Průhledné brnění
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 7. listopadu 2018; kontroly vyžadují 36 úprav .Transparentní pancíř (nebo neprůstřelné sklo ) - pancíř získaný spojením vrstev silikátového skla (tvrzeného, tvrzeného, zpevněného chemickým leptáním) s vrstvami polyuretanů, methylmetakrylátů a polykarbonátů. Účelem průhledného brnění je chránit osoby, zbraně a vojenskou techniku před účinky škodlivých látek - kulek a úlomků munice. V Rusku platí pro pancéřové sklo mezistátní norma GOST 30826-2014 „Ochranné vícevrstvé neprůstřelné brýle“.
Požadavek na optickou průhlednost a přání poskytnout zvýšenou odolnost proti průniku vysokorychlostním nárazovým tělesem určují použití při výrobě průhledného pancíře z vyztuženého silikátového skla nebo jiných vysoce tvrdých průhledných materiálů (například oxynitrid hlinitý , oxid hlinitý ( např. safír) [1] , hlinito-hořečnatý spinel), které mají zvýšenou pevnost v tlaku [ 2] .
Snížení sklonu ke křehkému lomu u takových materiálů je přitom dosaženo částečně i konstruktivním způsobem - složením skleněného bloku z řady vrstev materiálu spojených do monolitu průhlednou polymerní lepicí fólií.
Historie vytvoření
Použití průhledného pancíře začalo koncem 30. let 20. století a bylo poháněno rozvojem vojenského letectví. Po vzhledu průhledného překrytu kabiny vyrobeného z nerozbitného organického skla je nutné chránit pilota před palbou z kulometů nepřátelských letadel. S ohledem na přísnou hmotnost a celková omezení, která jsou letectví vlastní, mohla být ochrana pilota zajištěna pouze od nejmenší (a nejmasivnější) ráže kulometné a kanónové výzbroje té doby 7,62-7,92 mm. To plně platí jak pro průhledné, tak pro neprůhledné (kovové) pancéřování, druhé z hlediska hmotnosti přidělené k ochraně letadla výrazně převyšovalo průhledné pancéřování. Během druhé světové války byl průhledný pancíř instalován na téměř všechny typy bojových letadel válčících států - stíhačky, stíhací bombardéry, útočné letouny a bombardéry.
Na sovětský útočný letoun Il-2 byl instalován „tabletový“ průhledný pancíř značky K-4. Jednalo se o vrstvenou kompozici s vnější vrstvou z tvrzeného skla ( stalinitu ) tloušťky 34 mm, sestavenou z dlaždic 100 × 150 mm, a vnitřní vrstvou neboli „polštářem“ z 30 mm organického skla [3] . Vyráběl se ve formě plochých desek, vrstvy byly spojeny tenkou vrstvou polyvinylbutyralu . S tloušťkou 64 mm a hmotností 120 kg/m² nemohl pancíř K-4 prorazit kulkou prorážející pancíř ráže 7,62 mm , když byla vystřelena téměř naprázdno (D = 30 m). V té či oné podobě bylo „tabletové“ pancéřování používáno na všech typech sovětských letadel – na stíhačkách Jakovlev Jak-7 a Jak-9 , Lavočkin La-5 a La-7 atd. Polní zkoušky sovětského průhledného pancíře ostřelováním byly prováděno pancéřovou střelou B-30 podle normálu k povrchu pancíře, palebná vzdálenost byla 30 m [4] . Do roku 1943 byl vytvořen vylepšený pancíř značky K-5 se souvislými vrstvami silikátového skla, instalovaný na útočném letounu Il-10 .
V SSSR práce na vytvoření průhledného pancíře na bázi organického skla provedl All-Union Institute of Aviation Materials VIAM . Jeden z tvůrců pancéřového inženýra M. V. Dumnova. Vůdcům tohoto díla B. V. Erofejevovi a M. M. Gudimovovi byla udělena Stalinova cena [5] .
Na německých letadlech se hojně používalo „ triplexované “ neprůstřelné sklo - balíček tvrzených skleněných desek vlepených do monolitu průhledným lepidlem. Na letounech Fw-190 řady A4-A8 bylo instalováno čtyřvrstvé (6 + 17 + 18 + 6 mm) čelní pancéřové sklo o tloušťce 50 mm pod úhlem 25 stupňů k podélné ose stroje. Hmotnost skleněné tvárnice 14,6 kg nebo 120 kg/m² [6] . Zkoušky pancéřové odolnosti byly provedeny na vzorcích o velikosti 400 × 330 mm jediným výstřelem pancéřové střely SmK 7,9 mm z kulometu MG 17 ze vzdálenosti 50 m . sekvenční destrukce skleněných vrstev při průniku průhledným pancířem se střelami pomocí vysokofrekvenční jiskrové komory [7] .
