Броня — защитный материал, которому свойственны высокая устойчивость и сопротивляемость внешним факторам, угрожающим деформацией и нарушением его целостности. Неважно, о какой защите идёт речь: будь то рыцарские латы или тяжёлое покрытие современных боевых машин, цель остаётся одна — оберегать от повреждений и принимать на себя основной удар.
Броня гомогенная — защитный однородный слой материала, который обладает повышенной прочностью и имеет по всему сечению однородный химический состав и одинаковые свойства. Именно о таком типе защиты и пойдёт речь в статье.
История возникновения брони
Первые упоминания о броне встречаются в средневековых источниках, речь идет о латах и щитах воинов. Главное их предназначение заключалось в защите частей тела от мечей, сабель, топоров, копий, стрел и прочего оружия.
С появлением огнестрельного оружия появилась необходимость отказаться от применения сравнительно мягких материалов при изготовлении брони и перейти к более прочным и устойчивым не только к деформациям, но и к условиям окружающей среды сплавам.
Со временем украшения, применяемые на щитах и доспехах, символизирующие статус и почёт знати, стали уходить в прошлое. Форма лат и щитов начала упрощаться, уступая дорогу практичности.
По сути, весь мировой прогресс свёлся к гонке скоростей изобретения новейших видов оружия и защиты от такового. Как результат, упрощение формы доспеха приводило к снижению стоимости (из-за отсутствия украшений), но повышало практичность. В итоге броня стала более доступной.
Железо и сталь нашли применение и далее, когда во главе угла встали качество и толщина брони. Явление нашло отклик в корабле- и машиностроении, а также при укреплении наземных сооружений и малоподвижных боевых единиц вроде катапульт и баллист.
Виды брони
С развитием металлургии в историческом плане наблюдались усовершенствования толщины оболочек, что постепенно привело к появлению брони современных типов (танковая, корабельная, авиационная и т. д.).
В современном мире гонка вооружений не прекращается ни на минуту, что приводит и к появлению новых типов защиты как средства противодействия имеющимся видам оружия.
Исходя из особенностей конструкции, выделяют следующие виды брони:
- гомогенная;
- армированная;
- навесная;
- разнесённая.
Исходя из способов применения:
- нательная — любая броня, одеваемая для защиты тела, и неважно, что это – латы средневекового воина или бронежилет современного солдата;
- транспортная — металлические сплавы в виде плит, а также пуленепробиваемое стекло, целью которого является защита экипажа и пассажиров техники;
- корабельная — броня для защиты судов (подводной и надводной части);
- строительная — вид, применяемый для защиты дотов, блиндажей и деревоземляных огневых точек (дзотов);
- космическая — всевозможные противоударные экраны и зеркала для защиты космических станций от орбитального мусора и вредоносного воздействия прямых солнечных лучей в открытом космосе;
- кабельная — предназначена для защиты подводных кабелей от повреждений и долговечной эксплуатации в агрессивной среде.
«Умная» сварка
0
Немаловажный вклад в успешность освоения броневого производства танков серии ИС внесла автоматическая сварка стали под слоем флюса. Поскольку перевести на такую сварку весь процесс изготовления танкового бронекорпуса на начало 1944 года было невозможно, то инженеры сосредоточились на автоматизации наиболее протяженных и механически нагруженных швов. На челябинском заводе № 200 в процессе сборки корпуса тяжелого танка ИС-2 могло быть автоматизировано только 25% от всех сварных швов. К середине 1944 года в Танкограде удалось автоматизировать 18% из всех возможных 25% сварных швов. Общая протяженность сварных швов по корпусу тяжелого танка ИС-2 составляла 410 погонных метров, из которых 80 погонных метров осуществлялась методом автоматизированной сварки.
