Военные транспортные средства обычно бронированы (или бронированы; см. различия в написании ), чтобы выдерживать воздействие шрапнели , пуль , снарядов , ракет и снарядов , защищая персонал внутри от огня противника. Такие транспортные средства включают бронированные боевые машины , такие как танки , самолеты и корабли .
Гражданские автомобили также могут быть бронированными. К таким автомобилям относятся автомобили, используемые должностными лицами (например, президентские лимузины ), репортерами и другими лицами в зонах конфликтов или там, где распространены насильственные преступления. Гражданские бронированные автомобили также обычно используются охранными фирмами для перевозки денег или ценностей, чтобы снизить риск ограбления на шоссе или угона груза.
Броня также может использоваться в транспортных средствах для защиты от угроз, отличных от преднамеренного нападения. Некоторые космические аппараты оснащены специализированной броней для защиты от ударов микрометеоритов или фрагментов космического мусора . Современные самолеты с реактивными двигателями обычно оснащены своего рода броней в виде арамидного композитного кевларового бандажа вокруг корпуса вентилятора или стенок для сдерживания мусора, встроенных в корпус их газотурбинных двигателей, чтобы предотвратить травмы или повреждение планера в случае, если вентилятор, компрессор или лопатки турбины оторвутся. [1]
Конструкция и назначение транспортного средства определяют количество брони, так как броня часто очень тяжелая, а чрезмерное количество брони ограничивает подвижность. Чтобы уменьшить эту проблему, исследуются некоторые новые материалы ( наноматериалы ) и составы материалов, которые включают в себя buckypaper [ 2 ] и алюминиевые пенопластовые броневые пластины. [3]
Катаная гомогенная броня прочная, твердая и жесткая (не раскалывается при быстром и сильном ударе). Сталь с такими характеристиками производится путем обработки литых стальных заготовок соответствующего размера и последующей прокатки их в пластины требуемой толщины. [4] Прокатка и ковка (ковка стали, когда она раскалена докрасна) выглаживают зернистую структуру стали, удаляя недостатки, которые могли бы снизить прочность стали. [5] Прокатка также удлиняет зернистую структуру стали, образуя длинные линии, которые позволяют напряжению, которому подвергается сталь при нагрузке, распределяться по всему металлу, а не концентрироваться в одной области. [6]
.jpg/1280px-Fox_Scout_Car_(6553547749).jpg)
Алюминий используется, когда необходим малый вес. Чаще всего он используется на БТР и бронированных автомобилях . Хотя это, конечно, не самый прочный металл, он дешевый, легкий и достаточно прочный, чтобы служить легкой броней.
Кованое железо использовалось на бронированных военных кораблях . Ранние европейские железные доспехи состояли из 10–12,5 см кованого железа, подкрепленного до одного метра цельного дерева . С тех пор его заменили сталью, поскольку сталь была значительно прочнее.
Титан почти в два раза плотнее алюминия, но может иметь предел текучести, аналогичный высокопрочным сталям, что дает ему высокую удельную прочность . Он также имеет высокую удельную упругость и удельную вязкость. Поэтому, несмотря на свою более высокую стоимость, он находит применение в областях, где вес является проблемой, таких как личная броня и военная авиация . Некоторые известные примеры его использования включают в себя самолет ВВС США A-10 Thunderbolt II и советский/российский штурмовик Су-25 , использующий титановый кожух в форме ванны для пилота, а также советский/российский ударный вертолет Ми-24 .
Из-за своей высокой плотности обедненный уран также может использоваться в танковой броне, зажатый между листами стальной брони. Например, некоторые поздние танки M1A1HA и M1A2 Abrams, построенные после 1998 года, имеют армирование DU как часть броневой плиты в передней части корпуса и передней части башни, и существует программа по модернизации остальной части (см. броня Chobham ).
