Динамическая защита

Введение

С ростом могущества противотанковых средств (ПТС) стало ясно, что пассивными методами обеспечить защиту бронемашин практически невозможно. Поэтому для этой цели необходимо использовать внешние источники энергии. Такими источниками могут служить взрывчатые вещества (ВВ), электрическая энергия, энергия, вырабатываемая в ходе реакций химически активных веществ. Существует много различных видов устройств, реализующий принцип динамического воздействия на ПТС, отличающиеся вариантами исполнения, используемыми источниками энергии и способами воздействия на ПТС.

В отечественной и зарубежной литературе принят ряд терминов для обозначения данных устройств, такие как «реактивная броня», «динамическая защита», «взрывная реактивная броня» и ряд других, которые могут наиболее полно характеризовать один из типов защитных устройств, использующих внешние источники энергии для воздействия на ПТС, однако для характеристики всего спектра устройств в целом, отечественными специалистами принят термин защитные устройства динамического типа (ЗУДТ), который и будет использован далее. Иногда ДЗ ошибочно называют активной защитой.

Каждый из вариантов воплощения данных устройств обладает комбинацией положительных и отрицательных качеств. К основным качествам, характеризующим то или иное ЗУДТ можно отнести диапазон ПТС, защиту от которых осуществляет данное устройство, эффективность воздействия на различные типы ПТС, массогабаритные и эксплуатационных характеристики, возможность установки на машины легкой категории по массе (ЛБМ).

К основным отличительным качествам, характеризующим конструктивные особенности определенного типа ЗУДТ можно отнести их классификацию по способу активации, использования энергии, по способу воздействия на атакующий ПТС.

В целом, основные известные на данный момент ЗУДТ по типу использованной энергии можно разделить на ЗУДТ взрывного (ВВ), невзрывного (электрическая энергия или энергия, образуемая в результате химических процессов). По способу активации на активирующиеся самостоятельно и несамоактивирующиеся, а также их подвиды. По факторам воздействия ЗУДТ разделяются на использующие метаемые с помощью ВВ или другого источника энергии пластины, электромагнитное воздействие, а также ряд других принципов.

Динамическая защита российских танков

Всё началось в конце 50-х годов, когда в НИИ Стали разработали первые образцы, однако, ограничились лишь испытаниями. Созданный в то время Т-64 обладал отличной защитой и не нуждался в дополнительной, а легкобронированные машины пострадали бы в результате работы своей же несовершенной брони.

В конце 1982 года навесная динамическая защита Контакт-1 пошла в серийное производство. В 1985 году комплекс был принят на вооружение и оснащался элементом 4С20. Его получили Т-55, Т-62, Т-64А, Т-72Б и Т-80.

Первое поколение работало лишь против кумулятивных снарядов и было очень несовершенно, поэтому в 1986 году на вооружении оказалась новинка второго поколения – встроенная динамическая защита Контакт-5, устанавливаемая на Т-72Б, Т-80У, Т-80УД и Т-90 при его создании. В отличии от предшественника, комплекс противодействует ещё и бронебойным подкалиберным снарядам.

В 2006 году на вооружение принято третье поколение – динамическая защита Реликт ЭДЗ 4С23, отличающаяся модульной конструкцией, значительно упрощающей замену нужных элементов, повышенной защищённостью от боеприпасов различных типов и унификацией с Контакт-5. Эта динамическая броня устанавливается на Т-72Б2 Рогатка и Т-90СМ, хотя ничто не мешает ставить её и на другие танки.

Много интереса вызвала динамическая защита Т-14 Армата. Считается, что установлена динамическая защита нового поколения, способная разрушать вражеские подкалиберные снаряды. Российский ОБТ прикрыт ей не только в привычных местах, но также в районе НЛД и крыши корпуса. Представители Уралвагонзавода утверждают, что она превзойдёт все известные образцы. Предполагается, что это динамическая защита Малахит, ещё не известная широким кругам общества.

Другая техника

Легко бронированные машины совершенно не защищены от крупнокалиберных снарядов и, тем более, ракет. Самым очевидным путём развития является установка динамической защиты, однако, есть и сложности.

