Активная броня староверова (варианты)
Изобретения относятся к вариантам активной брони, состоящей из ячеек со взрывчатым веществом. Согласно первому варианту активная броня содержит в каждой ячейке несколько разделенных амортизирующими перегородками и ориентированных наружу плоских кумулятивных зарядов. Плоскость струи кумулятивных зарядов ориентирована поперек наиболее вероятной траектории подлета средств поражения и составляет с этой траекторией угол 30-90 градусов. Под кумулятивными зарядами расположена амортизирующая прокладка со щелями. Под амортизирующей прокладкой расположена прослойка из взрывчатого вещества, которая соединена с кумулятивными зарядами через упомянутые щели. Согласно второму варианту между прослойкой взрывчатого вещества и основной броней расположена канальная панель, имеющая каналы для передачи кумулятивных струй. В каналах канальной панели расположены кумулятивные заряды, каждый из которых соединен с прослойкой взрывчатого вещества через отверстие. Ближние к направлению наиболее вероятного прилета средств поражения заряды ориентированы вперед и способны пробить стенку ячейки. Средние заряды направлены на ближние и способны вызвать их зажигание. Дальние заряды направлены на пластину из взрывчатого вещества, соединенную с передними и/или боковыми участками ближнего заряда (зарядов). Достигается улучшение защиты бронеобъектов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.
Изобретение относится к средствам активной защиты бронеобъектов и предназначено для их защиты от кумулятивных, тандемных кумулятивных снарядов и ПТУРов, от урановых и вольфрамовых стержней, от снарядов с пластическим ВВ.
Известны средства активной защиты в виде размещенных на броне ячеек, содержащих ВВ и металлическую пластину, см. патент России №2079091. Однако они защищают только от одиночных кумулятивных снарядов и гранат.
Для защиты от стержней надо нарушить их целостность или хотя бы форму и ориентацию. А для защиты от тандемных снарядов надо вызвать преждевременный принудительный неоптимальный подрыв заднего заряда в нем. Неоптимальный подрыв кумулятивного заряда - это подрыв не сзади точно по продольной оси заряда, а подрыв его ВВ с передней и/или с боковой части его кумулятивной воронки. В этом случае фронт горения распространяется так, что кумулятивная струя или не образуется вовсе, или будет ослаблена в десятки раз, иметь размытую структуру, спонтанное направление и намного меньшую скорость, не превышающую, как правило, скорость распространения ударной волны.
Чтобы получить указанные явления, активная броня содержит в каждой ячейке несколько разделенных амортизирующими перегородками и ориентированных наружу плоских кумулятивных зарядов, плоскость струи которых ориентирована поперек наиболее вероятной траектории подлета средств поражения и составляет с этой траекторией угол 30-90 градусов (оптимально 60), причем под кумулятивными зарядами расположена амортизирующая прокладка со щелями, а под ней расположена прослойка из ВВ, которая соединена с этими зарядами через упомянутые щели. Сверху может иметься бронекрышка со щелями или несколько отдельных бронеполос для защиты от пуль и осколков. Щели для защиты от дождя могут быть закрыты легкопробиваемым материалом, например резиной. Возможны и другие варианты - бронекрышка выполнена монолитной или имеет ослабляющие канавки напротив плоских зарядов, но в этом случае потребуется увеличить мощность плоских зарядов. Для лучшего гашения струи первого тандемного кумулятивного заряда ячейка может иметь не одну, а две бронекрышки, расположенные с зазором.
Плоские кумулятивные заряды могут быть размещены в ячейке перпендикулярно основной броне, как на фиг.1, а могут быть и наклонены назад (здесь и далее: «вперед» - от бронеобъекта, «назад» - к бронеобъекту, «ближний» - расположенный ближе к средству поражения, «дальний» - наоборот).
Канальная панель может быть применена и совместно с обычной, некумулятивной активной защитой.
Это самый простой вариант изобретения. Но ячейки такой брони должны быть длиной (здесь и далее - в направлении наиболее вероятного прилета средств поражения) во всю длину наклонного участка брони. И даже при этом они плохо защищают танк от снарядов, прилетевших под углом 10-15 градусов к продольной оси танка.
