ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ БРОНИРОВАННЫЕ МАШИНЫ 1945–1965 гг. (X)

Защищенность (продолжение)
М.В. Павлов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник. И.В. Павлов, ведущий конструктор
«Техника и вооружение. Вчера, сегодня, завтра...» №3, 2009 г.
Материал предоставлен авторами и публикуется с разрешения редакции журнала

<<< См. предыдущую часть

 

Скачать публикацию «ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ БРОНИРОВАННЫЕ МАШИНЫ 1945–1965 ГГ. (X)» в формате PDF

К середине 1950-х гг. руководством Вооруженных Сил СССР были пересмотрены основные положения по подготовке, организации и ведению боевых действий танковыми подразделениями. Так, например, на завершающем этапе Великой Отечественной войны согласно Боевому уставу бронетанковых и механизированных войск Красной Армии (1944 г.) средние танки предназначались «…для уничтожения живой силы и огневых средств пехоты (кавалерии) противника, для борьбы с его танками и для ведения боевой и тактической разведки». Для аналогичных целей предназначались и тяжелые танки – «…уничтожения живой силы и огневых средств противника, а также для борьбы с его танками и артиллерией». В новом Боевом уставе танковых войск Советской Армии, утвержденном в 1959 г. (его проект рассматривался с 1952 г.), было прописано: «Средние и тяжелые танки предназначаются для уничтожения танков, огневых средств и живой силы противника, при этом тяжелые танки используются главным образом для уничтожения танков противника, а также для разрушения оборонительных сооружений легкого типа». Легкие танки, поступившие на вооружение Советской Армии после войны, предназначались «…для ведения разведки и выполнения специальных задач».

Таким образом, средние и тяжелые танки на поле боя становились основным средством борьбы со всем арсеналом огневых средств и, прежде всего, станками противника.

Поэтому первому направлению НИОКР в области защищенности танков уделялось основное внимание. Защита танков от обычных средств поражения осложнялась многообразием противотанковых средств, имевших боеприпасы, поражающее действие которых было основано на совершенно разных физических принципах.

Так, действие по броне калиберных (остроголовых и тупоголовых) и подкалиберных (стреловидной или катушечной формы) бронебойных снарядов характеризуется величиной запаса кинетической энергии. Поражение брони этими снарядами проявляется в виде прокола, пролома или выбитой пробки. Действие же бронебойно-фугасного снаряда с деформируемой головной частью основано на подрыве пластического ВВ на относительно большой поверхности брони. Наклон брони от вертикали в пределах от 30° до 70° в этом случае является не преимуществом, а недостатком конструкции броневой защиты, так как при ударе снаряда создаются благоприятные условия для растекания заряда взрывчатого вещества по большей поверхности броневой плиты. Сквозное пробитие броневой плиты в большинстве случаев может отсутствовать, однако на тыльной стороне брони в результате фугасного действия образуются отколы, способные поразить одного или нескольких членов экипажа и часть внутреннего оборудования танка. Помимо образования отколов, на броню танка воздействует мощный ударный импульс (аналогично при попадании в танк осколочно-фугасных снарядов крупных калибров), который может вывести из строя различное внутреннее оборудование, привести к его срыву с мест крепления и нанести травмы членам экипажа.

При встрече кумулятивного снаряда с броней вдоль его продольной оси под действием взрыва ВВ происходит формирование сравнительно тонкой кумулятивной струи из материала конической, сферической или конусообразной воронки облицовки взрывчатого вещества. Кумулятивная струя под большим давлением и с высокой скоростью (до 8– 10 км/с) пробивает броневую преграду толщиной в 3-4 раза больше, чем калибр снаряда, образуя в ней, как правило, круглое или овальное отверстие небольшого размера. При сквозном пробитии часть кумулятивной струи вместе с осколками брони проникает в заброневое пространство и распространяется в нем, охватывая значительные объемы с одновременным повышением (до опасных для человека значений) давления, приводя к взрыву боекомплекта, воспламенению топлива, тяжелым увечьям (обычно к гибели) членов экипажа и серьезным повреждениям внутреннего оборудования.

Необходимо отметить, что вплоть до 1958 г. специальных ТТТ по противокумулятивной стойкости броневой защиты отечественных танков не предъявлялось. Защиту серийных и разрабатывавшихся танков от средств поражения, имевших кумулятивную боевую часть, предусматривалось обеспечивать за счет увеличения толщины броневых листов и углов их наклона от вертикали, защищавших от бронебойных и бронебойно-подкалиберных снарядов, а также использования дополнительных мер (применение конструктивной брони, установка противокумулятивных экранов и др.). При этом первостепенное значение придавалось повышению уровня противоснарядной стойкости броневой защиты тяжелых и средних танков.

Первый послевоенный тяжелый танк ИС-4 по сравнению с танком ИС-3 имел со всех сторон практически равностойкую броневую защиту корпуса с клиновидной носовой частью. Литая башня была выполнена с переменной толщиной стенок и развитыми скуловыми и лобовыми частями. В конструкции броневой защиты танка был реализован ряд новых технических решений, направленных на минимизацию площадей ослабленных зон на наиболее снарядонагруженных участках (места расположения люков с крышками и приборами наблюдения, область стыка башни с корпусом и др.). Однако вследствие значительного увеличения толщины броневых листов боевая масса машины возросла до 60 т, что негативно отразилось на характеристиках ее подвижности.

В 1948 г. в конструкторском бюро ЛКЗ была предпринята попытка создать неуязвимый на поле боя тяжелый танк, получивший обозначение «Объект 260» (ИС-7). Уровень защищенности этого опытного танка задавался, как тогда это было принято, по самому опасному существовавшему в то время противотанковому средству – 128-мм пушке, которая во время войны устанавливалась на немецком опытном сверхтяжелом танке «Мышь» (KwK82 L/55) и на тяжелой самоходной установке «Ягдтигр» В (Pak80 L/55). Заданный уровень защищенности был получен традиционным способом – увеличением толщины брони лобовой части корпуса до 150 мм и башни до 350 мм, поэтому боевая масса танка при бронировании, близком к равностойкому, увеличилась до 68 т и сравнялась с массой немецкого тяжелого танка T-VIB «Тигр II». Двухскатная носовая часть корпуса увеличивала угол встречи снаряда с броней при нулевом курсовом угле обстрела, снижала вероятность заклинивания башни при рикошете от верхних броневых листов, облегчала возможность размещения механика-водителя в центре отделения управления. Однако корпус был более сложным в производстве, имел более высокую стоимость, чем корпус с клиновидной носовой частью.

Тем не менее, такая конструкция носовой части корпуса была использована в серийных тяжелых танках Т-10 (Т-10А, Т-10Б) и Т-10М. В конструкции броневого корпуса этих танков были применены лобовые детали значительной толщины с наличием больших углов наклона и подворота, а также гнутые нижние бортовые листы. Жесткость корытообразного штампованного (под трансмиссией – плоского) днища усиливалась вваренными в него кронштейнами балансиров. На машинах устанавливалась башня полусферической формы с большими переменными по высоте и периметру углами наклона брони и разной толщиной стенок. Передняя часть крыши башни отливалась заодно с корпусом башни, а задняя изготавливалась из броневого проката и вваривалась в башню.

Дальнейшее усиление броневой защиты в 1955-1958 гг. было выполнено на опытных тяжелых танках «Объект 279» и «Объект 770» (имевших боевую массу, соответственно, 60 и 55 т) за счет новых конструктивных решений и совершенствования технологии изготовления. В этих опытных танках применялся цельнолитой броневой корпус, позволявший более рационально осуществить дифференцированное бронирование с оптимальным сочетанием конструктивных углов и его конфигурацией.