Во время подрыва заряда, лист брони под ним может с лёгкостью проломиться из-за своей хрупкости, поэтому пришлось разрабатывать специальные комплексы реактивной брони. Например, существует динамическая защита Кактус, устанавливаемая на БМП-3. Американская М2 Бредли также оснащается подобной системой. Это позволяет довести эквивалент бронирования до уровня около 500 мм и значительно повысить выживаемость машины.

Активная броня

Другая интересная идея — электромагнитная броня. По сути, это глубокое развитие динамической защиты, совмещённой с защитой активной. Работать она может по-разному. Например, при прохождении снаряда или кумулятивной струи через пластины брони можно навести на них мощный импульс тока, который приведёт к разрушению поражающего элемента. Другой вариант — метнуть навстречу снаряду пластину с помощью электромагнитной силы. Это чем-то похоже на методы работы современной ДЗ, но у электромагнитной брони сила метания будет значительно больше, что позволит использовать пластину меньших размеров, а также поражать цель с гарантией.

Электромагнитную броню испытали — она доказала свою работоспособность

Серьёзным плюсом электромагнитной брони видится и возможность комбинировать разные методы защиты. С помощью радаров и датчиков выбирается одновременно и наиболее эффективный вариант обороны против атаки, и наиболее экономный. Так что танку с электромагнитной бронёй не грозит в один прекрасный момент остаться со сбитой защитой, как часто бывает у современной ДЗ.

Самое главное — весит всё это дело совсем немного. Опытные варианты такой брони уже построили и испытали; пока основная проблема — источник энергии. Для питания полноценной электромагнитной брони нужен чуть ли не ядерный реактор в танке. Но и этот вопрос можно решить.

Электромагнитную броню собирались испытать на лёгком танке, создаваемом в рамках программы FCS. На нём также использовали и другие виды активной защиты

Представьте танк будущего, на котором реализована вся эта защита. Мощные системы обнаружения позволяют засечь любую угрозу и в миллисекунды принять решение о противостоянии. Лазер успешно отстреливает ракеты и гранаты. Со снарядами справляется электромагнитная броня, а если боеприпас особо опасный, можно использовать КАЗ с физическими поражающими элементами — то есть решить проблему грубой силой.

Такому танку вообще не нужна обычная броня — так, против автопушек, не более. А значит, не придётся строить монстров в полсотни тонн весом. Отсюда и растёт интерес западных конструкторов к лёгким и средним танкам.

Перспективный средний танк MGCS от Rheinmetall больше полагается на активную защиту, чем на обычную броню

ЗУДТ электрического действия

Работа над электромагнитной электротермохимической защиты защитой началась в СССР в институте гидродинамики имени Лаврентьева в конце в послевоенный период, с 1970-х годов исследования про¬водилась в США в «Максвелл лабораториз» и франко-германском научно-исследовательском институте, а также ряде других организаций. Активно разработки ведутся и в наши дни.

В обычном случае, электромагнитная броня имеет две расставленные на довольно большом расстоянии пластины, одна из которых соединена с конденса¬торной батареей высокого напряже¬ния, а другая заземлена. Ко¬гда при ударе кумулятивная струя пробивает пластины, она действует между ними как замыкатель и ини¬циирует разряд электрической энер¬гии, который вызывает большой импульс тока в ней. Это создает магнитомеханические неустойчивости в струе, что приводит к ее разрушению и резко снижает ее пробивную способность.
Электромагнитная броня предназначена для защиты против сердеч¬ников подкалиберных снарядов, а также против кумулятивных струй. Как и в случае с кумулятивной струёй, прохождение через сердечники очень больших электрических токов также вызывает нестабильности флуктуирования и расширения, что может привести к разрушению кинетических боеприпасов.

Сейчас существуют несколько подходов к созданию электромагнитной защиты: непосредственная электризация, электромагнитный пуск метательных пластин, электротермическая защита, основанная на пиролизации в плазму рабочего материала.

Они делятся по принципу активации на самоактивирующиеся (непосредственная электризация, электротермическая защита) и не самоактивирующиеся, которые воздействуют на атакующий боеприпас предварительно обнаружив его при помощи радара, матрицы или других внешних датчиков (Метательные пластины, «умная броня»). Существуют способы защиты, объединяющие несколько принципов.

