Частные вопросы конечной баллистики
Покупка
Тематика:
Оружие
Под ред.:
Гриrорян Валерий Арменакович
Год издания: 2006
Кол-во страниц: 592
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 5-7038-2798-1
Артикул: 812026.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Монография посвящена комплексу вопросов, связанных с баллистической защитой объектов бронетехники от воздействия ударно-кинетических боеприпасов. Кратко проанализированы конструктивные схемы существующих и прогнозируемых до 2010 г. основных средств поражения танков —-бронебойных подкалиберных снарядов и кумулятивных боеприпасов. Приведены сведения о применяемых в броневой защите материалах, их физико-механических свойствах, типах брони, методиках ее испытаний и оценки стойкости, включая статистические методы. Значительное внимание уделено изучению процессов взаимодействия противотанковых средств поражения с монолитной, комбинированной броней и динамической защитой. Представлены физические и математические, включая численные, модели взаимодействия, количественные зависимости и расчетные методики. Изложены правила расчета и проектирования брони танков, в том числе с использованием элементов САПР.
Монография может быть полезна научным работникам, инженерам и военным специалистам, занимающимся разработкой защиты военной техники, а также студентам и аспирантам технических вузов и университетов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 56.04.03: Управление боевым обеспечением войск(сил)
- 56.04.04: Управление техническим обеспечением войск (сил)
- 56.04.06: Управление производством и развитием вооружения и военной техники
- ВО - Специалитет
- 27.05.02: Метрологическое обеспечение вооружения и военной техники
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Частные вопросы конечной баллистики Под редакцией доктора технических наук, профессора, академика РАРАН В.А. Григоряна Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2006
УДК 623.438.3 ББК 68.513 4-24 Частные вопросы конечной баллистики / В.А. Григорян, 4-24 А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов и др.; Под ред. В.А. Григоряна. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. — 592 с.: ил. ISBN 5-7038-2798-1 Монография посвящена комплексу вопросов, связанных с баллистической защитой объектов бронетехники от воздействия ударно-кинетических боеприпасов. Кратко проанализированы конструктивные схемы существующих и прогнозируемых до 2010 г. основных средств поражения танков — бронебойных подкалиберных снарядов и кумулятивных боеприпасов. Приведены сведения о применяемых в броневой защите материалах, их физикомеханических свойствах, типах брони, методиках ее испытаний и оценки стойкости, включая статистические методы. Значительное внимание уделено изучению процессов взаимодействия противотанковых средств поражения с монолитной, комбинированной броней и динамической защитой. Представлены физические и математические, включая численные, модели взаимодействия, количественные зависимости и расчетные методики. Изложены правила расчета и проектирования брони танков, в том числе с использованием элементов САПР. Монография может быть полезна научным работникам, инженерам и военным специалистам, занимающимся разработкой защиты военной техники, а также студентам и аспирантам технических вузов и университетов. УДК 623.438.3 ББК 68.513 Авторы: В.А. Григорян, А.Н. Белобородько, Н.С. Дорохов, И.Ф. Кобылкин, А. В. Коновалов, В.М. Маринин, И В. Соколов Рецензенты: Е.Н. Чистяков — начальник ОНТИ ОАО «НИИ стали»; В.С. Соловьев — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Высокоточные летательные аппараты» МГТУ им. Н.Э. Баумана Авторский коллектив выражает свою благодарность Волковой Татьяне Васильевне и Кочешковой Ирине Борисовне за существенный вклад в подготовку рукописи к изданию. ISBN 5-7038-2798-1 © ОАО «НИИ стали», 2006 © Оформление. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006
ПРЕДИСЛОВИЕ Уважаемый читатель! Проблема «снаряд — броня» достаточно стара. Но, пожалуй, никогда темпы соревнования между бронепробивной способностью средств поражения и уровнем бронезащиты не были так высоки, как в последние полвека. Появление и бурное развитие кумулятивных и бронебойных подкалиберных снарядов дали толчок качественному изменению защиты: произошел переход от монолитной стальной брони к комбинированным броневым структурам, которые включают в себя помимо стальных броневых слоев ряд других материалов и устройств, обеспечивающих защиту бронетехники в рамках приемлемой массы бронирования. Значительный вклад в понимание механизмов взаимодействия бронебойных снарядов с монолитной броней и выявление связей между физико-механическими свойствами брони и ее стойкостью внесли в свое время исследователи ЦНИИ-48. Подлинно научным подходом к проблеме отличаются классические труды сотрудников Ленинградского физико-технического института им. А.Ф. Иоффе, на многие годы ставшие базовыми для советской школы исследователей и разработчиков броневой защиты. Не будет преувеличением сказать, что по глубине и методичности эти исследования намного опередили общемировые. Можно было бы упомянуть ряд других коллективов и отдельных ученых, также внесших выдающийся вклад в разработку указанной проблемы, однако, думаю, что это станет ясно из содержания книги. Монография обобщает накопленный за вторую половину прошлого столетия опыт исследований и разработки броневой защиты. Она написана коллективом авторов, являющихся в основном сотрудниками Научно-исследовательского института стали. На протяжении многих лет они занимаются созданием различных типов бронезащиты для отечественной бронетехники. Изложенный в книге материал в значительной степени основан на собственных конструкторских разработках, теоретических и экспериментальных исследованиях.