Obecně platí, že neprůstřelné průhledné brnění se stejnou odolností jako ocelové brnění mělo přibližně stejnou hmotnost na metr čtvereční ochrany, ale čtyřnásobnou tloušťku, přičemž tloušťka byla jakousi platbou za průhlednost. Podobně jako u ocelového (kovového) pancíře, se zvětšením úhlu střelby průhledného pancíře od normálu roste jeho trvanlivost (snižuje se vzdálenost neproražení pancíře). Jinými slovy, odpor pancíře pozitivně reaguje na změnu kosinusu úhlu dopadu. Sériový průhledný pancíř z období 2. světové války v tloušťkách 50–60 mm poskytoval ochranu proti pancéřovým kulkám ráže 7,62–7,92 mm z nulového doletu. Současně skleněný blok o tloušťce 60 mm vydržel kulku prorážející pancíř podél normálu a blok o tloušťce 50 mm - pod úhlem, s ohledem na konstrukční úhel průhledného pancíře.
38mm čelní pancíř překrytu kabiny, používaný na stíhačkách Spitfire Mk.VB a P-39 Airacobra, poskytoval pouze částečnou ochranu proti kulkám prorážejícím pancíř z pušky. Průhledný pancíř o tloušťce 76 mm chráněný před průbojnými střelami 12,7 mm [8] . Čelní pancéřové sklo o tloušťce 75 mm instalované na německém útočném letounu Hs-129 je určeno k ochraně pilota z přední polokoule před 12,7 mm průbojnými střelami protiletadlového kulometu DShK z dosahu 200-300 m. Mezi konstruktéry pancéřové ochrany je znám paradox, podle kterého je pancíř ovlivněn zcela jinými prostředky (danými TTT), proti kterým je konstruován. Ve skutečnosti existují očitá svědectví z doby války o ochraně (záchraně) pilota, když 20mm výbušný projektil zasáhne přímo čelní sklo kokpitu Il-2.
Vzhledem k tomu, že bojová přežití Il-2 stanovená takticko-technickými požadavky (TTT) byla implementována ve vztahu k působení pancéřových střel normální ráže ( 7,62-7,92 mm), není na konečném hodnocení nic divného. výsledky bojového použití Il-2: pilotní kokpit nevydržel porážku a zhroutil se po zásahu velkorážnými kulkami, malorážovými granáty a protiletadlovými úlomky, přičemž poskytl četné skleněné úlomky, což vedlo ke zranění pilot “ [9] . Hned po válce se s těmito nedostatky počítalo. Takticko-technické požadavky z roku 1945 (TTT-45) stanovily požadavek na zajištění pancéřové ochrany posádky útočného letounu před municí kanónu HS-404 ráže 20 mm z palebné vzdálenosti 50 m [9] .
V závěrečné fázi války dochází k prudkému nárůstu tloušťky průhledného pancíře instalovaného na německých proudových stíhačkách Me 163 , Me 262 , He 162 , He 280 a dalších. -Hnědící kulomety. V tomto případě došlo k působení 12,7 mm střel na pancíř stíhacího letadla, a to i na srážkovém kurzu, to znamená při sčítání vektorů rychlosti, s vlastní rychlostí proudového letadla V = 200 m / s. Vzhledem k těmto okolnostem byly nové proudové stíhačky vybaveny vylepšeným pancéřováním pro pilota a některé zranitelné jednotky pouze z přední polokoule, poskytující plnou ochranu proti specifikované ráži. Průhledný pancíř překrytu kabiny byl navržen pro působení 12,7 mm pancéřových střel a měl tloušťku 90-100 mm, tloušťka příčného ocelového pancíře pokrývajícího část trupu dosahovala rovněž rekordních hodnot pro letectví 15 a 20 mm [10] [11] [12] .
