Реєстрація Увійти
Вхід на сайт

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

9 жовтня 2012
Переглядів: 2 473
Коментарів: 0
Версія для друку
Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації


Протягом порівняно короткої історії бронетехніки сухопутних військ, яка становить близько ста років, характер ведення бойових дій неодноразово змінювався. Ці зміни носили кардинальний характер - від «позиційної» до «маневреної» війни і, далі, до локальних конфліктів і контртерористичних операцій. Саме характер передбачуваних бойових дій є визначальним при формуванні вимог до військової техніки, відповідно, змінювалося і ранжування основних властивостей бронетанкової техніки (БТТ). Класичне поєднання «вогнева міць - захист - рухливість» неодноразово оновлювалося, доповнювалося новими компонентами. На даний час утвердилася точка зору, згідно з якою саме захищеності віддається пріоритетне значення.

Значне розширення номенклатури та можливостей засобів боротьби з бронетехнікою зробило її живучість найважливішою умовою виконання бойового завдання. Забезпечення живучості та, у більш вузькому сенсі - захищеності БТТ, будується на основі комплексного підходу. Не може бути універсального засобу захисту від усіх можливих сучасних загроз, тому на об'єкти бронетехніки встановлюються різні системи захисту, які взаємно доповнюють одна одну. До теперішнього часу створені десятки конструкцій, систем і комплексів захисного призначення, починаючи від традиційної броні і закінчуючи системами активного захисту. У цих умовах визначення оптимального складу комплексного захисту є одним із найважливіших напрямків, вирішення якого визначає значною мірою досконалість розроблюваної машини.

Рішення задачі комплексування засобів захисту будується на основі аналізу потенційних загроз у передбачуваних умовах застосування. І тут слід знову повернутися до того, що характер бойових дій і, отже «представницький ряд протитанкових засобів», сильно змінилися у порівнянні, скажімо, з другою світовою війною. Найбільш небезпечними для бронетехніки на даний час є дві протилежних, як за технологічним рівнем, так і за способами застосування, групи засобів - високоточна зброя (СОТ) з одного боку і засоби ближнього бою і міни - з іншого. Якщо застосування СОТ характерно для високорозвинених країн і, як правило, призводить до досить швидких результатів по знищенню угруповань бронетехніки противника, то найширше застосування мін, саморобних вибухових пристроїв (СВП) та ручних протитанкових гранатометів з боку різних збройних формувань, носить тривалий характер. Вельми показовим у цьому сенсі досвід бойових дій США в Іраку і Афганістані. Вважаючи саме такі локальні конфлікти найбільш характерними для сучасних умов, слід визнати, що саме міни та засоби ближнього бою стали найбільш небезпечними для бронетехніки.

Рівень загрози, яку становлять зараз міни та саморобні вибухові пристрої, добре ілюструють узагальнені дані по втратах техніки армії США у різних збройних конфліктах таблиця 1).

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Таблиця 1


Аналіз динаміки втрат дозволяє однозначно стверджувати, що протимінний компонент комплексного захисту бронетехніки є сьогодні особливо актуальним. Забезпечення протимінного захисту стало однією з головних проблем, що стоять перед розробниками сучасних машин військового призначення.

Для визначення шляхів забезпечення захисту, у першу чергу слід оцінити характеристики найбільш ймовірних загроз - тип і потужність застосовуваних мін та вибухових пристроїв. На даний час створена велика кількість ефективних протитанкових мін, що відрізняються, у тому числі, за принципом дії. Вони можуть оснащуватися як підривниками натискної дії, так і багатоканальними датчиками - магнітометричними, сейсмічними, акустичними тощо. Бойова частина може бути як найпростішою фугасною, так і з вражаючими елементами типу «ударне ядро», які мають високу бронепробивну здатність.

