées deux couches de fibre de verre, d'une épaisseur totale de 205 mm (60 + 35 + 30 + 35 + 45).
Avec une épaisseur hors tout plus faible, le VLD du nouveau design en termes de résistance (hors DZ) contre le BPS était supérieur au VLD de l'ancien design avec une tôle supplémentaire de 30 mm.
Une structure VLD similaire a également été utilisée sur le T-80BV.
Il y avait deux directions dans la création de nouvelles barrières combinées.
Le premier développé dans la branche sibérienne de l'Académie des sciences de l'URSS (Institut d'hydrodynamique du nom de Lavrentiev, V. V. Rubtsov, I. I. Terekhin). Cette direction était une structure en forme de boîte (plaques de type boîte remplies de mousse de polyuréthane) ou alvéolaire. La barrière cellulaire a des propriétés anti-cumulatives accrues. Son principe de contre-action est que, du fait des phénomènes se produisant à l'interface entre deux milieux, une partie de l'énergie cinétique du jet cumulatif, qui est initialement passée dans l'onde de choc de tête, est transformée en énergie cinétique du milieu, qui re -interagit avec le jet cumulatif.
Le deuxième institut de recherche proposé sur l'acier (L.N. Anikina, M.I. Maresev, I.I. Terekhin). Lorsqu'une barrière combinée (tôle d'acier - charge - tôle d'acier mince) est pénétrée par un jet cumulatif, un flambage en forme de dôme d'une plaque mince se produit, le sommet du renflement se déplace dans la direction normale à la surface arrière de la plaque d'acier . Ce mouvement se poursuit après avoir traversé la plaque mince pendant tout le temps que le jet traverse la barrière composite. Avec des paramètres géométriques sélectionnés de manière optimale de ces barrières composites, après qu'elles sont percées par la partie de tête du jet cumulatif, des collisions supplémentaires de ses particules avec le bord du trou dans la plaque mince se produisent, entraînant une diminution de la capacité de pénétration du jet. Le caoutchouc, le polyuréthane et la céramique ont été étudiés comme charges.
Ce type d'armure est similaire en principe à l'armure britannique. Burlington, qui était utilisé sur les chars occidentaux au début des années 80.
Le développement ultérieur de la technologie de conception et de fabrication des tours en fonte consistait dans le fait que l'armure combinée des parties frontale et latérale de la tour était formée en raison d'une cavité ouverte par le haut, dans laquelle un remplissage complexe était monté, fermé par le haut par couvercles soudés (bouchons). Des tourelles de cette conception sont utilisées sur les modifications ultérieures des chars T-72 et T-80 (T-72B, T-80U et T-80UD).
Le T-72B utilisait des tourelles avec remplissage sous forme de plaques planes parallèles (feuilles réfléchissantes) et d'inserts en acier à haute dureté.
Sur T-80U avec un remplissage de blocs coulés cellulaires (coulée cellulaire), remplis de polymère (polyéther uréthane) et d'inserts en acier.
T-72B
La réservation de la tourelle du char T-72 est du type "semi-actif".Devant la tourelle, il y a deux cavités situées à un angle de 54-55 degrés par rapport à l'axe longitudinal du canon. Chaque cavité contient un paquet de 20 blocs de 30 mm, chacun composé de 3 couches collées ensemble. Couches de blocs : plaque de blindage de 21 mm, couche de caoutchouc de 6 mm, plaque de métal de 3 mm. 3 fines plaques métalliques sont soudées à la plaque de blindage de chaque bloc, assurant une distance entre les blocs de 22 mm. Les deux cavités ont une plaque de blindage de 45 mm située entre le boîtier et la paroi interne de la cavité. Le poids total du contenu des deux cavités est de 781 kg.
L'apparition du package de réservation de réservoir T-72 avec des feuilles réfléchissantes
Et des inserts d'armure en acier BTK-1
Photo du colis J.Warford. Journal des munitions militaires. mai 2002,
Le principe de fonctionnement des sacs avec des feuilles réfléchissantes
Le blindage du VLD de la coque du T-72B des premières modifications consistait en un blindage composite en acier de dureté moyenne et accrue.L'augmentation de la résistance et la réduction équivalente de l'effet perforant de la munition sont assurées par le flux taux à la séparation des médias. Une barrière de composition en acier est l'une des solutions de conception les plus simples pour un dispositif de protection anti-balistique. Un tel blindage combiné de plusieurs plaques d'acier procurait un gain de masse de 20% par rapport à un blindage homogène, peut-être de même encombrement.
Plus tard, une option de réservation plus complexe a été utilisée en utilisant des "feuilles réfléchissantes" sur le principe d'un fonctionnement similaire au package utilisé dans la tourelle de char.
DZ "Contact-1" a été installé sur la tour et la coque du T-72B. De plus, les conteneurs sont installés directement sur la tour sans leur donner un angle qui assure le fonctionnement le plus efficace de la télédétection.En conséquence, l'efficacité du système de télédétection installé sur la tour a été considérablement réduite. Une explication possible est que lors des tests d'état du T-72AV en 1983, le réservoir d'essai a été touché en raison de la présence de zones non couvertes par des conteneurs, la DZ et les concepteurs ont tenté d'obtenir un meilleur chevauchement de la tour.
A partir de 1988, le VLD et la tour ont été renforcés avec la DZ "Kontakt-V» offrant une protection non seulement contre le PTS cumulatif, mais aussi contre l'OBPS.
La structure de blindage avec feuilles réfléchissantes est une barrière composée de 3 couches : plaque, joint et plaque mince.
Pénétration d'un jet cumulatif dans une armure avec des feuilles "réfléchissantes"
Image aux rayons X montrant les déplacements latéraux des particules de jet
Et la nature de la déformation de la plaque
Le jet, pénétrant dans la dalle, crée des contraintes conduisant d'abord au gonflement local de la face arrière (a) puis à sa destruction (b). Dans ce cas, un gonflement important du joint et de la feuille mince se produit. Lorsque le jet perce le joint et la plaque mince, celle-ci a déjà commencé à s'éloigner de la surface arrière de la plaque (c). Puisqu'il y a un certain angle entre la direction du mouvement du jet et la plaque mince, à un moment donné, la plaque commence à courir dans le jet, le détruisant. L'effet de l'utilisation de feuilles "réfléchissantes" peut atteindre 40% par rapport à des blindages monolithiques de même masse.