Броневая конструкция лобовой части башни и носа корпуса обеспечивала защиту от 122-мм бронебойного снаряда с начальной скоростью 950 м/с, при обстреле из пушки тяжелого танка Т-10М с любой дистанции при курсовых углах до +30° для танка «Объект 279» и до ±20° для танка «Объект 770». Литые корпуса танков обладали большей жесткостью, конструктивной прочностью, не были ослаблены сварными швами, а их изготовление с сильной дифференциацией габаритных и защищающих толщин по высоте и проекциям было мене трудоемким. Имевшийся недостаток литой брони – меньшая стойкость по сравнению с катаной броней – при больших углах расположения броневых деталей от вертикали практически не сказывался.

Конструкцию и технологию изготовления цельнолитых корпусов танков «Объект 279» и «Объект 770» разработали в ЦБЛ-1 в сотрудничестве с ВНИИ-100 и конструкторскими бюро заводов ЛКЗ и ЧТЗ. Кроме того, для опытных тяжелых танков «Объект 277» и «Объект 278» создали комбинированную конструкцию сварного корпуса с цельнолитым лобовым узлом (аналогичная конструкция комбинированного корпуса как резервный вариант была разработана и для танка «Объект 770»). Однако по экономическим причинам и необходимости перестройки технологического оборудования на заводах промышленности литые и комбинированные корпуса в крупносерийном производстве танков внедрены не были.

Несмотря на имевшийся у промышленности большой опыт по выпуску литых башен для тяжелых и средних танков (впервые в мире Советский Союз стал в массовом порядке производить литые башни в 1941 г.), первые попытки изготовить цельнолитую башню (за одно целое с крышей) оказались неудачными. Крыша башни, толщина которой была в несколько раз меньше толщины сопрягаемых с ней стенок башни, быстро затвердевала и возникавшие при этом напряжения превосходили прочность металла в массе отливки.

В результате образовывались глубокие трещины на поверхности башни. Тем не менее, проведенные в дальнейшем работы по совершенствованию технологии привели к изготовлению цельнолитой башни для среднего танка Т-62.

Совершенствование броневой защиты средних танков осуществлялось путем улучшения формы броневого корпуса и башни и уменьшения их размеров. Работы в этом направлении развернулись уже в декабре 1945 г., когда ЦНИИ-48 было выдано ИЗ на проектирование для среднего танка новой схемы броневой защиты с измененными формами корпуса и башни, утвержденное Министерством транспортного машиностроения и НТК БТ и MB. В соответствии с этим ИЗ в 1946 г. в ЦНИИ-48 совместно с КБ завода № 183 был разработан первый, оптимальный по своей противоснарядной стойкости, вариант конструкции броневой защиты корпуса и башни для среднего танка. Согласно расчетам, при обстреле новой конструкции броневой защиты корпуса и башни немецкими бронебойными снарядами калибра 105 мм с начальной скоростью 1000 м/с, ее противоснарядная стойкость была выше по сравнению со снарядостойкостью корпуса и башни танка Т-54 обр. 1945 г.: по корпусу – в 2,5 раза, по башне – в 7 раз.

В результате дальнейших ОКР в 1947– 1948 гг. в ЦНИИ-48 совместно с Ижорским заводом спроектировали и изготовили корпус и башню макета среднего танка, получившего наименование А-22. Корпус макета был собран из 100– и 150-мм броневых листов, выполненных из стали 52С, а башня отлита из вновь разработанной марки броневой стали. Его лобовая проекция обеспечивала защиту от 105-мм немецкого бронебойного снаряда с начальной скоростью 1000 м/с при обстреле с любой дальности, с различными курсовыми углами обстрела. Борта корпуса и башни не поражались 88-мм немецкими бронебойными снарядами с начальной скоростью 1000 м с любой дальности при курсовых углах обстрела ±60°. Удачная конструкция броневой защиты корпуса и башни обеспечили макету А-22 более высокую противоснарядную стойкость, чем броневая защита тяжелых танков ИС-4 и ИС-7.

В 1949 г. результаты работы по созданию конструкции броневой защиты макета А-22 были использованы при разработке эскизного проекта среднего танка Т-22ср с детальной проработкой его общей компоновки и ходовой части. В последующем опыт этой работы учли при разработке и изготовлении опытного комплекта корпуса и башни по проекту среднего танка «Объект 907». Однако если корпус макета А-22 был изготовлен главным образом из катаных броневых листов, то корпус опытного среднего танка «Объект 907» предполагалось выполнить преимущественно из литых броневых деталей.

Совместная работа ЦБЛ-1 и ЦНИИ-48 по исследованию целесообразности изготовления литых броневых корпусов для нового среднего танка началась в 1953 г. В течение 1954 г. были проведены изыскания оптимальных форм броневой защиты применительно к компоновке среднего танка «Объект 907», выпущены рабочие чертежи башни и корпуса в трех вариантах: цельнолитом и двух сварных. Причем, первый вариант сварного корпуса собирался преимущественно из литых броневых деталей (за исключением верхнего лобового листа, крыши и днища), а второй имел борта из профильного проката переменной толщины. Одновременно были разработаны технологические процессы сварки и сборки корпусов, проведены лабораторные исследования по технологии броневого проката листов переменной толщины, изготовлена модельная оснастка для цельнолитого корпуса. Однако в конце 1954 г. были изготовлены и поданы на НИИБТ полигон для проведения испытаний обстрелом только башня и корпус, изготовленный по третьему варианту.

Проведенные в начале 1955 г. испытания обстрелом корпуса и башни танка «Объект 907», показали, что они в целом удовлетворяли ТТТ, предъявлявшимся к новым средним танкам, и по противоснарядной стойкости значительно превосходили броневую защиту серийного среднего танка Т-54. В последствии был изготовлен и обстрелян укороченный цельнолитой корпус, представлявший собой замкнутый контур из натурных элементов носовой, бортовой и кормовой частей корпуса танка «Объект 907». Результаты обстрелов также подтвердили, что разработанный технологический процесс обеспечивал получение качественной отливки с запланированной противоснарядной стойкостью. К концу года планировалась отливка полноразмерного корпуса танка «Объект 907» с внесенными по результатам испытаний изменениями, а его испытания намечались на начало 1956 г. Однако к этому времени стало очевидно, что современные кумулятивные снаряды калибра 85 мм достаточно уверенно пробивали лобовую броню танка «Объект 907» вне зависимости от технологии изготовления. Башня танка, например, поражалась этими снарядами при любых курсовых углах обстрела. Более или менее держали удар лишь лобовые детали корпуса, но только в тех частях, которые имели максимальный угол наклона от вертикали.

С использованием схемы броневой защиты танков «Объект 907» и «Объект 279» во ВНИИ-100 была разработана схема броневой защиты нового тяжелого танка, в котором схема броневой защиты корпуса была заимствована от первой машины, а башни – от второй. Дальнейшие работы по конструкции броневой защиты танка «Объект 907» были прекращены в пользу развертывания НИР по созданию комбинированной броневой защиты.

Что касается серийно выпускавшихся средних танков, то верхняя лобовая деталь корпуса (начиная с танка Т-44) перестала иметь ослабленную зону снарядостойкости – люк механика-водителя стал размещаться на крыше корпуса. Башня танка Т-54 первых выпусков имела большие размеры и обратные скосы (заманы) снизу по всему периметру. Наличие обратных скосов способствовало поражению подбашенного листа и крыши корпуса в результате попадания рикошетирующих от скосов снарядов, а также от действия взрывной волны разорвавшихся снарядов. На среди их танках Т-55 и Т-62 и модернизированных танках Т-54 (обр. 1951 г.) этот недостаток был устранен. Башня танка Т-62 полусферической формы значительно снижала вероятность срыва башни с корпуса при воздействии ударной волны ядерного взрыва.

Для установки пушки башни танков Т-54 (начиная с 1949 г.), Т-55 и Т-62 имели узкую амбразуру с улучшенной подвижной бронировкой. Кроме того, на всех танках была предусмотрена защита башни от заклинивания ее пулями и осколками.

