Для отправки ваших публикаций, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

Если Вы уже зарегистрированы, то авторизуйтесь на сайте.


  1. Вход или регистрация
  1. Подписка

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
29 сентября 2014             

Автор: Департамент стратегических коммуникаций ККУ "Концерн "Тракторные заводы"
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьВ последнее время в средствах массовой информации активно рекламируется динамическая защита «НОЖ» и «ДУПЛЕТ» украинской разработки, например, на сайте ГК «Укрспецэкспорт».

Научно-производственная компания ОАО «НИИ стали», входящее в машиностроительно-индустриальную группу «Концерн «Тракторные заводы», которая более пятидесяти лет работает над проблемой динамической защиты и имеет достаточный опыт в этом направлении, готова развеять мифы, сформированные вокруг данного комплекса в массмедиа, и дать реальную картинку сложившейся ситуации в этом направлении. "Тракторные заводы" представляют экспертную оценку ведущих специалистов российского НИИ.

По рекламным материалам дочернего предприятия ГК «Укрспецэкспорт» фирмы «Укринмаш» модули защиты «НОЖ» представляют собой параллелепипед размером 250х125х36 мм и 250х125х26 мм массой 2,8 кг и 2,1 кг соответственно, внутри которых установлены профилированные кумулятивные элементы «НОЖИ», общее количество которых достигает 7 шт.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьНа рисунке 1 представлены модули «НОЖ» ХСЧКВ-34, ХСЧКВ-34А и ХСЧКВ-19А 2007 и 2008 годов, которые изготовлены на основе гексогена (RDX) с маркировкой завода-изготовителя ГПБЦКТ «Микротех», хотя в некоторых рекламных материалах встречаются модули производства 107-го завода (ДЗРХИ, г. Донецк).

Рис.1 Модули ДЗ «Нож»

Принцип работы кумулятивного «НОЖА» основан на формировании узконаправленного потока металла, полученного путем обжатия (схлопывания) профилированной кумулятивной облицовки при подрыве заряда взрывчатого вещества (ВВ), находящегося под этой облицовкой. Образованный при импульсном деформировании облицовки узконаправленный поток металла движется в телесном угле ~ 5ч10°, и способен в статических условиях разрушать (перерубать) металлические преграды толщиной, равной 0,5 калибра от размера выемки кумулятивной облицовки. Эффект плоской направленной кумуляции глубоко изучен и описан в технической литературе по исследованию быстропротекающих процессов, происходящих при взрыве, например, Л.П. Орленко и др. «Физика взрыва», Москва, Физматлит, 2002 г. С использованием данного эффекта созданы и широко используются удлиненные кумулятивные заряды и шнуры для разборки мостов, металлоконструкций, утилизации военной и гражданской техники, а также объектов в зоне стихийных бедствий службами МЧС при разборке завалов.

В период 1970 – 1985 гг. НИИ стали проводил серию совместных поисково-фундаментальных работ с Институтом гидродинамики СОАН СССР, направленных на реализацию эффекта плоской кумуляции и создание специальных защитных устройств динамической защиты бронированных объектов военной техники. Так, например, в 1984 г. НИИ стали разработал боеприпас динамической защиты объектов бронетанковой техники (авторское свидетельство № 199058 от 08.02.84), в котором заряд ВВ выполнен гофрированным и облицован металлом. Угол сгиба гофры составляет от 15° до 150°, что позволяет при углах сгиба 15°-100° получать при схлопывании металла облицовки плоские кумулятивные «НОЖИ», а при углах сгиба 100ч150° получать поражающие элементы типа «ударных ядер».

Такой направленный поток плоского кумулятивного «НОЖА» имеет по своей длине градиент скорости, что способствует увеличению времени активного воздействия на поражающее средство и воздействию одновременно несколькими кумулятивными потоками на сердечник бронебойного подкалиберного снаряда (БПС).