T-80U, T-80UD
Lors de l'amélioration de la protection blindée des chars 219M (A) et 476, 478, diverses options d'obstacles ont été envisagées, dont la caractéristique était l'utilisation de l'énergie du jet cumulatif lui-même pour le détruire. Il s'agissait de charges de type boîte et cellulaire.
Dans la version acceptée, il se compose de blocs moulés cellulaires, remplis de polymère, avec des inserts en acier. L'armure de coque est fournie par optimal le rapport des épaisseurs de la charge de fibre de verre et des plaques d'acier de haute dureté.
La tour T-80U (T-80UD) a une épaisseur de paroi extérieure de 85 ... 60 mm, l'arrière - jusqu'à 190 mm. Dans les cavités ouvertes vers le haut, un remplissage complexe a été monté, constitué de blocs coulés cellulaires coulés avec du polymère (PUM) installés sur deux rangées et séparés par une plaque d'acier de 20 mm. Une plaque BTK-1 d'une épaisseur de 80 mm est installée derrière l'emballage.Sur la surface extérieure du front de la tour dans l'angle de cap + 35 installés solide V -blocs en forme de protection dynamique "Contact-5". Sur les premières versions des T-80UD et T-80U, le NKDZ "Contact-1" était installé.
Pour plus d'informations sur l'histoire de la création du char T-80U, voir le film -Vidéo sur le char T-80U (objet 219A)
La réservation de VLD est multi-barrière. Depuis le début des années 1980, plusieurs options de conception ont été testées.
Comment fonctionnent les forfaits « remplissage cellulaire »
Ce type d'armure met en œuvre la méthode des systèmes de protection dits "semi-actifs", dans lesquels l'énergie de l'arme elle-même est utilisée pour la protection.
La méthode proposée par l'Institut d'hydrodynamique de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de l'URSS est la suivante.
Schéma d'action de la protection anti-cumulative cellulaire :
1 - jet cumulatif; 2- liquide ; 3 - mur métallique; 4 - onde de choc de compression ;
5 - onde de compression secondaire ; 6 - effondrement de la cavité
Schéma de cellules individuelles : a - cylindrique, b - sphérique
Armure en acier avec remplissage en polyuréthane (polyétheruréthane)
Les résultats d'études d'échantillons de barrières cellulaires dans diverses versions de conception et technologiques ont été confirmés par des tests à grande échelle lors de bombardements avec des projectiles cumulatifs. Les résultats ont montré que l'utilisation d'une couche cellulaire à la place de la fibre de verre peut réduire les dimensions globales de la barrière de 15 % et le poids de 30 %. Par rapport à l'acier monolithique, une réduction de poids de couche allant jusqu'à 60% peut être obtenue tout en conservant une dimension proche de celle-ci.
Le principe de fonctionnement de l'armure de type "split".
Dans la partie arrière des blocs cellulaires se trouvent également des cavités remplies de matériau polymère. Le principe de fonctionnement de ce type d'armure est approximativement le même que celui d'une armure cellulaire. Ici aussi, l'énergie du jet cumulatif est utilisée pour la protection. Lorsque le jet cumulatif, en mouvement, atteint la surface arrière libre de la barrière, les éléments de la barrière proches de la surface arrière libre sous l'action de l'onde de choc commencent à se déplacer en direction du jet. Si, cependant, des conditions sont créées dans lesquelles le matériau de barrière se déplace sur le jet, alors l'énergie des éléments de barrière volant depuis la surface libre sera dépensée pour détruire le jet lui-même. Et de telles conditions peuvent être créées en réalisant des cavités hémisphériques ou paraboliques sur la surface arrière de la barrière.
Certaines variantes de la partie frontale supérieure des chars T-64A, T-80, la variante T-80UD (T-80U), T-84 et le développement d'un nouveau VLD modulaire T-80U (KBTM)
Remplisseur de tour T-64A avec billes en céramique et options de package T-80UD -
moulage cellulaire (remplissage à partir de blocs de moulage cellulaire remplis de polymère)
et emballage en métal
Autres améliorations de conception était associé à la transition vers des tours à base soudée. Les développements visant à augmenter les caractéristiques de résistance dynamique des aciers de blindage moulés afin d'augmenter la résistance aux projectiles ont eu un effet nettement inférieur à celui des développements similaires pour les blindages laminés. En particulier, dans les années 80, de nouveaux aciers de dureté accrue ont été développés et prêts pour la production en série : SK-2Sh, SK-3Sh. Ainsi, l'utilisation de tours à base roulée a permis d'augmenter l'équivalent protecteur le long de la base de la tour sans augmenter la masse. De tels développements ont été entrepris par l'Institut de recherche de l'acier en collaboration avec des bureaux d'études, la tourelle à base roulée pour le char T-72B avait un volume interne légèrement augmenté (de 180 litres), l'augmentation de poids était jusqu'à 400 kg par rapport à la tourelle moulée en série du char T-72B.
Var et tourelle fourmi du T-72 amélioré, T-80UD avec une base soudée
et boîtier céramique-métal, non utilisé en série
L'emballage de remplissage de la tour a été réalisé à partir de matériaux céramiques et d'acier de dureté accrue ou à partir d'un emballage à base de plaques d'acier avec des feuilles "réfléchissantes". Options élaborées pour les tours avec blindage modulaire amovible pour les parties frontales et latérales.
T-90S/A
En ce qui concerne les tourelles de chars, l'une des réserves importantes pour renforcer leur protection anti-projectile ou réduire la masse de la base en acier de la tour tout en maintenant le niveau de protection anti-projectile existant est d'augmenter la résistance des blindages en acier utilisés pour les tourelles . La base de la tour T-90S / A est faite en armure d'acier de dureté moyenne, qui dépasse de manière significative (de 10 à 15%) l'armure moulée de dureté moyenne en termes de résistance aux projectiles.
Ainsi, avec la même masse, une tour en blindage laminé peut avoir une résistance anti-balistique plus élevée qu'une tour en blindage coulé, et, de plus, si un blindage enroulé est utilisé pour une tour, sa résistance anti-balistique peut être encore augmenté.