Большое внимание уделялось выполнению требования прочности и жесткости корпуса и башни, что исключало их разрушение, образование трещин и деформаций, смещение агрегатов и механизмов при обстреле, действии ударной волны, при таране и преодолении противотанковых препятствий. Подбашенный лист корпуса поддерживался приваренной к бортовым листам поперечной балкой жесткости. Для упрочнения днища применялись штампованные продольные и поперечные ребра, а также перегородки и реданы.

Как уже отмечалось, использование литых конструкций, значительных толщин и больших углов наклона лобовых броневых листов корпуса от вертикали было характерным и для зарубежных тяжелых и средних танков первого послевоенного периода. Все серийные зарубежные танки имели литые башни сферических форм с дифференцированием толщин по периметру в пользу лобовых секторов. В американском танкостроении наряду с использованием цельнолитых башен широко применялись и цельнолитые корпуса. Однако литые корпуса американских танков: средних М48, М60 и тяжелого М103 вместе с достоинствами в виде высокой технологичности производства и рационального дифференцирования толщин брони имели и известные недостатки (меньшая, по сравнению с катаной броней, стойкость против бронебойных снарядов и бронебойно-фугасных снарядов с пластическим ВВ и деформируемой головной частью). К числу последних, как показал опыт боевого использования танков М48 и М60, добавились низкая живучесть и сложность ремонта. При боевых повреждениях (подрыв на мине, пробитие брони) для устранения возникших деформаций и сквозных пробоин литых корпусов этих танков требовался ремонт только в заводских условиях.

Основные характеристики броневой защиты некоторых отечественных и зарубежных танков и сравнительные данные по их противоснарядной стойкости основного бронирования при обстреле бронебойными снарядами представлены в таблицах 30 и 31.

Из приведенных в таблице 31 данных видно, что отечественные танки по основным характеристикам броневой защиты по сравнению с зарубежными танками имели большую стойкость от бронебойных снарядов.

 

 

Таблица 30

Основные характеристики броневой защиты отечественных и зарубежных танков*

 

Таблица 31

Сравнительные данные по противоснарядной стойкости основного бронирования отечественных и зарубежных танков

 

Таблица 32

Сравнительные данные пробивной способности кумулятивных и бронебойных снарядов равных калибров

 

Что касается совершенствования противопульной броневой защиты серийных легких танков ПТ-76 (ПТ-76Б), то оно велось в направлении обеспечения защищенности от крупнокалиберных бронебойных пуль Б-32 калибра 14,5 мм с начальной скоростью 1000 м/с за счет применения разнесенной броневой защиты корпуса и совершенствования его формы с сохранением необходимого запаса плавучести. Обеспечение запаса плавучести легкого плавающего танка при его определенных боевой массе и размерах, накладывало свои требования к форме его броневого корпуса.

В 1957-1958 гг. в ЦНИИ-48 для улучшения броневой защиты танка ПТ-76 были разработаны схемы противопульной броневой защиты, выполненных по типу «блок-пакета». «Блок-пакет» представлял собой двухпреградную противопульную броневую защиту, изготовленную из броневых листов высокой твердости одинаковой толщины с расстоянием между ними, равным 1–2 калибрам пули. Кроме того, для улучшения броневой защиты были разработаны схемы двухпреградной броневой защиты с листами из марок обычной танковой брони с расстоянием между ними в 30-50 калибров (схемы броневой защиты такого типа имели широкое распространение на боевых кораблях и бронекатерах ВМФ).

Проведенные в ЦНИИ-48 исследования показали, что первый лист, выполненный из брони высокой твердости, обеспечивал разрушение сердечника бронебойной пули, при этом, его толщина должна была быть минимально необходимой для надежного разрушения сердечника при заданном угле наклона (не менее 10-15°). Второй лист, выполненный из брони средней твердости, задерживал осколки разрушенного сердечника. Стойкость броневой защиты легкого танка могла быть улучшена (до 20% по массе второй преграды) в случае использования в качестве материала для второго листа алюминиево-магниевого сплава типа АМГ-7.

Сравнительные испытания двухпреградных и однослойных броневых защит показали, что применение двухпреградных схем позволяло существенно уменьшить массу броневых конструкций, предназначавшихся для защиты от различных крупнокалиберных пуль. Для использования двухпреградных схем бронирования достаточно было разместить все основные внутренние агрегаты и экипаж танка в пространстве меньшем, чем ограниченное наружными обводами корпуса.

Проработка такой схемы броневой защиты для плавающего танка ПТ-76 была выполнена в конструкторском бюро СТЗ под руководством С.А. Федорова, которая подтвердила возможность ее использования для верхней части бортов (надгусеничных ниш) корпуса. В этом случае наружный верхний броневой лист борта корпуса приобретал функции первой преграды. Вторая преграда устанавливалась как дополнительный конструктивный элемент и ограничивала внутренний объем корпуса. Для сохранения требований габарита по ширине и определенного водоизмещения угол наклона наружного бортового броневого листа корпуса должен был быть не более 15–20° от вертикали. Второй (внутренний) броневой лист мог быть оставлен вертикальным как продолжение нижней части борта. Кроме того, такое решение, помимо повышения уровня защиты, обеспечивало и повышенную жесткость корпуса танка без применения специальных опор (пиллерсов). В результате использования такой схемы броневой защиты расстояние между наружным и внутренним броневыми листами составляло около 300 мм, что было достаточным для рассредоточения осколков разрушенного сердечника пули. Во избежание заполнения водой межброневого пространства при пробитии наружного броневого листа, оно заполнялось легким водонепоглощающим материалом (пенопласт марки ПС-4). По результатам проведенных испытаний макетов броневой защиты борта плавающего танка ПТ-76 толщина второго броневого листа должна была составлять 10–12 мм. Разработанная духпреградная броневая защита с суммарной толщиной броневых листов 19 мм при установке первого листа под углом 15° от вертикали обеспечивала защиту от бронебойных пуль калибра 14,5 мм со всех дистанций и под всеми курсовыми углами. Необходимо отметить, что однослойная броня средней твердости толщиной 35 мм не могла обеспечить эту стойкость даже при угле наклона от вертикали 20°.

Как показали полигонные испытания броневых макетов плавающего танка, разработанные двухпреградные схемы броневой защиты обеспечивали около 50% экономии по массе по сравнению с однослойной броней средней твердости при той же противопульной стойкости. При сохранении боевой массы на прежнем уровне, дистанция безопасных поражений корпуса при обстреле его крупнокалиберными бронебойными пулями Б-32 могла быть уменьшена с 2000 до 100 м. Кроме того, помимо преимуществ по противопульной стойкости двухпреградные схемы броневой защиты имели значительные преимущества при действии таких средств поражения, как подкалиберные, кумулятивные и фугасные снаряды с взрывателем мгновенного действия, а также при взрывах. Первый броневой лист в этом случае играл роль взводного экрана.

Одним из недостатков двухпреградных схем броневой защиты считалось усложнение технологии изготовления броневых корпусов и увеличение трудоемкости работ. Однако проведенные в ЦНИИ-48 ориентировочные расчеты разработанных проектов двухпреградных схем броневой защиты легкого танка показали, что трудоемкость изготовления таких корпусов была примерно такой же, что и для варианта однослойного бронирования. Сокращение боевой массы танка и толщины броневых листов обеспечивало значительное снижение трудоемкости по всем технологическим операциям (резка, гибка, правка, термообработка, сварка и др.). Кроме того, в этом случае была возможность замены части броневых листов высокой твердости на листы средней и даже низкой твердости, что также способствовало снижению трудоемкости. По результатам выполненных работ использование двухпреградных противопульных схем бронирования было признано одним из путей существенного улучшения броневой защиты плавающих танков.

В качестве одного из мероприятий по повышению противопульной стойкости броневой защиты плавающих танков ПТ-76 (ПТ-76Б) специалистами Военной академии БТ и MB было предложено изменить методику термообработки брони за счет использования изотермической закалки с одновременным сокращением производственного цикла термической обработки. Выполненные в Академии НИ-ОКР подтвердили, что применение изотермической закалки обеспечивает высокую ударную вязкость противопульной брони при ее достаточно высокой твердости.