0
Такой результат привел к существенной экономии дефицитных ресурсов и электроэнергии. Удалось высвободить до 50 квалифицированных ручных сварщиков (их трудозатраты в количестве 15 400 человеко-часов) и сэкономить 48 000 киловатт-часов электроэнергии. Уменьшился расход электродов (порядка 20 000 кг, аустенитных – 6 000 кг), кислорода (на 1 440 кубометра). Значительно сократилось и время проведения сварочных работ. К примеру, приварка днища и подбашенной коробки к бортам шестнадцатиметровым швом занимала в ручном режиме 9,5 человека-часов, а со сварочным автоматом всего 2. Аналогичный по длине шов, соединяющий днище с бортами корпуса танка в автоматическом режиме требовал 3 человека-часа (в ручном сразу 11,4). При этом высококвалифицированные сварщики могли быть заменены на автоматической сварке малоквалифицированными рабочими.
Броня гомогенная и гетерогенная
Материалы, применяемые для изготовления брони, отражают развитие выдающейся конструкторской мысли инженеров. Доступность таких полезных ископаемых, как хром, молибден или вольфрам, позволяет разрабатывать высокопрочные образцы; отсутствие таковых создаёт необходимость разработки узконаправленных формаций. К примеру, броневых листов, которые легко бы балансировали по критерию соотношения цены и качества.
По назначению броня делится на противопульную, противоснарядную и конструкционную. Броня гомогенная (из одного материала по всей площади сечения) или гетерогенная (разнится по составу) используется при создании как противопульных покрытий, так и противоснарядных. Но и это еще не все.
Броня гомогенная имеет как одинаковый химический состав по всей площади сечения, так и идентичные химические и механические свойства. Гетерогенная же может иметь разные механические свойства (закалённая с одной стороны сталь, например).
Секрет успеха
0
Секрет успеха металлургов кроется в исследовании параметров формирования волокнистого излома брони – основного параметра снарядостойкости. Оказалось, можно обойтись без существенной доли легирующих элементов, просто изменив скорость охлаждения брони при закалке. Но это на словах все просто – сколько предварительных опытов и плавок пришлось делать металлургам, рассказать смогут только засекреченные сейчас архивы. На Магнитогорском металлургическом комбинате в 1941 году были получены первые опытные образцы стали 49С, которые не уступали традиционной «довоенной» броне. В частности, обстрелы 76-мм пушкой показали полное соответствие тактическим требованиям к танку. И с 1942 года на серию КВ шла броня только с именем 49С. Стоит помнить, расход хрома, молибдена и никеля при этом серьезно снизились.
0
На этом поиски новых рецептур брони для тяжелой техники не закончились. В 1942 году была «сварена» сталь ГД-63-3, напрочь лишенная дефицитного хрома и никеля. В какой-то мере никель заменили марганцем – его доля увеличилась в три с лишним раза (до 1,43%). Опытные образцы новой брони были обстреляны. И они оказались вполне пригодны для массового использования в конструкции КВ. Но вот сами танки с броней средней твердости «Клим Ворошилов» уходили на покой. А место тяжелых машин занимали машины «Иосиф Сталин» с броней высокой твердости.
Катаная гомогенная броня
По способу изготовления броневые (будь то гомогенная бронь или гетерогенная) покрытия делятся на:
- Катаные. Это разновидность литой брони, прошедшей обработку на прокатном станке. За счёт сдавливания на прессе молекулы сближаются друг с другом, и происходит уплотнение материала. Данный вид сверхпрочной брони обладает одним недостатком: не поддаётся отливке. Используется на танках, но лишь в виде ровных пластин. На танковой башне, к примеру, требуется округлая.
- Литые. Соответственно, менее прочные в процентном соотношении, чем предыдущий вариант. Однако такое покрытие может использоваться для башни танков. Литая гомогенная броня, разумеется, будет прочнее, чем гетерогенная. Но, как говорится, хороша ложка к обеду.
Магнитогорские рецептуры
0
Смотреть все фото в галерее
В предыдущей части истории шла речь о литой высокотвердой броне 70Л, применяемой для башен танков ИС. У разработчиков брони из ЦНИИ-48 это был далеко не первый опыт создания защиты для тяжёлых танков. До Курской дуги, ставшей катализатором развития отечественного тяжелого танкостроения, главным объектом модернизации был танк КВ. Первоначально все работы были направлены на снижение доли дефицитных легирующих добавок в составе брони. Даже название в ЦНИИ-48 придумали соответствующее – экономнолегированная сталь. Первоначальная броня марки ФД-7954, с которой танк КВ вошел в Великую Отечественную войну, содержала по техническим требованиям до 0,45% молибдена, 2,7% никеля и хрома.
