В Украине создают инновационный керамический щит для бронетехники

123

Специализированная внешнеторговая фирма «Прогресс» совместно с киевскими учеными разрабатывает инновационное решение для защиты отечественных боевых бронированных машин.

Нередкие случаи применения в районе антитеррористической операции пророссийскими боевиками новейших боеприпасов с термоупрочненным сердечником калибра 12,7 и 14,5 мм, которые имеют высокую степень бронепробиваемости, требуют от наших ученых и конструкторов ускорить работу в направлении повышения баллистической защищенности отечественных боевых бронированных машин (ББМ).

Самым простым способом обеспечить противопулевую защиту экипажа и элементов конструкции ББМ является установление металлической брони. До недавнего времени повышение уровня такой защиты осуществлялось двумя способами: увеличением толщины броневого листа и улучшением защитных свойств брони. Постепенно это приводило к увеличению массы бронемашины, а в конечном итоге негативно влияло на ее боевые и эксплуатационные характеристики.

Ученые ведущих стран мира активно работают над созданием новых сплавов, которые могли бы обеспечить более высокий уровень защиты при сохранении массы защитного элемента. Также броню укрепляют при помощи особой технологической обработки стальных сплавов. Еще один способ упрочнения металла — применение химико-термической обработки. Например, насыщение поверхностного слоя металла азотом с последующим образованием нитрида значительно увеличивает твердость поверхности и повышает уровень защитных свойств бронированного элемента. Поэтому современная азотированная стальная броня при одинаковом уровне защиты с необработанным металлом имеет толщину на 25-30% меньше.

Кроме металла, перспективным для защиты бронетехники является применение специальной керамики: карбида бора, карбида кремния, оксида алюминия. Защитный элемент на основе керамики при одинаковом уровне баллистической стойкости с соответствующим стальным имеет массу значительно меньше. Так, масса одного квадратного метра дополнительной защиты из специальной керамики от патрона калибра 12,7 мм составляет примерно 40-45 кг, тогда как стального листа — в пределах 60-70 кг.

Легким, прочным, но и самым дорогостоящим в производстве является карбид бора. На сегодняшний день ни одна страна в мире пока не освоила серийное производство с его использованием. Ведь применение технологии горячего прессования позволяет в течение производственного цикла получать лишь единичные изделия из карбида бора. Вторым по прочности и стоимости производства является карбид кремния. Он имеет массу несколько больше, чем карбид бора. Именно эти два материала благодаря своей относительно небольшой массе используются при изготовлении защитных керамических элементов для индивидуальных средств защиты.

В бронировании техники чаще всего применяется оксид алюминия. Это самый дешевый из керамических материалов. Он имеет несколько увеличенную массу по сравнению с карбидом бора и карбидом кремния. Например, защитный элемент из оксида алюминия имеет массу на 30% больше массы подобного элемента, изготовленного из карбида бора. Ясно, что для техники это некритично. Гораздо важнее, что изделия из оксида алюминия достаточно прочны, а технология их производства довольно проста. Здесь высокое давление не нужно, поэтому за один производственный цикл можно изготовить около тысячи изделий. Поэтому гораздо легче организовать серийное производство с применением именно этого керамического материала.

Значительным недостатком керамического бронирования является его низкая живучесть. Ведь керамическая броня под влиянием поражающего элемента растрескивается и теряет свои защитные свойства. Поэтому для локализации поврежденных участков керамического слоя ее производят в виде дискретных элементов, имеющих определенное конструктивно законченное исполнение. Обычно они имеют форму цилиндра или плитки. Также для обеспечения лучшей ремонтопригодности в полевых условиях защитные керамические элементы изготавливаются в виде отдельных блоков.

В Украине нет промышленного производства защитных элементов на основе керамики. Ряд отечественных компаний и научных учреждений проводят инициативные разработки в этом направлении. Однако дальше опытных образцов дело пока не идет. Поэтому на этом фоне достаточно перспективным представляется совместный проект компании «Прогресс», Киевского национального университета имени Тараса Шевченко и Учебно-научного центра «Физико-химическое материаловедение» НАН Украины по разработке навесной керамополимерной бронепанели для дополнительной защиты ББМ от поражения крупнокалиберными бронебойными патронами калибра 12,7 мм и 14,5 мм. Работа выполняется на основании технической задачи одного из ведущих отечественных предприятий — разработчиков бронетехники.

Бронепанели имеют макрослоистую компоновку и состоят из дискретного керамического слоя, находящегося в высокопрочной полимерной матрице, и текстильно-полимерного удерживающего слоя. Дополнительно бронепанели могут быть оснащены подкладкой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Крепить их на штатной брони ББМ планируют с помощью шпилечного соединения.

Кстати, такую ​​конструкцию бронепанели обусловили результаты последних исследований. Они доказывают, что именно многослойные конструкции, сочетающие элементы керамики и полимерные композиты, способны обеспечить надежную защиту от высокоэнергетических динамических нагрузок. Происходит это благодаря сочетанию различных по природе свойств, создающих условия для трансформации кинетической энергии пули и рассеивания энергии ударных нагрузок. Керамический слой принимает на себя удар поражающего элемента и обеспечивает условия для пластического деформирования бронебойного сердечника пули. Далее полимерный композит рассеивает энергию (путем деформации и разрушения высокопрочных армированных волокон), которая осталась после разрушения керамики.

Бронепанели изготавливаются исключительно из отечественных материалов по специально разработанной технологии. В качестве дискретного керамического слоя применяется корунд (минерал, кристаллический оксид алюминия).

Представитель компании «Прогресс» рассказал, что сейчас изготовлено несколько вариантов защитных элементов, которые испытывали по программе и методикам предприятия-заказчика. Результаты баллистических испытаний подтвердили способность бронепанели сдерживать пули калибра 12,7 и 14,5 мм. Также во время полевых испытаний была подтверждена их высокая ремонтопригодность. Ведь поврежденные в результате попадания пули дискретные керамические элементы легко заменяются новыми, которые заливают специальным раствором. Он быстро затвердевает, и уже через 10-20 минут отремонтированная защитная панель готова к дальнейшему использованию.

Предполагается, что масса квадратного метра бронепанели, которая будет защищать от патронов калибра 12,7 мм, составит 43-47 кг, а от патронов калибра 14,5 мм — 93-95 кг. Отечественные специалисты также работают над созданием защитных керамических элементов, которые смогут обезопасить от боеприпасов калибра 30 мм. В дальнейшем наличие различных образцов бронепанели позволит в зависимости от выполняемых задач бронировать ББМ по разным классам защиты. При этом благодаря модульному подходу в построении бронирования делать это станет возможным оперативно, даже в полевых условиях.

Производитель рассчитывает до конца этого года доработать и представить бронепанели на определяющие ведомственные испытания в оборонное ведомство. Также в его амбициозных планах — со временем наладить серийное производство навесной керамополимерной бронепанели для дополнительной защиты отечественных боевых бронированных машин.

Андрей ЛЫСЕНКО, «Народная армия»

Поделиться:
Загрузка...