Предисловие Основная цель книги — ознакомить читателя с принципами построения современной броневой защиты. Материал излагается от простого — к сложному. Гл. 1 посвящена описанию бронебойных подкалиберных снарядов и кумулятивных боеприпасов, представляющих в настоящее время наибольшую угрозу для бронирования сухопутной военной техники. Даны общие сведения о принципах и особенностях функционирования поражающих элементов (бронебойного сердечника, кумулятивной струи) в процессе проникания. В гл. 2 приведены экспериментальные и теоретические методы определения стойкости брони к воздействию указанных поражающих средств. Гл. 3 целиком посвящена монолитной стальной броне: ее составам, физико-механическим свойствам и законам сопротивления прониканию поражающих элементов различного типа — кумулятивной струи, срабатывающихся и несрабатывающихся кинетических инденторов. Рассмотрены модели их взаимодействия со стальными преградами конечной толщины с учетом углов встречи и атаки. Достаточно подробное исследование вопросов взаимодействия поражающих элементов различного принципа действия по монолитной броне позволяет перейти к исследованию защитных свойств более сложных броневых структур. В порядке возрастания сложности в гл. 4-6 последовательно рассмотрены двух- и многопреградные структуры защиты, многослойная (комбинированная) броня и, наконец, структуры, содержащие устройства динамической защиты. В гл. 5, посвященной многослойным структурам, особо рассмотрены вопросы, связанные с использованием броневой керамики как материала, обладающего аномально высокой противокумулятивной и противоснарядной стойкостью. В гл. 7 представлены методические подходы к расчету и синтезу броневых структур, отвечающих заданным требованиям по противоснарядной и противокумулятивной защите. Следует особо отметить, что при изложении материалов работ, рассмотренных в данной монографии, использовалась авторская символика, чем объясняется ее различие при обозначении одних и тех же параметров в разных главах. По понятным причинам в книге отсутствуют конкретные рекомендации по проектированию защиты современной бронетанковой техники и не дано описание последних разработок в этой области. Вместе с тем, если материалы монографии помогут конструктору при проекта-
Предисловие 5 ровании бронезащиты или дадут дополнительный импульс для дальнейших исследований, касающихся процессов высокоскоростного соударения, авторы будут считать свою цель достигнутой. Монография предназначена для научных работников, инженеров и военных специалистов, занимающихся разработкой и проектированием систем бронезащиты от действия мощных ударно-кинетических боеприпасов, а также может использоваться в процессе обучения аспирантами и студентами старших курсов университетов и технических вузов. Доктор технических наук, профессор, академик РАРАН В.А. Григорян
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПРОТИВОТАНКОВЫЕ БОЕПРИПАСЫ. ПРИНЦИПЫ И ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ 1.1. Бронебойные подкалиберные снаряды Наиболее распространенными средствами поражения брони танков к концу Второй мировой войны были бронебойные снаряды (БС) танковых и противотанковых пушек калибра 85...88 мм. Эти снаряды на дальности 2 км пробивали броню толщиной 150... 155 мм под углом 0° и толщиной 50...55 мм под углом 60°. Начальные скорости снарядов этих пушек достигали 1000 м/с. Стремление при той же энергетике орудия увеличить бронепробивную способность средств поражения привело к разработке бронебойных подкалиберных снарядов (БПС). Однако БПС периода Второй мировой войны имели преимущество перед калиберными снарядами только на небольших дальностях стрельбы из-за значительного падения скорости вследствие низких баллистических качеств БПС. В 1950-х годах с появлением танков, которые можно отнести к первому послевоенному поколению, началось бурное развитие средств их поражения. Этапы развития средств поражения и новых типов брони танков за рубежом отражены в многочисленных обзорах, в частности, известного обозревателя Р.М. Огоркевича [1.1 -1.8]. Одним из главных направлений работ того времени можно считать дальнейшее увеличение бронепробивного действия снарядов за счет кинетической энергии. Это достигалось увеличением калибра пушек по сравнению с калибрами пушек конца Второй мировой войны, повышением начальной скорости снарядов путем увеличения длины ствола, массы порохового заряда и создания БПС с отделяющимся после вылета из ствола поддоном. Для сердечников БПС стали применять твердые сплавы на основе карбида вольфрама и тяжелые сплавы на основе вольфрама и обедненного урана. В конце 1950-х годов широкое распространение в странах НАТО получили английские 105-мм нарезные пушки L7 и их американская