Испытания такого устройства проводились как в лабораторных условиях, так и в натурных условиях на полигоне обстрелом реальными снарядами.

Полученные результаты показали, что эффективность данного устройства не на много превосходила серийную встроенную динамическую защиту (ВДЗ) «Контакт-5». На рисунке 2 приведена фотография разработанного ОАО «НИИ стали» кумулятивного «ножа». Такой гофрированный кумулятивный «НОЖ» динамической защиты (ДЗ) помещался в плоскую коробку, и внешне ничем не отличался от обычной ДЗ.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьРис. 2. Конструктивный вариант исполнения гофрированного кумулятивного модуля, формирующего семь кумулятивных плоских ножей

На рисунке 3 приведена фотография модельного БПС при воздействии одиночного плоского кумулятивного «НОЖА» в статических условиях.

Рис. 3. Характер разрушения модели сердечника БПС при поперечном воздействии одиночного плоского кумулятивного ножа в статических Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьусловиях

В статике происходит разрушение (перерезание) сердечника БПС на части. В динамических условиях при движении сердечника БПС со скоростью V=1300ч1600 м/с происходит снижение воздействия кумулятивного «ножа» по причине размазывания направленного кумулятивного потока по длине активной части БПС, что снижает эффект разрушающего действия кумулятивного «ножа».

При воздействии кумулятивного «ножа» на кумулятивную струю противотанкового боеприпаса происходит ее разрушение: фрагментация на части, искривление, частичное разрушение и снос с траектории движения, что также приводит к снижению бронепробивного действия кумулятивной струи.

По сравнению с действием метаемой взрывом под углом плоской пластины особого выигрыша в разрушении кумулятивной струи в варианте «НОЖ» не наблюдается.

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьНа рисунке 4 приведена рентгенограмма разрушения кумулятивной струи при действии метаемой взрывом пластины.
 
Рис. 4. Характер разрушения кумулятивной струи лабораторного заряда при действии динамической защиты, реализующей принцип двухстороннего разлета пластин в противоположные стороны

Следует отметить, что данное техническое решение (авторское свидетельство № 199058) известно на Украине, т.к. в свое время НИИ стали вел совместные работы с ХКБМ им. А.А. Морозова по созданию перспективного танка, и ряд испытаний по НИОКР проводились на полигоне Павлоградского механического завода.

Известны работы в этом направлении и за рубежом. Так, например, имеется международный патент Германии DE 10119596A1 от 21.04.01 по реактивной броне направленного действия, в которой реализуется эффект плоского кумулятивного «НОЖА», но конструктивно выполненного несколько в ином варианте.

Исследования по созданию перспективных схем ДЗ, которые были проведены в ОАО «НИИ стали» в последнее время в рамках НИОКР, показали, что наиболее эффективным и технологически выгодным является создание тяжелой встроенной динамической защиты (ВДЗ). В тяжелой ВДЗ БПС разрушается на много частей в разных направлениях, благодаря совместному действию разлетающихся в противоположные стороны пластин (рисунок 5). Действие таких тяжелых пластин является весьма эффективным и от тандемных кумулятивных боеприпасов типа PARS-3.

Данное техническое решение в настоящее время реализовано в целях модернизации ранее выпущенных танков в ОКР «Реликт», и обеспечило снижение уровня бронепробития от современных оперенных БПС, тандемных ПТУР и противотанковых гранат средств ближнего боя.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьРис. 5. Характер разрушения натурного БПС БМ9 при действии тяжелой ВДЗ

Аналогичного подхода в создании динамической защиты придерживаются и в Германии, о чем были публикации М. Held на 19 международном симпозиуме по баллистике.

Методом численного моделирования проанализируем работу динамической защиты «НОЖ», которая официально рекламируется ГК «Укрспецэкспорт».

При моделировании рассматриваемых устройств ДЗ НИИ Стали использовал программный комплекс ANSYS, который достаточно корректно позволяет смоделировать процессы, происходящие при взрыве зарядов ВВ.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьНа рисунке 6 представлены геометрические характеристики модуля ДЗ «НОЖ».
 
