알려진 바와 같이 1950년대 말까지 안보를 강화하는 문제 탱크 강철 갑옷의 두께를 증가시켜 다소 사소한 방식으로 해결되었습니다. 그러나 XNUMX세기 후반은 대전차 무기의 위력이 폭발적으로 성장한 시기였습니다. 분리 가능한 팔레트가 있는 새로운 구경의 포탄이 사용되기 시작했고 누적 탄약의 개발은 일반적으로 비약적으로 진행되었습니다. 이로 인해 과학자들은 손상 요인에 대한 전투 차량의 저항을 높이는 다른 방법을 찾아야 했습니다.
이 주제에 대한 개발은 결국 탱크의 질량을 합리적인 한계 내로 유지하면서 수용 가능한 수준의 보호를 위해 다양한 금속 및 비금속 요소를 결합한 결합된 갑옷의 아이디어로 이어졌습니다. 이러한 요소 중 하나는 세계 최초로 소련에서 T-64 탱크로 대량 생산된 세라믹이었습니다. 나중에 독일, 미국, 프랑스를 포함한 다른 국가들이 그 재산에 관심을 갖게 되었습니다. Abrams, Leopard-2 탱크 등의 건설에 세라믹 인서트가 어떤 식 으로든 사용되었다는 정보가 있습니다.
기갑 세라믹의 구조 설계
갑옷으로서의 세라믹 재료에 대한 연구는 1950년대에 시작되었습니다. 이 유형의 갑옷에 대한 군사 장비 설계자의 관심은 충분히 이해할 수 있습니다. 강철보다 두 배 이상 단단하기 때문에 세라믹은 밀도가 훨씬 낮아 기계 보호의 가벼운 방탄 요소로 사용할 수 있습니다.
세라믹 재료의 물리-기계적 특성. 출처: 책 "최종 탄도에 대한 부분적 질문". MSTU im의 출판사. 바우만
현재까지 기갑 세라믹 기반의 선택은 상당히 광범위하고 일반적으로 재정 및 산업에 의해 제한되지만 특정 경우에는 산화알루미늄과 탄화규소의 두 가지 옵션에서 중지할 가치가 있습니다. 첫 번째는 같은 커런덤 볼의 생산을 위해 소련에서 널리 사용되었으며 두 번째는 주로 영국의 Chobham 갑옷으로 인해 서방에서 명성을 얻었습니다.
화학적, 물리적 및 기계적 특성의 일부 차이를 제외하고 이러한 재료를 보호 구성 요소로 전환하기 위한 최종 생산 주기는 유사합니다. 산화물/카바이드 분말은 다양한 방식으로 첨가제와 함께 고온에서 단일체 상태로 소결됩니다. . 출력에서 "베이킹 몰드"에 따라 다양한 모양과 두께의 볼 또는 블록이 얻어집니다.
열처리 후 도자기는 갑옷의 지위를 얻었지만 실제로는 아직 그렇지 않습니다. 강도가 증가했음에도 불구하고 본질적으로 단단한 모래로 남아있어 포격 중 충격 하중을 견디지 못하고 부서지기 쉽습니다. 이러한 요인의 영향을 약화시키기 위해 연성 재질로 된 특수 기판을 셀 내부에 배치하여 강화합니다. 탱크 갑옷에서는 일반적으로 중간 또는 높은 경도의 강철로 만들어 지지만 T-64 타워의 "광대골"에서는 커런덤 볼에 단순히 용강을 부었습니다.
후기 T-64A 시리즈의 포탑 광대뼈에 있는 커런덤 볼과 T-64B 및 그 변형. 출처: warspot.ru
세라믹 블록과 기판 사이의 상호 작용 원리는 매우 간단하며 탱크 갑옷뿐만 아니라 경차량용 모듈 및 방탄 조끼에도 적용됩니다. 매우 단단한 세라믹 표면과 접촉하는 순간 공격체(발사체)는 심각한 초기 손상을 받고 충격파가 전파되기 시작하여 분말에서 큰 조각까지 다양한 크기의 파편으로 부서집니다. 블록에 기질 형태의 댐퍼가 없으면 여기에서 모든 것이 종료됩니다. 발사체가 산산조각이 날 정도로 부수고 계속 움직입니다.