«Классическая» динамическая защита Советского Союза и России

Анализ ДЗ «Нож» требует определенной точки отсчета, за которую мы примем разработанные в СССР тяжелую ВДЗ «КонтакТ-5» с ЭДЗ 4С22 и УДЗ «Реликт»  с ЭДЗ 4С23, разработанного уже после развала СССР. Общий принцип работы любой классической ДЗ схож – в результате принудительного перемещения под действием взрыва ВВ металлических кассет брони, на внедряющийся БПС или кумулятивную струю воздействует боковой импульс, который приводит к разрушению, изгибу или даже перелому внедряющего средства. Оптимальные характеристики, в основном,  достигаются за счет оптимизации структуры ДЗ. Как устроен  «Контакт-5»можно проследить на схеме ДЗ  на башне объекта 188, то есть, на Т-90С.

Схема ДЗ «Контакт-5» с ЭДЗ 4С22.
Темно-синим показан корпус блока ДЗ, фиолетовым- внутренние элементы, крепящие ЭДЗ в блоке ДЗ, светло-зеленым – ВВ, светло-голубым – элементы крепления блоков ДЗ. На переднем плане – фото ЭДЗ. (Все рисунки далее, если не указано иное, принадлежат автору данной публикации.)

Сердечник БПС пробивает наружную пластину ЭДЗ 4С22, при этом он стабилизируется во время прохождения через нее. В результате удара образуется сноп высокоскоростных осколков, воздействующих на внутренние компоненты взрывчатых ЭДЗ и  инициирующих ВВ. Пока идет процесс детонации ВВ, движение сердечника продолжается, он достигает второй наружной стенки ЭДЗ и тоже перфорирует ее. Начинается движение толстой пластины. Это вызывает боковые  напряжения в сердечнике, приводящие к  его изгибу, растрескиванию, и в оптимальном случае – разлому. Кроме того, это воздействие приводит к смещению сердечника с его траектории полета, так что он будет внедряться в основную броню с некоторым угловым смещением. Это повышает риск разлома сердечника и формирует нелинейный канал проникания, что в итоге приводит к уменьшению величины бронепробивных характеристик БПС. По данным российских источников, эффективность реализованного в 1987 году комплекса «Контакт-5», составляет в среднем 20% по БПС и  от 50 до 80% по кумулятивным противотанковым ракетам.

Масса комплекта «Контакт-5» на танке T-90С – 1,5 тонн. Площадь лобовой проекции танков Т-90С и  Т-72В модели 1989 года, перекрытая комплексом,  не очень велика и для курсовых углов от 0 до ±35° составляет от 44 до 55%. Другими словами, противник имеет почти 50% вероятность поразить танк в области, не экранированные блоками ДЗ. Почти на 10 лет более «молодой» комплекс ДЗ «Реликт» с ЭДЗ 4С23 имеет более сложную структуру ДЗ и соответственно реализует более сложный механизм воздействия на ПТС. Подлетающий БПС перфорирует наружную пластину комплекса и  после достижения ЭДЗ с ВВ инициирует их. В результате взрыва внешняя пластина выбрасывается «от брони», как в комплексе «Контакт-5». Новизна заключается в наличии внутренней второй закаленной металлической пластины, которая от взрыва, движется «на броню».

Таким образом, компоновка ДЗ «Реликт» включает: наружную металлическую плиту модуля – пустое пространство – ЭДЗ – пластины из закаленной стали – второй слой ЭДЗ – пустое пространство – внутреннюю стенку модуля. Начальное перемещение внутреннего стального листа «к броне», а затем повторное амортизационное ее перемещение на этот раз «от брони» позволяет сформировать определенный временной интервал между движением толстой внешней плиты модуля и внутренней пластиной. В теории, это позволяет «поймать» внутренней пластиной даже прошедшую головную часть ПТС. В результате таких действий на БПС в двух совершенно разных направлениях , эффективность комплекса значительно повышается.

По информации источников эффективность российского комплекса «Реликт» составляет:

• • по БПС от 40 до 50%,
• • по моноблочным кумулятивным ПТУР от 70 до 90%,
• • по тандемным КС от 50 до 95%.