Пластиковый металл был типом брони для транспортных средств, первоначально разработанной для торговых судов Британским Адмиралтейством в 1940 году. Первоначальный состав описывался как 50% чистого гранита размером в полдюйма, 43% известнякового минерала и 7% битума . Обычно он наносился слоем толщиной в два дюйма и подкреплялся сталью толщиной в полдюйма .
Пластиковая броня была очень эффективна для остановки бронебойных пуль , поскольку твердые гранитные частицы отклоняли пулю, которая затем застревала между пластиковой броней и стальной опорной пластиной. Пластиковую броню можно было наносить, заливая ее в полость, образованную стальной опорной пластиной и временной деревянной формой.
В броне некоторых основных боевых танков (ОБТ) используются полимеры, например, полиуретан, используемый в накладной броне «БДД», применяемой на модернизированных Т-62 и Т-55 .
Пуленепробиваемое стекло — разговорный термин для стекла , которое особенно устойчиво к проникновению при попадании пуль . В промышленности его обычно называют пуленепробиваемым стеклом или прозрачной броней .
Пуленепробиваемое стекло обычно изготавливается с использованием прочного, но прозрачного материала, такого как поликарбонатный термопластик , или с использованием слоев ламинированного стекла . Желаемым результатом является материал с внешним видом и светопропускающими свойствами стандартного стекла, который обеспечивает различную степень защиты от огня стрелкового оружия .
Слой поликарбоната, обычно состоящий из таких продуктов, как Armormax, Makroclear , Cyrolon, Lexan или Tuffak, часто зажат между слоями обычного стекла. Использование пластика в ламинате обеспечивает ударопрочность, например, физическое нападение с помощью молотка, топора и т. д. Пластик обеспечивает небольшую защиту от пуль. Стекло, которое намного тверже пластика, сплющивает пулю и тем самым предотвращает проникновение. Этот тип пуленепробиваемого стекла обычно имеет толщину 70–75 мм (2,8–3,0 дюйма).
Пуленепробиваемое стекло, изготовленное из слоев ламинированного стекла, изготавливается из стеклянных листов, склеенных вместе поливинилбутиралем , полиуретаном или этиленвинилацетатом . Этот тип пуленепробиваемого стекла регулярно использовался на боевых машинах со времен Второй мировой войны ; его толщина обычно составляет около 100–120 мм (3,9–4,7 дюйма), и он, как правило, чрезвычайно тяжелый.
Разрабатываются новые материалы. Один из них, оксинитрид алюминия , намного легче, но при цене 10–15 долларов США за квадратный дюйм он намного дороже.
Точный механизм керамики для поражения HEAT был раскрыт в 1980-х годах. Высокоскоростная съемка показала, что керамический материал разрушается при проникновении снаряда HEAT, высокоэнергетические осколки разрушают геометрию металлической струи, генерируемой кумулятивным зарядом , значительно уменьшая проникновение. Керамические слои также могут использоваться как часть композитных брони. Высокая твердость некоторых керамических материалов служит разрушителем, который разрушает и распространяет кинетическую энергию снарядов.
Композитная броня — это броня, состоящая из слоев двух или более материалов с существенно разными физическими свойствами; сталь и керамика являются наиболее распространенными типами материалов в композитной броне. Композитная броня была первоначально разработана в 1940-х годах, хотя она не была введена в эксплуатацию до гораздо более позднего времени, и ранние образцы часто игнорируются перед лицом более новой брони, такой как броня Chobham . Эффективность композитной брони зависит от ее состава и может быть эффективна против кинетических проникающих боеприпасов , а также кумулятивных боеприпасов ; тяжелые металлы иногда включаются специально для защиты от кинетических проникающих боеприпасов.
Композитная броня, используемая на современных западных и израильских основных боевых танках, в основном состоит из элементов невзрывной реактивной брони (NERA) — типа реактивной брони . Эти элементы часто представляют собой ламинат, состоящий из двух твердых пластин (обычно из стали высокой твердости) с некоторым промежуточным материалом низкой плотности между ними. При ударе промежуточный слой разбухает и перемещает пластины, нарушая тепловые «струи» и, возможно, ухудшая кинетическую энергию снарядов. За этими элементами будет некоторый опорный элемент, предназначенный для остановки деградировавшей струи или элемента снаряда, который может быть из стали высокой твердости или некоторого композита стали и керамики или, возможно, урана.