Poválečný vývoj průhledného brnění
V SSSR byly až do konce války požadavky na ochranu pilota (posádky) průhledným pancířem omezeny výhradně na ráži 7,62-7,92 mm. Po skončení války, na konci čtyřicátých let, bylo nutné chránit kokpit před palbou 12,7 mm A/N M2 Colt Browning kulometů, které byly standardní výzbrojí proudových stíhacích letadel amerického letectva, včetně zkušeností z války v Koreji. Specialisté VIAM prokázali pozitivní vliv kovové spony na odolnost průhledného pancíře. A na proudových stíhačkách a stíhacích bombardérech vyrobených v 50. a 60. a 70. letech 20. století měl průhledný pancíř kokpitu standardní kovový rám.
Na počátku 50. let 20. století v SSSR, ne bez vlivu německé praxe ochrany proudových stíhaček, bylo vytvořeno letecké průhledné pancéřování na ochranu před střelou M75 prorážející pancéřování (AP-T) 20mm Hispano-Suiza. Vzduchová pistole HS-404 , hmotnost střely 165 d, viz obrázek. Zbraň HS-404 měla největší úsťovou energii mezi vzduchovými zbraněmi této ráže. Takový pancíř o tloušťce 124 mm vytvořil VIAM za účasti M.V. Dumnová, vedoucí B.V. Perov a instalované zejména na útočné letouny Il-40 (viz Odkazy), stíhací bombardér Su-7 a některé další letouny. Nicméně takto těžká pasivní ochrana, její hmotnost byla asi 280 kg/m 2 , hmotnost skleněné tvárnice byla 43 kg, se díky rychlému rozvoji nadzvukového letectví a raketových zbraní letadel v tomto období brzy stala anachronismem. , a při přechodu na další generaci letadel 70. let byla odmítnuta. Ve stejném období, v souvislosti se změnou vojenské doktríny SSSR, sami opustili útočné letouny. Ve Spojených státech v 50. letech 20. století byl námořnictvem přijat útočný letoun A-4 Skyhawk , který sloužil v bojových jednotkách více než 25 let a byl široce používán téměř ve všech lokálních konfliktech v 60., 70. 80. léta.
Moderní použití průhledného brnění
Podle moderních koncepcí je průhledné pancéřování spolu s neprůhledným pancéřováním kokpitu jedním z prvků zajišťujících bojové přežití letadel (LA).
Na amerických stíhacích letounech třetí a čtvrté generace (1970-1980) průhledné pancéřování kokpitu prakticky chybí. V případech, kdy je průhledné pancéřování instalováno, například na víceúčelovém stíhači F-4E Phantom nebo na stíhačce F-14 Tomcat , je jeho tloušťka minimální a je 32 mm a samotné pancéřování má spíše symbolický význam. Na stíhacím bombardéru F/A-18 není žádný průhledný pancíř. Je to způsobeno řadou okolností. Včetně zásadní změny v prostředcích ničení této třídy letounů, způsobené výměnou ručních palných a kanónových zbraní stíhaček za zbraně s řízenými střelami s hlavicemi fragmentačního typu vybavenými bezdotykovými pojistkami . Za těchto podmínek se umístění bodů detonace hlavice rakety vzhledem k letadlu a kokpitu (tj. směry přiblížení úderných prvků k pancíři) stává stejně pravděpodobným a v důsledku toho se mizí představa o preferovaných směrech působení úderníka.
Průhledný pancíř zároveň slouží k ochraně posádek bitevních vrtulníků operujících v dostřelu automatických pěchotních zbraní. V roce 1971 byl transportní a bitevní vrtulník Mi-24 zařazen do služby v SSSR [13] . Lucerny kokpitu Mi-24 se skládají z bočních panelů dvojitého zakřivení z plexiskla a plochých čelních neprůstřelných skleněných bloků. Široké čelní pancéřové bloky obou kokpitů umístěné v tandemu spolu s ocelovým pancířem kokpitu o tloušťce 4-5 mm chrání přední výběžek navigátora-operátora a pilota vrtulníku před kulkami pěchotních zbraní ráže 7,62 mm. Transparentní pancíř slouží k ochraně kokpitu moderních útočných vrtulníků Mi-28 a Ka-50 , jejichž přední a boční okna jsou vyrobena z pancéřových skleněných bloků. Podle vývojářů jsou tato vozidla chráněna před pancéřovými střelami ráže 12,7 mm a náboji 20 mm. Kokpit obrněného útočného letounu Su-25 z předních směrů palby je rovněž chráněn průhledným pancéřovým blokem TSK-137 o tloušťce 65 mm.
Požadavky na průhledné brnění
Transparentní pancéřování používané na vojenských letadlech musí mít dvě povinné vlastnosti:
- Při propíchnutí poškozujícím činidlem dejte minimum sekundárních úlomků;
- Při interakci s těmito nástroji zajistěte zachování průhlednosti na maximální možné ploše.