0
Уже к концу 1941 года группа исследователей под руководством Андрея Сергеевича Завьялова в «Броневом институте» создали рецептуру стали ФД-6633 или 49С, в которой молибдена требовалось не более 0,3%, хрома – до 2,3%, а никеля – до 1,5%. Учитывая, что танков серии КВ с о второго полугодия 1941 года до 1943 года было собрано около 4 тысяч экземпляров, можно представить объем реальной экономии легирующих металлов.
×
Предназначение
Если рассматривать противопульную защиту от обычных и бронебойных пуль, а также воздействия осколков малых бомб и снарядов, то такая поверхность может быть представлена в двух исполнениях: катаная гомогенная броня высокопрочная или гетерогенная цементированная с высокой прочностью как лицевой, так и тыльной сторон.
Противоснарядное (защищает от воздействия больших снарядов) покрытие тоже представлено несколькими типами. Самые распространённые из них — катаная и литая гомогенная броня нескольких категорий прочности: высокой, средней и низкой.
Ещё один тип — катаная гетерогенная. Представляет собой цементированное покрытие с закалкой с одной стороны, прочность которой убывает «в глубину».
Толщина брони по отношению к твёрдости в этом случае представляет собой соотношение 25:15:60 (наружный, внутренний, тыльный слои соответственно).
Химический состав
0
Что же из себя представляла катаная броня 51С, ставшая основной для ИС-2, ИСУ-122 и ИСУ-152? Это глубоко прокаливающаяся сталь для больших толщин брони, имеющая следующий химический состав (%): С 0,18–0,24 Mn 0,70–1,0 Si 1,20–1,60 Cr 1,0–1,5 Ni 3,0–3,8 Mo 0,20–0,40 P ≤0,035 S ≤0,035. В сравнении с литой броней 70Л в катаной стали 51С выше была доля молибдена и никеля, который гарантировал повышение прокаливаемости до 200 мм. Когда корпуса тяжелых танков обстреляли 88-мм снарядами, оказалось, что броня высокой твердости намного превосходит по стойкости своих предшественников средней твердости. Вопрос о постановке катаной брони 51С был решен незамедлительно.
Применение
Танки России, как и корабли, в настоящее время покрыты хромоникелевой или никелированной сталью. Причем если при строительстве кораблей используется стальной бронепояс с изотермической закалкой, то танки обрастают композитной защитной оболочкой, которая состоит из нескольких слоёв материалов.
К примеру, лобовая броня универсальной боевой платформы «Армата» представлена композитным слоем, непробиваемым для современных противотанковых снарядов калибра до 150 мм и подкалиберных стреловидных снарядов калибра до 120 мм.
А также используются противокумулятивные экраны. Трудно сказать, лучшая броня это или нет. Танки России совершенствуются, а с ними улучшается и защита.
Уральские САГи
0
Исследователь советской танковой промышленности, кандидат исторических наук Запарий Василий Владимирович из Института истории и археологии УрО РАН в одной из своих работ очень подробно описывает агрегаты автоматической сварки, используемой на Урале для бронекорпусного производства. Самым распространенным был автомат типа «АСС» с головкой Буштедта. Всего на Уралмаше было восемь таких установок. Скорость подачи проволоки в данном автомате зависела от напряжения в дуге. Он требовал 5 агрегатов, в том числе 3 кинематических электромотора и 1 мотор-генератор. К середине 1943 года под нужды тяжёлых танков ИС-2 сконструировали сварочный автомат «СА-1000». Или Сварочный автомат мощностью до 1000 А. В целях освоения выпуска бронекорпусов для нового челябинского тяжелого танка ИС-3, инженерами завода в 1944 году был сконструирован аппарат «СГ-2000». Данная машина была рассчитана для работы с малоуглеродистыми сварочными проволоками повышенного диаметра (6–8 мм) и нашла свое применение в ходе изготовления башни ИС-3. Установка имела дозатор для введения в раздел шва специального состава (различные ферросплавы) с целью раскисления (восстановления) металла в нем. Всего на принципе саморегуляции сварочной дуги на УЗТМ к 1945 году было создано 9 автосварочных установок трех типов: «СА-1000», «СГ-2000», «САГ» («Сварочная автоматическая головка»).