Работы по защите танков от кумулятивных средств поражения развернулись в ЦНИИ-48 еще в 1943 г. и были продолжены после окончания войны. Исследованиями их воздействия на броневую защиту, а также изысканием путей повышения защищенности отечественных танков от новых средств поражения совместно с ЦНИИ-48 занимался Ленинградский физико-технический институт АН СССР (ЛФТИ). Впоследствии к работам были подключены НИИБТ полигон и Московский физико-технический институт АН СССР (МФТИ).

Как показали исследования, проведенные в ЛФТИ и ЦНИИ-48, пробивное действие кумулятивных снарядов не зависело от дистанции и являлось постоянным в пределах полета снаряда. С увеличением дистанции обстрела преимущество в мощности кумулятивных снарядов значительно возрастало (от 130% на дистанциях в 500 м и до 200% на дистанциях в 1000–1500 м). Кроме того, отсутствие рикошетного эффекта резко снижало конструктивные возможности защиты от кумулятивных снарядов по сравнению с бронебойными снарядами (см. таблицу 32). Кумулятивная струя, действовавшая в направлении полета снаряда, теряла свою эффективность лишь при углах встречи с броней от 70° и выше, и то не за счет рикошетирования снаряда (скорость движения струи опережает скорость поворота снаряда), а за счет бокового удара, нарушавшего механизм образования струи. Защиту от воздействия кумулятивной струи можно было обеспечить путем преждевременного взведения (инициирования) кумулятивного заряда до взаимодействия с основной броней, расфокусирования или поглощения ее энергии за счет использования специальных струегасящих и высокоогнеупорных материалов.

Поэтому работы в первые послевоенные годы по совершенствованию противокумулятивной защиты отечественных танков в ЛФТИ и ЦНИИ-48 велись в направлении исследования возможности применения в дополнение к основной броне корпуса и башни различных вариантов противокумулятивных экранов и конструктивной брони. При этом широко использовался опыт экспериментальных работ конструкторского бюро завода №112 «Красное Сормово» по установке противокумулятивных экранов на средних танках Т-34-85, а также опыт использования их импровизированных вариантов в войсках на завершающем этапе Великой Отечественной войны.

В период 1945– 1946 гг. были исследованы различные варианты установки взводных протвокумулятивных экранов. Дальнейшее совершенствование конструкции сплошных и сетчатых противокумулятивных экранов привело к появлению решетчатых экранов. Но все эти экраны имели ряд серьезных недостатков: были достаточно громоздки, обладали низкой живучестью и увеличивали общую боевую массу машины, ограничивая ее подвижность. Снизить общую массу конструкции броневой защиты и повысить противокумулятивную стойкость танка можно было с помощью применения разнесенной брони. Конструктивно такая броня представляла собой пакет, состоявший из нескольких броневых листов, разделенных пустотами или прослойками из легких наполнителей, обеспечивавших расфокусирование кумулятивной струи. Идея создания такой броневой защиты была высказана в ЦНИИ-48 еще в 1945 г. Другой вариант решения проблемы противокумулятивной стойкости предложили в конструкторском бюро завода № 112 «Красное Сормово», который заключался в нанесении на поверхность основной брони высокоогнеупорного покрытия, способного ослабить действие кумулятивной струи. Однако на тот момент времени из-за проблем технологического характера эти решения не были реализованы.

В 1946 г. в ЦНИИ-48 в лабораторных условиях провели исследования по уменьшению расстояния между взводным экраном и основной броней за счет заполнения промежутка различными материалами с меньшими, чем у стали удельной массой – бетоном, песком и гравием. При этом массу конструкции такой защиты удалось снизить на 10-30% по сравнению с монолитной стальной броней равной противокумулятивной стойкости. Для серийных танков эта идея также оказалась неприемлемой из-за увеличения боевой массы машины со всеми вытекающими последствиями (в дальнейшем эта идея была реализована при создании комбинированной броневой защиты для вновь разрабатываемых танков).

Поэтому в 1947 г. в ЦНИИ-48 под руководством А.С. Завьялова совместно с ЛФТИ продолжили НИР по дальнейшему совершенствованию конструкции различных вариантов экранной защиты и возможности их использования на средних и тяжелых танках. Противокумулятивная стойкость рассматриваемых вариантов экранов рассчитывалась на защиту от гранат «Фаустпатрон» и «Офенрор» (на тот момент они являлись самым опасным противотанковым оружием ближнего боя). В результате в 1948 г. на НИИБТ полигон для испытаний были представлены три типа противокумулятивных экранов: сплошные листовые толщиной 5 мм, дырчатые листовые толщиной 5 мм и решетчатый, изготовленный из стальных прутков диаметром 20 мм, установленные на макетах средней части корпусов танков Т-54, ИС-4 и ИС-7. Экранированные макеты изготовили на Ижорском заводе по чертежам ЦНИИ-48 в соответствии с действовавшей технологией серийного производства броневых корпусов танков. Основной целью испытаний было определение защитных свойств экранов при обстреле гранатами «Фаустпатрон». Экранированные макеты корпусов танков испытаний не выдержали вследствие их неудовлетворительной живучести. Из трех типов экранов лучшей живучестью обладал решетчатый экран, однако защитные свойства были выше у сплошных листовых экранов.

Повышенная живучесть решетчатых экранов объяснялась тем, что промежутки между прутками решетки позволяли разгрузить экран и элементы его крепления от взрывного воздействия, и разрушение экрана происходило менее интенсивно по сравнению с другими типами экранов. В зависимости от толщины прутков секции решетки эти экраны выдерживали от 4 до 6 и более попаданий гранат «Фаустпатрон». Кроме того, исследования в ЛФТИ выявили предпочтительность решетчатых экранов по противокумулятивной стойкости.

Было установлено, что возможны два варианта взаимодействия кумулятивной гранаты (или другого типа кумулятивного средства поражения) с решетчатым экраном. В первом варианте взрыватель кумулятивной гранаты попадал в пруток решетки. В этом случае механизм взаимодействия оказывался аналогичным механизму взаимодействия со сплошным экраном (преждевременный взвод), аналогичной была и стойкость всей броневой конструкции (экран – основная броня). Во втором варианте взрыватель попадал между прутками. При благоприятном соотношении шага решетки (расстояния между прутками) и размеров гранаты могло произойти частичное разрушение кумулятивной воронки до ее подрыва. В результате этого либо вообще не происходило образования кумулятивной струи (фугасный подрыв), либо происходило образование так называемой «несимметричной» струи, бронепробиваемость которой быстро уменьшалась при прохождении значительного межпреградного расстояния (для бортовых экранов порядка 600– 700 мм и более).

Возможность взаимодействия по второму варианту качественно отличала решетчатые экраны от всех других в лучшую сторону. Однако «оптимизировать» размеры решетки под конфетное кумулятивное средство поражения было крайне затруднительно. По результатам исследований зазор между прутками «в свету» не должен был превышать 0,8-0,9 калибра кумулятивного средства поражения. Такая «избирательность действия» уменьшала бесспорное преимущество решетчатых экранов. Впоследствии конструкция решетчатых экранов с диаметром стального прутка 20– 25 мм была рекомендована для установки на тяжелый танк ИС-4. По своей массе эти экраны были равноценны 5-мм сплошным стальным экранам. Однако на серийных машинах эти экраны не устанавливались.

Основными недостатками представленных на испытания в 1948 г. вариантов экранной защиты являлись увеличение габаритов машины, затруднительная перевозка танков по железным дорогам и резкое снижение их маневренности. В определенной степени эти недостатки могли быть устранены при установке на танки съемных экранов, однако это требовало наличие специальных транспортных средств для их перевозки за танками, а также определенного времени для установки экранов на машину перед боем. Для устранения этих недостатков в Военной академии БТ и MB в середине 1950-х гг. была разработана складывающаяся экранная защита.