Советские основные боевые танки, начиная с Т-64 , использовали композитную броню, которая часто состояла из некоторого количества наполнителя низкой плотности между относительно толстыми стальными пластинами или отливками, например, Комбинация К. [ 7] Например, башня Т-64 имела слой керамических шариков и алюминия, зажатых между слоями литой стальной брони, [8] в то время как некоторые модели Т-72 имеют стеклянный наполнитель под названием «Кварц». Лобовая часть танка часто представляла собой сэндвич из стали и некоторого количества наполнителя низкой плотности, либо текстолита ( армированного стекловолокном полимера), либо керамических пластин. [9] Более поздние башни Т-80 и Т-72 содержали элементы NERA, аналогичные тем, которые обсуждались выше. [10] [11]
Поясная броня — это слой брони снаружи корпуса (плавсредства) военных кораблей, как правило, на линкорах , линейных крейсерах , крейсерах и некоторых авианосцах . [12]
Обычно пояс охватывает палубу и немного ниже ватерлинии судна . Если он встроен в корпус, а не образует внешний корпус, его можно установить под наклоном, чтобы улучшить защиту.
При попадании снаряда или торпеды поясная броня предназначена для предотвращения проникновения, либо будучи слишком толстой для проникновения боеголовки, либо наклоненной до такой степени, чтобы отклонить любой из снарядов. Часто основная поясная броня дополнялась торпедной переборкой, расположенной на расстоянии нескольких метров позади основного пояса, предназначенной для сохранения водонепроницаемой целостности корабля даже в случае пробития основного пояса.
Воздушное пространство между поясом и корпусом также добавляет плавучести . Несколько военных судов имели поясную броню, которая была тоньше или мельче, чем было желательно, для ускорения производства и экономии ресурсов.
Броня палубы на авианосцах обычно располагается на уровне полетной палубы , но на некоторых ранних авианосцах она находилась на уровне ангарной палубы . (См. бронированная полетная палуба .)
Бронирование не распространено на самолетах, которые обычно полагаются на свою скорость и маневренность, чтобы избегать атак вражеских самолетов и наземного огня, а не пытаться противостоять ударам. Кроме того, любая броня, способная остановить огонь крупнокалиберных зенитных орудий или осколки ракет, приведет к неприемлемому увеличению веса. Поэтому обычно бронируются только жизненно важные части самолета, такие как катапультируемое кресло и двигатели. Это одна из областей, где титан широко используется в качестве броневого покрытия. Например, в американском Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II и советском штурмовике Су-25 , а также в штурмовом вертолете Ми-24 Hind пилот сидит в титановом корпусе, известном как «ванна» из-за его формы. Кроме того, лобовые стекла более крупных самолетов, как правило, изготавливаются из ударопрочных, ламинированных материалов , даже на гражданских судах, чтобы предотвратить повреждения от ударов птиц или другого мусора.
Наиболее бронированными машинами на сегодняшний день являются основные боевые танки , которые являются острием наземных войск и разработаны для противостояния управляемым противотанковым ракетам , кинетически-энергетическим пенетраторам , осколочно-фугасному противотанковому оружию, угрозам ядерного, биологического и химического оружия , а в некоторых танках даже снарядам с крутой траекторией. Израильские танки Merkava были разработаны таким образом, что каждый компонент танка функционирует как дополнительная резервная броня для защиты экипажа. Внешняя броня является модульной и позволяет быстро заменять поврежденные части.
Для эффективности самая тяжелая броня на боевой бронированной машине (ББМ) располагается спереди. Тактика танка требует, чтобы машина всегда была обращена в сторону вероятного направления огня противника, насколько это возможно, даже при обороне или отступлении .