기질이 있는 경우 상황이 다릅니다. 부서진 세라믹은 작은 부피의 셀에서 갈 곳이 없으므로 발사체에 계속 높은 압력을 가하여 손상시킵니다. 최상의 결과를 위해 세라믹 기판은 여러 행으로 차례로 배열됩니다. 이 경우 보호 기능이 크게 향상될 수 있습니다.
탱크 갑옷에 세라믹을 설치하는 옵션. 블록은 정사각형 셀에 배열됩니다. 기판의 역할은 백 플레이트에 의해 수행됩니다. 출처: 탱크 방어 책. 바우만 모스크바 주립 기술 대학 출판사
불행히도 세라믹은 우라늄이나 텅스텐을 기반으로 한 중합금으로 만들어진 고신율 코어가 있는 갑옷을 뚫는 지느러미가 있는 구경 이하 발사체에 대해 매우 효과적으로 작동하지 않습니다. 그러나 누적 제트에 대한 행동은 정말 독특합니다.
HEAT 발사체에 대한 세라믹 갑옷
고속 X선 영상 및 전기 역학 연구 방법의 부족으로 인해 오랫동안 장갑 세라믹은 경도와 높은 압축 강도 때문에 누적된 구축전차에 저항하는 것으로 여겨졌습니다. 일반적으로 이는 70년 전 만연한 재질일수록 갑옷에 좋다는 이론과 일맥상통하지만, 실제로는 모든 것이 다소 다르다. 프로세스를 더 잘 이해하려면 누적 효과의 기본 개념에 대해 조금 더 깊이 파고들 필요가 있습니다.
예외없이 모든 대전차 누적 탄약에는 폭발물이 장착되어 있으며 활에는 다양한 개방 각도의 원뿔 모양 노치가 만들어집니다. 안감이 있습니다 - 가장 자주 구리이지만 다른 재료를 사용할 수 있습니다. 전하가 폭발하는 순간 대부분의 폭발 에너지는 라이닝을 붕괴시키고 소성 변형시켜 길이가 지속적으로 증가하는 금속 누적 제트를 형성합니다. 헤드 요소의 속도는 7-10km / s이므로 접촉하는 강철 갑옷은 유체 역학 법칙에 따라 행동하여 모든 강도 특성을 잃습니다. 따라서 높은 관통력은 강철 질량의 XNUMX 미터까지 일부 누적 미사일에 도달합니다.
그러나 누적 제트도 자체 강도가 없습니다. 갑옷에 침투하여 점차 자체 길이를 잃어 (운동) 말 그대로 구멍 가장자리에 번집니다. 강도 부족은 또한 제트의 측면 안정성에 영향을 미칩니다. 제트는 축을 가로지르는 가장 작은 물체라도 모든 물체에서 파열될 수 있습니다. 폭발 및 비폭발 동적 보호 시스템의 동작은 이 취약점을 기반으로 합니다.
운동 작용의 갑옷 피어싱 껍질에 대해 갑옷 장벽의 경도는 중요한 역할을 하지만 HEAT 껍질에 대해서는 실질적으로 중요하지 않습니다. 세라믹 및 알루미늄 블록의 실험실 쉘링 형태의 비교 테스트에서 세라믹이 이 금속보다 훨씬 단단하지만 누적 제트가 작동하는 것으로 나타났습니다. 그러나 포격된 장애물을 빠져나올 때 제트기의 상태는 달랐다. 강철/알루미늄 갑옷을 뚫고 나온 후 비교적 온전하게 나왔다면 세라믹 인서트 후에는 관통력이 거의 XNUMX에 가까운 수많은 조각으로 찢어졌습니다.
금속 장벽을 극복한 후 누적 제트의 X선 패턴. 출처: 책 "최종 탄도에 대한 부분적 질문". 바우만 모스크바 주립 기술 대학 출판사
탄화규소로 장애물을 극복한 후 누적된 제트의 X선 패턴. 출처: 책 "최종 탄도에 대한 부분적 질문". 바우만 모스크바 주립 기술 대학 출판사
앞서 언급한 바와 같이 도자기는 다소 부서지기 쉬운 재료이지만 탄성 압축의 에너지를 잠시 동안 축적할 수 있는 특성이 있습니다. 실제로는 이렇게 보입니다.