Броня vs Снаряд
Конечно, маловероятно, что члены расчёта танка держат в голове подробные тактико-технические характеристики боевой машины, указывающие, какова толщина защищающего слоя и какой снаряд на каком миллиметре она сдержит, равно как и то, гомогенной является броня используемой ими боевой машины или нет.
Свойства современной брони нельзя описать одним лишь понятием «толщина». По той простой причине, что угроза от современных снарядов, против которых, собственно, и разработана такая защитная оболочка, исходит от кинетической и химической энергии снарядов.
Пантера
Тигр – это мощное, но все же редкое оружие. Немецкая армия нуждалась в чем-то более бюджетном для массового использования. Так появилась Пантера, вокруг которой по сей день ведется множество споров. Но несмотря на бюджетность, характеристики вышли достойными. При весе в 44 тонны она обходила Т-34 по подвижности, по хорошей дороге могла ехать со скоростью до 60 км в час. Пантера выпускала бронебойные снаряды, которые за секунду могли пролететь целый километр, атаковала противника на расстоянии более двух километров.
Броня достаточно мощная, ее толщина в передней части – 60-80 мм, в бортовой – до 50 мм, в нижней части присутствовали катки в два ряда для усиления с каждой из сторон. Но углы наклона брони доходили до 55 градусов. Расположение стало прорехой, по защищенности Пантера не обошла Т-34, советские танки поражали ее играючи.
Кинетическая энергия
Под кинетической энергией (лучше сказать «кинетической угрозой») подразумевается способность болванки снаряда прошить броню. К примеру, снаряд из обеднённого урана или карбида вольфрама пробьёт таковую насквозь. Гомогенная стальная броня бесполезна против попадания таковых. Нет никаких критериев, по которым можно утверждать, что 200 мм гомогенной эквивалентны 1300 мм гетерогенной.
Секрет противодействия снаряду кроется в расположении брони, что приводит к изменению вектора воздействия снаряда на толщу покрытия.
Маус
Включать Маусов в список самых толстых бронемашин или не включать – спорный вопрос. Дело в том, что их было произведено всего два, и они так и не смогли выйти на поле боя. Однако, они все же были созданы. И если сравнивать по толщине защиты, то каждый из этой пары – безусловный мировой лидер. Толщина лобовой – целых 200 мм, это означает, что машина способна устоять перед ударом любой силы. Бортовая ширина брони не сильно уступает – 185 миллиметров.
Сейчас увидеть такой танк не получится, так как немцы уничтожили их, когда отступали. Но в вышеупомянутом музее под Москвой можно посмотреть на подробный макет. Он был собран с точностью по военным летописям тех лет.
Это были танки с самой толстой броней, созданные Германией и Советским Союзом для участия во Второй Мировой войне. Сейчас каждый из них является частью истории, ведь именно они вершили ее в те времена.
Кумулятивный снаряд
Химическая угроза представлена такими типами снарядов, как противотанковый бронебойно-фугасный (по международной номенклатуре обозначается как HESH) и кумулятивный (HEAT).
Кумулятивный снаряд (вопреки устоявшемуся мнению и влиянию игры World Of Tanks) не несёт в себе воспламеняющей начинки. Его действие основано на фокусировании энергии удара в тонкую струю, которая, благодаря высокому давлению, а не температуре, прорывает защитный слой.
Защитой от подобного рода снарядов служит наращивание так называемой фальш-брони, которая принимает на себя энергию удара. Простейшим примером является обтягивание танков сеткой-рабицей от старых кроватей во времена Второй мировой войны советскими солдатами.
Израильтяне защищают корпуса своих «Меркав», прикрепляя к корпусу стальные шары, висящие на цепях.
Ещё одним вариантом является создание динамической брони. При столкновении направленной струи от кумулятивного снаряда с защитной оболочкой происходит детонация броневого покрытия. Взрыв, направленный в противовес кумулятивное струе, приводит к рассеиванию последней.