Вес комплекcа «Реликт» для T-72БМ – 2,3 тонны. Площадь лобовой  проекции, перекрытой ДЗ в курсовых углах от 0 до ±35,  составляет более 60%, что конечно больше чем 55%.

Динамическая защита из Украины

Ещё до развала СССР в ХКБМ им. Морозова разрабатывалось множество своих проектов. Результатом одного из них стала динамическая защита Нож, устанавливаемая на БМ Булат и различные модификации Т-64, Т-72. Отличительной чертой являются совпадающие крепёжные точки и габариты, позволяющие заменять устаревший Контакт-1 на модернизируемых танках.

Тандемная динамическая защита Дуплет устанавливается на Оплот и значительно превосходит российские системы защиты по результатам некоторых испытаний. При обстреле из французского танка Леклерк 120 мм БПС OFL 120F1, Дуплет идеально выполнил свою работу, прикрыв бронелист от всего, кроме остаточного кинетического воздействия, вызвавшего изгиб менее 20 мм.

Каковы перспективы динамической защиты с использованием взрывчатых веществ?

«Результаты научных исследований, полученные ОАО «НИИ стали», показали, что на разрушение кумулятивной струи или сердечника оперенного бронебойного подкалиберного снаряда (ОБПС) в ДЗ с использованием взрывчатых веществ (далее ВВ) расходуется не более 10% энергии взрыва. Остальная часть энергии (90%) тратится вхолостую, оказывая на ближнее окружение негативное разрушающее воздействие.

В качестве примера наивысшей степени нерационального использования энергии взрыва можно привести украинские комплексы динамической защиты «Нож» на танке «Булат» и «Дуплет», установленный на новейший украинский танк «Оплот».

На представленном выше кадре слева показаны элементы ДЗ, расположенные в 3 слоя и образующие узел динамической защиты, защищающий правую лобовую часть башни. На следующем фото украинские коллеги пытаются продемонстрировать, что пробития данного модуля в результате обстрела 125-мм бронебойным подкалиберным снарядом нет. Но они умалчивают, что испытание проводилось устаревшим снарядом — БМ42, который имеет значительно меньшие бронепробивные характеристики и более чувствителен к различным внешним возмущениям, чем современные ОБПС.

Во-вторых, видно, что ОБПС, скорее всего, попал не в элементы динамической защиты, а в стальное ребро, разделяющее секции динамической защиты. Но даже если он и задел ДЗ, заставив ее сработать, то под действием взрыва элементов ДЗ макет башни улетел с корпуса танка на несколько метров. (Это можно увидеть из фильма, выложенного в Youtube (https://www.youtube.com/watch?v=9TCJIpUjW2M). Здесь взорвалось не менее 3-4 кг ВВ. Такого мощного воздействия на ОБПС БМ42, конечно, должно хватить, чтобы снизить его бронепробивные характеристики, но под вопросом останется сохранность жизни экипажа.

Вот еще две фотографии, представленные украинскими специалистами в качестве подтверждения эффективности разработанного ими комплекса «Дуплет». На них продемонстрированы результаты обстрела борта танка с блоком динамической защиты «Дуплет» тем же 125-мм ОБПС. Видно, что угол обстрела не более 15°, что является недостаточным для объективной оценки эффективности комплекса.

Снаряд после преодоления ДЗ пролетел до встречи с основной броней более 2,5 метров и рикошетировал (это видно из правого фото). Этот же эффект от данного типа ОБПС (БМ42) может обеспечить простой стальной экран толщиной в 10-20 мм, установленный вместо блока ДЗ. Спрашивается, зачем взрывать 2-3 кг взрывчатки, чтобы получить такой же «эффект»?

Безусловно, реальная эффективность любого комплекса проверяется не на полигонах, а в реальном бою. И вот какую эффективность динамической защиты «Нож» на танках «Булат», применяемых в военном конфликте на юге Украины, демонстрируют кадры, приведенные ниже. Система ДЗ «Нож» сработала, но танк и экипаж уничтожены. Очевидно, что такая же участь ждет и украинский танк «Оплот» с новейшим комплексом ДЗ «Дуплет».