Un avantage supplémentaire d'une tourelle laminée est la possibilité d'assurer une plus grande précision de sa fabrication, car dans la fabrication d'une base de blindage coulée d'une tourelle, en règle générale, la qualité de coulée requise et la précision de coulée en termes de dimensions géométriques et de poids sont non assuré, ce qui nécessite des travaux laborieux et non mécanisés pour éliminer les défauts de coulée, ajustement des dimensions et du poids de la coulée, y compris l'ajustement des cavités pour les charges. La réalisation des avantages de la conception d'une tourelle laminée par rapport à une tourelle coulée n'est possible que lorsque sa résistance aux projectiles et sa capacité de survie aux emplacements des joints des pièces en blindage laminé répondent aux exigences générales de résistance anti-balistique et de capacité de survie de la tourelle dans son ensemble. Les joints soudés de la tourelle T-90S / A sont réalisés avec un chevauchement total ou partiel des joints des pièces et des soudures du côté du tir d'obus.
L'épaisseur du blindage des parois latérales est de 70 mm, les parois du blindage frontal ont une épaisseur de 65 à 150 mm, le toit de la tourelle est soudé à partir de pièces séparées, ce qui réduit la rigidité de la structure lors d'un impact hautement explosif.Sur la surface extérieure du front de la tour sont installés V en forme de blocs de protection dynamique.
Variantes de tours à base soudée T-90A et T-80UD (avec blindage modulaire)
Autres matériaux d'armure :
Les matériaux utilisés:
Véhicules blindés domestiques. XXe siècle : Publication scientifique : / Solyankin A.G., Zheltov I.G., Kudryashov K.N. /
Volume 3. Véhicules blindés domestiques. 1946-1965 - M.: LLC "Maison d'édition" Zeikhgauz "", 2010.
M.V. Pavlova et I.V. Pavlova "Véhicules blindés domestiques 1945-1965" - TiV n ° 3 2009
Théorie et conception du réservoir. - T. 10. Livre. 2. Protection intégrale / Éd. d.t.s., prof. P. P. Isakov. - M.: Mashinostroenie, 1990.
J.Warford. Le premier regard sur l'armure spéciale soviétique. Journal des munitions militaires. Mai 2002.
Très souvent, vous pouvez entendre comment l'armure est comparée en fonction de l'épaisseur des plaques d'acier 1000, 800 mm. Ou, par exemple, qu'un certain projectile peut pénétrer certains "n" - nombre de mm d'armure. Le fait est que maintenant ces calculs ne sont pas objectifs. L'armure moderne ne peut être décrite comme équivalente à n'importe quelle épaisseur d'acier homogène. Il existe actuellement deux types de menaces : l'énergie cinétique des projectiles et l'énergie chimique. Une menace cinétique est comprise comme un projectile perforant ou, plus simplement, un blanc avec une grande énergie cinétique. Dans ce cas, il est impossible de calculer les propriétés protectrices de l'armure en fonction de l'épaisseur de la plaque d'acier. Ainsi, les projectiles à l'uranium appauvri ou au carbure de tungstène traversent l'acier comme un couteau dans le beurre, et l'épaisseur de toute armure moderne, si elle était en acier homogène, ne résisterait pas à de tels projectiles. Il n'y a pas de blindage de 300mm d'épaisseur équivalent à 1200mm d'acier, et donc capable d'arrêter un projectile qui va se coincer et sortir dans l'épaisseur de la plaque de blindage. Le succès de la protection contre les obus perforants réside dans la modification du vecteur de son impact sur la surface du blindage. Si vous avez de la chance, lorsque vous frappez, il n'y aura qu'une petite bosse, et si vous n'êtes pas chanceux, le projectile traversera toute l'armure, qu'elle soit épaisse ou mince. En termes simples, les plaques de blindage sont relativement minces et dures, et l'effet dommageable dépend en grande partie de la nature de l'interaction avec le projectile. L'armée américaine utilise de l'uranium appauvri pour augmenter la dureté du blindage, dans d'autres pays du carbure de tungstène, qui est en fait plus dur. Environ 80% de la capacité du blindage des chars à arrêter les projectiles à blanc tombe sur les 10 à 20 premiers mm du blindage moderne. Considérons maintenant les effets chimiques des ogives. L'énergie chimique est représentée par deux types : HESH (Anti-tank armor-piercing high-explosive) et HEAT (HEAT projectile). CHALEUR - plus courant aujourd'hui, et n'a rien à voir avec des températures élevées. HEAT utilise le principe de concentration de l'énergie d'une explosion dans un jet très étroit. Un jet se forme lorsqu'un cône géométriquement régulier est entouré d'explosifs de l'extérieur. Lors de la détonation, 1/3 de l'énergie de l'explosion est utilisée pour former un jet. Il pénètre à travers l'armure en raison de la haute pression (et non de la température). La protection la plus simple contre ce type d'énergie est une couche de blindage écartée à un demi-mètre de la coque, ce qui entraîne une dissipation de l'énergie du jet. Cette technique a été utilisée pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque les soldats russes ont doublé la coque du char avec un treillis à mailles de chaîne à partir des lits. Maintenant, les Israéliens font la même chose sur le char Merkava, ils utilisent des boules d'acier suspendues à des chaînes pour protéger la poupe des ATGM et des grenades RPG. Aux mêmes fins, une grande niche arrière est installée sur la tour, à laquelle ils sont attachés. Une autre méthode de protection consiste à utiliser une armure dynamique ou réactive. Il est également possible d'utiliser une armure combinée dynamique et céramique (comme Chobham). Lorsqu'un jet de métal en fusion entre en contact avec une armure réactive, celle-ci explose, l'onde de choc résultante défocalise le jet, éliminant ainsi son effet néfaste. L'armure Chobham fonctionne de la même manière, mais dans ce cas, au moment de l'explosion, des morceaux de céramique s'envolent, se transformant en un nuage de poussière dense, qui neutralise complètement l'énergie du jet cumulatif. HESH (High-Explosive Anti-tank Armor-Piercing) - l'ogive fonctionne comme suit: après l'explosion, elle coule autour de l'armure comme de l'argile et transmet un énorme élan à travers le métal. De plus, comme des boules de billard, les particules d'armure se heurtent et, par conséquent, les plaques de protection sont détruites. Le matériel de réservation est capable de blesser l'équipage et de se disperser en petits éclats d'obus. La protection contre une telle armure est similaire à celle décrite ci-dessus pour HEAT. En résumant ce qui précède, je tiens à préciser que la protection contre l'impact cinétique d'un projectile se résume à quelques centimètres d'armure métallisée, alors que la protection contre HEAT et HESH consiste à créer une armure mise de côté, une protection dynamique, ainsi que certains matériaux (céramique).