L1. Бронебойные подкалиберные снаряды 7 модификация М68. В боекомплект этих пушек входили бронебойные подкалиберные, кумулятивные и бронебойно-фугасные снаряды. Бронебойные подкалиберные снаряды типа APDS (Armour Piercing Discarding Sabot — бронебойный с отделяющимся поддоном) были двух видов: снаряд с индексом L28A1, имеющий сердечник из карбида вольфрама, обладал относительно высокой бронепробивной способностью при небольших углах встречи; снаряд с индексом L52A1 имел сердечник из пластичного вольфрамового сплава и из-за деформирования уступал сердечнику снаряда L28A1 при действии по броне на малых углах, но превосходил его при действии по броне на больших углах встречи. Если сравнивать БПС L28A1 и L52A1 с БС конца Второй мировой войны, то можно отметить, что эти БПС имеют более высокие начальные скорости (примерно 1500 м/с вместо 1000 м/с), меньшее падение скорости на дистанции и более высокую бронепробивную способность: пробиваемая толщина стальной брони средней твердости при обстреле БПС с дальности 2 км под углами 0...30⁰ составляет 250. ..300 мм, а под углами 60. ..70° — 110. ..120 мм, т. е. под малыми углами в 2,2-3,0 раза, а под большими углами— в 2,1 -2,4 раза больше, чем при обстреле БС В начале 1960-х годов стало ясно, что дальнейшее улучшение стабилизируемых вращением снарядов типа APDS не имеет перспектив, так как у снарядов этого типа относительная длина (отношение длины сердечника 1С к его диаметру d) уже была доведена до верхнего предела (при отношении lz/d, равном приблизительно 5-7, вращение, сообщаемое снаряду в нарезном стволе, не обеспечивает требуемой устойчивости его в полете). Было установлено, что для реализации более высокого значения отношения IJd необходимо перейти от стабилизации снаряда вращением к обеспечению его устойчивости в полете за счет оперения. Для этого необходимо было либо свести до минимума или устранить вовсе вращение, сообщаемое снаряду в нарезном стволе, либо перейти к гладкому стволу. Англия и США в своих новых разработках пошли по первому пути, применяя для устранения вращения снарядов при стрельбе из нарезных пушек проворачивающиеся ведущие пояски, назначение которых — обтюрировать пороховые газы и в то же время избежать передачи значительной скорости вращения снаряду. В ФРГ начались разработки гладкоствольной пушки и снарядов к ней.
Глава 1. Основные противотанковые боеприпасы. Принципы и особенности функционирования В середине 1970-х годов снаряды типа APDS стали вытесняться стреловидными, большого удлинения, с отделяющимся поддоном, стабилизируемыми оперением снарядами типа APFSDS (Armour Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot). В странах НАТО за короткий период были разработаны снаряды этого типа, различающиеся по калибру, конструкции и применяемым материалам. Основные характеристики зарубежных снарядов типа APFSDS, принятых к серийному производству или находящихся на стадии опытных разработок начиная с 1970-х годов, приведены в табл. 1.1. О некоторых конструктивных особенностях снарядов различных типов можно судить по рис. 1.1-1.3 (материалы представлены на основе изучения зарубежной информации [1.9-1.47 и др.], а также аналитических исследований). Если в период Второй мировой войны и непосредственно после нее диаметр сердечника составлял 50...70 % от калибра ствола, то у снарядов APFSDS он лежит в пределах 32...38 %. Применяемые для изготовления сердечников материалы имеют высокие значения плотности и прочности. Плотность вольфрамовых сплавов 16,8... 17,6 г/см³, сплавов на основе обедненного урана (далее — урана) — примерно 18,6 г/см³. Сердечники из урана имеют некоторые преимущества по бронепробиваемости перед снарядами из вольфрамовых сплавов (до 10 % при действии по гомогенной броне). Новые снаряды имеют и лучшие баллистические характеристики: большую начальную скорость и меньшее падение скорости по дальности (например, 92 м/с и 120... 130 м/с на 2 км у снарядов Ml 11 и DM23 соответственно вместо 210 м/с у снаряда L28). В результате перечисленных выше мер сердечники снарядов типа APFSDS сосредоточивают ббльшую кинетическую энергию на меньшей площади контакта с броней, чем равные им по массе сердечники снарядов типа APDS, и поэтому пробивают более толстую броню (в 1,4-1,7 раза, т. е. 150... 190 мм вместо 110... 120 мм при угле встречи 60°). Принципиально новой особенностью БПС типа APFSDS является увеличение толщины пробиваемой брони в направлении действия снаряда с увеличением углов встречи с броней вплоть до углов рикошета (до 78° и более). Так, если снаряды типа DM13 к 120-мм немецкой пушке «Рейнме-талл» при углах встречи с броней 0...30⁰ пробивают с 2 км 320...350 мм стальной брони, то при угле встречи 60° их бронепробивная способность достигает 400...440 мм по горизонтали, что на 20% больше, чем при малых углах встречи.