První požadavek, rovněž související se zasklením překrytu kabiny, směřuje k eliminaci možnosti poškození či zranění posádky sekundárními úlomky vzniklými při prolomení křehkých bariér. Ztráta průhlednosti pancéřového skla, zejména u jednomístných letadel, se prakticky rovná jejich selhání.
Transparentní pancéřování v pozemních vozidlech
Požadavky na průhledné pancéřování bojových obrněných vozidel kategorie lehké hmotnosti stanovuje norma STANAG 4569 platná v NATO . Norma poskytuje několik úrovní ochrany, přechod z první do další úrovně odpovídá zvýšení stupně zabezpečení. Níže uvedené tabulky poskytují představu o použitých tloušťkách a hmotnostech průhledného pancíře.
Standardní průhledné brnění pro vojenské použití GKN Aerospace (UK) [14] (nepřístupný odkaz)| Tloušťka pancíře , mm |
národní norma |
Zbraň / střelivo |
Ráže | Testovací médium, typ střely |
Hmotnost střely , g |
Rychlost nárazu , m/s |
Počet bodovaných zásahů* |
Hmotnost pancíře, kg / m 2 |
Testovací podmínky |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 | STANAG 4569 Úroveň 1 |
Simulátor pušky a fragmentace FSP |
5,56 mm 5,56 mm 7,62 mm 20 mm |
5,56x45 ss109 M193 hladké 7,62x51 hladké a 20 mm FSP |
4,00 3,56 9,65 53,8 |
900 937 833 550 |
3 zásahy do topů 120mm FSP tria – 1 zásah |
90 | Na t env. prostředí |
| 48 | 112 | t −19° a +49°С | |||||||
| 58 | STANAG 4569 Úroveň 2 |
Simulátor pušky a fragmentace FSP |
7,62 mm 20 mm |
7,62×39 mm, střela "BZ" a 20 mm FSP |
7,77 53,8 |
695 630 |
3 zásahy do topů 120mm FSP tria – 1 zásah |
132 | Na t env. prostředí |
| 64 | 151 | "BZ" při +75°С FSP při t env. prostředí | |||||||
| 71 | 161 | "BZ" při +75° FSP při -31°C | |||||||
| 96 | STANAG 4569 Úroveň 3 |
Simulátor pušky a fragmentace FSP |
7,62 mm 20 mm |
7,62 x 54 mm B-32 a 20 mm FSP |
10,04 53,8 |
854 770 |
3 zásahy do topů 120mm FSP tria – 1 zásah |
224 | B-32 při +65° FSP při -40°C |
| 102 | Simulátor pušky a fragmentace FSP |
7,62 mm 7,62 mm 20 mm |
7,62x54mm B-32 7,62x51 AP FFV a 20mm FSP |
10,04 8,4 53,8 |
854 930 770 |
3 zásahy do horní části 120 mm FSP 1 zásah |
239 | FFV at t env. FSP média při -40 °С |
V posledním desetiletí provádí řada zemí výzkum a vývoj s cílem vyvinout účinnější transparentní pancíř, který má při zachování dosažené úrovně neprůstřelnosti nižší hmotnost a tloušťku a je založen na principu konstrukce kombinovaného pancíře . s vysoce tvrdou lícovou keramickou vrstvou. Jedním z perspektivních materiálů pro průhlednou keramiku pro pancéřování je umělý monokrystalický safír [15] . Níže jsou uvedeny srovnávací charakteristiky průhledného pancíře Saint-Gobain (USA) založeného na monokrystalovém safíru pěstovaném pomocí technologie EFG™ (Edge-defined Film-fed Growth) [16] .
Srovnávací charakteristiky průhledného pancíře s monovrstvou safíru a tradičního průhledného pancíře na bázi silikátů [17]
| Testovací médium, typ střely |
Počet bodovaných zásahů |
Tloušťka pancéřového skla , mm |
Tloušťka PB se safírem, mm |
Nárůst tloušťky brnění safíru |
Hmotnost neprůstřelného skla, kg/ m2 |
Hmotnost PB se safírem, kg/ m2 |
Zvýšení hmotnosti pro safírové brnění |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7,62×39 mm, BZ | 3 | 58 | 20.8 | 64 % | 133 | 56 | 58 % |
| 7,62×54 mm B-32 | 3 | 104 | 33.5 | 68 % | 248 | 86 | 65 % |
| 7,62×54 mm B-32 | jeden | 55 | 24.8 | 55 % | 115 | 67,5 | 41 % |
| 20 mm FSP V sp 630 m/s | jeden | 55 | 44 | dvacet% | 132 | 114 | čtrnáct% |
| 20 mm FSP V sp 770 m/s | jeden | 70 | 52 | 26 % | 160 | 125 | 22 % |
Jak bylo uvedeno výše, během druhé světové války a po ní byla tloušťka průhledného leteckého pancíře k ochraně proti kulce typu B-32 prorážející pancíř 7,62 mm při výstřelu ze vzdálenosti asi 30 m asi 60 m. mm. Přežití brnění - zásah 1 skleněného bloku.