Toutes les structures de protection des gilets pare-balles peuvent être divisées en cinq groupes, en fonction des matériaux utilisés :
Armure textile (tissée) à base de fibres d'aramide
Aujourd'hui, les tissus balistiques à base de fibres d'aramide sont le matériau de base des gilets pare-balles civils et militaires. Les tissus balistiques sont produits dans de nombreux pays du monde et diffèrent considérablement non seulement par leurs noms, mais également par leurs caractéristiques. À l'étranger, ce sont le Kevlar (États-Unis) et le Twaron (Europe), et en Russie - un certain nombre de fibres d'aramide, qui diffèrent nettement des fibres américaines et européennes par leurs propriétés chimiques.
Qu'est-ce que la fibre aramide ? L'aramide ressemble à de fines fibres de gaze jaune (les autres couleurs sont très rarement utilisées). Des fils d'aramide sont tissés à partir de ces fibres, et un tissu balistique est ensuite fabriqué à partir des fils. La fibre aramide a une résistance mécanique très élevée.
La plupart des experts dans le domaine du développement des gilets pare-balles estiment que le potentiel des fibres d'aramide russes n'a pas encore été pleinement réalisé. Par exemple, les structures de blindage fabriquées à partir de nos fibres d'aramide sont supérieures aux structures étrangères en termes de "caractéristiques de protection/poids". Et certaines structures composites de cet indicateur ne sont pas pires que les structures en polyéthylène de poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE). Dans le même temps, la densité physique de l'UHMWPE est 1,5 fois inférieure.
Marques de tissus balistiques:
- Kevlar® (DuPont, États-Unis)
- Twaron® (Teijin Aramid, Pays-Bas)
- SVM, RUSAR® (Russie)
- Heracron® (Colon, Corée)
Armure métallique à base d'alliages d'acier (titane) et d'aluminium
Après une longue pause depuis l'époque des armures médiévales, les plaques d'armure étaient en acier et ont été largement utilisées pendant les Première et Seconde Guerres mondiales. Les alliages légers ont commencé à être utilisés plus tard. Par exemple, pendant la guerre en Afghanistan, les gilets pare-balles avec des éléments d'armure en aluminium et en titane se sont répandus. Les alliages de blindage modernes permettent de réduire de deux à trois fois l'épaisseur des panneaux par rapport aux panneaux en acier et, par conséquent, de réduire de deux à trois fois le poids du produit.
Armure en aluminium. L'aluminium surpasse l'armure en acier, offrant une protection contre les balles AP de 12,7 mm ou 14,5 mm. De plus, l'aluminium est doté d'une base de matière première, est plus avancé technologiquement, se soude bien et possède une protection anti-fragmentation et anti-mines unique.
alliages de titane. Le principal avantage des alliages de titane est la combinaison d'une résistance à la corrosion et de propriétés mécaniques élevées. Pour obtenir un alliage de titane aux propriétés prédéterminées, il est allié avec du chrome, de l'aluminium, du molybdène et d'autres éléments.
Armure céramique à base d'éléments céramiques composites
Depuis le début des années 80, les matériaux céramiques sont utilisés dans la production de vêtements blindés, dépassant les métaux en termes de rapport "degré de protection / poids". Cependant, l'utilisation de la céramique n'est possible qu'en combinaison avec des composites à fibres balistiques. Dans le même temps, il est nécessaire de résoudre le problème de la faible capacité de survie de ces panneaux blindés. De plus, il n'est pas toujours possible de réaliser efficacement toutes les propriétés de la céramique, car un tel panneau blindé nécessite une manipulation soigneuse.
Au ministère russe de la Défense, la tâche de haute capacité de survie des panneaux de blindage en céramique a été identifiée dans les années 1990. Jusque-là, les panneaux de blindage en céramique étaient bien inférieurs à ceux en acier dans cet indicateur. Grâce à cette approche, les troupes russes disposent aujourd'hui d'un développement fiable - les panneaux blindés de la famille Granit-4.
La majeure partie des gilets pare-balles à l'étranger se compose de panneaux d'armure composites, qui sont fabriqués à partir de monoplaques en céramique solides. La raison en est que pour un soldat lors d'opérations de combat, le risque d'être touché à plusieurs reprises dans la zone du même panneau de blindage est extrêmement faible. Deuxièmement, ces produits sont beaucoup plus avancés technologiquement ; moins de main-d'œuvre, et donc leur coût est bien inférieur au coût d'un ensemble de tuiles plus petites.
Éléments utilisés :
- Oxyde d'aluminium (corindon);
- carbure de bore;
- Carbure de silicium.
Armure composite à base de polyéthylène haut module (plastique laminé)
À ce jour, les panneaux de blindage à base de fibres UHMWPE (Ultra High Modulus Polyethylene) sont considérés comme le type de vêtement blindé le plus avancé de la classe 1 à 3 (en termes de poids).
Les fibres UHMWPE ont une résistance élevée, rattrapant celles en aramide. Les produits balistiques en UHMWPE ont une flottabilité positive et ne perdent pas leurs propriétés protectrices, contrairement aux fibres aramides. Cependant, l'UHMWPE est totalement inadapté à la fabrication de gilets pare-balles pour l'armée. Dans des conditions militaires, il y a une forte probabilité que le gilet pare-balles entre en contact avec du feu ou des objets chauds. De plus, les gilets pare-balles sont souvent utilisés comme literie. Et l'UHMWPE, quelles que soient ses propriétés, reste du polyéthylène, dont la température de fonctionnement maximale ne dépasse pas 90 degrés Celsius. Cependant, UHMWPE est excellent pour fabriquer des gilets de police.
