Для обеспечения защиты от кумулятивных средств поражения в комбинированном бронировании танков применяются самые разные материалы и структуры, начиная от керамики и заканчивая «полуактивной» броней. Тяжёлые сплавы на основе вольфрама могли бы составить им достойную конкуренцию и даже превзойти их, если бы не высокая плотность и, соответственно, масса.

Новости СМИ2

Вместо введения

Прежде всего хочется сказать о том, что тяжёлые сплавы на основе вольфрама — это далеко не какой-нибудь стеклотекстолит или керамика, которые способны обеспечить защиту исключительно от кумулятивных боеприпасов и быть не такими уж полезными в плане стойкости к подкалиберным снарядам. Они работают и от того, и от другого, однако в рамках данной статьи мы рассмотрим исключительно противокумулятивную стойкость этих материалов, взяв за основу известный многим ВНЖ — сплав вольфрама, никеля и железа с плотностью 17,2 грамма на куб. сантиметр.

Разумеется, быть универсальным мерилом этот сплав не может — всё-таки даже в рамках комбинации ВНЖ существует множество вариаций, влияющих на её характеристики. Тем не менее высокая плотность сего сплава, освоенность промышленностью, а также активное его использование в производстве снарядов позволяют сделать некоторые выводы о том, насколько вообще (читай — в целом) вольфрам пригоден для защиты от кумулятивных средств поражения.

При этом важно понимать, что само по себе комбинированное бронирование танка подразумевает обеспечение заданного уровня защищённости от поражающих средств при меньшей, чем у сплошного стального массива, массе брони и, желательно, небольших её габаритах. Тяжёлые сплавы сразу оба этих условия удовлетворить не могут (о чём ниже), да и сами танкостроители особых надежд к ним не питают и в производство не внедряют. Здесь разве что «Абрамсы» в пример привести можно — у них там сравнимый по плотности обеднённый уран, но не совсем ясно, в какой форме.

Так что эффективность вольфрамовых сплавов в данном случае интересна скорее с теоретической точки зрения, чем с практической. Но о ней — эффективности — поговорить всё же стоит.

Почти в два раза лучше стальной брони

К сожалению, на сегодняшний день не существует ни одного танка или даже прототипа, броня которого содержит в себе вставки из вольфрамовых сплавов, — есть разного рода слухи, что экспортные модификации американского «Абрамса» оснащаются подобным бронированием взамен секретных урановых компонентов, но это лишь слухи, и подтверждения им нет. Поэтому оценить, насколько эффективен вольфрам в реальных бронепакетах в сочетании с другими материалами, нельзя.

Тем не менее у нас, ещё во времена Советского Союза, проводились сравнительные испытания «голого» вольфрамового сплава и стальных броневых плит. Результаты этих испытаний были опубликованы в специализированной технической литературе и, по сути, являются довольно надёжным источником данных о противокумулятивной стойкости вольфрама, с помощью которых можно хотя бы приблизительно понять, насколько он вообще «полезен» в броне в сравнении со сталью.


В ходе этих мероприятий в качестве испытуемых материалов были взяты плиты из вольфрамового сплава ВНЖ с плотностью 17,2 грамма на кубический сантиметр и динамической твёрдостью 4000 МПа, а также броневой стали марки ПСП плотностью 7,95 грамма на куб. сантиметр (фактически в два раза меньшей, чем у ВНЖ) и динамической твёрдостью 3800 МПа.

На расстоянии 30 миллиметров от этих плит устанавливались одинаковые по конструкции (дабы соблюсти чистоту эксперимента) кумулятивные заряды калибром 25 мм, внутри которых находились медные конические облицовки диаметром 20 миллиметров с углом при вершине 60 градусов. Ну а по тому, насколько глубокие каверны (пробоины) оставляли эти заряды на ВНЖ и стали, и оценивалась противокумулятивная стойкость сплавов.

Результаты, надо сказать, оказались весьма неожиданными. Дело в том, что бронепробиваемость (глубину проникания кум. струи) можно посчитать на калькуляторе по формуле (из гидродинамической теории): L * (Рс/Рп)^0.5, где L — длина струи, Рс — плотность материала струи, Рп — плотность преграды, 0.5 — квадратный корень.

Из этой формулы также вытекает другая, показывающая соотношение глубин проникания кумулятивных струй в преграды разной плотности: L1/L2 = (Рп1/Рп2)^0.5, где L1 и L2 — глубины проникания струй в преграды той или иной плотности, Рп1 и Рп2 — плотности этих преград, 0.5 — корень квадратный. И, что интересно, со всякими сплавами, начиная от самых лёгких магниевых и заканчивая сталью, это всё работает, а вот со сплавами, плотность которых в два и более раз превышает сталь (тот же ВНЖ), — нет.

Ввиду большого сопротивления прониканию и массивного сокращения эффективной длины кумулятивной струи, вольфрамовые сплавы на практике показывают на 20 и более процентов меньшие цифры, чем в теории. И это наглядно продемонстрировал эксперимент.

Так, если вышеуказанные 25-мм кумулятивные заряды в серии опытов пробивали в среднем 85 (плюс-минус 3 мм) миллиметров стальной брони марки ПСП, то в случае с ВНЖ — 43 (плюс-минус 2 мм) миллиметра, хотя по теоретическим расчётам должны были пробивать около 58 мм. Причём данная тенденция в целом сохранялась и при увеличении расстояния между зарядом и вольфрамовой плитой, что можно увидеть на прикреплённом ниже изображении.


Таким образом, по стойкости к кумулятивным средствам поражения тяжёлые вольфрамовые сплавы превосходят сталь примерно в два раза. Конечно, с большими условностями, поскольку эксперимент включал в себя только лабораторные заряды малого калибра, поэтому с реальными кумулятивными снарядами будут некоторые отклонения в ту или иную сторону. Однако по этим данным общий, скажем так, посыл прослеживается.

Выводы

На самом деле, судя по результатам исследований, вольфрамовые сплавы в качестве противокумулятивного компонента брони довольно эффективны. Для примера, очень и очень утрированно, плита из ВНЖ толщиной 100-110 миллиметров может заменить плиту из броневой стали толщиной 200 мм. Это очень и очень много.

Если взять пресловутый текстолит, который на протяжении многих десятков лет был одним из составляющих брони советских танков, то в преградах по типу «сталь+текстолит+сталь» его слой толщиной 100 мм был равноценен примерно 60 миллиметрам стальной брони. С керамикой тоже ВНЖ не сравнить, 100 мм слои карбида бора, карбида кремния или корунда выдают максимум 125 мм стального эквивалента.

Тут только полуактивная броня по типу NERA посоревноваться может, и то с небольшим отрывом. Так что кандидат, если бы не стоимость, кажется, весьма перспективный. Однако никакой выгоды по массе он в рамках противокумулятивной защиты дать не может совсем.

Пресловутый текстолит, хоть и не обладая высокими параметрами защиты, имеет плотность не более 2 грамм на кубический сантиметр, поэтому его можно впихнуть и побольше, если габариты позволяют. У керамики тоже плотность выше 4 грамм особо и не найти, что даёт ей существенное преимущество над сталью. А у ВНЖ?

У ВНЖ всё пропорционально: даёт миллиметры стойкости к «кумулятивам» примерно в два раза выше, чем у стали, но и весит при этом в два раза больше стали. Размен в таком случае равнозначен и никакой пользы в экомии массы не несёт — разве что в плане сокращения габаритов (толщины) бронирования.

Источник:
«Противокумулятивная стойкость брони из тяжёлых сплавов». Б.А. Добряков, А.А. Кожушко, Г.С. Пугачёв и др.