Sistemas de protección activa para vehículos blindados.
La protección de vehículos blindados está diseñada para soportar diversos elementos dañinos, principalmente proyectiles cinéticos, cargas con forma y núcleos de ataque, cada uno de los cuales tiene su propio método de destrucción único. La protección se divide en contacto, mostrando sus propiedades en colisión directa con elementos llamativos, y sin contacto, actuando a cierta distancia del vehículo de combate. El primer tipo es inerte y armadura reactiva (protección dinámica), el segundo tipo es protección activa.
A su vez, la armadura inerte se divide en homogénea y compuesta. La armadura homogénea se usó originalmente en forma de cuerpos remachados, fundidos o soldados y torres de vehículos de combate de acero. Al poseer todas las cualidades de un material protector y, al mismo tiempo, estructural, tiene el único inconveniente: un gran peso, que priva la movilidad de los vehículos blindados. Por lo tanto, en la actualidad, la armadura homogénea desempeña el papel de una base portadora con un peso mínimo y propiedades protectoras, sobre la cual se cuelga una armadura compuesta o reactiva.
La armadura compuesta consta de módulos individuales, montados o insertados en la cavidad de una armadura homogénea en la parte frontal del casco y la torreta de un vehículo de combate. Si la capacidad de carga de la superficie sobre la que se mueven los vehículos blindados lo permite, los módulos blindados también se cuelgan a los lados del casco y la torreta. Como regla general, un módulo separado consiste en un conjunto de pantallas reflectantes separadas por espacios de aire y unidas por conexiones atornilladas. La solución más efectiva es una combinación de varios tipos de materiales: metal, cerámica y polímeros. Por ejemplo, pantallas reflectantes americanas tanque Abrams M1 A2 SEP están hechos de placas de cerámica (óxido de uranio), recubiertas en ambos lados con caucho sintético y revestidas con láminas delgadas de aleación de titanio.
La armadura compuesta debido al uso de los materiales más óptimos y la presencia de espacios de aire entre las pantallas reflectantes tiene la mejor combinación de propiedades protectoras y peso. Sin embargo, tiene un inconveniente inevitable (uso de una sola vez) después del primer impacto del elemento de golpeo en el módulo, el conjunto de pantallas reflectantes en forma de tornillo colapsa y pierde sus propiedades protectoras. La consecuencia de esto es la completa vulnerabilidad de los vehículos blindados durante el segundo golpe en el módulo destruido, la necesidad de tener en cada unidad unitaria avanzada de módulos para la sustitución de fallidos, así como grandes costos de material y mano de obra para la producción de módulos de repuesto, en caso de un conflicto militar de alta intensidad que supere el costo de producción. vehículos blindados.
La armadura reactiva también consta de módulos separados: los elementos de protección dinámica (EDS), colgados en la armadura homogénea principal. Sin embargo, el tamaño de estos elementos es varias veces más pequeño que el tamaño de los módulos de armadura compuesta, mientras que cada elemento tiene un diseño simple y consta de componentes relativamente baratos: una placa de metal explosiva y de misiles (como el ruso "Kontakt" y "Relict") o las cargas acumulativas enfrentadas al metal ( como ucraniano "Cuchillo" y "Duplet").
Desafortunadamente, las posibilidades de este tipo de protección son limitadas:
- EDS, así como los módulos de armadura compuesta, son una protección de una sola vez, eliminada del área ocupada después del primer golpe;
- El EDS debe ubicarse en el ángulo más agudo posible con respecto a la trayectoria de vuelo de los elementos en huelga para aumentar el área de impacto en este último, lo que es posible solo en una proyección frontal inclinada del casco y la torreta sin aumentar las dimensiones del vehículo de combate;
- Los EHR deben ser los más largos para reducir el número de casos de golpear elementos dañinos en la mitad inferior de la placa de lanzamiento / carga con forma, con una disminución múltiple en el área de contacto y capacidad de protección;
- con un aumento en la longitud del ELD con una disminución simultánea en su ancho (según el tipo "Duplet"), la durabilidad de la protección disminuye significativamente cuando un elemento llamativo se aproxima desde un ángulo distinto de cero.