Складывающаяся экранная защита представляла собой систему экранов, способных занимать два положения – походное и боевое. В походном положении экраны находились в пределах габаритов машины. При возникновении угрозы поражения танка кумулятивными снарядами экраны переводились в боевое положение. При этом увеличение габаритов танка несущественно сказывалось на его маневренности и проходимости, так как ограничивалось временем проведения боя. Кроме того, предусматривалась возможность управления установкой экранов в боевое положение и обратно непосредственно из танка с помощью гидравлических или пневматических устройств. В этом случае во время боя при необходимости преодоления какого-либо препятствия можно было на короткое время перевести экраны в походное положение.

Установка складывающихся экранов предусматривалась на лобовой части и бортах корпуса, а также на бортах башни танка. Экраны состояли из двух решетчатых рам, изготавливавшихся из алюминиевого сплава. Такая форма экранов была выбрана вследствие их высокой живучести, однако они могли быть выполнены из сплошных стальных листов, стальных листов с отверстиями, а также из легких сплавов и стеклопластиков. Крепление экранной защиты на броне танков осуществлялось с помощью кронштейнов, рычагов и шарниров с резиновыми втулками. В боевом (развернутом) положении верхние рамы экранов фиксировались с помощью стопоров, но могли свободно откланяться на некоторый угол за счет деформации резиновых втулок. Такое упругое соединение верхних рам с корпусом обеспечивало большую живучесть системы при попадании в них снаряда. Свободное крепление нижней рамы в нижней части корпуса и возможность ее отклонения в обе стороны позволяло танку преодолевать препятствия на поле боя. Конструкции бортовых экранов (по четыре на борт) для среднего (вертикальный борт) и тяжелого (гнутый борт) танков отличались между собой местами крепления кронштейнов экранов к корпусу машины. Конструкция складывающейся экранной защиты бортов башни была аналогична конструкции защиты бортов тяжелого танка.

Из-за относительной сложности конструкции данная разработка не была рекомендована для серийного производства.

Другим мероприятием по повышению противокумулятивной стойкости отечественных танков, не имевшим недостатков взводных экранов, являлось применение конструктивной брони, возможность использования которой была исследована в ЦНИИ-48 еще в 1946-1947 гг. Было разработано и испытано несколько вариантов такой брони. Один из вариантов конструктивной брони представлял собой стальные стержни («зубья»), приваривавшиеся торцами к основной броне. При попадании снаряда в торец стержня и инициировании кумулятивной струи, последняя гасилась без особых последствий для основной брони. В другом варианте для инициирования кумулятивной струи на определенном расстоянии и ее гашения были использованы стальные уголки. Если кумулятивная струя приходилась на сгиб, то происходило ее частичное рассеивание, а глубина воронки от кумулятивной струи в основной броне уменьшалась наполовину. Предусматривалось использование и комбинированного варианта – сочетание уголков и стержней. Однако до практического использования на первых послевоенных отечественных танках разработанных вариантов конструктивной брони дело не дошло. Применение такого вида конструктивной брони для повышения противокумулятивной стойкости корпусов бронированных машин было целесообразно при наличии больших углов наклона (свыше 75°) верхних броневых листов их носовой части. Впоследствии элементы конструктивной брони были использованы на шведском безбашенном танке Strv-103B (1969 г.) для дополнительной защиты верхнего лобового листа корпуса, а также на отечественных боевых машинах пехоты БМП-1 (1966 г.) и БМП-2 (1980 г.) в виде ребристого листа над трансмиссионным отделением и отделением управления. Примером использования принципа «встроенной» конструктивной брони может служить и ступенчатая криволинейная форма носовой части корпуса и башни в проекте танка «Объект 757» (1958 г.) с управляемым ракетным оружием, разработанного в конструкторском бюро ЧКЗ. Следующий проект танка «Объект 772» с управляемым ракетным оружием, выполненный в 1962 г., имел литой броневой корпус, у которого, помимо лобовой части, и борта были выполнены по типу «встроенной» конструктивной брони.

К одному из вариантов конструктивной брони можно отнести противоснарядные решетчатые экраны, которые были разработаны в ЛФТИ в 1948 г. в результате дальнейших исследований по совершенствованию конструкции взводных противокумулятивных решетчатых экранов. Эти исследования показали, что, применив двухрядную решетку с шахматным расположением и увеличенным до 73– 93 мм диаметром прутков, можно наряду с противокумулятивной стойкостью повысить и противоснарядную стойкость всей броневой конструкции. При использовании такой конструктивной брони в зависимости от ее параметров (расстояния между прутками и их диаметра) наблюдалось либо изменение угла встречи снаряда с броней, либо его дробление, либо и то, и другое. Однако в этом случае также требовалась «оптимизация» параметров защиты под конфетные типы снарядов. Масса таких элементов конструктивной брони была значительно больше массы противокумулятивных решетчатых экранов. Дальнейшего развития этот вид конструктивной брони не получил.

Разработка и изготовление монолитных стальных броневых конструкций корпусов и башен первых послевоенных отечественных танков с использованием новых марок броневых сталей велись с учетом опыта их массового производства в годы Великой Отечественной войны. Так, для броневой защиты танка Т-34, рассчитанной на стойкость от воздействия снарядов калибра до 76 мм включительно, применялась сталь 8С высокой твердости. Эта броневая сталь не давала хрупких поражений при попадании снарядов, а необходимая вязкость брони обеспечивалась рационально подобранным химическим составом стали и соответствующей технологией изготовления.

На послевоенных средних и тяжелых танках для изготовления корпусов и башен использовалась высоколегированная броневая сталь средней твердости. Так, например, носовая часть и борта броневого корпуса средних танков Т-54 и Т-55 изготавливались из катаной брони – сталей 52С и 42СМ (М – модифицированная), корма и крыша – из стали 49С, днище – из стали 43ПСМ. Корпуса башен танков отливались из стали 74Л, вварные донный лист и крыша башни – из катаной брони 43ПСМ. Советские броневые стали 43ПСМ (хромомолибденовая), а также 52С и 74Л (хромоникель-молибденовые) являлись одними из лучших в мире. Для соединения броневых листов применялись способы сварки с обработкой кромок «в четверть», «встык» и «в шип».

В 1948–1949 гг. в ЦБЛ-1 были разработан и внедрен на бронекорпусных заводах высокопроизводительный процесс сварки электродами больших диаметров, а в 1951–1956 гг. – процесс автоматической сварки корпусов и башен танков Т-54 и Т-10 аустенитной электродной проволокой (марок ЭИ-464, ЭИ-483, ЭИ-478 и ЭИ-613) под керамическим флюсом АН-14. Большой вклад в разработку технологии автоматической и полуавтоматической сварки броневых деталей корпусов и башен танков в 1951-1954 гг. внес Институт электросварки им. Е.О. Патона АН УССР.

В 1953-1956 гг. на заводах №75, №200 (ныне Челябинский станкостроительный завод) и № 183 внедрили автоматическую сварку бронекорпусов регулируемой трехфазной дугой, что позволило повысить производительность сварки в 2,5– 3 раза при экономии электроэнергии в 1,5 раза. В середине 1950-х гг. в ЦБЛ-1 для усиления броневой защиты вновь разрабатываемых средних танков были проведены работы по исследованию вопроса изготовления бортов корпуса танка с профилем переменного сечения путем электрошлаковой сварки. Использование бортов переменного сечения позволяло повысить противоснарядную стойкость брони с одновременным уменьшением ее массы. Конструкция такого борта состояла из двух броневых листов различной толщины, сваренных между собой под определенным (заданным) углом наклона. В процессе работы в ЦБЛ-1 была разработана технология сварки бортов, которая обеспечивала сохранение требуемой геометрии борта, исключала деформацию листов при сварке, смещение кромок или чрезмерное увеличение зазора, обуславливавших прекращение процесса электрошлаковой сварки (длина шва составляла 5,5 м). Изготовленный из двух частей борта макет прошел испытания обстрелом 100-мм тупоголовыми бронебойными снарядами. Испытания показали, что противоснарядная стойкость сварного соединения составляла 80% от противоснарядной стойкости толстого листа борта, а сварное соединение и борт в целом обладал высокой конструктивной прочностью (живучестью). Технологию электрошлаковой сварки борта переменного сечения, разработанную оснастку и оборудование предполагалось использовать при изготовлении корпусов (по второму варианту со сварным бортом) опытного танка «Объект 430» завода №75.