Il convient de noter que le panneau de blindage souple en composite fibreux n'est pas capable de fournir une protection contre les balles à noyau en carbure ou renforcé thermiquement. Le maximum qu'une structure en tissu doux peut fournir est la protection contre les balles de pistolet et les éclats d'obus. Pour se protéger des balles des armes à canon long, il est nécessaire d'utiliser des panneaux blindés. Lorsqu'elle est exposée à une balle d'une arme à long canon, une forte concentration d'énergie est créée dans une petite zone. De plus, une telle balle est un élément de frappe tranchant. Les tissus doux dans des sacs d'épaisseur raisonnable ne les retiendront plus. C'est pourquoi il est conseillé d'utiliser l'UHMWPE dans une conception à base composite de panneaux blindés.
Les principaux fournisseurs de fibres aramides UHMWPE pour les produits balistiques sont :
- Dyneema® (DSM, Pays-Bas)
- Spectra® (États-Unis)
Armure combinée (en couches)
Les matériaux pour les gilets pare-balles de type combiné sont sélectionnés en fonction des conditions dans lesquelles le gilet pare-balles sera utilisé. Les développeurs NIB combinent les matériaux utilisés et les utilisent ensemble - ainsi, il a été possible d'améliorer considérablement les propriétés protectrices des gilets pare-balles. Les armures combinées textile-métal, céramique-organoplastique et autres sont largement utilisées aujourd'hui dans le monde entier.
Le niveau de protection des gilets pare-balles varie en fonction des matériaux utilisés. Cependant, aujourd'hui, non seulement les matériaux des gilets pare-balles eux-mêmes jouent un rôle décisif, mais également les revêtements spéciaux. Grâce aux progrès de la nanotechnologie, des modèles sont déjà en cours de développement dont la résistance aux chocs a été multipliée par plusieurs tout en réduisant considérablement l'épaisseur et le poids. Cette possibilité est due à l'application d'un gel spécial avec des nano-nettoyants sur le Kevlar rendu hydrophobe, qui multiplie par cinq la résistance du Kevlar aux chocs dynamiques. Une telle armure peut réduire considérablement la taille de l'armure corporelle, tout en conservant la même classe de protection.
Lisez à propos de la classification des EPI.
Armure homogène.
A l'aube de l'avènement des véhicules blindés terrestres, le principal type de protection était de simples tôles d'acier. Leurs camarades plus âgés, les cuirassés et les trains blindés, ont alors réussi à acquérir des armures cimentées et multicouches, mais ces types d'armures ne sont entrés dans la construction de chars en série qu'après la Seconde Guerre mondiale.
Une armure homogène est constituée de tôles laminées à chaud ou de structures coulées, à partir desquelles un corps blindé est assemblé par une méthode ou une autre. Les rivets étaient la première méthode d'assemblage, la moins chère et la plus rapide à l'époque. Plus tard, les assemblages boulonnés ont considérablement remplacé les rivets. Au milieu de la Seconde Guerre mondiale, le soudage à l'arc électrique est devenu la principale méthode de connexion des plaques de blindage. Au départ, le soudage était principalement manuel à la flamme de gaz, mais le développement de l'électrotechnique et le développement de la production en série d'électrodes de qualité suffisamment élevée ont conduit à une utilisation plus large du soudage à l'arc électrique. Depuis le début des années 1930, des tentatives ont été faites pour introduire le soudage automatique à l'arc électrique dans la production de masse. Mais, il n'a été possible d'obtenir une qualité acceptable à un coût acceptable que pendant la Seconde Guerre mondiale en URSS, lorsque dans la production de chars T-34-76 et de chars de la famille KV, pour la première fois au monde, ils ont commencé à utiliser soudage à l'arc automatique sous une couche de flux de poudre.
Malgré l'invention du soudage à l'arc électrique à la fin du XIXe siècle par l'ingénieur russe N.N. Benardos, jusqu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale dans la construction de chars, la connexion de plaques de blindage avec des boulons et des rivets était utilisée dans une mesure limitée. Ceci était une conséquence des problèmes qui se posent lors du soudage de tôles épaisses d'aciers à moyenne teneur en carbone (0,25-0,45% C). Les aciers à haute teneur en carbone ne sont pratiquement pas utilisés dans la construction de réservoirs, même maintenant.
De plus, il est difficile d'obtenir des soudures de haute qualité lors du soudage d'aciers alliés et insuffisamment nettoyés. Pour affiner le grain structurel des aciers, du manganèse et d'autres éléments d'alliage sont ajoutés. Ils augmentent également la trempabilité des aciers, réduisant ainsi les contraintes locales dans la soudure. Le durcissement des plaques de blindage peut parfois être utilisé, mais cette méthode est utilisée de manière extrêmement limitée, car les plaques de blindage pré-durcies créent des problèmes encore plus importants lors du soudage en raison de l'inhomogénéité du champ de contrainte interne. Le recuit de normalisation ou le revenu à basse température est généralement utilisé pour soulager les contraintes. Mais, pour obtenir une augmentation significative de la dureté, l'acier doit d'abord être durci en martensite ou en troostite (c'est-à-dire un durcissement élevé). Un durcissement élevé de pièces à parois épaisses de forme complexe est toujours une grande difficulté, s'il s'agit d'une pièce de la taille d'une coque de réservoir, la tâche est pratiquement insoluble.
Pour augmenter la résistance d'un blindage homogène, il est souhaitable d'augmenter la dureté de surface des plaques de blindage, et de laisser les noyaux et la face tournée vers l'intérieur visqueux et relativement élastiques. Cette approche a été mise en œuvre pour la première fois sur les cuirassés de la fin du 19e siècle. Dans les véhicules blindés, cette solution a déjà été beaucoup utilisée.
Le problème de la cémentation est la nécessité d'une longue exposition de la pièce dans un carburateur à poudre (mélange à base de coke, de quelques pour cent de chaux et d'un petit ajout de potasse) à des températures de 500-800°C. Dans ce cas, il est problématique d'obtenir une épaisseur uniforme de la couche de carbure. De plus, le noyau de la pièce en acier devient grossier, ce qui réduit considérablement sa résistance à la fatigue et réduit quelque peu tous les paramètres de résistance.
Une méthode plus avancée est la nitruration. La nitruration est techniquement plus délicate à réaliser, mais après nitruration, la pièce subit un recuit de normalisation avec refroidissement à l'huile. Cela compense quelque peu l'augmentation du grain structurel. Mais, l'épaisseur de la couche de nitruration ne dépasse pas le millimètre avec un temps de nitruration de plusieurs dizaines d'heures.