В отличие от украинских коллег, российским разработчикам удалось найти оптимальные решения для рационального использования энергии взрыва в данном виде защиты и уменьшить в 2 раза содержание взрывчатого вещества в элементах ДЗ, сохранив при этом высокую степень защиты объекта и минимизировав побочные негативные разрушающие эффекты от взрыва.

Несмотря на это, специалисты ОАО «НИИ стали», как и многие ведущие зарубежные разработчики динамической защиты, считают, что эффективность ДЗ с использованием энергии взрывчатого вещества на данном этапе исчерпана. Но работа над развитием динамической защиты и поиском новых материалов продолжается».

Конец или начало?

Так ли всё просто и безоблачно? Неужели обычная броня отжила своё?

Если присмотреться, ответ очевиден — нет. Проблем у неё побольше, чем преимуществ. Современный КАЗ — это недостаток на недостатке. Отстреливать ракеты, летящие сверху, пока сложно. Да и вообще обнаружить и среагировать на что-то быстро летящее — например, сверхзвуковую ПТУР — задача не из лёгких. Осколки от КАЗ очень опасны для своей же пехоты.

Другая серьёзная проблема — демаскировка танка. Непрерывно работающий радар легко обнаружить. Уж чего-чего, а ракет, наводящихся на излучение, у авиаторов хватает. Танк — цель дорогая, и недешёвый снаряд на него не жалко потратить.

Радиус обнаружения радара КАЗ. Использование инфракрасных систем обнаружения позволяет снизить эту цифру, но обнаружить так БОПС не выйдет

С перспективной защитой всё хорошо тоже только на бумаге. На лазеры и электромагнитную броню нужна такая прорва энергии, что весь выигрыш от утончения брони съедят аккумуляторы и силовая установка. И то не факт, что удастся удержать вес в сотню тонн.

Ещё один серьёзный минус — уязвимость всего этого дела. Радары, датчики и прочие средства обнаружения и распознавания угроз никак не защитить и не забронировать. Одна удачная очередь из автомата — и половина грозной защиты выведена из строя.

Современные танк или БМП уже чем-то напоминают корабль, столько на них радаров, лидаров, камер и прочих полезных вещей

Впрочем, можно бороться с активной защитой и иным способом. Да, пусть она легко отобьётся от ПТУР или БОПС. Пусть даже прикроет машину от атаки сверху. Но представим, что в противниках оказался не современный ОБТ или БМП — а древний танк вроде Т-55. Стреляет он не модерновымиломиками» или кумулятивами, а старыми каморными снарядами. Против такого уже никак не попрёшь — ни КАЗ не помогут, ни электромагнитная броня не спасёт. Это БОПС не любит поперечной нагрузки и может сломаться, а тутдедовский» снаряд, который с расчётом натигры» разрабатывали. А ведь можно и болванками стрелять — сплошными, без взрывчатого вещества. И вот опять — хотя бы миллиметров 100 брони под хорошим углом надо возить с собой.

Непонятно и то, как противодействовать гиперзвуковым ракетным комплексам вроде LOSAT

В лице активной защиты мы видим не победу брони над снарядом, как думают многие, а лишь новый этап древней войны. Ход брони сделан — КАЗ дошли до серийного использования. Далее последует ответный ход снаряда, и так будет продолжаться ещё долго.

Даже если удастся реализовать все мечты об активной защите, на них всегда найдётся достойный ответ. Найти грааль неотразимой атаки или непробиваемой защиты не выйдет. Главное — просто не отстать от общего уровня.

Всемирная

Общевойсковой бронежилет 6Б23-1

Бронежилет с маркировкой 6Б23-1 сменил своих предшественников бронежилетов серии «Забрало», а именно бронежилеты: 6Б11, 6Б12 и 6Б13. Разработчиком и производителем данного бронежилета выступило предприятие ЗАО НПП «КлАСС». Бронежилет был разработан в 2003 году и в уже в 2004 году НПП «КлАСС» поставило на склады Минобороны РФ первую партию.

Общевойсковой бронежилет 6Б23-1 служит средством индивидуальной бронезащиты личного состава боевых подразделений СВ, ВДВ, морской пехоты ВМФ и т. д., предназначен для снижения вероятности поражения пулями патронов стрелкового оружия, осколками снарядов (мин, гранат) и холодным оружием.