Чтобы увеличить надежность защиты и минимизировать при этом площадь сработавших ячеек, надо уменьшить размеры ячеек и предусмотреть управляемую ограниченную передачу фронта горения ВВ на одну или две более близкие к направлению прилета средств поражения ячейки. И, кроме того, предусмотреть прекращение дальнейшей передачи огня, чтобы попадание снаряда в одну ячейку не вызвало неуправляемого срабатывания всех ближе расположенных ячеек.
Для этого между прослойкой ВВ и основной броней расположена канальная панель, имеющая каналы для передачи кумулятивных струй, в каналах которой кумулятивные заряды, соединенные с прослойкой через отверстия, причем ближние к направлению наиболее вероятного прилета средств поражения заряды ориентированы вперед и способны пробить стенку ячейки, средние заряды направлены на ближние и способны вызвать их зажигание, а дальние заряды направлены на пластину из ВВ, соединенную с передними и/или боковыми участками ближнего заряда (зарядов). Последнее сделано для того, чтобы вызвать неоптимальный подрыв ближних зарядов и тем самым прекратить передачу огня другим ячейкам. То есть вызвать в нужный момент блокировку ближних зарядов. Исходя из этого, ближние заряды, передающие огонь на следующую ячейку, можно назвать «пробивными», а дальние заряды, которые блокируют работу ближних, можно назвать «блокирующими». При этом стенки ячейки напротив ближних зарядов для облегчения ее пробивания могут иметь ослабление, например несквозное сверление небольшого диаметра.
Чтобы предотвратить нештатное зажигание полосы ВВ от срабатывания средних зарядов или от неоптимального срабатывания дальних зарядов, на открытых участках этой полосы могут иметься накладки из амортизирующего материала. Сама же полоса (перемычка) нужна для того, чтобы одним дальним зарядом заблокировать оба ближних.
Средние же заряды нужны для того, чтобы ускоренно передать огонь на ближний конец ячейки и на другую ячейку.
Для этого ближние и средние заряды в канальной панели соединены с прослойкой ВВ своими задними частями, а дальние заряды соединены с ней передне-боковыми частями, опять же для того, чтобы вызвать неоптимальный подрыв дальних зарядов и тем самым не допустить ненужной блокировки.
Важное значение имеет скорость передачи огня от места попадания снаряда на ближний конец ячейки и на ближний конец другой (других), ближе расположенной ячейки. Для этого средние и дальние заряды в канальной панели выполнены суперкумулятивными (то есть с цилиндрической или сужающейся полостью). Скорость кумулятивной струи таких зарядов достигает 150 км/с.
Чтобы кумулятивная струя, ускоренно передающая огонь, не повредила заряд, в который она попадет, ближние и дальние заряды имеют в задней части броневую шайбу с одним центральным или несколькими сходящимися к центру наклонными отверстиями.
Чтобы произошла передача огня из одной ячейки в другую, ближние и дальние заряды в канальной панели, если их два, расположены от боковых краев ячейки на расстоянии 1/4 поперечного шага ячеек или ближние заряды одной ячейки расположены напротив дальних зарядов другой ячейки (ячеек), а если дальних зарядов четыре, то они расположены попарно и в каждой паре направлены на разные ближние заряды, причем заряды в паре соединены участком ВВ так, что срабатывают вместе.
В последнем случае полоска ВВ между ближними зарядами может быть не нужна.
Однако в том случае, когда пластина имеется, время горения пластины от места попадания струи дальнего заряда до любого из ближних зарядов меньше, чем от одного ближнего заряда до среднего заряда, направленного на другой ближний заряд, и меньше, чем от дальнего заряда до любого среднего заряда. Это нужно для того, чтобы неоптимальное срабатывание одного ближнего заряда не привело через прослойку и один из средних зарядов к оптимальному срабатыванию другого ближнего заряда.
При срабатывании активной брони первыми вылетают кумулятивные струи. Затем взлетает бронекрышка или бронеполосы. А затем из ячейки вылетает канальная панель. Но скорость ее подлета невелика, так как количество ВВ в суперкумулятивных зарядах под ней невелико. Чтобы увеличить скорость подлета, канальная панель содержит дополнительные каналы, открытые к основной броне, заполненные ВВ и соединяющиеся с прослойкой и/или со средними зарядами через отверстие.
Однако целесообразность этого и количество дополнительного ВВ следует определить экспериментально, так как при поражении тандемным зарядом панель не должна взлетать слишком быстро - она должна эффективно погасить именно вторую струю, если та все же образуется.