Une excellente méthode est la cyanuration. Il est effectué plus rapidement, la dureté n'est pas inférieure, la température de chauffage est relativement faible. Mais, plonger des plaques de blindage (et plus encore, une coque de char) dans un mélange fondu de cyanures est, pour le moins, non respectueux de l'environnement, et en fait, un plaisir douteux.
Des propriétés de protection de blindage optimales peuvent être obtenues en utilisant une coque soudée en acier au carbone moyen, et le dessus de la coque peut être fermé avec des plaques soudées et/ou filetées en acier trempé à haute résistance.
Armure composite.
Les matériaux composites sont, en général, des matériaux qui combinent deux ou plusieurs composants aux propriétés très différentes. Celles-ci incluent des compositions renforcées, multicouches, remplies et autres («composition», dans ce sens, peut être grossièrement traduite par «mélange» ou «combinaison»).
Des exemples classiques de matériaux composites comprennent de simples dalles de béton armé ou, par exemple, un mélange de cobalt et de carbure de tungstène en poudre utilisé pour produire des bandes dures sur des outils à grande vitesse. Parallèlement, le terme « matériaux composites » a acquis le sens classique et la plus grande popularité par rapport aux compositions à base de matrices polymères renforcées par l'un ou l'autre renfort (fibres, poudres, rovings, feutres (textiles non tissés), creux sphères, tissus, etc.) .
En ce qui concerne la protection par armure, une armure composite est une armure qui comprend des éléments structurels constitués de matériaux aux propriétés très différentes. Comme nous l'avons dit ci-dessus, il est souhaitable de rendre les plaques extérieures aussi dures que possible et de laisser la base de support avec une bonne usinabilité et une viscosité élevée.
Par conséquent, une armure composite peut inclure diverses combinaisons de matériaux ductiles et élastiques et de matériaux à haute dureté : acier à carbone moyen + céramique, aluminium + céramique, alliage de titane + acier à outils trempé, verre de quartz + acier d'armure, fibre de verre + céramique + acier, acier + Céramique UHMWPE + corindon, et bien d'autres. etc. Habituellement, la plaque extérieure est constituée d'un matériau aux propriétés de résistance moyenne, elle remplit la fonction d'écran anti-cumulatif et protège également les éléments fragiles solides des fragments et des balles. La couche la plus basse est réalisée en tant que support, le matériau optimal pour cela est l'acier blindé et / ou les alliages d'aluminium. Si les fonds le permettent, alors les alliages de titane. Pour arrêter les armes antichars les plus efficaces, une doublure en fibres à haute résistance peut également être utilisée (généralement du Kevlar, mais parfois du nylon, du lavsan, du nylon, de l'UHMWPE, etc. sont utilisés). La doublure arrête les fragments qui se produisent lors de la pénétration incomplète de l'armure, les fragments d'un noyau BOPS effondré, les petits fragments d'un petit trou avec un projectile cumulatif. De plus, le revêtement augmente l'isolation thermique et acoustique de la machine. La doublure n'ajoute pas beaucoup de poids, ce qui affecte davantage le coût des véhicules blindés.
Contrairement aux armures homogènes, toute armure composite fonctionne pour la destruction. En termes simples, l'écran supérieur est facilement pénétré par presque toutes les armes antichars. Les plaques dures remplissent leur fonction dans le processus de destruction plus ou moins fragile, et la partie portante de l'armure arrête l'impact déjà dispersé du jet cumulatif ou des fragments du noyau BOPS. La doublure assure contre les armes antichars plus puissantes, mais ses capacités sont très limitées.
Lors de la conception d'une armure composite, trois facteurs importants sont également pris en compte : le coût, la densité et l'usinabilité du matériau. La pierre d'achoppement de la céramique est l'usinabilité. Le verre de quartz a également une mauvaise usinabilité et un coût solide. Les aciers et les alliages de tungstène se caractérisent par une densité élevée. Les polymères, bien que très légers, sont généralement coûteux et sensibles au feu (ainsi qu'à un échauffement prolongé). Les alliages d'aluminium sont relativement coûteux et ont une faible dureté. Malheureusement, il n'y a pas de matériau idéal. Mais, certaines combinaisons de différents matériaux permettent souvent de résoudre de manière optimale un problème technique à un coût acceptable.
Depuis l'avènement des véhicules blindés, la bataille séculaire entre projectile et blindage s'est intensifiée. Certains concepteurs ont cherché à augmenter la capacité de pénétration des obus, tandis que d'autres ont augmenté la durabilité des armures. Le combat continue même maintenant. Un professeur de l'Université technique d'État de Moscou a raconté comment les blindages de chars modernes sont disposés, "Popular Mechanics". N.E. Bauman, directeur des sciences de l'Institut de recherche de l'acier Valery Grigoryan
Au début, l'attaque de l'armure s'effectuait au front: alors que le principal type d'impact était un projectile perforant à action cinétique, le duel des concepteurs se réduisait à augmenter le calibre du canon, l'épaisseur et les angles de l'armure. Cette évolution est clairement visible dans le développement des armes et armures de chars pendant la Seconde Guerre mondiale. Les solutions constructives de l'époque sont assez évidentes : nous allons épaissir la barrière ; s'il est incliné, le projectile devra parcourir une plus grande distance dans l'épaisseur du métal, et la probabilité de ricochet augmentera. Même après l'apparition d'obus perforants à noyau rigide non destructif dans les munitions des chars et des canons antichars, peu de choses ont changé.
Éléments de protection dynamique (EDZ)
Ce sont des "sandwichs" de deux plaques de métal et d'un explosif. Les EDZ sont placés dans des conteneurs dont les couvercles les protègent des influences extérieures et sont en même temps des éléments de missile
Crachat mortel
Cependant, déjà au début de la Seconde Guerre mondiale, une révolution a eu lieu dans les propriétés de frappe des munitions: des obus cumulatifs sont apparus. En 1941, les artilleurs allemands ont commencé à utiliser le Hohlladungsgeschoss («projectile avec une encoche dans la charge») et en 1942, le projectile BP-350A de 76 mm, développé après avoir étudié des échantillons capturés, a été adopté par l'URSS. C'est ainsi qu'étaient disposées les fameuses cartouches Faust. Un problème s'est posé qui ne pouvait pas être résolu par les méthodes traditionnelles en raison d'une augmentation inacceptable de la masse du réservoir.