 

В 1952 г. на заводах №174 и №200 была произведена отливка башен танков Т-54 в кокиль с целью внедрения этого способа в серийное производство. Этот способ разработали в ЦБЛ-1 совместно со специалистами завода №200 и в конце 1955 г. внедрили в серийное производство. В отличие от кокилей, изготавливавшихся из чугуна, для башен танка Т-34 в годы войны в качестве материала кокиля была использована малоуглеродистая сталь. Использование стали позволяло производить ремонт кокиля при появлении в нем трещин, тем самым обеспечивая возможность отливки более сотни башен.

Разработанный и внедренный в производство новый технологический процесс отливки башен в кокили по сравнению с литьем в песчаные формы обеспечивал:

– увеличение съема литья с квадратного метра формовочной площади с 6,4 до 14–15 т, то есть в 2– 2,5 раза;

– снижение на 2 т расхода расплавленной стали при изготовлении одной башни танка;

– снижение стоимости изготовления башни на 3500 руб.;

– отсутствие пригара на наружной поверхности башен (трещины, загары на них встречались обычно в незначительном количестве);

– некоторое увеличение (около 2%) противоснарядной стойкости башни.

В 1954 г. для литых башен с толщиной стенок до 250 мм была создана сталь МБЛ-1 (Мариупольская броневая, литая – первая) с уменьшенным содержанием никеля и повышенным содержанием марганца и хрома, которую внедрили в серийное производство на заводах №174 и №200. В середине 1950-х гг. в московском филиале ВНИИ-100 (до 13 мая 1955 г. – ЦБЛ-1) разработали и в 1958 г. внедрили в серийное производство технологию термической обработки крупного броневого литья (литых башен), обеспечивавшую высокие боевые качества. Повышение противоснарядной стойкости (с 715 до 735 м/с) литых башен, изготавливавшихся из стали МБЛ-1 и 74Л, было достигнуто путем увеличения в них содержания углерода до 0,32-0,36%. Несколько позже для производства башен ввели сталь СБЛ-1 (Сибирская броневая, литая – первая).

Кроме того, в 1958 г. в филиале ВНИИ-100 была проведена ОКР по изучению возможности расширения производства башен танков Т-54 в особый период. Особенность данной работы заключалась в изготовлении башни, сваривавшейся из двух-четырех частей. В результате была разработана технология и изготовлена оснастка для производства 5 сварно-литых башен, сваривавшихся из трех частей. При этом термообработка такой башни не вызывала чрезмерного коробления деталей, а ее размеры находились в пределах допуска по чертежу.

В 1963 г. заводом № 174 совместно с филиалом ВНИИ-100 была разработана и внедрена в производство сталь СБЛ-2 с увеличенным содержанием углерода и никеля и введением ванадия.

Эта сталь использовалась для изготовления башен танков Т-55, Т-55А и Т-62.

Проверка качества литой и катаной брони корпусов и башен танков на заводах №75, №200, №183 и Мариупольском им. Ильича осуществлялась с помощью метода гамма-дефектоскопии, разработанного в 1948-1951 гг. Институтом физики металлов Уральского филиала Академии наук СССР (АН СССР).

Для противопульной броневой защиты легкого танка ПТ-76 (ПТ-76Б) применялась кремне-марганцево-молибденовая сталь марки 2П высокой твердости с содержанием углерода 0,23-0,29%. Впоследствии в ЦБЛ-1 для изготовления противопульной брони создали стали 55К и 54П, не требовавшие низкого отпуска после сварки и обеспечивавшие практически такую же противопульную стойкость, что и сталь 2П с низким отпуском. Это позволило организовать производство бронекорпусов некоторых легкобронированных машин без применения отпускных печей больших размеров.

Однако улучшение качества броневой стали не могло существенно влиять на усиление защищенности танка в том случае, если металл, используемый для изготовления брони, мог применяться и для бронебойных калиберных снарядов. Тем самым восстанавливалось положение, существовавшее до введения брони улучшенного качества. Поэтому в конце 1950-х – начале 1960-х гг. были развернуты НИР по созданию таких материалов, которые могли бы применяться для защиты танка, а для изготовления снарядов их использование было бы невозможно или малоэффективно. Кроме того, наряду с повышением противоснарядной стойкости броневой защиты остро встал вопрос ее противокумулятивной стойкости.

В 1957 г. во ВНИИ-100 была проведена НИР по оценке противокумулятивной стойкости всех отечественных танков, как серийного производства, так и опытных образцов: Т-55, Т-10, «Объект 140», «Объект 430», «Объект 907», «Объект 277», «Объект 278», «Объект 279» и «Объект 770». Оценка защиты танков проводилась исходя из расчета их обстрела отечественным невращающимся кумулятивным 85-мм снарядом (по своей бронепробиваемости он не уступал зарубежным кумулятивным снарядам калибра 90 мм и даже превосходил их) под различными курсовыми углами, предусматривавшимися действовавшими в то время ТТТ. Результаты этой НИР легли в основу разработки ТТТ по защите танков от кумулятивных средств поражения. Сравнительные данные по противокумулятивной стойкости броневой защиты некоторых отечественных и зарубежных танков представлены в таблице 33.

 

Таблица 33

Сравнительные данные по противокумулятивной стойкости основного бронирования отечественных и зарубежных танков

 

Выполненные в НИР расчеты показали, что наиболее мощной броневой защитой обладал опытный тяжелый танк «Объект 279» и средний танк «Объект 907». Их защита обеспечивала непробитие кумулятивным 85-мм снарядом га стальной воронкой в пределах курсовых углов: по корпусу ±60°, башне – ±90°. Для обеспечения защиты от снаряда данного типа остальных танков требовалось утолщение брони, которое приводило к значительному увеличению их боевой массы: Т-55 на 7700 кг, «Объект 430» на 3680 кг, Т-10 на 8300 кг и «Объект 770» на 3500 кг.

Вместе с расчетами были проведены испытания стрельбой по броневым плитам толщиной от 80 до 200 мм с установкой 6–10-мм противокумулятивных экранов. В результате испытаний такой экранированной брони было установлено, что ее применение обеспечивало защиту от кумулятивных средств поражения при удалении экрана от брони на 400-500 мм. При этом выигрыш в массе экранированной брони составлял 35– 40% по сравнению с монолитной броней равной противокумулятивной стойкости. С уменьшением расстояния между экраном и броней до 100 мм выигрыш в массе составлял всего 6%, и установка экранов в этом случае была нецелесообразна.

Увеличение толщины брони для обеспечения противокумулятивной стойкости танков и соответственно их массы на указанные выше величины были неприемлемы. Решение проблемы по уменьшению массы брони специалисты филиала ВНИИ-100 на основе результатов проведения различных НИОКР видели в использовании в составе брони стеклопластика и легких сплавов на основе алюминия и титана, а также их комбинации со стальной броней.