Наклонная и изогнутая броня могут как повысить ее защиту. При фиксированной толщине броневой плиты снаряд, бьющий под углом, должен пробить больше брони, чем тот, который бьёт перпендикулярно . Наклонная поверхность также увеличивает вероятность отклонения снаряда. Это можно увидеть в конструкциях V-образного корпуса , которые направляют силу самодельного взрывного устройства или мины от отсека экипажа, повышая выживаемость экипажа . [13]
Начиная с Холодной войны , многие ББМ имеют противоосколочные подбои внутри брони, предназначенные для защиты экипажа и оборудования внутри от осколков (отколов), высвобождаемых при ударе вражеских снарядов, особенно осколочно-фугасных боеголовок. Противоосколочные подбои изготавливаются из арамидов ( кевлар , тварон ), сверхвысокомолекулярного полиэтилена ( дайнима , спектральный щит ) или подобных материалов.
Appliqué armor, [14] или дополнительная броня, состоит из дополнительных пластин, устанавливаемых на корпус или башню ББМ. Пластины могут быть изготовлены из любого материала и предназначены для модернизации ББМ, чтобы противостоять оружию, которое может пробить оригинальную броню машины. [15] [16] Преимущество appliqué armor заключается в возможности адаптировать уровень защиты машины к определенному сценарию угрозы.
Броня транспортных средств иногда импровизируется в разгар вооруженного конфликта экипажами транспортных средств или отдельными подразделениями. Во время Второй мировой войны британские, канадские и польские танкисты приваривали запасные полосы гусениц танков к корпусам своих танков Sherman . [17] Американские танкисты часто добавляли мешки с песком в корпус и башни танков Sherman, часто в сложную клетку из балок. Некоторые танки Sherman были усилены броней в полевых условиях с помощью лобовых пластин и другой брони, вырезанной из подбитых танков, чтобы создать импровизированные Jumbos , названные в честь тяжелобронированного штурмового танка M4A3E2 . Во время войны во Вьетнаме американские « пушечные грузовики » были бронированы мешками с песком и стальными бронеплитами местного производства. [18] Совсем недавно американские войска в Ираке бронировали Humvee и различные военные транспортные средства подручными материалами: это стало известно американцам как « броня hillbilly » или «броня haji». [17] Более того, произошел инцидент с Killdozer , когда модифицированный бульдозер был бронирован композитным материалом из стали и бетона, который оказался весьма устойчивым к стрелковому оружию.
Броня с двумя или более пластинами, расположенными на расстоянии друг от друга, называемая разнесенной броней, используется со времен Первой мировой войны , где она использовалась на танках Schneider CA1 и Saint-Chamond . Разнесенная броня может быть выгодна в нескольких ситуациях. Например, она может снизить эффективность кинетических проникающих снарядов , поскольку взаимодействие с каждой пластиной может привести к падению, отклонению, деформации или распаду снаряда. Этот эффект может быть усилен, если броня наклонная . Разнесенная броня также может обеспечить повышенную защиту от кумулятивных снарядов. Это происходит из-за того, что кумулятивная боеголовка может детонировать преждевременно (на первой поверхности), так что образующаяся металлическая струя теряет свою когерентность до того, как достигнет основной брони и поразит более широкую область. Иногда внутренние поверхности этих полых полостей наклонены, представляя углы к предполагаемому пути кумулятивной струи заряда, чтобы еще больше рассеять ее мощность. В крайнем случае, относительно тонкие броневые пластины, металлическая сетка или решетчатые пластины , намного легче, чем полностью защитная броня, могут быть прикреплены в качестве боковых юбок или юбок башни, чтобы обеспечить дополнительную защиту от такого оружия. Это можно увидеть в немецких танках середины и конца Второй мировой войны , а также во многих современных ББМ . В целом, разнесенная броня может обеспечить значительно повышенную защиту при экономии веса.