Рис. 6. Геометрические характеристики модуля ДЗ «НОЖ»

На рисунке 7 показан одиночный профилированный кумулятивный заряд и его характеристики. На расстоянии 17 мм от торца заряда струя имеет вид, показанный на рисунке 8.

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьРис. 7. Геометрические характеристики одиночного профилированного кумулятивного заряда, входящего в модуль ДЗ «НОЖ»
 
Рис. 8. Кумулятивный «нож» от одиночного профилированного кумулятивного заряда. Время – 14 мкс

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьСкорость головной части струи V=3300м/с, а средний диаметр составляет 1,8 мм, при времени 14 мкс. Решалась задача моделирования воздействия защиты «НОЖ» на ударник, представляющий собой активную часть зарубежного БПС 829А3. Исходные данные приведены на рисунке 9.

Рис. 9. Схема для расчетов. 1 – БПС; 2 – лицевой экран; 3 – одиночный профилированный КЗ

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьПервый вариант инициирования модулей ДЗ, когда «НОЖ» срабатывает мгновенно, сразу же при ударе БПС по лицевому экрану. На рисунке 10 показана стадия внедрения головной части БПС в лицевой экран, и формирование под экраном кумулятивных «НОЖЕЙ» и их взаимное влияние друг на друга. На рисунке 11 показан процесс начала формирования кумулятивных «НОЖЕЙ». Если рассматривать эту задачу в статических условиях, то действие кумулятивных «НОЖЕЙ» будет более эффективное.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 10. Характер взаимодействия БПС с защитой "НОЖ"
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 11. Начало формирования кумулятивных "Ножей"
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 12. Кумулятивные "ножи" режут броневой экран
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 13. Броневой экран разрезан кумулятивными "ножами"
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
На рисунке 12 кумулятивные «НОЖИ» режут броневой экран. На 53 мкс завершается процесс пробития лицевого экрана (Рисунок 13), т. е. экран разрушается на отдельные фрагменты и в дальнейшем оказывает  воздействие на сердечник БПС не сплошной пластиной, метаемой взрывом от сдетонированных зарядов ВВ, а отдельными узкими частями разрушенного лицевого экрана в виде стержней.

Что касается действия стержней метаемых взрывом на БПС, то такие схемы проработаны и испытаны в 1990 – 2000 гг. НИИ Стали. Результаты приведены, например, в журнале «Вестник бронетанковой техники» № 1 за 1991 г., В.А. Кружков и др. «Исследование взаимодействия бронебойно-подкалиберного снаряда и поражающих элементов активной защиты».

Схема бокового метания стержней по эффективности защиты в условиях ее применения непосредственно в контакте при ударе БПС по защищаемой броне существенно уступает по сравнению с метаемой взрывом пластиной при контактном воздействии.

Преимущество есть только при воздействии стержней на сердечник БПС на некотором расстоянии от защищаемой брони, например, 1 – 2 метра. Тогда сердечник БПС успевает разрушиться на части и отклонится от начальной траектории на большие углы атаки.

Из приведенных результатов видно, что при первом варианте инициирования модулей ДЗ «НОЖ» вся бронепробивающая способность идет на то, чтобы только разрушить лицевой экран на части и практически полностью на нем срабатываются, и не оказывают разрушающего действия на сердечник БПС.

Второй вариант инициирования модулей ДЗ «НОЖ» - это, когда инициирование «НОЖА» происходит сразу после пробития БПС лицевого экрана.

С точки зрения эффективности воздействия на БПС это самый лучший вариант, т.е. воздействие кумулятивным «НОЖОМ» непосредственно на головную часть проникающего сердечника в зазоре между лицевым экраном и защищаемой броней.

На рисунках 14 и 15 показан процесс взаимодействия кумулятивного «НОЖА» с головной частью БПС по второму варианту инициирования без учета лицевого экрана.
 