Бронежилет состоит из грудной и спинной секций, соединяемых между собой в плечевой области при помощи разъемов, а на поясе -внешней частью поясного крепления и откидным клапаном. Между слоями защитных экранов секций имеются карманы для размещения тканевых, стальных или керамических панелей. Для защиты шеи БЖ имеет воротник. В боковой части поясного крепления помещены защитные экраны, предназначенные для обеспечения защиты боков.

На обращенных к телу сторонах секций имеется вентиляционно-амортизирующая система в виде вертикальных полос из пенополиэтилена, которые обеспечивают снижение запреградного (контузионного) воздействия и вентиляцию поджилетного пространства.

В проекции жизненно важных органов бронежилет имеет повышенную противоосколочную стойкость (V50, 540 м/с) и может комплектоваться:

— бронепанелями грудной секции: тканевая (II уровень защиты), стальные (III уровень защиты), керамическая (IV уровень защиты).

— бронепанелями спинной секции: тканевая (II уровень защиты), стальная (III уровень защиты).

Тканевая бронепанель (II уровень защиты), обеспечивает защиту от пуль пистолетов ПММ и ТТ.

Стальная бронепанель (III уровень защиты), обеспечивает защиту от пуль автомата АКМ с термоупрочненным сердечником (патрон 57-Н-231) с 10 м, автомата АК-74(патрон 7Н22), винтовки М16(патрон М193, М855) с 25 м, автомата АК-74 (патрон 7Н24) и винтовки СВД (патрон 57-Н-323С) со стальным сердечником с дистанции 50 м.

Керамическая бронепанель (IV уровень защиты), обеспечивает защиту от пуль автомата АКМ (патрон 57-Б3-231) с дистанции 50 м и пуль винтовки СВД (патрон 7Н13или 7-Б3-3) с дистанции 100 м.

Бронежилет совместим с жилетом транспортным 6Ш92или 6Ш104. Производитель – НПП КлААС.

Площадь защиты:

— общая (1 класс) – 48 кв.дм., противоосколочная стойкость -540 м/с., 1 г, 50%;

— грудь (2, 3 или 4 класс) – 8 кв.дм.;

— спина (2 или 3 класс) – 8 кв.дм.

Масса бронежилета (не более):

— с защитой груди и спины по 2классу – 3,6 (3,0) кг;

— с защитой груди по 3 и спины по 2 классу – не более 7,4 кг;

— с защитой груди по 4 и спины по 2 классу – не более 6,5 кг;

— с защитой груди по 4 и спины по 3 классу – 10,2 кг.

Комплектность:

— бронежилет противоосколочный;

— бронепанели: II уровня защиты – спинная, III уровня защиты – грудные (верхняя, нижняя) и спинная;

— сумка транспортировочная;

— ЗИП.

Выводы

Как отмечается ряде публикаций, ЗУДТ имеют высокий потенциал совершенствования за счет оптимизации их конструкции, выбора рациональных параметров элемента, применение новых материалов и схем воздействия на атакующий ПТС.
Также перспективным направлением является работа над ЗУДТ с применением элек¬тричества в качестве энергетического материала. Непосредственная электризация в высшей степени эффективна против кумулятивного удара, а электромагнитный пуск оборонительных элементов или исполнительных органов в настоящее время считается особенно перспективным для защиты от снарядов кинетического действия. В отличие от энергии ВВ, электрическая энергия имеет целый ряд преимуществ в плане управления ею, что и пытаются использовать разработчики защиты. Однако пока разработка упирается в отсутствие компактного источника-накопителя электроэнергии. Собственно, на создание такого источника и направлены основные усилия разработчиков электромагнитных способов защиты. Например, для обеспечения метания пластин, эффективных против современных БОПС, должна вырабатываться энергия около 1 МДж на пластину. С учетом эффективности (КПД) в 20 % пусковой системы пластин, это требует 5-МДж конденсаторной батареи. При современном уровне удельной энергии импульсных источников электропитания примерно 1МДж/м3, такой конденсатор займет 5 м3, что равно одной третьей части внутреннего объема танка.