Аналогичный щит Уиппла использует принцип разнесенной брони для защиты космических аппаратов от ударов очень быстрых микрометеоритов . Удар о первую стенку расплавляет или разбивает входящую частицу, в результате чего осколки разлетаются по более широкой площади при ударе о последующие стенки.
Наклонная броня — это броня, которая устанавливается под углом, отличным от вертикального и горизонтального, как правило, на танках и других бронированных боевых машинах. Для заданной нормали к поверхности брони, толщины ее пластины, увеличение наклона брони повышает уровень защиты брони за счет увеличения толщины, измеренной в горизонтальной плоскости, в то время как для заданной плотности площади брони защита может быть как увеличена, так и уменьшена за счет других эффектов наклона, в зависимости от используемых материалов брони и качеств снаряда, поражающего ее. Повышенная защита, вызванная увеличением наклона при сохранении постоянной толщины пластины, обусловлена пропорциональным увеличением плотности площади и, следовательно, массы, и, таким образом, не дает никаких преимуществ по весу. Поэтому другие возможные эффекты наклона, такие как отклонение, деформация и рикошет снаряда, стали причинами применения наклонной брони в конструкции бронированных машин. Другим мотивом является тот факт, что наклонная броня является более эффективным способом покрытия необходимого оборудования, поскольку она охватывает меньший объем с меньшим количеством материала. Самые острые углы обычно видны на лобовой детали корпуса, поскольку именно эта сторона корпуса наиболее подвержена попаданию снарядов, а также потому, что в продольном направлении транспортного средства имеется больше места для наклона.
Взрывчатая реактивная броня , первоначально разработанная немецким исследователем Манфредом Хельдом во время работы в Израиле, использует слои взрывчатого вещества, зажатые между стальными пластинами. Когда кумулятивная боеголовка попадает в боеголовку, взрывчатое вещество детонирует и вдавливает стальные пластины в боеголовку, нарушая поток жидкого металлического пенетратора заряда (обычно это медь при температуре около 500 градусов по Цельсию; [ требуется ссылка ] ее можно заставить течь как воду при достаточном давлении). Традиционная «легкая» ДЗ менее эффективна против кинетических пенетраторов. «Тяжелая» реактивная броня, однако, обеспечивает лучшую защиту. Единственным примером, в настоящее время находящимся на широком вооружении, является российский Kontakt-5 . Взрывчатая реактивная броня представляет угрозу для дружественных войск вблизи транспортного средства.
Невзрывная реактивная броня — это усовершенствованная разнесенная броня, в которой используются материалы, изменяющие свою геометрию для повышения защиты при ударных нагрузках.
Системы активной защиты используют датчик для обнаружения приближающегося снаряда и запускают на его пути контрснаряд.
Решетчатая броня предназначена для защиты от противотанковых ракетных и ракетных атак, где боеголовка представляет собой кумулятивный заряд . Планки расположены таким образом, что боеголовка либо частично деформируется перед детонацией, либо взрыватель повреждается, тем самым полностью предотвращая детонацию. Поскольку кумулятивные заряды полагаются на очень специфическую структуру для создания струи горячего металла, любое нарушение этой структуры значительно снижает эффективность боеголовки. [19] Решетчатая броня может быть побеждена конструкциями с тандемным зарядом , такими как РПГ-27 и РПГ-29 . [20]
Электрическая броня — недавняя разработка Лаборатории оборонной науки и технологий в Соединенном Королевстве . [ 21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] Транспортное средство оснащено двумя тонкими оболочками, разделенными изоляционным материалом. Внешняя оболочка удерживает огромный электрический заряд , в то время как внутренняя оболочка находится на земле. Если входящая кумулятивная струя проникает во внешнюю оболочку и образует мост между оболочками, электрическая энергия разряжается через струю, разрушая ее. Испытания до сих пор были чрезвычайно многообещающими, и есть надежда, что улучшенные системы смогут защитить от проникающих KE-средств. Разработчики серии бронированных транспортных средств Future Rapid Effect System (FRES) рассматривают эту технологию. [ необходима цитата ]
{{cite journal}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )