Kombinované brnění , také kompozitní brnění , méně často vícevrstvé brnění - typ zbroje sestávající ze dvou nebo více vrstev kovových nebo nekovových materiálů.
Pasivní obranný systém (konstrukce) obsahující minimálně dva různé materiály (vyjma vzduchových mezer) navržený tak, aby poskytoval vyváženou ochranu proti TEPELNÉ a kinetické munici používané v jednom vysokotlakém kanónu [1] .
V poválečném období byly hlavním prostředkem k poražení těžkých obrněných cílů (hlavní bojový tank, MBT) kumulativní zbraně, reprezentované především dynamicky se rozvíjejícími protitankovými řízenými střelami (ATGM) v 50. až 60. letech 20. století. průbojnost bojových jednotek, u nichž na počátku 60. let přesáhla 400 mm pancéřové oceli.
Odpověď na odvrácení hrozby kumulativními prostředky ničení byla nalezena ve vytvoření vícevrstvého kombinovaného pancíře s vyšší, ve srovnání s homogenním ocelovým pancířem, antikumulativní odolností, obsahující materiály a konstrukční řešení, která společně poskytují zvýšenou schopnost proudového hašení. pancéřová ochrana. V 70. letech byly na Západě přijaty a rozšířeny pancéřové opeřené podkaliberní náboje 105 a 120 mm tankových děl s jádrem z těžké slitiny, které poskytovaly ochranu, proti čemuž se ukázalo být mnohem obtížnějším úkolem.
Vývoj kombinovaného pancéřování pro tanky byl zahájen téměř současně v SSSR a USA v druhé polovině 50. let a byl použit na řadě experimentálních amerických tanků té doby [2] [3] [4] . Mezi produkčními tanky byl však kombinovaný pancíř použit na sovětském hlavním bitevním tanku T-64 , který se začal vyrábět v roce 1964 [2] , a byl použit na všech následujících hlavních bojových tancích SSSR.
Na sériových tancích jiných zemí se kombinované pancéřování různých schémat objevilo v letech 1979-1980 na tancích Leopard 2 a Abrams a od 80. let se stalo standardem ve světové výrobě tanků. Ve Spojených státech bylo kombinované pancéřování pro pancéřovaný trup a věž tanku Abrams pod obecným označením „ Speciální pancéřování “, odrážejícím utajení projektu, neboli „Burlington“, vyvinuto Ballistic Research Laboratory (BRL). 1977, obsahoval keramické prvky [5 ] a byl navržen tak, aby chránil před kumulativní municí (ekvivalentní tloušťka oceli ne horší než 600-700 mm) a pancéřovanými opeřenými granáty typu BOPS (ekvivalentní tloušťka oceli ne horší než 350 mm -450 mm) [1] [6] [7 ] , ve vztahu k posledně jmenovanému však neposkytlo nárůst hmotnosti ve srovnání se stejně odolným ocelovým pancířem [8] [9] , a v pozdějších sériových provedeních byl důsledně navyšován modifikace. Vzhledem k vysokým nákladům ve srovnání s homogenním pancéřováním a potřebě používat pancéřové bariéry velké tloušťky a hmotnosti k ochraně před moderní kumulativní municí je použití kombinovaného pancéřování omezeno na hlavní bojové tanky a méně často na hlavní nebo namontované přídavné tanky. pancéřování bojových vozidel pěchoty a jiných obrněných vozidel lehké kategorie.
Kombinovaný pancíř s keramickou čelní vrstvou a vyztuženým plastovým substrátem, jako druh strukturálního pancíře, má rekordní odolnost proti působení pancéřových střel při výstřelu pod malými úhly od normálu, což přímo souvisí s vysokou (nejméně 70 jednotky na stupnici HRC ) tvrdost, keramická vrstva s nízkou hmotnostní hustotou. Za podmínek ostřelování kombinovaného pancíře v úhlech blízkých normálu je jeho hmotnost (porovnávána povrchová hustota, kg / m²) 2-3krát menší než hmotnost stejně odolného ocelového pancíře vysoké tvrdosti. Proto se takové pancéřování zpočátku, ještě v 60. letech, používalo k ochraně posádek a některých zranitelných jednotek vrtulníků, jejichž nízká rychlost a působení v dostřelu pěchotních zbraní s téměř kruhovým ostřelováním určují příznivé podmínky pro interakce s úderným brněním pro toto brnění.
Neprůstřelný kombinovaný pancíř se skládá z přední vrstvy vyrobené ve formě keramických prvků (desek) a substrátu z vyztužených plastů. Vysoká odolnost takového pancíře je dána účinnou destrukcí jader průbojných střel na vysoce tvrdé přední vrstvě s následným zadržením vzniklých keramických úlomků a jádra energeticky náročnou zadní vrstvou pancíře. Principem je charakter destrukce keramické vrstvy pancíře podle typu „destrukčního kužele“, tvořeného systémem radiálních a prstencových trhlin, směřujících k zadní vrstvě a zvyšujících přidanou hmotu pancíře [10 ] . Zároveň rozsáhlá oblast destrukce keramické vrstvy spolu s výraznými deformacemi substrátu v místě dopadu, zejména ve formě delaminací vrstvených plastů na velké ploše, určují nízkou životnost keramický pancíř při ostřelování ve srovnání s homogenní ocelí. Z těchto důvodů byl rozsah jeho použití po několik desetiletí prakticky omezen na objekty, při ostřelování pancéřové ochrany, u nichž nebyla kritickým faktorem nízká životnost - letadla, především vrtulníky, a letecká osobní pancéřová ochrana.
Impulsem pro vznik a široké použití kombinované zbroje s keramikou byly americké vojenské operace v jihovýchodní Asii v 60. letech 20. století. Masivní využívání vrtulníků pro průzkumné účely, přesuny vojsk a techniky, palebná podpora a evakuace raněných ukázaly jejich zvýšenou zranitelnost vůči pozemní palbě z lehkých pěchotních zbraní. Celkový počet sestřelených vrtulníků přesáhl čtyři tisíce [11] .
Analýza ztrát umožnila zjistit, že v té době v tomto dějišti operací byly hlavním prostředkem ničení vrtulníků lehké automatické ruční zbraně ráže 7,62 mm.
K ochraně kokpitu, životně důležitých jednotek a systémů amerických letadel se od roku 1966 používá kombinované pancéřování s keramikou. Během války ve Vietnamu bylo keramické pancéřování instalováno na vrtulníky Bell UH-1B/C/D , AH-1 HueyCobra , OH-58 , Sikorsky CH-54 , vojenská dopravní letadla C-130 , taktický stíhač A-7 "Corsair" a na některých jiných strojích. V řadě případů brnění s keramikou nahradilo DPSA (Dual Property Steel Armor), které je z hlediska hmotnostní účinnosti horší. Takže instalace sedadla z keramicko-plastového pancíře s poměrem vrstev: karbid boru 9,6 mm + sklolaminát 6,4 mm na vrtulník AH-1G namísto sedadla vyrobeného z oceli různé tvrdosti umožnila snížit hmotnost z toho o 10,4 kg [12] .
Kombinovaný pancíř značky Starmat (datum registrace značky v roce 1965) od Aerojet General Corp. s přední vrstvou z korundové keramiky AD85 nebo AD95 a substrátem z hliníkové slitiny 2024-T4 byla instalována na prvních modifikacích vrtulníků UH-1 a CH-54, v pořadí jejich operační rafinace u bojových jednotek. Pancéřové panely byly překryty a připevněny přímo k trubkovému rámu sedadla prvního a druhého pilota vrtulníku UH-1B. Posuvné pancéřové panely o celkové hmotnosti 49,6 kg byly instalovány ve speciálních ližinách po stranách kabiny, každý panel na straně odpovídajících dveří kabiny. Pancéřové panely poskytovaly ochranu bočnímu výběžku pilota a při přistávání nebo vystupování posádky z vozu se pohybovaly dozadu. Celková hmotnost pancéřové sedačky je 65 kg. Požadavky na ochranu posádky vrtulníku počítaly se zajištěním 100% neproniknutí pancéřové ochrany při střelbě průbojnou střelou M61 ráže 7,62 mm ze vzdálenosti 100 yardů (91 m), úhel dopadu (od normálu ) z 15° [13] [14] . Tím byla posádce vrtulníku poskytnuta ochrana zespodu, boků a opěradel sedadel. V následných návrzích pancéřovaných sedadel od Norton [15] , Ceradyne, Simula, Martin-Baker - "Helicopter Armored Crashworthy Seats Mark 1 (HACS 1)" - pancéřování je již zahrnuto v konstrukci sedadel, což má za následek snížení celkových hmotnost konstrukce [16] .
K ochraně pilotů před dopřednými směry palby byl na naléhavou žádost vyvinut „ochranný“ hrudní štít vyrobený z HFC pancíře, pokrývající hrudní část trupu.
Téměř ve stejném období ve Spojených státech, Goodyear Aerospace Corp. Vzniklo a rozšířilo se brnění HFC ( Hard Faced Composite Armor - kombinované brnění s přední vrstvou vysoké tvrdosti) [17] . Jako zadní vrstva HFC pancíře bylo použito sklolaminát na bázi koudelového sklolaminátového rovingu a polyesterového pojiva. Fiberglass byl vyvinut americkým Pikatinsky Arsenalem .
Od roku 1965 se HFC pancíř vyrábí podle vojenských specifikací MIL-A-46103 (MR), zpočátku s korundovými keramickými deskami s obsahem oxidu hlinitého 85 nebo 95 % - materiálem, který se vyznačoval nejjednodušší výrobní technologií (lisování a následné slinování polotovarů) a nízké náklady . Později, až budou vyvinuty účinnější materiály, as břitovými destičkami na bázi karbidu křemíku nebo karbidu boru. Pancéřovou ochranu posádky a zranitelných systémů vrtulníku AH-1G zajistila zejména nová pancéřová sedadla s posuvnými bočními štíty a lokálně instalované pancéřové panely, z nového kombinovaného pancíře značky Noroc, vyráběného firmou Protective Products Divize Norton Company , založená na karbidu boru a skelných vláknech. Datum registrace značky brnění je 1967.
Ochranné vlastnosti (neprůstřelnost) kombinovaného pancíře jsou pozitivně ovlivněny následujícími charakteristikami keramického materiálu [18] [19] :
Úroveň technologie kombinované zbroje s keramikou k 70. létům [20] [21] [22] [23]
| Keramický materiál, značka a způsob výroby | Hmotnostní hustota, g/cm³ | Zádový materiál Armor | Tloušťka a hmotnost zadní vrstvy | Hustota povrchu pancíře, kg/m² |
|---|---|---|---|---|
| Al 2 O 3 AD85 nebo AD94 (CoorsTek), lisování a slinování | 3,40-3,62 | Sklolaminát z taženého sklolaminátu, "gunny" (75%) na polyesterovém pojivu (25%) | 6,35 mm; 12 kg/m² | 42-46 |
| SiC KT (97% SiC), Carborundum Co., lisování a slinování, reakční slinování | 3,1–3,13 | také | 6,35 mm; 12 kg/m² | 38-42 |
| B 4 C , Noroc nebo Norbide (Norton Co.), lisování za tepla | 2,48-2,50 | také | 6,35 mm; 12 kg/m² | 33-36 |
V druhé polovině 70. let se díky výrobě zadní vrstvy pancíře z organotextolitu na bázi kevlar aramidového vlákna podařilo dále snížit hmotnost kombinovaného pancíře o 10-12%. Protože nejlepších výsledků bylo dříve dosaženo s karbidem boru, složení B4C- organitu bylo vybráno společností Ceradyne Int. jako nejslibnější v konstrukci pancéřové ochrany kabiny vrtulníku AH-64 , která zahrnovala pancéřová sedadla posádky, boční štíty, panely podlahy kokpitu, jakož i ochranné prvky pro motorové jednotky, hydraulické posilovače a řídicí systémy vrtulníku. Později, od 80. let 20. století, bylo podobné pancéřování použito při konstrukci obrněných sedadel vrtulníků od Martina-Bakera [24] a dalších.
O něco dříve, od konce 60. let, existují ve Spojených státech požadavky na ochranu posádek a systémů vrtulníků před kulkami prorážejícími pancíř 12,7 mm. V roce 1969 společnost Norton vyvinula kombinovaný pancíř s karbidem boru na ochranu proti 12,7 mm průbojným kulkám, hmotnost 1 m² pancíře je 59 kg. Byl určen k ochraně posádky a jednotlivých součástí zkušeného útočného vrtulníku AH-56 "Cheyenne" . Pro srovnatelné dostřely jsou minimální požadované hmotnosti kombinovaného pancíře asi 55–64 kg / m², ale s přihlédnutím k akceptované taktické palebné vzdálenosti u vrtulníku 400–500 m jsou požadované hmotnosti pancíře pro ochranu proti pancéřování 12,7 mm. průbojné střely zpravidla nepřesahují 50-55 kg/m².
Osobní pancéřová ochrana posádky letadlaHrudní štít „protector“ spolu s pancéřovým sedadlem posádky vrtulníku umožnil zajistit jeho všestrannou ochranu v 360° palebném sektoru. Hmotnost štítu 8,5 kg byla přenesena na konzolu umístěnou v tříselné oblasti sedadla, upevnění k tělu bylo provedeno ramenními popruhy [25] . Chránič byl vyroben v nákladu 500 exemplářů, prošel letovými zkouškami, ale nenašel uplatnění, kvůli své objemnosti a kvůli zásahům do pilotáže vrtulníku. Jako operační náhrada chrániče byla testována a v roce 1966 rozšířena pancíř T65 „Aircrewman Body Armor“ a její modifikace T65-1 a T65-2 „Aircrew Torso Armor“. Ta byla nahrazena neprůstřelnou vestou sjednocenou třemi typy ozbrojených sil, standardizovanou v roce 1968 jako „Body Armor, Small Arms Protective, Aircrewman“. Podle požadavků by vesta měla poskytovat ochranu proti pancéřové střele 7,62 mm APM2 z náboje 7,62 × 63 mm ze vzdálenosti 91 m, v reálných podmínkách použití však vykazovala lepší odolnost [26] .
Pro výrobu ochranných vložek vesty byly použity tři typy keramických materiálů:
Ochranné vložky třídy 1 byly určeny pouze pro použití v armádním letectví, vložky třídy 2 a 3 používalo námořnictvo, letectvo a USMC. Lišily se hmotností a cenou: hmotnost dvou ochranných vložek běžné velikosti (hrudní a hřbetní) vyrobených z oxidu hlinitého byla 12,7 kg za cenu 195 $; při výrobě modifikovaného karbidu boru - 9,06 kg, respektive 1018 $ [27] .
Pokud jde o ochranu osobního brnění, po krátkém experimentu s tvarem a rozměry prvků tvořících keramickou vrstvu, potenciálně zaměřeném na zvýšení přežití brnění, ve Spojených státech na začátku 70. závěr, že bylo účelné vyrobit keramickou vrstvu pancíře ve formě monolitických panelů [28] . Při jeho použití je zajištěno, že jsou eliminovány jednotlivé, pečlivě namontované prvky, a tedy jejich spoje - slabá místa, což umožňuje co nejvíce snížit hmotnost brnění. Naopak v řadě evropských zemí se prosazuje vznik kombinovaných pancéřových panelů pro vojenskou techniku a prvků individuálních pancířů s keramikou, převážně na bázi korundu, s vysokým obsahem oxidu hlinitého, ve formě prvků malých rozměrů ( 50 × 50 mm a podobné) zůstaly prioritou po několik desetiletí 80. – 90 . Patří mezi ně keramicko-plastové brnění Grade 86, Grade 105 od Bristol Composite Materials Engineering Ltd. (Velká Británie), CeramTec [18] (Německo) a řada dalších.
