В течение на сравнително кратката история на бронираните превозни средства (BTT) на сухопътните войски, която е на около сто години, естеството на воденето на военните действия многократно се е променяло. Тези промени бяха от кардинално естество - от „позиционна“до „мобилна“война и по -нататък до локални конфликти и антитерористични операции. Характерът на предложените военни операции е решаващ при формирането на изисквания за военна техника. Съответно се промени и класирането на основните свойства на BTT. Класическата комбинация „огнева мощ - отбрана - мобилност“е многократно актуализирана, допълвана с нови компоненти. Към настоящия момент е установена гледната точка, според която приоритет се дава на сигурността.
Значително разширяване на обхвата и възможностите на противо бронираните машини (BTT) направи жизнеспособността му най-важното условие за изпълнение на бойна мисия. Осигуряването на оцеляването и (в по -тесен смисъл) защитата на BTT се основава на интегриран подход. Не може да има универсални средства за защита срещу всички възможни съвременни заплахи, поради което на BTT съоръжения са инсталирани различни системи за защита, взаимно се допълващи. Към днешна дата са създадени десетки конструкции, системи и комплекси със защитни цели, вариращи от традиционни брони до системи за активна защита. При тези условия формирането на оптимален състав на сложна защита е една от най -важните задачи, чието решение до голяма степен определя съвършенството на разработената машина.
Решението на проблема с интегрирането на средства за защита се основава на анализа на потенциалните заплахи при предполагаемите условия на употреба. И тук е необходимо да се върнем към факта, че естеството на военните действия и следователно "представителното облекло на противотанково оръжие"
в сравнение, да речем, с Втората световна война. Понастоящем най -опасните за BTT са две противоположни (както по отношение на технологичното ниво, така и по методите на приложение) групи средства - прецизни оръжия (СТО), от една страна, и оръжия и мини в близко движение, от друга. Ако използването на СТО е типично за силно развитите страни и като правило води до сравнително бързи резултати в унищожаването на вражески групи бронирани превозни средства, тогава широкото използване на мини, импровизирани взривни устройства (SBU) и ръчни противотанкови средства танкови гранатомети от различни въоръжени формирования е с дългосрочен характер. Опитът от военните операции на САЩ в Ирак и Афганистан е много показателен в този смисъл. Считайки, че подобни локални конфликти са най -характерните за съвременните условия, трябва да се признае, че именно мините и мелето оръжие са най -опасните за BTT.
Степента на заплаха от мини и импровизирани взривни устройства е добре илюстрирана от обобщените данни за загубите на техника на армията на САЩ при различни въоръжени конфликти (Таблица 1).
Анализът на динамиката на загубите ни позволява да заявим недвусмислено, че компонентът за противоминното действие на сложната защита на бронирани превозни средства е особено актуален днес. Осигуряването на противоминна защита се превърна в един от основните проблеми, пред които са изправени разработчиците на съвременни военни превозни средства.
За да се определят начините за осигуряване на защита, на първо място е необходимо да се оценят характеристиките на най -вероятните заплахи - видът и мощността на използваните мини и взривни устройства. Понастоящем са създадени голям брой ефективни противотанкови мини, които се различават, наред с други неща, от принципа на действие. Те могат да бъдат оборудвани с предпазители за натискане и многоканални сензори-магнитометрични, сеизмични, акустични и т. Н. Бойната глава може да бъде или най-простата експлозивна, или с поразителни елементи от типа „ударно ядро“, които имат висока броня- способност за пробиване.
Спецификата на разглежданите военни конфликти не предполага наличието на "високотехнологични" мини във владение на противника. Опитът показва, че в повечето случаи се използват мини, а по-често и SBU, с експлозивно действие с радиоуправляеми или контактни предпазители. Пример за импровизирано взривно устройство с обикновен бутон с бутон е показан на фиг. 1.
маса 1
Напоследък в Ирак и Афганистан имаше случаи на използване на импровизирани взривни устройства с поразителни елементи от типа „ударно ядро“. Появата на такива устройства е отговор на повишаване на противоминната защита на BTT. Въпреки че по очевидни причини е невъзможно да се произведе висококачествен и високоефективен кумулативен монтаж с „импровизирани средства“, въпреки това бронебойната способност на такива SBU е до 40 мм стомана. Това е напълно достатъчно за надеждно побеждаване на леко бронирани превозни средства.
Силата на използваните мини и SBU зависи до голяма степен от наличието на определени експлозиви (взривни вещества), както и от възможностите за тяхното полагане. По правило IED се правят на базата на индустриални експлозиви, които при същата мощност имат много по -голямо тегло и обем от „бойните“експлозиви. Трудностите при скритото полагане на такива обемисти IED ограничават тяхната сила. Данните за честотата на използване на мини и IED с различни еквиваленти на тротил, получени в резултат на обобщаване на опита от американските военни операции през последните години, са дадени в таблица. 2.