Еще в сентябре 1957 г. в соответствии с распоряжением Совета Министров СССР для снижения массы брони танков филиалом ВНИИ-100 совместно с НИИ пластмасс, НИИ стекловолокна Госкомитета по химии, НИИ-571 и МФТИ развернулись НИОКР по созданию высокопрочных пластмассовых материалов для создания противопульной и противоснарядной брони. В результате в 1960 г. в филиале ВНИИ-100 под руководством В.З. Вишневского и В.П. Васина разработали конструкцию броневого корпуса легкого танка ПТ-76 с использованием стеклопластика. Изготовленный макет корпуса танка прошел испытания обстрелом, а также ходовые испытания буксировкой на НИИБТ полигоне. Плиты из броневого стеклопластика для корпуса танка и натурных испытаний обстрелом изготовил завод «Карболит» в Орехово-Зуеве.

Как показали расчеты, массу корпуса танка за счет применения стеклопластика можно было уменьшить (как и для корпусов из алюминиевых сплавов) на 30% и более по сравнению с массой равных по снарядостойкости стальных корпусов. Причем основная доля выигрыша по массе достигалась на конструкционных (не-броневых) деталях корпуса (днище, крыша, кронштейны, ребра жесткости и т.п.). Дальнейшие работы по стеклопластиковому корпусу были приостановлены в связи с развертыванием работ по созданию комбинированной защиты для нового среднего танка, разрабатывавшегося в КБ харьковского завода им. Малышева под руководством А.А. Морозова. Тем не менее, в 1960-1961 гг. стеклопластиковый корпус танка ПТ-76 прошел испытания на определение характеристик радиолокационного отражения (предполагалось, что – кроме других положительных качеств – стеклопластик обладал и радиопрозрачностью), дав тем самым начало еще одному направлению в области комплексной защиты объектов бронетанковой техники – маскировке.

В соответствии с приказами ГКОТ №513 от 31 декабря 1957 г. и №32 от 31 января 1958 г. во ВНИИ-100 и его московском филиале развернулись НИОКР по двум темам. Первая была связана с созданием комбинированной брони с применением неметаллических материалов, обладавших высокой струегасящей способностью при малой удельной массе. В работах по созданию комбинированной брони также принимали участие НИИБТ полигон, МФТИ, ЛФТИ, НИИ-24, Институт гидравлики Сибирского отделения АН СССР, Всесоюзный институт авиационных материалов, НИИ пластмасс и различные металлургические предприятия страны. Руководителем работ от ВНИИ-100 был назначен Б.М. Хазин. Вторая тема возобновляла работы по созданию экранированных броневых конструкций – противокумулятивных экранов. Работы от ВНИИ-100 возглавил К.И. Буганов.

Первые варианты комбинированной брони были созданы с использованием броневых алюминиевых и титановых сплавов. Изменяя составы, взаимное расположение и толщины слоев, конструкторы добивались наивысшей защищенности танка от всей совокупности поражающих факторов противотанкового оружия.

Использование алюминиевых сплавов в качестве брони в Советском Союзе впервые было реализовано в 1950-е гг. в авиации, где применялась броня АБА-1 (сплав В-95) в виде навесных экранов. В танкостроении эта броня не получила распространения, так как в то время не был известен способ и технологический процесс сварки броневых листов из алюминиевого сплава АБА-1, а как показал опыт танкостроения в годы Великой Отечественной войны, сварка была основным технологическим процессом при изготовлении броневого корпуса всех типов отечественных танков.

НИР, проведенные в Советском Союзе в 1959– 1961 гг., подтвердили целесообразность создания броневых корпусов из алюминиевого сплава для легких танков. Толщина алюминиевых броневых преград при равной пулестойкости была в 3-3,5 раза больше толщины стальных броневых преград, поэтому прочность и жесткость алюминиевых листов оказывалась значительно выше, чем у стальных листов. Это позволяло во многих случаях отказаться от ребер жесткости, различных косынок, распорок, выштамповок и получить экономию массы корпуса до 30% при сохранении одинаковой пулестойкости. Снижение массы машины давало возможность увеличения запаса плавучести легкого танка и осуществления десантирования машины парашютным способом.

Повышенный интерес к броневому алюминиевому сплаву объяснялся еще и тем, что этот сплав обеспечивал лучшую, чем сталь, защиту от радиации, быстро освобождался от наведенной радиации и обладал более высокой коррозионной стойкостью. Достоинством алюминиевого сплава также являлось более высокое, чем у стали, сопротивление пробитию осколками.

Для промышленного освоения алюминиевой брони в отечественном танкостроении в начале 1960-х гг. в соответствии с постановлением правительства от 30 мая 1960 г. на СТЗ была изготовлена опытная партия из шести плавающих танков ПТ-76, корпуса которых были выполнены из алюминиевого сплава Д-20. Эти танки имели обозначение М906, поскольку технология изготовления корпуса машины из броневого алюминиевого сплава должна была быть такой же, как у разрабатывавшегося опытного легкого танка «Объект 906». Проведенные заводские и полигонные испытания танков М906 подтвердили возможность снижения массы легкого танка за счет применения алюминиевых сплавов. Однако алюминиевый сплав Д-20 разрабатывался и применялся в авиастроении как конструкционный материал и в качестве броневого сплава не мог быть использован.

В результате выполненных НИОКР в период 1962-1965 гг. был разработан сложнолегированный броневой алюминиевый сплав АБТ-101 (АБТ – алюминиевая броня танковая) с высоким (почти вдвое большим, чем в зарубежных алюминиевых броневых сплавах) содержанием цинка и магния. В это же время был отработан технологический процесс сварки броневых алюминиевых листов большой толщины путем аргоно-дуговой сварки плавящимся электродом. Разработанный броневой алюминиевый сплав успешно прошел полигонные испытания при обстреле опытных образцов легкого танка «Объект 906» и боевой машины десанта «Объект 915». По пулестойкости этот сплав не уступал алюминиевым броневым сплавам, применявшимся в американских и британских легких танках и БТР. В дальнейшем алюминиевый броневой сплав АБТ-101 (АБТ-102) применялся при создании опытных легких танков, боевой машины пехоты БМП-3 и боевых машин десанта БМД-1, БМД-2 и БМД-3.

Первые работы по исследованию возможности применения для танков брони из титанового сплава проводились в Советском Союзе в 1957-1962 гг. На основе проведенных испытаний для изготовления танковой брони был рекомендован титановый сплав ОТЧ-1, который при углах наклона листа свыше 50° позволял получить значительный выигрыш в массе по сравнению со стальной броней при одинаковом уровне снарядостойкости. Для титановых плит толщиной 150– 190 мм при углах наклона 60– 68° при обстреле 100-мм бронебойными подкалиберными снарядами со стальным сердечником этот выигрыш составлял 30– 45%. Однако из-за ограниченного набора толщин титановых плит, а также из-за постоянного изменения конструкции зарубежных бронебойных подкалиберных снарядов провести необходимый объем исследований и рекомендовать титановую броню для танков в указанные годы не удалось.

Тем не менее разработка технологии изготовления и сварки титановой брони была доведена до стадии, позволявшей изготавливать из нее корпуса танков в случае экономически целесообразного применения титана для этих целей. Систематические комплексные исследования титановых сплавов применительно к современным требованиям броневой защиты танков были продолжены в начале 1970-х гг.

В составе комбинированной брони алюминиевые и титановые сплавы впервые были использованы в конструкции броневой защиты танковой башни, в которой специально предусмотренная внутренняя полость заполнялась алюминиевым сплавом. С этой целью был разработан специальный алюминиевый литейный сплав АБК11, не подвергаемый после литья термической обработке (из-за невозможности обеспечения критической скорости охлаждения при закалке алюминиевого сплава в комбинированной системе со сталью). Вариант «сталь+алюминий» обеспечивал при равной противокумулятивной стойкости уменьшение массы брони в два раза по сравнению с обычной стальной.