Las desventajas indicadas de la armadura inerte y reactiva se ven exacerbadas por las condiciones cambiantes para el uso de combate de vehículos blindados en conflictos armados modernos. La urbanización de territorios planos en forma de edificios y estructuras, la práctica creciente de la guerra en áreas boscosas y montañosas, la saturación de infantería con lanzagranadas propulsadas por cohetes (como el RPG-32 ruso), la adopción de municiones especiales utilizadas aviación y MLRS (como elementos autoguiados con núcleo de ataque) y sistemas de misiles portátiles que atacan vehículos blindados del hemisferio superior (como el ATGM Tow 2B estadounidense) ampliaron el rango de direcciones de ataque en vehículos blindados a una vista de ángulo completo.
Hasta la fecha, la única solución no realizada hasta el final en el campo de la protección de vehículos blindados sigue siendo la protección activa. Consta de los siguientes elementos:
- sensores de objetivo de radar - atacando elementos llamativos;
- equipo informático que calcula las coordenadas, la velocidad y la dirección de los objetivos de vuelo;
- munición protectora disparada en la dirección de los objetivos;
- Lanzadores de municiones protectoras.
La composición de los complejos y los sistemas de protección activa (respectivamente KAZ y SAZ) incluye sensores de objetivos, municiones de protección y equipos de control automático electrónico. La principal diferencia es el tipo de munición protectora. A continuación se describen descripciones típicas de complejos / sistemas de protección activa.
Uno de los primeros KAZ "Rain" fue desarrollado en Leningrad VNIITM en 1970-ies. Consistía en módulos separados, cada uno de los cuales incluía dos guías tubulares, cargas retráctiles con elementos llamativos listos, un sensor de objetivo de radar ubicado entre ellos, equipos electrónicos y un mecanismo para la promoción de cargos. Un módulo estaba ubicado en la proa y la popa del tanque, dos módulos, a cada lado del tanque. En una situación de combate, una de las municiones protectoras de cada módulo está constantemente en la posición extendida. El sensor de objetivo de radar se activó al girar el medidor 2,2 desde el perímetro del casco del tanque. Después de eso, durante un segundo 0,001, la carga extendida más cercana a la trayectoria de vuelo del objetivo se vio afectada. Las astillas que dispersan radialmente podrían rechazar y / o destruir el elemento atacante volando a velocidades de hasta 1200 m / s.
La probabilidad de desviación y / o destrucción del objetivo disminuyó en proporción a la distancia de la fragmentación de los fragmentos desde el eje longitudinal de la carga deslizante. Un conjunto de seis módulos provistos para la intercepción en el sector 360 ° hasta dos objetivos que atacan desde la parte delantera / trasera y hasta cuatro objetivos que atacan desde cada flanco. La intercepción de objetivos que atacan desde el hemisferio superior fue posible en el caso de una instalación vertical de un módulo adicional, aunque con la destrucción de la antena de radio, los dispositivos de observación y la instalación de ametralladoras de torretas en el techo del vehículo de combate. El complejo de corto alcance con fragmentación radial de los fragmentos no proporcionó una intercepción garantizada de proyectiles de artillería con una velocidad de aproximación superior a 900 m / s.
Después de la prueba, KAZ "Rain" se transfirió a Kharkov KMDB con el objetivo de usarla en un prometedor petrolero soviético "Boxer / Hammer". En 1990-s, sobre la base de este complejo, se desarrolló el ucraniano KAZ Zaslon, con cargas retráctiles y equipos electrónicos avanzados, que distinguen objetivos de ataque de gran tamaño de balas, fragmentos y proyectiles de pequeño calibre que no son peligrosos para los vehículos blindados.
El primer complejo de protección activa, puesto en servicio, fue el desarrollo KAZ soviético "Drozd" de Tula TsKBSOO. Consistió en cuatro lanzadores 107 mm de calibre doble, misiles 9 kg no guiados con una ojiva de fragmentación, un radar y una unidad electrónica de control de incendios. Los lanzadores se instalaron en pares a los lados de la torre, el radar estaba ubicado en el techo de la torre, la unidad de control, dentro de la torre. El umbral de detección del objetivo del radar fue 330 metros, la línea de seguimiento objetivo fue 130 metros, y la línea de intercepción objetivo fue 6 metros. El complejo proporcionó protección para el tanque en el sector en azimut 80 ° y ángulo de elevación 20 °, dependiendo del ángulo de rotación de la torreta. Después de que la ojiva del misil fue detonada, se formó un haz de fragmentos dirigidos con un ángulo de apertura de 30 °. La velocidad máxima de destino no superó 700 m / s, el tiempo entre dos lanzamientos de misiles fue 0,35 segundos.
