Композитная броня — это тип брони транспортного средства, состоящий из слоев различных материалов, таких как металлы , пластики , керамика или воздух . Большинство композитных доспехов легче, чем их цельнометаллические эквиваленты, но вместо этого занимают больший объем для той же стойкости к проникновению. Можно спроектировать композитную броню прочнее, легче и менее объемной, чем традиционная броня, но стоимость часто оказывается непомерно высокой, что ограничивает ее применение особенно уязвимыми частями транспортного средства. Ее основная цель — помочь победить осколочно-фугасные противотанковые (HEAT) снаряды.
HEAT представлял серьезную угрозу для бронетехники с момента своего появления во Второй мировой войне . Легкие и небольшие снаряды HEAT, тем не менее, могли пробить сотни миллиметров самой прочной стальной брони . Способность большинства материалов поражать HEAT следует «закону плотности», который гласит, что проникновение кумулятивных струй пропорционально квадратному корню плотности облицовки кумулятивного заряда (обычно меди ), деленной на квадратный корень плотности цели. С точки зрения веса, более легкие цели более выгодны, чем более тяжелые, но использование большого количества легких материалов имеет очевидные недостатки с точки зрения механической компоновки. Некоторые материалы имеют оптимальный компромисс с точки зрения плотности, что делает их особенно полезными в этой роли. [2]
Некоторые ранние броненосцы использовали броню, состоящую из нескольких слоев более тонкой брони, скрепленных болтами или сваренных вместе. Результаты были значительно менее эффективными для заданной общей толщины, чем одна пластина, но это было сделано, потому что изготовление более толстых пластин или пластин с различными металлургическими свойствами по всей их толщине (например, броня Харви ) было непомерно дорогим или слишком технически сложным. Тик использовался для сэндвичей из слоев, которые нельзя было легко подогнать друг к другу, или для обеспечения подложки, чтобы ловить осколки. [3]
Во время Второй мировой войны, в попытке обеспечить защиту от немецкого противотанкового оружия Panzerfaust , M4A3 был оснащен броневой «наборкой», включающей смесь кварцевого гравия, асфальта и древесной муки, известной как «HCR2». Эта дополнительная броня была успешно испытана в реальном бою в сентябре 1945 года как против немецкого Panzerfaust, так и против 76-мм высокоскоростных бронебойных боеприпасов (HVAP). [4] Помимо этого раннего испытания, первая серьезная разработка началась в рамках экспериментальной серии T95 армии США с середины 1950-х годов. T95 отличался бронёй с кремниевым сердечником , которая содержала пластину из плавленого кварцевого стекла между прокатными стальными пластинами. Останавливающая способность стекла превышает останавливающую способность стальной брони по толщине, и во многих случаях стекло более чем в два раза эффективнее стали по толщине. Хотя T95 так и не был запущен в производство, ряд его концепций был использован в M60 Patton , а на этапе разработки (как XM60) броня с кремниевым сердечником, по крайней мере, рассматривалась для использования, хотя она и не была особенностью серийных машин. [2]
Первое широко распространенное использование композитной брони, по-видимому, было на советском танке Т-64 . Он использовал броню, известную как комбинация К , которая, по-видимому, представляет собой армированный стекловолокном пластик , зажатый между внутренними и внешними стальными слоями. Благодаря механизму, называемому тиксотропией , смола превращается в жидкость под постоянным давлением, что позволяет формовать броню в изогнутые формы. Более поздние модели Т-64, наряду с более новыми конструкциями, используют смоляной агрегат, наполненный карбидом бора , для значительно улучшенной защиты [ необходима цитата ] . Советы также вложили значительные средства в реактивную броню , что позволило им контролировать качество даже после производства.
Среди стран НАТО и союзников наиболее распространенным типом композитной брони сегодня является броня Chobham , [ требуется ссылка ] впервые разработанная и использованная британцами в экспериментальном танке FV 4211, который был основан на компонентах танка Chieftain . Chobham использует несколько невзрывных реактивных броневых пластин (NERA), которые помещают слой эластомера (например, резины) между двумя пластинами стальной брони. Было показано, что это значительно увеличивает устойчивость к кумулятивным снарядам, даже по сравнению с другими конструкциями композитной брони. Chobham был таким улучшением, что вскоре его также использовали на новом американском основном боевом танке (MBT) M1 Abrams . Необходимость установки нескольких наклонных пластин вместе с внешним стальным слоем для защиты массива брони придает Challenger и Abrams их «плоскосторонний» вид.