Особливості розглянутих військових конфліктів не мають на увазі наявність у супротивника «високотехнологічних» мін. Досвід показує, що у більшості випадків застосовуються міни, а частіше СВП, фугасної дії з радіокерованими або контактними детонаторами. Приклад саморобного вибухового пристрою з найпростішим підривником натискної типу показаний на малюнку 1.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Мал. 1. Саморобний вибуховий пристрій з детонатором натискного типу


Останнім часом в Іраку і Афганістані зафіксовані випадки застосування саморобних вибухових пристроїв з вражаючими елементами типу «ударне ядро». Поява подібних пристроїв є відповіддю на підвищення протимінного захисту бронетехніки. Хоча зі зрозумілих причин виготовити високоякісний і високоефективний кумулятивний вузол «підручними засобами» неможливо, тим не менш, бронепробивна здатність таких СВП становить до 40 мм сталі. Цього цілком достатньо для надійного ураження легкоброньованої техніки.

Потужність застосовуваних мін та СВП залежить значною мірою від доступності тих чи інших вибухових речовин (ВР), а також від можливостей по їхній закладці. Як правило, СВП виготовляються на основі промислових вибухових речовин, що володіють при тій же потужності набагато більшими вагою і об'ємом, ніж «бойові» ВР. Складності по прихованій закладці таких громіздких СВП обмежують їхню потужність. Дані по частоті застосування мін та СВП з різними тротиловими еквівалентами, отриманими у результаті узагальнення досвіду бойових дій США за останні роки, наведені в таблиці 2.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Таблиця 2


Аналіз представлених даних показує, що більше половини застосовуваних у наш час вибухових пристроїв мають тротилові еквіваленти 6 ... 8 кг. Саме цей діапазон слід визнати найбільш вірогідним і, отже, найбільш небезпечним.

З точки зору характеру ураження розрізняють типи підриву під днищем машини і під колесом (гусеницею). Характерні ураження у цих випадках показані на малюнку 2. При підривах під днищем досить імовірним є порушення цілісності (пролам) корпусу і ураження екіпажу як за рахунок динамічних навантажень, що перевищують гранично допустимі, так і за рахунок дії ударної хвилі і осколкового потоку. При підривах під колесом, як правило, втрачається рухливість машини, але основним чинником ураження екіпажу є тільки динамічні навантаження.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Малюнок 2. Характери ураження бронетехніки при підриві під днищем і під колесом


Підходи до забезпечення протимінного захисту бронетехніки у першу чергу визначаються вимогами щодо захисту екіпажу і лише у другу - вимогами по збереженню працездатності машини.

Збереження працездатності внутрішнього обладнання і, як наслідок, технічної боєздатності, може бути забезпечене за рахунок зниження ударних навантажень на дане обладнання та вузли його кріплення. Найбільш критичними у цьому плані є вузли і агрегати, закріплені на днищі машини або у межах максимально можливого динамічного прогину днища при підриві. Кількість вузлів кріплення обладнання до днища слід по можливості мінімізувати, а самі ці вузли повинні мати енергопоглинаючі елементи, які знижують динамічні навантаження. У кожному конкретному випадку конструкція вузлів кріплення є оригінальною. У той же час, з точки зору конструкції днища, для забезпечення працездатності обладнання слід зменшувати динамічний прогин (збільшувати жорсткість) і забезпечувати максимально можливе зниження динамічних навантажень, переданих на вузли кріплення внутрішнього обладнання.

Збереження працездатності екіпажу може бути забезпечене при виконанні ряду умов.

Першою умовою є мінімізація динамічних навантажень, переданих при підриві на вузли кріплення крісел екіпажу або десанту. У разі кріплення крісел безпосередньо на днище машини, на його вузли кріплення буде передаватися практично вся енергія, що передається цій ділянці днища, тому потрібні надзвичайно ефективні енергопоглинаючі вузли крісел. Важливо, що забезпечення захисту при великій потужності заряду стає сумнівним.

При кріпленні крісел до бортів або даху корпусу, куди не поширюється зона локальних «вибухових» деформацій, забезпечується передача на вузли кріплення лише тієї частини динамічних навантажень, які поширюються на корпус машини загалом. Враховуючи значну масу розглянутих машин, а також наявність таких факторів, як пружність підвіски і часткове поглинання енергії за рахунок локальної деформації конструкції, прискорення, передані на борти і дах корпусу, будуть порівняно невеликі.

Другою умовою збереження працездатності екіпажу є, як і у випадку внутрішнього обладнання, виключення контакту з днищем при максимальному динамічному прогині. Ця умова може бути досягнуто чисто конструктивно, шляхом забезпечення необхідного зазору між днищем та підлогою населеного відділення. Підвищення жорсткості днища призведе до зменшення даного необхідного зазору. Таким чином, працездатність екіпажу забезпечується спеціальними амортизуючими кріслами, закріпленими у місцях, віддалених від зон можливого застосування вибухових навантажень, а також шляхом виключення контакту екіпажу з днищем при максимальному динамічному прогині.

Прикладом комплексної реалізації даних підходів до забезпечення протимінного захисту є клас бронеавтомобілів MRAP (Mine Resistant Ambush Protected, який порівняно недавно з'явився. Ці автомобілі захищені від підриву і атак із засідок. Вони володіють підвищеною стійкістю як до впливу вибухових пристроїв, так і до вогню стрілецької зброї. Слід віддати належне проявленою США найвищою оперативністю, з якою були організовані розробки і постачання у великих кількостях подібних автомобілів в Ірак і Афганістан. Виконання даного завдання було доручено досить великій кількості фірм - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International та ін. Це зумовило значну разуніфікацію парку MRAP, але зате дозволило у короткі терміни забезпечити їхнє постачання в необхідних кількостях.

Загальними особливостями підходу до забезпечення протимінного захисту на автомобілях даних фірм є раціональна V-подібна форма нижньої частини корпусу, підвищена міцність днища за рахунок застосування сталевих броньових листів великої товщини та обов'язкове застосування спеціальних енергопоглинаючих сидінь. Захист забезпечується тільки для жилого модуля. Все, що знаходиться «ззовні», у тому числі моторний відсік, або не мають захисту взагалі, або захищені слабо. Ця особливість дозволяє витримувати підрив досить потужних СВП за рахунок легкого руйнування «зовнішніх» відсіків і вузлів з мінімізацією передачі впливу на жилий модуль (малюнок 3). Реалізуються подібні рішення як на важких машинах, наприклад, Ranger фірми Universal Engineering, так і на легких, у тому числі - IVECO 65E19WM. При очевидній раціональності в умовах обмеженої маси, дане технічне рішення все-таки не забезпечує високої живучості та збереження рухливості при відносно слабких вибухових пристроях, а також кульове обстрілі.

Простим і надійним, але не самим раціональним з точки зору маси, є застосування товстолистової сталі для захисту днища. Більш легкі структури днища з енергопоглинаючими елементами, наприклад, шестигранними або прямокутними трубчастими деталями, застосовуються поки дуже обмежено.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Мал. 3 Відрив коліс, силової установки та зовнішнього обладнання від населеного відділення при підриві автомобіля на міні. Фото надане Концерном "Тракторні заводи"


До класу MRAP відносяться і автомобілі сімейства «Тайфун» (малюнок 4), розроблені в Росії. У даному сімействі автомобілів реалізовані практично всі відомі на даний час технічні рішення щодо забезпечення протимінного захисту:

• V-подібна форма днища,

• багатошарове днище населеного відділення, протимінний піддон,

• внутрішня підлога на пружних елементах,

• розташування екіпажу на максимально можливому віддаленні від найбільш ймовірного місця підриву,

• захищені від прямого впливу зброї агрегати і системи,

• енергопоглинаючі сидіння з ременями безпеки і підголовниками.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Мал. 4 Автомобіль сімейства «Тайфун» з підвищеним рівнем протимінної стійкості.