Ячейки лучше делать в основном прямоугольной формы. Такие ячейки могут быть сгруппированы разными способами. Наиболее оптимальны два варианта - ячейки расположены рядами или со сдвигом на полшага в поперечном направлении (шаг - периодически повторяющийся размер, в данном случае он равен ширине ячейки плюс толщина одной перегородки).
Первый вариант наиболее целесообразен для боковой брони при условии поражения ее горизонтально спереди под углом не более 30 градусов к продольной оси танка. При этом плоскости плоских кумулятивных струй должны быть примерно вертикальными. При попадании снаряда срабатывают две ячейки - пробитая и более близкая, см. фиг.7, заштрихованы. Этот вариант подходит для боя на открытой местности.
Однако для боя в городских условиях, когда велика вероятность поражения перпендикулярно в бок кумулятивной гранатой, плоскость струй целесообразнее направить параллельно продольной оси танка, то есть примерно горизонтально.
Чтобы в зависимости от условий будущего боя можно было изменить ориентацию зарядов активной брони, ячейки на боковой броне имеют квадратную форму и имеют легкосъемную бронекрышку, а элементы активной брони размещены в ячейках с возможностью извлечения. В этом случае бронекрышки могут крепиться термопластичным клеем или сплавом Вуда и при легком нагреве снимаются. Плоские заряды и канальная панель вынимаются и вставляются в другой нужной ориентации. После чего опять при легком нагреве бронекрышка устанавливается на место в нужной ориентации. Ориентация канальной панели должна быть такой, чтобы срабатывала пробитая панель и нижняя под ней.
Для лобовой брони оптимальным является расположение ячеек поперечными рядами со сдвигом на полшага (см. фиг.6). В этом случае срабатывают три ячейки - пробитая и две более близкие (заштрихованы). При этом обеспечивается эффективная защита от всех видов поражения спереди в секторе, определяемом пропорциями ячейки. При соотношении сторон ячейки 2:3 в продольном направлении сектор защиты составит 9.5 градуса вправо и влево, а при квадратных ячейках - 14 градусов.
Возможен еще вариант расположения ячеек продольными рядами со сдвигом на полшага. В этом случае сектор защиты расширяется, но сама защита становится слабее - при некоторых неудачных попаданиях эффективно работает лишь половина одной ячейки. Срабатывать при этом должны четыре ячейки.
Для такого срабатывания ячейки расположены продольными рядами со сдвигом на полшага, а канальная панель содержит три пробивных кумулятивных заряда, направленных на середину ближней стенки ячейки и на нижнюю четверть боковых стенок, содержит три блокирующих кумулятивных заряда, расположенных посередине дальней стенки и в верхней четверти боковых стенок и направленных на промежуточный заряд ВВ, расположенный в центре ячейки и соединенный участками ВВ с тремя промежуточными кумулятивными зарядами, направленными на передние боковые пластины трех пробивных зарядов, а также содержит средние кумулятивные заряды, направленные на пробивные заряды. То есть такая канальная панель похожа на шестилучевую звезду: три блокирующих струи сходятся в центре, снова разделяются на три и вызывают неоптимальный подрыв трех пробивных зарядов, блокируя передачу огня на другие ячейки. При этом один блокирующий заряд способен заблокировать все три пробивных. А количество средних зарядов должно быть не менее трех.
Ввиду недостаточной эффективности данного варианта графические материалы по нему не приводятся.
Данная активная броня хорошо защищает всю поверхность наклонной брони, за исключением ближних кромок - это нижние десять см башни и передняя кромка лобовой и боковой брони. При попадании в эти места поражающий боеприпас оказывается практически вне зоны действия плоских кумулятивных струй. Поэтому для защиты этих участков следует разместить дополнительные ячейки активной брони. Чтобы их разместить, передние кромки наклонной основной брони имеют направленные вперед-вверх или вперед-вниз козырьки из брони, оснащенные активной броней, направленной вперед-вниз или вперед-вверх соответственно.
На фиг.1 показано ступенчатое поперечное сечение активной брони по каналам канальной панели. На основной броне 1 имеются перегородки 2, являющиеся стенками ячеек. В ячейке расположены шесть плоских кумулятивных зарядов 3, разделенных амортизирующими перегородками 4. Под зарядами имеется амортизирующая прокладка 5 с шестью щелями. А под прокладкой имеется прослойка 6 из ВВ, под которой может быть канальная панель 7, в каналах которой расположены два ближних кумулятивных заряда 8, восемь средних суперкумулятивных зарядов 9 и два дальних суперкумулятивных заряда 10. Последние направлены на пластину из ВВ 11, соединяющую передне-боковые края ближних зарядов. Пластина защищена от ложного срабатывания амортизирующими накладками 12.