У Советов/России была композитная броня, похожая на западную «NERA», с резиновыми сэндвичами между стальными пластинами. [5] Было подтверждено, что эта броня находится внутри брони «Super Dolly Parton» танка T-72B, но есть подозрения, что она также находится внутри танка T-80A, поскольку маловероятно, что Советы установили бы худшую броню на свой «главный» танк.
Броня Chobham побеждает боеголовки HEAT, разрушая высокоскоростную струю, генерируемую боеголовкой. Внешняя стальная пластина «burster» детонирует оболочку и защищает композитный массив от взрыва, увеличивая многоочаговые возможности брони. Пройдя через пластину-burster, струя проникает в первую пластину NERA и начинает сжимать эластомер. Эластомер быстро достигает максимального сжатия и быстро расширяется, толкая две стальные пластины в противоположных направлениях. Именно движение стальных пластин нарушает струю, как подавая больше материала на путь струи, так и создавая боковые силы, чтобы разорвать струю на части. Эффективность системы была наглядно продемонстрирована в « Буре в пустыне» , где ни один танк британской армии Challenger не был потерян из-за огня вражеских танков. (Однако один из них был уничтожен дружественным огнем 25 марта 2003 года, в результате чего погибли два члена экипажа после того, как снаряд HESH взорвался на люке командира, вызвав попадание высокоскоростных осколков в башню . [6] ) Броня типа Chobham в настоящее время находится в третьем поколении и используется на современных западных танках, таких как британский Challenger 2 и американский M1 Abrams . Abrams также уникален тем, что в нем используются броневые пластины из обедненного урана в сочетании с композитной броней, что повышает общую защиту машины. Leopard 2A4 похож на него тем, что в нем используются вставки из вольфрама.
Все современные основные боевые танки третьего поколения используют композитные массивы брони в своей конструкции. Хотя многие из этих машин имеют композитную броню, постоянно интегрированную с машиной, японские танки Type 10 и Type 90 Kyū-maru MBT, французский Leclerc , иранский Karrar , турецкий Altay , индийский Arjun , итальянский Ariete и китайские танки Type 96/98 и Type 99 используют модульную композитную броню, где секции композитной брони можно легко и быстро заменить или модернизировать с помощью модулей брони. Принятие модульной конструкции композитной брони обеспечивает гораздо более эффективную и простую модернизацию и замену брони.
Советские/российские основные боевые танки, такие как Т-90, Т-80 США и китайские Тип 96/99, используют композитную броню в тандеме с динамической защитой (ERA), что затрудняет проникновение кумулятивных боеприпасов, таких как кумулятивные снаряды и ракетные боеголовки, через лобовую и часть боковой брони. Самые продвинутые версии этой брони, такие как броня Реликт и Контакт-5, обеспечивают защиту не только от кумулятивных зарядов, но и от кинетических проникающих снарядов , используя взрывную силу для разрыва снаряда.
Аппликационная броня также использовалась в сочетании с композитной броней для обеспечения повышенной защиты и замены существующих композитных массивов на транспортном средстве. Немецкий Leopard 2A5 отличался отличительными ламинированными бронемодулями с наконечниками стрел, которые устанавливались непосредственно на композитные массивы башни, что значительно увеличивало защиту по сравнению с предыдущей моделью 2A4.
Композитная броня с тех пор применяется к меньшим транспортным средствам, вплоть до автомобилей размером с джип . Многие из этих систем применяются в качестве модернизации существующей брони, что затрудняет их размещение вокруг всего транспортного средства. Тем не менее, они часто оказываются на удивление эффективными; модернизация канадских M113 с использованием керамической брони MEXAS была проведена в 1990-х годах после того, как стало ясно, что она обеспечит большую защиту, чем недавно построенные БМП, такие как M2 Bradley . [ необходима цитата ]
В 2004 году американец Марвин Химейер использовал специальную композитную броню на своем бульдозере Komatsu D355A («который он называл MK Tank, а в популярной культуре Killdozer»), использовавшуюся в буйстве в ответ на спор с городом, в котором он жил, по вопросу зонирования. Броня, в некоторых местах толщиной в 1 фут (30 см), состояла из слоя бетона, зажатого между слоями стали , что успешно сделало транспортное средство непроницаемым для огня из стрелкового оружия и небольших взрывчатых веществ, используемых правоохранительными органами в попытке остановить транспортное средство.