таблица 2
Анализът на представените данни показва, че повече от половината от взривните устройства, използвани в наше време, имат еквиваленти на тротил от 6-8 кг. Именно този диапазон трябва да бъде признат за най -вероятния и следователно за най -опасния.
От гледна точка на естеството на поражението има видове взривяване под дъното на колата и под колелото (гъсеница). Типични примери за лезии в тези случаи са показани на фиг. 2. В случай на експлозии под дъното е много вероятно целостта (счупването) на корпуса и разрушаването на екипажа както поради динамични натоварвания, надвишаващи максимално допустимите, така и поради въздействието на ударна вълна и фрагментация потокът е много вероятен. При експлозии на колела по правило се губи мобилността на превозното средство, но основният фактор, влияещ върху екипажа, са само динамичните натоварвания.
Фиг. 1. Импровизирано взривно устройство с бушон тип предпазител
Подходите за осигуряване на противоминната защита на BTT се определят преди всичко от изискванията за защита на екипажа и едва второ - от изискванията за поддържане на работоспособността на превозното средство.
Поддържането на работоспособността на вътрешното оборудване и в резултат на това на техническата бойна способност може да бъде осигурено чрез намаляване на ударните натоварвания на това оборудване и точките му на закрепване. Повечето
критични в това отношение са компонентите и възлите, фиксирани към дъното на машината или в рамките на максимално възможното динамично отклонение на дъното по време на взривяване. Броят на точките на закрепване на оборудването към дъното трябва да бъде сведено до минимум, доколкото е възможно, а самите възли трябва да имат поглъщащи енергия елементи, които намаляват динамичните натоварвания. Във всеки случай дизайнът на точките за закрепване е оригинален. В същото време, от гледна точка на конструкцията на дъното, за да се осигури работоспособността на оборудването, е необходимо да се намали динамичното отклонение (да се увеличи твърдостта) и да се осигури максимално възможното намаляване на динамичните натоварвания, предавани на точките на закрепване на вътрешното оборудване.
Поддръжката на екипажа може да бъде постигната, ако са изпълнени редица условия.
Първото условие е да се сведат до минимум динамичните натоварвания, предавани по време на взрива към точките на закрепване на екипажа или местата на войските. Ако седалките са прикрепени директно към дъното на колата, почти цялата енергия, предадена на този участък от дъното, ще бъде прехвърлена към техните точки на закрепване, следователно
са необходими изключително ефективни абсорбиращи енергията седалки. Важно е осигуряването на защита при висока мощност на зареждане да стане съмнително.
Когато седалките са закрепени към страните или покрива на корпуса, където зоната на локални „експлозивни“деформации не се простира, само тази част от динамичните натоварвания, които се разпределят върху купето на колата като цяло, се прехвърлят към точките на закрепване. Като се има предвид значителната маса на бойните превозни средства, както и наличието на фактори като еластичност на окачването и частично поглъщане на енергия поради локална деформация на конструкцията, ускоренията, предавани отстрани и покрива на корпуса, ще бъдат относително малки.
Второто условие за поддържане на работоспособността на екипажа е (както в случая с вътрешното оборудване) изключването на контакт с дъното при максимално динамично отклонение. Това може да се постигне чисто конструктивно - чрез получаване на необходимата хлабина между дъното и пода на обитаемото отделение. Увеличаването на твърдостта на дъното води до намаляване на този необходим просвет. По този начин ефективността на екипажа се осигурява от специални амортизиращи седалки, фиксирани на места, далеч от зоните на възможно прилагане на експлозивни товари, както и чрез елиминиране на контакта на екипажа с дъното при максимално динамично отклонение.
Пример за интегрираното прилагане на тези подходи за защита от мини е сравнително наскоро възникващият клас бронирани превозни средства MRAP (Mine Resistant Ambush Protected), които имат повишена устойчивост на взривни устройства и стрелба с малки оръжия (фиг. 3) …
Фигура 2. Естеството на поражението на бронираните превозни средства при подкопаване под дъното и под колелото
Трябва да отдадем почит на най -високата ефективност, показана от САЩ, с която бяха организирани разработката и доставката на големи количества такива машини за Ирак и Афганистан. Тази задача беше възложена на доста голям брой компании - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International и др. Това предопредели значително намаляване на флота на MRAR, но в същото време направи възможно доставете ги в необходимото количество за кратко време.
Общите черти на подхода за осигуряване на противоминна защита на автомобилите на тези компании са рационалната V-образна форма на долната част на корпуса, повишената здравина на дъното поради използването на дебели стоманени брони и задължителното използване на специални абсорбиращи енергия седалки. Защитата се осигурява само за обитавания модул. Всичко, което е „отвън“, включително двигателното отделение, или изобщо няма защита, или е слабо защитено. Тази функция му позволява да издържа на подкопаване
достатъчно мощни IED, дължащи се на лесното унищожаване на „външните“отделения и възли с минимизиране на предаването на въздействие върху обитаемия модул (фиг. 4). Подобни решения се прилагат както на тежки машини, например Ranger от Universal Engineering (Фиг. 5) и на светлина, включително IVECO 65E19WM. С очевидна рационалност в условия на ограничена маса, това техническо решение все още не осигурява висока оцеляване и запазване на мобилността със сравнително слаби взривни устройства, както и куршумен обстрел.