Сверху ячейка закрыта от пуль бронекрышкой 13 с шестью щелями. А щели закрыты от дождя герметичными полосами 14.
На фиг.2 показан вид снизу на канальную панель 7. Она может быть получена литьем из металла, и в этом случае каналы в ней могут иметь полукруглую форму, см. фиг.3.
На фиг.4 показан в сечении суперкумулятивный заряд. Это могут быть заряды 8, 9 или 10. Он состоит из цилиндрической шашки из ВВ 15, имеющей сужающуюся в направлении взрыва полость 16 с облицовкой или без. Для формирования фронта горения имеются центральная амортизирующая вставка 17 и амортизирующая шайба 18 с центральным отверстием. На заднем торце для первичного зажигания заряда имеется слой ВВ 19. В ближних и дальних зарядах, которые сами подвергаются воздействию кумулятивных струй, должна быть, кроме того, металлическая шайба 20 с несколькими наклонными отверстиями, сходящимися к центру.
На фиг.5 показаны в сечении дополнительные каналы 21 в канальной панели 7, заполненные ВВ.
На фиг.6 показано расположение ячеек поперечными рядами со сдвигам на полшага. Такое расположение оптимально для лобовой брони. Стрелкой показано попадание снаряда, заштрихованы сработавшие ячейки.
На фиг.7 показано расположение ячеек ортогональными рядами. Такое расположение оптимально для боковой брони при обстреле из переднего сектора.
На фиг 8, 9, 10 показаны этапы срабатывания ячейки при попадании уранового стержня 22.
На фиг 11 показано срабатывание двух ячеек при попадании тандемного снаряда 23.
На фиг 12, 13 показаны передние 24, 25, 26 и боковые 27, 28 козырьки с активной броней.
Работает активная броня так: при попадании поражающего боеприпаса взрывается ВВ в одном из плоских кумулятивных зарядов 3. Фронт горения через щели в прокладке 5 передается в прослойку 6 и на остальные плоские заряды.
Если в ячейке имелась канальная панель 7, то горение через отверстия в ней передается средним зарядам 9, ближним зарядам 8 и на передне-боковую часть дальних зарядов, вызывая неоптимальную самоликвидацию последних. Средние заряды ускоренно (со скоростью 150 км/с) передают горение на ближние заряды 8, те пробивают стенку ячейки и передают горение на одну (при расположении ячеек ортогональными рядами) или на две (при расположении ячеек со сдвигом на полшага в поперечном направлении) ближе расположенные ячейки, вызывая их срабатывание.
Образовавшиеся плоские кумулятивные струи (фиг.8) при достаточной их мощности режут стержень 22 на несколько частей и вызывают нарушение их ориентации (фиг.9). Затем с ячеек слетают бронекрышки 13 и вылетают канальные панели 7, вызывая дальнейшее нарушение ориентации частей стержня. В результате в основную броню попадает не продольно летящий цельный стержень, а несколько хаотично летящих его обломков, которые не в состоянии пробить основную броню.
При попадании тандемного боеприпаса 23 струя первого заряда ослабляется плоскими кумулятивными струями от зарядов 3 и взлетевшей бронекрышкой 13. При этом горение ВВ передается на одну - две ближе расположенные ячейки, и одна из плоских кумулятивных струй пробивает стенку снаряда и вызывает неоптимальный подрыв второго тандемного заряда. Кумулятивная струя при этом практически не образуется. Если же это по каким-то причинам не удалось, то струя второго заряда ослабляется взлетевшими канальными панелями 7.
Бронекрышки работают так: летящий в нижнюю часть башни танка снаряд попадает в козырек 24, на передней-нижней поверхности которого есть активная броня. Однако она не может быть кумулятивной, так как струи пробьют тонкую верхнюю броню танка (или она в этом месте должна быть усилена). В этом случае от летящего горизонтально спереди уранового стержня защитит козырек 25. Причем этот козырек должен быть расположен перпендикулярно верхней лобовой броне, иначе он своими струями испортит активную броню на ней.