El complejo Drozd se puso en servicio en 1983 y se instaló en tanques T-55AD. Una pequeña parte de estos tanques participó en las hostilidades en Afganistán, donde por primera vez en el mundo en combate se usaron repetidamente contra granadas propulsadas por cohetes lanzadas desde RPG-7. La probabilidad real de intercepción de elementos derrotados fue 80 por ciento.
Debido a las limitadas capacidades defensivas de KAZ "Drozd" al final de 1980-s, el modelo doméstico más famoso de protección activa KAZ "Arena" se desarrolló en Kolomna KBM. Consta de guías 26 tipo espuma ubicadas alrededor del perímetro de la torre en ángulo con respecto a su eje vertical, municiones protectoras incrustadas en ellas: bloques explosivos con revestimiento metálico de un aplastamiento determinado, polvo expulsante, un radar instalado en el centro de la torre y una unidad de control electrónico. Cuando se detecta un objetivo atacante, se dispara la carga de expulsión de la unidad más cercana, a lo largo de una trayectoria oblicua, vuela hasta la altura de 2 metros por encima del techo del vehículo de combate, después de lo cual se socava y una viga dirigida de fragmentos golpea el objetivo. El complejo proporciona protección en el sector 270 ° horizontalmente y 45 ° verticalmente. El objetivo de detección de viraje son los medidores 50, la línea de destrucción - los medidores 25. La velocidad de destino máxima no supera 700 m / s, el tiempo de reacción del complejo es 0,07 segundos, el tiempo entre dos disparos es 0,2 segundos.
KAZ Arena fue el primero en resolver el problema de proteger un radar con baja potencia de radiación (para reducir la visibilidad radioactiva de un vehículo de combate) de la interferencia de agentes de guerra electrónica de alta potencia. Para este propósito, se aplicó el método de cinturones de correlación para la detección de blancos: el radar recibe la señal reflejada desde una distancia de no más de 50 metros, aceptándola, cambia a un cinturón de correlación más cercano y espera una nueva señal desde una distancia menor. Esto se logra resistencia a la interferencia natural y se ignora la formulación de la interferencia artificial del enemigo.
Existe una modificación rusa del KAZ Arena-E, que se distingue por varias cajas de guía distribuidas sobre la superficie de la torre, cada una cargada con tres municiones protectoras, con un conjunto de conjuntos de antenas en fase distribuida también sobre la superficie de la torre en lugar de un solo radar. A pesar de la menor vulnerabilidad de balas, fragmentos y proyectiles, KAZ "Arena-E" no se adopta debido a la reacción retardada y la incapacidad de repeler los ataques desde el hemisferio superior.
Uno de los primeros modelos extranjeros, llamado Active Protection System (SAZ), es el Israel Iron First desarrollado por IMI. El sistema consiste en un mortero de múltiples cañones montado en un carro en la posibilidad de rotar en planos horizontales y verticales, granadas de fragmentación, un radar y una unidad electrónica de control de incendios.
Iron First proporciona protección total de vehículos blindados contra misiles subsónicos antitanques y granadas propulsadas por cohetes en el momento de la intercepción de los medidores 10. El tiempo de respuesta del sistema no está anunciado. El número de objetivos interceptados está limitado por el número de barriles de mortero.
El modelo extranjero de protección activa más conocido y el segundo adoptado para el servicio es el Trofeo SAZ israelí desarrollado por Rafael y Elta. El sistema consta de dos carros de pistola que giran en un plano vertical y horizontal, municiones protectoras en forma de bloques de explosivos con un revestimiento metálico de un aplastamiento determinado, apilamiento mecanizado, un radar con cuatro matrices de antenas en fases montadas en los bordes de la torre y una unidad electrónica de control de incendios. Los carros se instalan a los lados de la torre y están separados por cercas protectoras. Intercepte misiles antitanques subsónicos y granadas propulsadas por cohetes dentro del radio de los medidores 10 y en el sector 360 ° horizontalmente y 55 ° verticalmente. El tiempo de respuesta del sistema es 0,05 segundos. No se anuncian el tiempo de recarga y el número de municiones de protección en el embalaje mecanizado.
