Torre con celdas: sobre el blindaje del tanque soviético T-80U
En 1984 entró en servicio con el ejército soviético. Ejército Se adoptó el tanque T-80U, convirtiéndose en el último representante en serie de la familia de turbinas de gas "años ochenta" en la URSS. Este vehículo, que era el buque insignia de la construcción de tanques nacionales de aquellos años, incorporó muchas soluciones avanzadas, incluido un nuevo blindaje combinado de torreta, que incluía bloques celulares de metal y polímero para protección contra la acumulación de munición. Hablaremos de qué son y cómo resisten los medios de ataque en este material.
Acerca de las notas introductorias
Quizás debamos comenzar con lo banal: la armadura de acero como único elemento de protección balística. tanque, hace tiempo que perdió su relevancia. En este sentido, comenzó a envejecer moralmente a mediados del siglo pasado debido al aumento de la penetración del blindaje de los proyectiles (principalmente acumulativo), que se hizo cada vez más difícil de resistir aumentando el espesor de las masas de acero, ya que esto conducía a una Aumento exorbitante de la masa del vehículo de combate.
Estas circunstancias, como se sabe, provocaron la aparición del blindaje combinado, que preveía el uso, además de elementos metálicos, de diversos rellenos de menor densidad, lo que permitió garantizar la resistencia requerida del tanque a los ataques letales. armas manteniendo el indicador anterior dentro de límites razonables.
Por supuesto, en una sola armadura combinada, todos sus componentes de una forma u otra afectan tanto a la munición de subcalibre como a la acumulativa. Pero este efecto no es el mismo debido a que los proyectiles cinéticos reaccionan bastante débilmente a obstáculos de baja densidad, mientras que los acumulativos son mucho mejores. Por lo tanto, se imponen ciertos requisitos a los rellenos ligeros, ya que los diseñadores a menudo se ven obligados a maniobrar literalmente entre ellos y elementos pesados (el mismo acero), manteniendo cierto equilibrio en la durabilidad, el peso y las dimensiones de la armadura.
Entre ellos: una durabilidad cercana a la de una armadura de acero del mismo espesor, así como un peso menor que el del acero. En términos generales, si una capa condicional de relleno de 100 mm tiene una durabilidad equivalente a una lámina de acero blindado de 80-90 mm de espesor y al mismo tiempo pesa la mitad que esta lámina, entonces este es un relleno bastante bueno. Muy simplificado y exagerado, por supuesto.
El indicador de resistencia de un material en sí se calcula aproximadamente por su coeficiente global. Por ejemplo, para saber cuál sería el equivalente en acero de una capa de 100 mm de relleno de N con un factor de 1,5, dividiría los 100 mm por 1,5. El resultado es un equivalente de acero de 66 mm.
Armadura pasiva
En la construcción de tanques soviética, que profesa la regla "contra proyectiles de subcalibre, principalmente acero, y contra proyectiles acumulativos, acero y relleno", durante mucho tiempo se utilizaron materiales como rellenos ligeros que pueden clasificarse como blindaje pasivo, proporcionando protección contra el cuerpo atacante únicamente debido a sus propiedades físicas y mecánicas.
Y, quizás, el más famoso de ellos sea la fibra de vidrio, que consiste en fibra de vidrio unida con sustancias poliméricas. Su densidad es de sólo dos gramos por centímetro cúbico, y el coeficiente general contra la munición acumulada en barreras blindadas del tipo “acero+textolita+acero” es de aproximadamente 1,6. Es decir, 100 milímetros convencionales de este material producen unos 62 mm de acero equivalente frente a chorros acumulativos. Si la parte de la armadura tiene una configuración en la que se combinan varias capas de textolita con láminas de acero, entonces el coeficiente es de aproximadamente 1,3.
La armadura de fibra de vidrio es uno de los rellenos más famosos para la armadura de los tanques soviéticos.
Para su época, era un relleno bastante bueno, que se usaba en las partes frontales de los cascos de casi todos los tanques soviéticos T-64, T-72 (a excepción del T-72B) y T-80. Sólo cambió su espesor y se agregaron láminas de acero. Permaneció en el T-80U.