Údaje uvedené v tabulkách jasně ukazují, že současný požadavek na zajištění přežití pancíře při ostřelování, tzn. zachování její neprůstřelné odolnosti při dané (omezené) vzdálenosti mezi lézemi (120 mm), vede k téměř dvojnásobnému (z 55 na 96-104 mm) nárůstu tloušťky a hmotnosti (respektive ze 132 na 224-248 kg/m 2 ) brnění. Požadavek na přežití průhledného pancíře bojových vozidel pozemních sil byl zároveň doplněn o podmínku odolat silnějším zbraním, reprezentovaným především 20mm fragmentačním simulátorem FSP nebo střelou FFV ráže 7,62 mm s cermetem ( WC) jádro.
Viz také
Poznámky
- ↑ Jones, Christopher Transparent Ceramic Composite Armor – Patent USA 7584689 Archivováno 27. listopadu 2015 na Wayback Machine
- ↑ E. Strassburger. Balistické testování průhledné pancéřové keramiky. Journal of the European Ceramic Society. Ročník 29, číslo 2, leden 2009, strany 267–273
- ↑ Shavrov V. B. Historie konstrukcí letadel v SSSR. - M .: Mashinostroenie, 1978, část 2, str. 417-429
- ↑ Empiricky bylo zjištěno, že optimální odolnost pro ráži 7,62 mm poskytuje hmotnostní poměr silikátového a organického skla přibližně 50:50.
- ↑ Rozvoj letecké vědy a techniky v SSSR (Historické a technické eseje). — M.: Nauka, 1980, s. 328
- ↑ Grinsell R. Focke-Wulf Fw-190. Londýn/Sydney: Jane's Publ. spol. 1980
- ↑ Der Bruchvorgang beim Beschuss von Panzerglas. Bericht der TAL 14/43 Bearbeiter: Struth und Heitzmann
- ↑ Horas Alter. Letecké brnění. - Armádní arzenál, 1941, XXI, N 125, 497-498
- ↑ 1 2 O.V. Rastrenin "Létající tanky" od Iljušina. Dědicové IL-2. Dědicové IL-2. - "Yauza", 2018 - (Válka a my. Sbírka letectví). ISBN 978-5-04-089216-7 , str. 12, 31.
- ↑ Jane's All the Worlds Aircraft 1945-1946, pp. 123
- ↑ Lei V. Rakety a lety do vesmíru. - M .: Vojenské nakladatelství Ministerstva obrany, 1961, s. 409
- ↑ Jeffrey L. Ethell. Německá proudová letadla v boji. Jane's Publishing Co., Londýn. 1980, str. 56‒57
- ↑ Mi-24 Hind - Popis (nepřístupný odkaz)
- ↑ Vojenská transparentní zbroj A4 GKN Data . Získáno 14. dubna 2022. Archivováno z originálu dne 30. listopadu 2021.
- ↑ NATO Funds New Transparent Armor (nepřístupný odkaz) . Datum přístupu: 4. ledna 2012. Archivováno z originálu 24. února 2012.
- ↑ CD Jones, JB Rioux, JW Locher, Velkoplošný safír pro průhledné brnění, Sborník příspěvků z 32. mezinárodní konference o pokročilé keramice a kompozitech. The American Ceramic Society, str. 113‒124, leden. 2008.
- ↑ Pokroky v balistice komerčně dostupných kompozitů transparentního pancíře Saint-Gobain Sapphire . Získáno 2. října 2017. Archivováno z originálu dne 26. prosince 2017.
Odkazy
- Útočný letoun Il-40 . avia-il.ru. - strana Sturmovik Il-40 na webu Letadlo OKB im. Iljušin. Staženo 25. ledna 2009.
 Slovníky a encyklopedie |
|---|