Dans la partie tête des munitions cumulatives, un évidement conique a été réalisé sous la forme d'un entonnoir doublé d'une fine couche de métal (cloche vers l'avant). La détonation de l'explosif commence du côté le plus proche du sommet de l'entonnoir. L'onde de détonation "effondre" l'entonnoir dans l'axe du projectile, et comme la pression des produits d'explosion (près d'un demi-million d'atmosphères) dépasse la limite de déformation plastique de la doublure, celle-ci commence à se comporter comme un quasi-liquide . Un tel processus n'a rien à voir avec la fusion, c'est précisément l'écoulement « à froid » de la matière. Un jet cumulatif mince (comparable à l'épaisseur de l'obus) est expulsé de l'entonnoir qui s'effondre, ce qui accélère à des vitesses de l'ordre de la vitesse de détonation explosive (et parfois même plus élevées), c'est-à-dire environ 10 km / s ou plus . La vitesse du jet cumulé dépasse largement la vitesse de propagation du son dans le matériau de blindage (environ 4 km/s). Par conséquent, l'interaction du jet et de l'armure se produit selon les lois de l'hydrodynamique, c'est-à-dire qu'ils se comportent comme des liquides: le jet ne brûle pas du tout à travers l'armure (c'est une idée fausse répandue), mais y pénètre, tout comme un jet d'eau sous pression lave le sable.
Protection contre les bouffées
La première défense contre les munitions cumulatives était l'utilisation d'écrans (blindage à double barrière). Le jet cumulatif ne se forme pas instantanément, pour son efficacité maximale, il est important de faire exploser la charge à la distance optimale de l'armure (longueur focale). Si un écran de tôles supplémentaires est placé devant l'armure principale, l'explosion se produira plus tôt et l'efficacité de l'impact diminuera. Pendant la Seconde Guerre mondiale, pour se protéger contre les faustpatrons, les pétroliers ont attaché de fines tôles métalliques et des grillages à leurs véhicules (une histoire est répandue sur l'utilisation de lits blindés à ce titre, bien qu'en réalité des mailles spéciales aient été utilisées). Mais une telle solution n'était pas très efficace - l'augmentation de la durabilité n'était en moyenne que de 9 à 18%.
Par conséquent, lors du développement d'une nouvelle génération de chars (T-64, T-72, T-80), les concepteurs ont utilisé une solution différente - le blindage multicouche. Il se composait de deux couches d'acier, entre lesquelles était placée une couche de charge à faible densité - fibre de verre ou céramique. Une telle "tarte" a donné un gain par rapport à l'armure en acier monolithique jusqu'à 30%. Cependant, cette méthode était inapplicable pour la tour : dans ces modèles elle est coulée et il est difficile de placer de la fibre de verre à l'intérieur d'un point de vue technologique. Les concepteurs du VNII-100 (maintenant VNII Transmash) ont proposé de fusionner des boules d'ultra-porcelaine dans le blindage de la tourelle, dont la capacité spécifique de suppression des jets est 2 à 2,5 fois supérieure à celle de l'acier blindé. Les spécialistes de l'Institut de recherche sur l'acier ont choisi une autre option: des paquets d'acier dur à haute résistance ont été placés entre les couches de blindage externe et interne. Ils ont pris le coup d'un jet cumulatif affaibli à des vitesses où l'interaction ne se produit plus selon les lois de l'hydrodynamique, mais selon la dureté du matériau.
armure semi-active
Bien qu'il ne soit pas facile de ralentir le jet cumulatif, il est vulnérable dans le sens transversal et peut facilement être détruit même par un faible impact latéral. Par conséquent, le développement ultérieur de la technologie a consisté dans le fait que l'armure combinée des parties frontale et latérale de la tour coulée a été formée en raison d'une cavité ouverte remplie d'un matériau de remplissage complexe; d'en haut, la cavité était fermée avec des bouchons soudés. Des tourelles de cette conception ont été utilisées sur les modifications ultérieures des chars - T-72B, T-80U et T-80UD. Le principe de fonctionnement des inserts était différent, mais utilisait la "vulnérabilité latérale" mentionnée du jet cumulatif. De telles armures sont généralement appelées systèmes de protection "semi-actifs", car elles utilisent l'énergie de l'arme elle-même.
L'une des options pour de tels systèmes est l'armure cellulaire, dont le principe de fonctionnement a été proposé par les employés de l'Institut d'hydrodynamique de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de l'URSS. L'armure est constituée d'un ensemble de cavités remplies d'une substance quasi-liquide (polyuréthane, polyéthylène). Le jet cumulatif, ayant pénétré dans un tel volume délimité par des parois métalliques, génère une onde de choc dans le quasi-liquide, qui, réfléchie par les parois, revient dans l'axe du jet et effondre la cavité, provoquant une décélération et une destruction du jet. Ce type d'armure apporte un gain en résistance anti-cumulative jusqu'à 30-40%.
Une autre option est une armure avec des feuilles réfléchissantes. Il s'agit d'une barrière à trois couches, composée d'une plaque, d'un joint et d'une plaque mince. Le jet, pénétrant dans la dalle, crée des contraintes, conduisant d'abord au gonflement local de la face arrière, puis à sa destruction. Dans ce cas, un gonflement important du joint et de la feuille mince se produit. Lorsque le jet perce le joint et la plaque mince, celle-ci a déjà commencé à s'éloigner de la surface arrière de la plaque. Puisqu'il existe un certain angle entre les directions de mouvement du jet et la plaque mince, à un moment donné, la plaque commence à courir dans le jet, le détruisant. En comparaison avec une armure monolithique de même masse, l'effet de l'utilisation de feuilles "réfléchissantes" peut atteindre 40%.
La prochaine amélioration de conception a été la transition vers des tours à base soudée. Il est devenu clair que les développements pour augmenter la résistance des armures roulées sont plus prometteurs. En particulier, dans les années 1980, de nouveaux aciers de dureté accrue ont été développés et prêts pour la production en série : SK-2Sh, SK-3Sh. L'utilisation de tours à base roulée a permis d'augmenter l'équivalent protecteur le long de la base de la tour. En conséquence, la tourelle du char T-72B à base roulée avait un volume interne accru, l'augmentation de poids était de 400 kg par rapport à la tourelle moulée en série du char T-72B. L'emballage de remplissage de la tour a été réalisé à partir de matériaux céramiques et d'acier de dureté accrue ou à partir d'un emballage à base de plaques d'acier avec des feuilles "réfléchissantes". La résistance équivalente du blindage est devenue égale à 500–550 mm d'acier homogène.