En las torretas, al ser las partes del tanque más expuestas al fuego y donde no hay mucho espacio para circular en cuanto a dimensiones, se utilizaron otros componentes. Así, para los tanques T-64 (de A a BV) se utiliza corindón, que reemplazó al aluminio utilizado en los primeros 0,8. Era una cerámica muy dura a base de aluminio con una densidad de poco menos de cuatro gramos por centímetro cúbico y proporcionaba una resistencia contra armas acumulativas casi idéntica a la de las armaduras de acero. En otras palabras, su coeficiente global era aproximadamente igual a uno (MSTU que lleva el nombre de Bauman da un coeficiente de XNUMX).
Maqueta de torre con relleno de corindón. Todos los tanques T-64A/B/BV y el primer T-80 estaban equipados con él. Acero de 112 mm + corindón de 138 mm + acero de 138 mm con unas dimensiones totales (con ángulo de inclinación) de 450 mm. Resistencia contra munición acumulada - 450 mm, contra munición de subcalibre - 400-410 mm.
Sin embargo, a pesar de la eficacia de este relleno, la producción de torretas fundidas con él era de gran complejidad tecnológica, por lo que no se produjeron en ningún tanque excepto en la familia T-64 y en el primer T-80 de producción. En cambio, en las torretas fundidas de los tanques de las series T-80B/BV y T-72A/AV, se utilizó relleno en forma de varillas de materiales de moldeo no metálicos, unidas antes del vertido con refuerzo metálico, también conocido como varillas de arena. .
No hay datos fiables sobre este último, pero lo más probable es que su densidad difiera en menor medida del corindón, mientras que su resistencia antiacumulación es mucho menor. De manera muy aproximada, en el coeficiente general, alrededor de 1.4.
Torreta T-72A con relleno de arena. Las dimensiones totales de la armadura son de unos 530 mm, de los cuales unos 120 mm son arena. La durabilidad es aproximadamente igual a 500 mm de proyectiles acumulativos, de proyectiles de subcalibre: 400-420 mm. Las torretas T-80B y T-80BV también estaban equipadas con material similar con la misma durabilidad.
Pero no es ningún secreto que el progreso en la "fabricación de proyectiles" tampoco se detuvo, y los requisitos para la durabilidad de la protección del blindaje de los tanques, que eran relevantes en los años 60 y 70, no podían serlo en los años 80 y 90. Por lo tanto, al desarrollar nuevas modificaciones de vehículos, teniendo en cuenta la necesidad de una mayor protección contra proyectiles de subcalibre (aumentando el espesor de las masas de acero), fue necesario recurrir a rellenos antiacumulativos de torreta de un orden completamente diferente, más efectivo. y ligero. Estamos hablando de una armadura semiactiva, que utiliza la energía de un chorro acumulativo para destruirla.
En los tanques T-72B, que entraron en servicio el mismo año que el héroe de nuestro material, esta armadura estaba hecha de láminas reflectantes, que eran "sándwiches" de láminas de acero con una capa de goma entre ellas. Y en el T-80U hay bloques celulares de poliuretano.
Celdas de poliuretano
Este método de protección antiacumulación de tanques fue propuesto activamente por el Instituto de Hidrodinámica de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS en la década de 1970 y se basó en el hecho de que un chorro acumulativo, que se mueve a enorme velocidad, prácticamente no tiene fuerza. por sí solo y puede ser destruido (desgarrado) por el relleno de armadura encerrado en un pequeño volumen.
En otras palabras, si se toma un recipiente (celda) de pequeño volumen y completamente cerrado por todos lados con un material comprimible colocado allí, cuando penetra un chorro acumulativo, debería aparecer una onda de choque de compresión en este mismo material. Reflejándose en las paredes de la celda, hace que el relleno se desplace hacia el eje del chorro, frenándolo y rompiéndolo debido al colapso del agujero.
Por supuesto, con algunas convenciones.
Por ejemplo, una celda, según su forma, debe tener un diámetro determinado. Si el diámetro de la célula es demasiado grande, los procesos de formación y movimiento de la onda de choque en su interior se retrasan, lo que hace que la destrucción del chorro comience demasiado tarde. Un diámetro demasiado pequeño reduce la masa efectiva del relleno. Por tanto, el diámetro óptimo es del 10-13% de la capacidad de penetración del chorro acumulativo. En cuanto al espesor de las paredes de las celdas, deben ser aproximadamente del 5-6% de la capacidad de penetración del chorro acumulativo para poder soportar la presión.