Таблица 1.1 Характеристики зарубежных БПС типа APFSDS Год при- Общая Скорость Броне- Характеристики нятия масса Начальная на даль- пробитие активной части Индекс снаряда (страна) на воору- снаряда, скорость ности 2 км на дальности Масса, Длина, мм / жение кг Го, м/с Р2км, м/с 2 км, мм кг Диаметр, мм (а = 60°) Калибр 105 мм NP105 А2 (Австрия)’ --- --- 1460 1350 200 --- 473 / 22 L64A4 (Великобрита- 1978 6,12 1490 1370 170 3,3 476 / 28 ния)* HG/62 (Великобрита- 1988 6,12 1490 1365 200 --- --- /25 ния)* DM... (Германия)* 1979 6,27 1450 1358 160-170 3,79 271/33 Mill (Израиль)* --- 6,27 1455 1363 170 3,8 327 / 33 М774 (США)** 1979 5,8 1508 1380-1390 180 3,4 345,8 / 26 М833 (США)’* 1983 6,19 1485 1365 250 3,7 427,2 / 24 OFL105 F1 (Франция)* 1981 5,80 1525 1400 180 3,6 --- /26 OFL105 Е2 (Франция)* 1988 6,20 1525 1400 260-270 --- --- Калибр 120 мм CHARM 1 1994 --- --- --- 270-280 --- --- (Вел икобритания) CHARM3 1999 --- --- --- 370 --- --- (Великобритания)** DM 13 (Германия)* 1979 7,22 1650 1530 220 --- --- /38 DM23 (Германия)* 1985 7,20 1650 1540 240 4,3 380/32 1.1. Бронебойные подкалиберные снаряды
Окончание табл. 1.1 Год при- Скорость Броне- Характеристики нятия на Общая Начальная на даль- пробитие активной части Индекс снаряда (страна) вооруже- масса сна- скорость ности 2 км на дальности Масса, Длина, мм / ние ряда, кг V6, м/с Г? км, М/С 2 км, мм кг Диаметр, мм (а = 60°) DM33FI (Германия)* 1988 7,40 1650 1500 270-280 --- 532/28 DM43 (Германия)* 1995 7,2 1700 --- 320-350 --- 508/21 DM53 (Германия)* 2000 --- --- --- 300-320 --- --- М827 (США)’* 1979 7,22 1650 --- 260 --- --- /38 М829 (США)** 1985 7,40 1665 1560 270-280 4 460/27 M829AI (США)** 1989 8,6-9,1 1707 --- 350 --- --- /24,2 М829А2 (США)” 1992 7,3 1680 ---- 370 --- --- /24,2 М829АЗ (США)” 2003 --- --- --- 400 --- --- |OFL120 G1 (Франция)* --- 6,2 1650 1525 270-290 3,6 --- /26 PROCIPAC Находит- (Франция, Германия)** ся в раз- --- 1780 --- 345-360 --- --- работке Калибр 140 мм ХМ946 (США)*’ 1997 11,1 1800 --- 450-500 --- 870 / 24 ' Материал сердечника — вольфрамовый сплав. *’ Материал сердечника — обедненный уран. О Глава 1. Основные противотанковые боеприпасы. Принципы и особенности функционирования
Доступ онлайн
В корзину