Ориз. 3. Бронираните превозни средства от клас MRAP (Mine Resistant Ambush Protected) имат повишена устойчивост на взривни устройства и стрелба с малки оръжия
Ориз. 4. Отделяне на колела, електроцентрала и външно оборудване от отделението за екипаж, когато автомобил е взривен от мина
Ориз. 5. Тежки бронирани превозни средства от семейството Ranger на Universal Engineering
Ориз. 6 Превозно средство от семейство Тайфун с повишено ниво на минна устойчивост
Просто и надеждно, но не и най -рационалното от гледна точка на теглото, е използването на тежка стоманена плоча за защита на дъното. По-леките дънни конструкции с абсорбиращи енергия елементи (например шестоъгълни или правоъгълни тръбни части) все още се използват много ограничено.
Автомобили от семейство Тайфун (фиг. 6), разработени в Русия, също принадлежат към класа MRAP. В това семейство превозни средства се прилагат почти всички известни понастоящем технически решения за гарантиране на противоминната защита:
- V-образно дъно, - многослойно дъно на отделението за екипаж, минна шахта, - вътрешен под върху еластични елементи, - местоположението на екипажа на максимално възможното разстояние от най -вероятното място на взрив, - възли и системи, защитени от прякото въздействие на оръжия, - енергопоглъщащи седалки с предпазни колани и облегалки за глава.
Работата върху семейство Тайфун е пример за сътрудничество и интегриран подход за решаване на проблема за гарантиране на сигурността като цяло и в частност на противомината. Водещият разработчик на защитата на автомобили, създаден от Уралския автомобилен завод, е ОАО НИИ Стали. Разработването на общата конфигурация и оформление на каюти, функционални модули, както и абсорбиращи енергия седалки се извършва от АД „Евротехпласт“. За да се извърши числена симулация на експлозивното въздействие върху конструкцията на превозното средство, бяха привлечени специалисти от Саров Инженеринг Център LLC.
Настоящият подход за формиране на противоминна защита включва няколко етапа. На първия етап се извършва числено моделиране на въздействието на продуктите на експлозията върху скициран дизайн. Освен това се изясняват външната конфигурация и общият дизайн на дъното, противоминните палети и се разработва тяхната структура (разработването на конструкции също се извършва първо чрез числени методи, а след това се тества върху фрагменти чрез реална детонация).
На фиг. 7 показва примери за числено моделиране на въздействието на експлозия върху различни структури на конструкции за противоминно действие, извършено от АД „Изследователски институт по стомана“в рамките на работата по нови продукти. След завършване на подробния проект на машината се симулират различни опции за нейното подкопаване.
На фиг. 8 показва резултатите от числени симулации на детонация на превозно средство Тайфун, извършени от Саров Инженеринг Център LLC. Въз основа на резултатите от изчисленията се правят необходимите модификации, чиито резултати вече са проверени чрез реални детонационни тестове. Този многоетапен подход позволява да се оцени правилността на техническите решения на различни етапи от проектирането и като цяло да се намали рискът от грешки при проектирането, както и да се избере най -рационалното решение.
Ориз. 7 Снимки на деформираното състояние на различни защитни конструкции при числената симулация на въздействието на експлозия
Ориз. 8 Картината на разпределението на налягането в числената симулация на експлозията на колата "Тайфун"
Обща черта на създаваните съвременни бронирани превозни средства е модулността на повечето системи, включително защитни. Това дава възможност да се адаптират нови проби от BTT към предвидените условия на употреба и обратно, при липса на заплахи, за да се избегнат неоправдани
разходи. Що се отнася до противоминната защита, такава модулност дава възможност бързо да се реагира на евентуални промени във видовете и мощностите на използваните взривни устройства и ефективно да се реши един от основните проблеми при защитата на съвременните бронирани превозни средства с минимални разходи.
Така по разглеждания проблем могат да се направят следните изводи:
- една от най -сериозните заплахи за бронираните превозни средства в най -типичните локални конфликти днес са мини и IED, които представляват повече от половината от загубите на оборудване;
- за да се осигури висока противоминна защита на BTT, е необходим интегриран подход, включващ както оформление, така и проектиране, „верижни“решения, както и използването на специално оборудване, по-специално енергопоглъщащи седалки на екипажа;
- BTT модели с висока противоминна защита вече са създадени и се използват активно в съвременните конфликти, което дава възможност да се анализира опитът от тяхното бойно използване и да се определят начини за по -нататъшно подобряване на техния дизайн.