파괴된 도자기 층이 있는 누적 제트의 붕괴. SW는 충격파, VR은 희박파입니다. 출처: 책 "최종 탄도에 대한 부분적 질문". 바우만 모스크바 주립 기술 대학 출판사
누적 제트가 침투하는 순간 충격파가 강화 세라믹 블록에서 전면으로 전파되어 세라믹을 크고 작은 조각으로 분해하여 수축시킵니다. 그 사이 충격파 앞 뒤의 압력이 줄어들기 시작하고 이전에 압축된 파편이 구멍의 채널을 채우며 제트기를 단두대처럼 자릅니다.
따라서 누적 제트는 머리 부분(가장 빠르고 관통력이 높은 부분)을 잃으며, 이는 갑옷 층의 추가 발전에 부정적인 영향을 미칩니다. 실제로 이 경우 세라믹은 자체 에너지를 사용하여 누적 탄약을 중화하는 활성 구성 요소 역할을 합니다. 같은 방식으로 효율성이 감소하면서 저렴한 대안 작업 - 초기 T-72 탱크의 포탑에 규산염 물질로 결합된 모래로 만든 인서트(일부는 T-72M1 인덱스에 따라 일부는 여전히 사용 중임) 국가.
실제로 세라믹은 누적 발사체에 대해 무엇을 줄 수 있습니까? T-64를 볼 수 있습니다. 이 탱크의 첫 번째 시리즈는 알루미늄 인서트가 설치된 "광대골"에 포탑으로 생산되었습니다. "강철 + 알루미늄 + 강철" 장갑의 총 두께가 약 600mm인 경우 이러한 보호는 누적 발사체로부터 약 450mm에 해당합니다. 커런덤 볼이 있는 타워가 등장한 후 갑옷의 총 두께는 450mm로 줄어들었고 "적운"에 해당하는 값은 450mm로 유지되었습니다. 일반적으로 세라믹 필러를 올바르게 설치하면 강철 대산괴에 비해 100배의 우수성을 달성할 수 있습니다. 매우 단순함: 200mm 두께의 세라믹 층이 XNUMXmm 두께의 강철 시트와 같은 보호 기능을 제공합니다. 무게 및 크기 절감의 이점은 쉽게 계산할 수 있습니다.
연고에 파리도 있습니다. 고품질 도자기는 탱크의 최종 비용에 확실히 영향을 미치는 매우 비싼 즐거움입니다. 또 다른 단점: 큰 각도로 설치하면 작동하지 않습니다. 왜냐하면 누적 제트(발사체도)와 접촉하는 충격파가 블록의 전체 두께에 걸쳐 한 번에 조기 파괴를 일으킬 것이기 때문입니다. 이 문제는 크기가 줄어든 블록의 "단계적" 배열로 해결할 수 있지만 추가 자금이 필요합니다. 또한, 분명하지 않지만 중요한 문제는 세라믹이 탠덤 누적 발사체에 취약할 수 있다는 것입니다. 선두 차지가 갑옷의 전면 레이어를 뚫고 부딪히면 더 이상 메인 차지에 위협이 되지 않습니다. 파괴될 것이기 때문입니다.
요약하면 다음과 같이 말할 수 있습니다. 도자기는 효과가 있고 그것을 부정할 이유가 없습니다. 또 다른 것은 탱크 갑옷의 주요 구성 요소로 더 이상 사용되지 않는다는 것입니다. 지난 30~40년 동안 트렌드가 너무 많이 바뀌었습니다. HEAT 발사체에 대해 훨씬 더 효과적인 비폭발 동적 보호가 사용됩니다. 우리는 일반적으로 선체와 포탑의 이마에 내장된 반능동 장갑이라고 부릅니다. 그럼에도 불구하고 장갑 도자기는 할인되어서는 안됩니다. 갑옷에 장착 된 모듈을 포함하여 보호의 추가 요소로 매우 관련이 있습니다.