Робота над сімейством «Тайфун» є прикладом кооперації та комплексного підходу до вирішення завдання забезпечення захищеності у цілому і протимінної стійкості зокрема. Головним розробником захисту автомобілів, що розробляються автомобільним заводом «Урал», є ВАТ «НДІ Сталі». Розробка загальної конфігурації і компонування кабін і функціональних модулів, а також енергопоглинаючих сидінь була виконана ВАТ «Євротехпласт». Для виконання чисельного моделювання впливу вибуху на конструкцію автомобіля були залучені фахівці ТОВ «Саровський Інженерний Центр».

Сформований підхід до розробки протимінного захисту включає кілька стадій. На першому етапі виконується чисельне моделювання впливу продуктів вибуху на ескізно опрацьовану конструкцію. Далі уточнюється зовнішня конфігурація та загальна конструкція днища, протимінних піддонів і відпрацьовується їхньої структури. Відпрацювання структур також проводиться спочатку чисельними методами, а потім випробовується на фрагментах реальним підривом.

На малюнку 5 наведені приклади чисельного моделювання впливу вибуху на різні структури протимінних конструкцій, виконані ВАТ «НДІ Сталі» у рамках робіт над новими виробами. Після завершення детальної розробки конструкції машини, моделюються різні варіанти її підриву.

На малюнку 6 показані результати чисельного моделювання підриву автомобіля «Тайфун», виконані Саровським інженерним центром. За підсумками розрахунків здійснюються необхідні доопрацювання, результати яких перевіряються вже реальними випробуваннями на підрив. Така багатоступеневість розробки дозволяє оцінювати правильність технічних рішень на різних стадіях проектування і у цілому знизити ризик конструктивних помилок, обирати найбільш раціональні рішення.

Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Мал. 5 Картини деформованого стану різних захисних конструкцій при чисельному моделюванні впливу вибуху


Протимінний захист сучасних броньованих машин - шляхи вирішення і приклади реалізації

Мал. 6 Картина розподілу тисків при чисельному моделюванні підриву автомобіля «Тайфун»


Спільною рисою розроблювальних сучасних машин є модульність більшості систем, у тому числі захисних. Це дозволяє адаптувати нові машини до передбачуваних умов застосування і, навпаки, при відсутності будь-яких загроз, уникати невиправданих витрат. У відношенні протимінного захисту така модульність дозволяє оперативно реагувати на можливі зміни типів і потужностей застосовуваних вибухових пристроїв і з мінімальними витратами ефективно вирішувати одну з головних проблем захисту сучасної бронетехніки.

Таким чином, по розглянутій проблемі можна зробити наступні висновки:

• одну з найсерйозніших загроз для бронетехніки у найбільш типових зараз локальних конфліктах представляють міни та СВП, на частку яких припадає більше половини втрат техніки;

• для забезпечення високого протимінного захисту бронетехніки потрібен комплексний підхід, що включає в себе як компонувальні, так і конструктивні, «схемні» рішення, а також застосування спеціального обладнання, зокрема енергопоглинаючих сидінь екіпажу;

• зразки бронетехніки, що мають високий протимінний захист, вже створені і активно використовуються в сучасних конфліктах, що дозволяє аналізувати досвід їхнього бойового застосування і визначати шляхи подальшого вдосконалення їхніх конструкції.

Автор Олексій Михайлович Кімаєв,
начальник відділу ВАТ «НДІ Сталі»


Думка редакції "Військової панорами" може не співпадати з точкою зору автора публікації.

  
Шановний відвідувач, Ви увішли на сайт як незареєстрований користувач. Ми радимо Вам зареєструватися чи увійти на сайт під своїм ім`ям.

Інформаційне повідомлення

Відвідувачі, які знаходяться в групі Гості, не можуть залишати коментарі в даній статті.