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 14. Кумулятивный "нож" подходит к головной части БПС
Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 15. Воздействие кумулятивного "ножа" на движущийся БПС
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Главное состоит в том, что кумулятивная струя ДЗ «НОЖ» размазывается по боковой поверхности сердечника БПС и теряет свое поражающее бронепробивное действие по сравнению с эффективностью действия в статических условиях.

Повреждения, наносимые плоским кумулятивным «НОЖОМ» в динамических условиях, недостаточны для того, чтобы снаряд разрушился.

Для сравнения на рисунках 16 и 17 показан процесс взаимодействия аналогичного сердечника БПС с ДЗ «Реликт». Время – 190мкс и 600мкс. Характерными признаками воздействия на сердечник БПС метаемых взрывом тяжелых пластин в противоположные стороны (навстречу и вдогон), являются углы атаки, срабатывание сердечника на тыльной пластине, подворот и разрушение сердечника внутри каверны. И, как результат, резкое (до 40 – 50 %) снижение уровня бронепробития.

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальность
Рис. 16. Характер взаимодействия БПС с ДЗ «Реликт». Время – 190 мкс
 

Рис. 17. Характер взаимодействия БПС с ДЗ «Реликт». 600 мкс

Динамическая защита "Нож" - мифы и реальностьУчитывая, что в ДЗ «НОЖ» одновременно срабатывают все семь одиночных кумулятивных зарядов, а это 500 г взрывчатого вещества в одном модуле, а в кассете устанавливаются несколько модулей, то суммарная масса подрываемого ВВ составляет от 1,5 до 2,5 кг. При такой массе подрываемого ВВ лицевая крышка метается со скоростью 275 м/с, которая оказывает воздействие на сердечник БПС: подворачивает его на угол атаки, при котором нарушается внедрение головной части БПС в лицевой слой основной брони. Особенно сильно на это реагируют старые конструкции БПС (составные) типа БМ-22 «Заколка», БМ-42 «Манго». А по цельнокорпусным БПС из обедненного урана или из сплава ВНЖ эффективность такого одностороннего метания пластины навстречу значительно уступает двухстороннему метанию пластин навстречу и вдогон.

В ДЗ «Реликт» реализуется именно вариант наиболее эффективного воздействия на сердечник БПС, т.е. метание тяжелых пластин взрывом заряда ВВ в обе стороны: одну навстречу, другую вдогонку. Поэтому у украинской ДЗ «НОЖ» есть некоторые преимущества по сравнению с ДЗ «Контакт-5», только за счет того, что в ДЗ «НОЖ» подрывается одновременно от 1,5 до 2,5 кг ВВ по сравнению с 0,5 кг в российской ДЗ «Контакт-5». При этом надо учитывать, что ДЗ «НОЖ» лежит на основной броне (а что будет внутри танка?). В ДЗ «Реликт» подрывается одновременно до двух кг ВВ, но на расстоянии от брони, и нет прямого фугасного действия на броню за счет экранирования тыльной пластиной, удар которой по броне через демпфер несомненно слабее прямого фугасного воздействия взрыва на броню.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики динамической защиты «Нож», «Контакт-5» и «Реликт».

Обобщая всё вышесказанное, видно несомненное преимущество тяжелой ДЗ «Реликт», разработанной ОАО «НИИ стали», реализующей принцип двухстороннего воздействия метаемых взрывом броневых пластин навстречу и вдогон, по сравнению с украинской ДЗ «НОЖ» и ее модернизированным вариантом «ДУПЛЕТ».