Pokud jde o osobní brnění armády, DARPA (v rámci financování programu vývoje brnění ESAPI ) „vynaložila během posledního desetiletí mnoho milionů dolarů na snahu snížit hmotnost jednotlivých brnění na úroveň 17 kg/m² pomocí minimální dosažené snížení“ [30] .
V současné době je kombinované pancéřování instalováno na útočných vrtulnících AH-64 "Apache" , AH-1G, AH-1Q, AH-1S, protitankových vrtulnících A-129 "Mangusta" , víceúčelových vrtulnících UH-60 "Black Hawk" , SA-341 / SA-342 "Gazelle" , Westland Lynx , lehký průzkum a úderný "Bell" OH-58D, průzkumný a úderný " Eurocopter Tiger ", experimentální Boeing / Sikorsky RAH-66 Comanche a řada dalších letadel.
V pozemní techniceHistorie vývoje pancéřování a pancéřové ochrany vojenské techniky ukazuje, že jejich evoluce probíhá souběžně se zdokonalováním prostředků ničení potenciálního nepřítele. V souladu s tímto obecným vzorem byl vývoj kombinovaného pancíře určován nejen a ne tak snahou zvýšit jeho odolnost a snížit hmotnost, ale úkolem experimentálního testování bariér určených pro preferenční působení nových zbraní. V pozemní technice jsou tyto prostředky široce zastoupeny střelivem (nábojníky) do automatických ručních palných zbraní ráže od 5,45 (5,56) mm do 14,5 mm, jakož i malorážových automatických zbraní s jádry z tvrdých a těžkých slitin. . Možnosti jejich činnosti a destrukce při interakci s keramickou vrstvou pancíře se výrazně liší od charakteristiky jader vyrobených z vysoce tvrdé oceli. Z tohoto důvodu byla rozšířena řada používaných keramických materiálů, zejména o určité karbidy a boridy, zejména diborid titanu.
Do roku 1994 byl vyvinut a uveden do provozu neprůstřelný a neprůstřelný kompozitní pancíř s keramikou MEXAS od německé společnosti IBD Deisenroth Engineering . Pancéřování modulární konstrukce se používá jako sklopná ochrana na hotové konstrukci obrněného vozidla z oceli nebo hliníkových slitin. Specifické složení a struktura brnění jsou klasifikovány. Uvedená praxe platí pro všechny typy kombinovaného pancéřování určeného k ochraně proti pancéřové munici s ráží přesahující 12,7 mm.
Pancéřové moduly Mexas byly použity pro zvýšení zabezpečení stávajících bojových vozidel: hlavní tank Leopard 2 (Švédsko Strv 122 ), Dingo ATF , průzkumný obrněný vůz Fennec , BMP ASCOD , BMP CV 9035 MKIII Dánska, BTR Stryker , Piranha IV, as i samohybná děla PzH 2000 . Později, počínaje rokem 2005, byly namísto obrněných modulů Mexas vyvinuty IBD a zákazníkům jsou dodávány také pokročilé kombinované pancéřové moduly AMAP (Advanced Modular Armor Protection).
Vývojáři a výrobci pancéřových modulů pro pasivní ochranu obrněných bojových vozidel (AFV) kategorie light jsou kromě IBD Deisenroth Engineering kanadská společnost DEW Engineering and Development (montované moduly víceúčelového AFV Stryker a jeho varianty - vozidla WCVD) , a švýcarská společnost RUAG Land Systems (sady palubních modulů SidePro a modulů střešní ochrany RoofPRO-P stroje CV90 ).
| Vlastnosti bojového vozidla | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ochrana |
| ||||||||||||||
| Palebná síla |
| ||||||||||||||
| Mobilita |
| ||||||||||||||