В 1959 г. для танка Т-55 были спроектированы носовая часть корпуса и башня с двухслойной броневой защитой «сталь+алюминиевый сплав». Однако в процессе испытаний таких комбинированных преград выяснилось, что двухслойная броня не обладала достаточной живучестью при многократных попаданиях бронебойно-подкалиберных снарядов – утрачивалась взаимная опора слоев. Поэтому в дальнейшем были проведены испытания трехслойных броневых преград «сталь+алюминий+сталь», «титан+алюминий+титан». Выигрыш по массе несколько сократился, но все равно оставался достаточно значительным: комбинированная броня «титан+алюминий+титан» по сравнению с монолитной стальной броней при одинаковом уровне броневой защиты при обстреле 115-мм кумулятивными и подкалиберными снарядами обеспечивала сокращение массы на 40%, сочетание «сталь+алюминий+сталь» давало 33% экономии массы.

В 1961-1962 гг. основные работы по созданию комбинированной брони развернулись на Ждановском (Мариупольском) металлургическом заводе, на котором происходила отладка технологии двухслойных отливок, проводились обстрелы различных вариантов броневых преград. Были отлиты и прошли испытания 85-мм кумулятивными и 100-мм бронебойными снарядами образцы («сектора») комбинированной брони «сталь+алюминий+сталь». Однако проведенные на Уралвагонзаводе опыты по обстрелу опытных башен танка «Объект 167», показали недостаточную стойкость такой комбинированной преграды при обстреле бронебойными подкалиберными снарядами. При ударе снаряда происходило «выдавливание» алюминиевых вставок из тела башни. Для устранения этого неприятного явления необходимо было использование специальных перемычек, препятствовавших «выдавливанию» алюминия из полостей стальной башни, или применение более прочного алюминиевого сплава. Ввиду указанных недостатков дальнейшего распространения комбинированная броня такого состава на Уралвагонзаводе не получила.

 

Необходимо отметить, что аналогичные работы по созданию комбинированной брони с использованием броневых алюминиевых сплавов велись в Великобритании с 1961 г. В ходе этих работ к началу 1970 г. английскими специалистами была создана комбинированная броня «Берлингтон» (Burlington). Она представляла собой многослойную преграду с наружным и тыльным броневыми листами, между которыми располагались листы из алюминиевого сплава, установленные с воздушным зазором. Броня изготавливалась в виде отдельных модулей, которые навешивались на основную броню корпуса и башни танка. В качестве базы для проработки вариантов размещения защитных модулей с новой броней был использован танк «Чифтен» Mk3. Опытный танк с модульной защитой имел наименование «Чифтен» Mk5/2. Дальнейшие работы по совершенствованию этой брони привели к созданию в 1977 г. комбинированной брони «Чобхэм» (Chobham), которая впоследствии была применена на основном боевом танке «Челленджер» Mk1, принятом на вооружение в 1983 г.

Помимо НИОКР по исследованию возможности использования алюминиевых сплавов в составе комбинированной брони в 1958 г. филиалом ВНИИ-100 был разработан и опробован натурным обстрелом вариант комбинированной защиты, основанный на рикошетировании и дроблении кумулятивной струи при ее прохождении через слой стальной стружки. Испытания показали, что 100-мм стальная броня со слоем стружки в 100 мм не пробивалась 85-мм невращающимся кумулятивным снарядом при угле встречи 60°.

Дальнейшие работы по созданию комбинированной брони были связаны с выбором неметаллического материала наполнителя, обладавшего высокой струегасящей способностью, подбором толщины броневых листов и их расположения в «пакете» для обеспечения стойкости к воздействию не только кумулятивных, но и бронебойно-подкалиберных снарядов.

В качестве наполнителей испытывались высокопрочный бетон, стекло, диабаз, керамика (фарфор, ультрафарфор, уралит) и различные стеклопластики. Из испытанных материалов лучшими характеристиками обладали вкладыши из высокопрочного ультрафарфора (удельная струегасящая способность в 2-2,5 раза выше, чем у броневой стали) и стеклопластик АГ-4С. Эти материалы и были рекомендованы для применения в качестве наполнителей в составе комбинированных броневых преград. Выигрыш по массе при использовании комбинированных броневых преград по сравнению с монолитными стальными составлял 20-25%.

Первым в мире танком с применением комбинированных броневых преград стал опытный средний танк «Объект 432», разработанный в Харькове на заводе им. Малышева. Танк «Объект 432» имел в верхней носовой части корпуса комбинированную броневую преграду, состоявшую из последовательно расположенных в одном пакете стального листа толщиной 80 мм, двух листов стеклотекстолита толщиной по 52 мм и стального 20-мм листа. Для снижения бронепробиваемости бронебойных и кумулятивных снарядов угол наклона верхней лобовой детали корпуса от вертикали был увеличен до 68°. Конструкция комбинированной броневой преграды обеспечивала защиту от иностранных 105-мм кумулятивных, а также бронебойно-подкалиберных снарядов с сердечником из карбида вольфрама или вольфрамового сплава при обстреле с дальности свыше 500 м. Литая башня танка имела специальные полости в лобовой части, которые первоначально заполнялись вставками из алюминия, а впоследствии из-за недостаточной ударной стойкости при обстреле бронебойно-подкалиберными снарядами, были заменены ультрафарфоровыми стержнями, а затем ультрафарфоровыми шарами. Одновременно с отработкой конструкции башни с наполнителем из ультрафарфора в филиале ВНИИ-100 по предложению В.В. Иерусалимского была разработана конструкция башни с применением высокотвердых вставок из стали, предназначавшихся для изготовления снарядов. Эти вставки, подвергнутые термической обработке по методу дифференциальной изотермической закалки, имели особо твердую сердцевину и относительно менее твердые, но более пластичные наружные поверхностные слои. Изготовленная опытная башня с высокотвердыми вставками показала при обстреле даже лучшие результаты по стойкости, чем с залитыми керамическими шарами. Недостатком башни с высокотвердыми вставками являлась недостаточная живучесть сварного соединения между подпорным листом и опорой башни, которое при ударе бронебойно-подкалиберного снаряда разрушалось без пробития.

В процессе изготовления опытной партии башен с высокотвердыми вставками оказалось невозможно обеспечить минимально необходимую ударную вязкость (высокотвердые вставки изготовленной партии при снарядном обстреле дали повышенное хрупкое разрушение и пробитие). От дальнейших работ в этом направлении отказались.

Технология отливки башен с керамическим (ультрафарфоровым) наполнителем была отработана в результате совместной работы ВНИИ-100, харьковского завода №75, Южно-Уральского завода радиокерамики, ВПТИ-12 и НИИБТ полигона. Максимальная толщина лобовой брони башни составляла 450 мм. При обстреле башня с комбинированной броней обеспечивала полную защиту от 85-мм и 100-мм кумулятивных снарядов, 100-мм бронебойных тупоголовых снарядов и 115-мм подкалиберных снарядов при курсовых углах обстрела ±40°, а также защиту от 115-мм кумулятивного снаряда при курсовом угле обстрела ±35° с вероятностью 0,75.

До появления танка «Объект 432» все бронированные машины имели монолитную или составную броню. С использованием опыта работы над комбинированной броней корпуса этого танка в 1961-1964 гг. конструкторскими бюро заводов ЛКЗ и ЧТЗ совместно с ВНИИ-100 и его московским филиалом были разработаны варианты корпусов с комбинированной броней для танков с управляемым ракетным вооружением: «Объект 287», «Объект 288», «Объект 772» и «Объект 775». Опытные образцы танков «Объект 287», «Объект 775» и ходовой макет «Объект 288» были изготовлены в металле в 1962–1967 гг.

 


 

 

См. продолжение >>>


Поделиться в социальных сетях:
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Яндекс
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Мой Мир


При использовании опубликованных здесь материалов с пометкой «предоставлено автором/редакцией» и «специально для "Отваги"», гиперссылка на сайт www.otvaga2004.ru обязательна!


Первый сайт «Отвага» был создан в 2002 году по адресу otvaga.narod.ru, затем через два года он был перенесен на otvaga2004.narod.ru и проработал в этом виде в течение 8 лет. Сейчас, спустя 10 лет с момента основания, сайт переехал с бесплатного хостинга на новый адрес otvaga2004.ru