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ «НОЖ», «КОНТАКТ-5», «РЕЛИКТ»:
 
Название, страна-изготовитель, фирма ДЗ "Нож",Украина, "Микротек" ДЗ "Контакт-5", Россия, ОАО "НИИ стали" ДЗ "Реликт", Россия, ОАО "НИИ стали"
Название Встроенная Встроенная Встроенная
Тип защиты Противоснарядная, противокумулятивная Противоснарядная, противокумулятивная Противоснарядная, противокумулятивная, включая тандемные боеприпасы
Принцип действия Последовательное действие удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ) Одностороннее действие пластин навстречу боеприпасу Двухсторонее действие пластин навстречу и вдогон
Снижение уровня бронепробития:
- от бронебойных подкалиберных снарядов 25% 20% 40%
- от моноблочных ПТУР 60% 60% 70%
- от тандемных ПТУР - - 50%
- от тандемных РПГ - - 95%
- от кумулятивных снарядов 40% 40% 70%
Скорость полета лицевой пластины, м/с 275 200 370
Скорость полета тыльной пластины, м/с - - 370
Масса подрываемого ВВ, кг 2,0 0,5 1,92
Основные повреждения, наносимые БПС Угол атаки - 10°, подворот БПС внутри каверны на 12° Угол атаки - 8°, подворот БПС внутри каверны на 10° Угол атаки - 15°, подворот БПС внутри каверны на 20°, разрушение сердечника внутри каверны
Основные повреждения, наносимые кумулятивной струе Деструкция кумулятивной струи Деструкция кумулятивной струи Деструкция кумулятивной струи
Система инициирования ДЗ От автономного пьезо-датчика, Vmin не определена Контактно при ударе боеприпаса Контактно при ударе боеприпаса
Преимущестава и недостатки ДЗ 
Подрываются все УКЗ (21 шт.), а по БПС и КС работают только 1-2 УКЗ.
Нарушается струеобразование УКЗ за счет взаимного влияния друг на друга.
Большие ослабленные зоны до 30%.
Большая трудоемкость изготовления.
Сложность ремонта и эксплуатации.
Низкая живучесть защиты при воздействии ОФС калибра 125мм.
Ослабленные зоны до 20%.
ЭДЗ 4С22 дешевле УКЗ.
Простота ремонта и эксплуатации.
Обеспечивается живучесть защиты от воздействия ОФС калибра 125мм.
 
Ослабленные зоны до 5%.
ЭДЗ 4С23 дешевле УКЗ.
Простота ремонта и эксплуатации.
Модульная конструкция ДЗ.
Обеспечивается живучесть защиты от воздействия ОФС калибра 125мм.
 
 
- Принят на вооружение в 1987 г. Принят на вооружение в 2006 г.
Поставлялся в Таиланде Поставлялся в 17 стран мира. Защищен международными патентами Поставлялся в 3 зарубежные страны. Защищен международными патентами
Нет сведений Проходил стрельбовые испытания за рубежом Проходил стрельбовые испытания в России
Нет сведений Неоднократно экспонировался на международных выставках по вооружению сухопутных войск Неоднократно экспонировался на международных выставках по вооружению сухопутных войск

Обсудить статью на Форуме Машиностроителей






Комментариев пока нет
{c_navigation}

Написать комментарий

Другие публикации по теме





Автоматизация промышленных предприятий Автоматизация промышленных предприятий
Диспетчеризация производства, идентификация и прослеживаемость, управление КПЭ (KPI)...
(495) 662-43-70
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси). Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Промышленное оборудование и инструмент
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Chicago Pneumatic (Чикаго Пневматик), Fuji (Фуджи), Desoutter, Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси), Korloy (Корлой), Seco tools, SGS tools, Onsrud, Fette, Guhring и пр. Оборудование для маркировки. Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Фаскосниматели (фаскорезы, кромкорезы), ручные фрезеры по металлу. Пневмодвигатели (пневматические двигатели, пневмомоторы).
(495) 668-13-58
ИРОК-2М. Купить. Инструкция.
Инструмент ИРОК-2М от производителя. Купить. Скачать инструкцию и другие документы. Прочий электромонтажный инструмент и электрокомпоненты.
(495) 668-13-58 доб. 4
Реклама на сайте и-Маш Реклама на сайте и-Маш      
pr()i-mash.ru