Лобовую броню в районе передней кромки защитит козырек 26. Переднюю кромку боковой брони башни от обстрела из переднего сектора защитит козырек 27, а переднюю кромку боковой брони корпуса защитит козырек 28.
Применение данной брони на новых танках и в качестве модернизации старых позволит сделать их неуязвимыми от обстрела всеми видами боеприпасов горизонтально спереди в секторе 10-15 градусов вправо-влево. Эффективность боеприпасов, летящих под большими углами, также будет значительно ослаблена.
1. Активная броня, состоящая из ячеек со взрывчатым веществом, отличающаяся тем, что содержит в каждой ячейке несколько разделенных амортизирующими перегородками и ориентированных наружу плоских кумулятивных зарядов, плоскость струи которых ориентирована поперек наиболее вероятной траектории подлета средств поражения и составляет с этой траекторией угол 30-90°, причем под кумулятивными зарядами расположена амортизирующая прокладка со щелями, а под ней расположена прослойка из взрывчатого вещества, которая соединена с кумулятивными зарядами через упомянутые щели.
2. Броня по п.1, отличающаяся тем, что ячейка имеет одну или расположенные с зазором две бронекрышки.
3. Активная броня, состоящая из ячеек со взрывчатым веществом, отличающаяся тем, что между прослойкой взрывчатого вещества и основной броней расположена канальная панель, имеющая каналы для передачи кумулятивных струй, в каналах которой расположены кумулятивные заряды, соединенные с прослойкой взрывчатого вещества через отверстие, причем ближние к направлению наиболее вероятного прилета средств поражения заряды ориентированы вперед и способны пробить стенку ячейки, средние заряды направлены на ближние и способны вызвать их зажигание, а дальние заряды направлены на пластину из взрывчатого вещества, соединенную с передними и/или боковыми участками ближнего заряда (зарядов).
4. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ближние и средние заряды в канальной панели соединены с прослойкой взрывчатого вещества своими задними частями, а дальние заряды соединены с ней передне-боковыми частями.
5. Броня по п.3, отличающаяся тем, что средние и дальние заряды в канальной панели выполнены с цилиндрической или сужающейся полостью.
6. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ближние и дальние заряды имеют в задней части броневую шайбу с одним центральным или несколькими сходящимися к центру наклонными отверстиями.
7. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ближние и дальние заряды в канальной панели, если их два, расположены от боковых краев ячейки на расстоянии 1/4 поперечного шага ячеек или ближние заряды одной ячейки расположены напротив дальних зарядов другой ячейки (ячеек), а если дальних зарядов четыре, то они расположены попарно и в каждой паре направлены на разные ближние заряды, причем заряды в паре соединены участком взрывчатого вещества так, что срабатывают вместе.
8. Броня по п.3, отличающаяся тем, что время горения пластины от места попадания струи дальнего заряда до любого из ближних зарядов меньше, чем от одного ближнего заряда до среднего заряда, направленного на другой ближний заряд, и меньше, чем от дальнего заряда до любого среднего заряда.
9. Броня по п.3, отличающаяся тем, что канальная панель содержит дополнительные каналы, открытые к основной броне, заполненные взрывчатым веществом и соединяющиеся с прослойкой и/или со средними зарядами через отверстие.
10. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ячейки расположены рядами или со сдвигом на полшага в поперечном направлении.
11. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ячейки на боковой броне имеют квадратную форму и имеют легкосъемную бронекрышку, а элементы активной брони размещены в ячейках с возможностью извлечения.
12. Броня по п.3, отличающаяся тем, что ячейки расположены продольными рядами со сдвигом на полшага, а канальная панель содержит три пробивных кумулятивных заряда, направленных на середину ближней стенки ячейки и на нижнюю четверть боковых стенок, содержит три блокирующих кумулятивных заряда, расположенных посередине дальней стенки и в верхней четверти боковых стенок и направленных на промежуточный заряд взрывчатого вещества, расположенный в центре ячейки и соединенный участками взрывчатого вещества с тремя промежуточными кумулятивными зарядами, направленными на передние боковые пластины трех пробивных зарядов, а также содержит средние кумулятивные заряды, направленные на пробивные заряды.
13. Броня по п.3, отличающаяся тем, что передние кромки наклонной основной брони имеют направленные вперед-вверх или вперед-вниз козырьки из брони, оснащенные активной броней, направленной вперед-вниз или вперед-вверх соответственно.