Lorsqu'un élément DZ est percé par un jet cumulatif, l'explosif qu'il contient explose et les plaques métalliques du corps commencent à se disperser. En même temps, ils traversent la trajectoire du jet sous un angle, remplaçant constamment de nouvelles sections en dessous. Une partie de l'énergie est dépensée pour percer les plaques et l'élan latéral de la collision déstabilise le jet. DZ réduit les caractéristiques anti-blindage des armes cumulatives de 50 à 80 %. Dans le même temps, ce qui est très important, le DZ n'explose pas lorsqu'il est tiré avec des armes légères. L'utilisation de la télédétection est devenue une révolution dans la protection des véhicules blindés. Il y avait une réelle opportunité d'influencer l'agent mortel envahissant aussi activement qu'avant qu'il n'agisse sur l'armure passive
Explosion vers
Pendant ce temps, la technologie dans le domaine des munitions cumulatives a continué de s'améliorer. Si pendant la Seconde Guerre mondiale, la pénétration du blindage des obus HEAT n'a pas dépassé les calibres 4-5, elle a ensuite augmenté de manière significative. Ainsi, avec un calibre de 100–105 mm, il s'agissait déjà de 6–7 calibres (en équivalent acier 600–700 mm), avec un calibre de 120–152 mm, la pénétration du blindage a été portée à 8–10 calibres (900–1200 mm d'acier homogène). Pour se protéger contre ces munitions, une solution qualitativement nouvelle était nécessaire.
Des travaux sur les blindages anti-cumulatifs, ou "dynamiques", basés sur le principe de la contre-explosion sont menés en URSS depuis les années 1950. Dans les années 1970, sa conception avait déjà été élaborée à l'Institut panrusse de recherche sur l'acier, mais le manque de préparation psychologique de représentants de haut rang de l'armée et de l'industrie l'a empêché d'être mis en service. Seule l'utilisation réussie d'armures similaires par des pétroliers israéliens sur les chars M48 et M60 pendant la guerre israélo-arabe de 1982 a contribué à les convaincre. Les solutions techniques, de conception et technologiques étant entièrement préparées, la principale flotte de chars de l'Union soviétique a été équipée de la protection dynamique anti-cumulative (DZ) Kontakt-1 en un temps record - en seulement un an. L'installation de DZ sur les chars T-64A, T-72A, T-80B, qui disposaient déjà d'un blindage suffisamment puissant, a presque instantanément déprécié les arsenaux existants d'armes guidées antichars d'adversaires potentiels.
Il y a des trucs contre la ferraille
Un projectile cumulatif n'est pas le seul moyen de détruire des véhicules blindés. Les adversaires beaucoup plus dangereux de l'armure sont les obus de sous-calibre perforants (BPS). De par sa conception, un tel projectile est simple - il s'agit d'un long pied de biche (noyau) en matériau lourd et à haute résistance (généralement du carbure de tungstène ou de l'uranium appauvri) avec un plumage pour la stabilisation en vol. Le diamètre du noyau est beaucoup plus petit que le calibre du canon - d'où le nom de "sous-calibre". Une «flèche» d'une masse de plusieurs kilogrammes volant à une vitesse de 1,5 à 1,6 km / s a une énergie cinétique telle que, lorsqu'elle est touchée, elle est capable de percer plus de 650 mm d'acier homogène. De plus, les méthodes de renforcement de la protection anti-cumulative décrites ci-dessus n'ont pratiquement aucun effet sur les projectiles sous-calibrés. Contrairement au bon sens, la pente des plaques de blindage non seulement ne fait pas ricocher le projectile du sabot, mais affaiblit même le degré de protection contre eux ! Les noyaux "déclenchés" modernes ne ricochent pas: au contact de l'armure, une tête en forme de champignon se forme à l'extrémité avant du noyau, qui joue le rôle de charnière, et le projectile tourne dans la direction perpendiculaire à l'armure, raccourcir le trajet dans son épaisseur.
La prochaine génération de télédétection était le système "Contact-5". Les spécialistes de l'Institut de recherche ont fait un excellent travail, résolvant de nombreux problèmes conflictuels : la télédétection était censée donner une puissante impulsion latérale, permettant de déstabiliser ou de détruire le noyau du BOPS, l'explosif devait exploser de manière fiable à partir d'une faible vitesse (par rapport à un cumul jet) noyau BOPS, mais en même temps, la détonation causée par des balles et des fragments d'obus a été exclue. La conception des blocs a permis de faire face à ces problèmes. Le couvercle du bloc DZ est en acier épais (environ 20 mm) à haute résistance. En le frappant, le BPS génère un flux de fragments à grande vitesse, qui font exploser la charge. L'impact sur le BPS d'une couverture épaisse en mouvement est suffisant pour réduire ses caractéristiques anti-blindage. L'impact sur le jet cumulatif augmente également par rapport à la plaque mince (3 mm) "Contact-1". En conséquence, l'installation de DZ "Kontakt-5" sur les réservoirs augmente la résistance anti-cumulative de 1,5 à 1,8 fois et augmente le niveau de protection contre les BPS de 1,2 à 1,5 fois. Le complexe Kontakt-5 est installé sur les réservoirs de production russes T-80U, T-80UD, T-72B (depuis 1988) et T-90.
La dernière génération de télédétection russe est le complexe Relikt, également développé par des spécialistes de l'Institut de recherche sur l'acier. L'EDS amélioré a éliminé de nombreuses lacunes, telles qu'une sensibilité insuffisante lorsqu'elle est déclenchée par des projectiles cinétiques à faible vitesse et certains types de munitions cumulatives. Une efficacité accrue de la protection contre les munitions cinétiques et cumulatives est obtenue grâce à l'utilisation de plaques de lancement supplémentaires et à l'inclusion d'éléments non métalliques dans leur composition. En conséquence, la pénétration d'armure par des projectiles de sous-calibre est réduite de 20 à 60%, et en raison du temps d'exposition accru au jet cumulatif, il a également été possible d'atteindre une certaine efficacité pour les armes cumulatives avec une ogive en tandem.