El propio material celular debe tener no sólo altas velocidades de onda y baja resistencia a la tracción, sino también buenas características de rendimiento. Por esta razón, no se han utilizado materiales de relleno como hormigón o parafina, que muestran resultados bastante buenos para contrarrestar los chorros acumulativos en la armadura celular. Pero encontré el uretano de poliéster más equilibrado a este respecto. No es propenso a fracturas frágiles con las heladas; conserva su integridad incluso después de varios impactos de proyectiles y tiene buena adherencia a los metales.
El estado del chorro acumulativo después de superar un obstáculo 13 mm de acero + 20 mm de capa celular + 20 mm de acero
Además, teniendo en cuenta que la densidad del poliuretano es literalmente de aproximadamente 1 gramo por centímetro cúbico, una barrera blindada llena de células pesará mucho menos que una placa de acero del mismo espesor. Bueno, puede obtener información sobre la durabilidad de dichas celdas en la siguiente tabla.
Ensayo de barreras celulares con diferentes diámetros celulares y espesores de pared entre ellas. Los resultados del bombardeo de barreras con munición acumulada se muestran en rojo. Verde: penetración del blindaje de la munición contra blindaje de acero. Azul – coeficiente global de la barrera celular. Violeta es la densidad media de la barrera, donde se tiene en cuenta la densidad de las paredes celulares de poliuretano y metal. En casi todos los casos es inferior a la densidad de una chapa de acero maciza.
De hecho, el equivalente antiacumulativo de una armadura de poliuretano celular es idéntico a una armadura de acero de espesor similar (más o menos el coeficiente general es 1), y el aumento de peso en comparación con el acero macizo puede ser de hasta un 60%, como se puede observar. de la densidad promedio de la barrera. Estas circunstancias determinaron la elección a favor de las "células" como base para la protección antiacumulación de la modificación T-80, que era nueva en ese momento.
Por supuesto, no hay información más o menos precisa sobre la forma en que se fabricaron los bloques celulares para el T-80U. Sin embargo, hay fotografías del relleno de la torreta del "Oplot" ucraniano: tiene un esquema de protección similar, por lo que lo más probable es que el "ochenta" tenga algo similar, teniendo en cuenta los esquemas de armadura que circulan en Internet.
Placas con relleno celular para el “Oplot” ucraniano
Disposición esquemática del relleno celular en la torreta T-80U.
Si hablamos de protección, teniendo en cuenta la compacidad del relleno celular debido a su alta eficiencia general, los diseñadores lograron colocarlos en los nichos de la parte frontal de la torreta T-80U en dos filas (más cerca del partes laterales en una fila) y complementadas con placas de acero de alta dureza con un espesor total de armadura de ±520. En conjunto, todo este conjunto, teniendo en cuenta las partes blindadas externas y traseras de la torreta, produce un equivalente de unos 600 mm contra munición acumulada y unos 500 mm contra munición de subcalibre.
Esto fue suficiente para protegerse de la mayoría de los proyectiles de artillería de subcalibre y absolutamente de todos los acumulativos de calibre 105 y 120 mm, así como de la mayoría de los misiles antitanque monobloque. Con el uso de protección dinámica incorporada, esta cifra aumentó a 1000-1100 milímetros para municiones "acumulativas" y a 600-625 mm para municiones de subcalibre, por lo que no en vano se llama a la "oreja" una de las la mayoría de los tanques blindados de la URSS.
Fuentes de información:
"Estudio de la resistencia antiacumulativa de armaduras de tipo celular". Yu.A. Zorov, I.I. Terekhin
“Cuestiones particulares de balística finita” V.A. Grigoryan, A.N. Beloborodko, N.S. Dorokhov y otros.
“Estudio de la resistencia antiacumulativa de barreras de tipo celular con rellenos inertes y activos”. AV. Babkin, S.V. Ladov, S.V. Fedorov.
“Teoría y diseño del tanque”, tomo 10, libro 2.
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