El primer uso de combate del Trofeo SAZ se remonta al 2011 de marzo del año en la frontera israelí con la Franja de Gaza, donde el sistema interceptó con éxito una granada de cohete lanzada desde un lanzagranadas antitanque de mano en un tanque Merkava Mk.4.
La empresa alemana ADS - Gesellschaft fur aktive Schutzsysteme desarrolló SAZ AMAP-ADS, centrada principalmente en la protección de vehículos ligeramente blindados. El sistema consta de un conjunto de sensores pasivos de radiación infrarroja de largo alcance, emisores de láser de corto alcance, municiones de protección en forma de bloques explosivos fijos con revestimiento metálico de un aplastamiento predeterminado, montados oblicuamente alrededor del perímetro del casco del vehículo de combate, y equipo de control electrónico. Los sensores de radiación infrarroja se utilizan para determinar la dirección del ataque, los emisores láser, para determinar las coordenadas y la velocidad de movimiento del objetivo cuando se aproxima al perímetro protegido a una distancia de 10 metros. En la intersección de la frontera especificada, se inicia una munición protectora apropiada, creando una cortina de fragmentos.
La principal desventaja de SAZ AMAP-ADS es la protección parcial de la proyección del vehículo de combate, solo la superficie situada debajo de la línea de acoplamiento de los bloques explosivos. Además, la operación de cualquier unidad elimina completamente la protección del área de superficie sobre la cual se fijó la unidad.
Hasta hace poco, el estadounidense SAZ Quick Kill, desarrollado por Raytheon como parte del programa de plataforma blindada FCS, era considerado el modelo de defensa activa más prometedor. La tarea para su desarrollo consistió en la creación de un sistema de defensa activa para la intercepción (hasta 150 / 800 metros) de todo tipo de municiones de ataque: proyectiles de artillería, misiles antitanques, granadas propulsadas por cohetes y elementos llamativos con núcleos de ataque. En este sentido, el Quick Kill tiene un diseño original, que consiste en guías verticales 16, dos tipos de misiles autofotos de diferente radio de acción, equipados con ojiva de fragmentación no direccional, motor de propulsión y sistema de guía inercial, así como un radar y una unidad electrónica. control de incendios. Proporciona vehículos blindados de protección vserakursnaya. El tiempo de respuesta del sistema es 0,02 segundos.
A pesar de los muchos años de mejora del Quick Kill SAZ, hasta el momento no ha podido demostrar la intercepción de objetivos con una velocidad de vuelo superior a 700 m / s. La razón principal es la acumulación de errores en el sistema de lanzamiento de cohetes inercial a medida que aumenta la distancia desde el vehículo de combate protegido y el aumento asociado en la desviación de la trayectoria de vuelo del cohete de la trayectoria de vuelo del objetivo.
El modelo de protección activa más recientemente desarrollado es el ruso KAZ Afganit de Kolomna KBM, diseñado para su instalación en vehículos de combate creados en el marco de la posible plataforma blindada Armata. A partir de fuentes de información abiertas, solo se conoce el alcance milimétrico de su radar, la línea cercana de intercepción y la tasa máxima de intercepción de proyectiles de sub-calibre que perforan armaduras - 1700 m / s. Sin embargo, se puede suponer que, a diferencia de los predecesores nacionales y extranjeros, por primera vez en “Afganit” se planea usar municiones protectoras con una ojiva del tipo de núcleo de choque, descrita en la patente rusa RU 2263268. El lanzador consiste en un carro que gira en un plano vertical y horizontal. La orientación adicional del núcleo de choque al objetivo se lleva a cabo utilizando un inicio programado de uno de los fusibles ubicados en forma de una matriz en el lado posterior de la unidad explosiva de la ojiva.
Por un lado, esta solución innovadora es la más efectiva para derrotar conchas de bajo calibre de perforación de blindaje de alta velocidad y tamaño pequeño. Por otro lado, el uso de un núcleo de choque compacto en lugar del flujo espacial de fragmentos requiere que el radar y el sistema de control de incendios KAZ obtengan un mayor nivel de precisión al determinar las coordenadas, la velocidad y la dirección de vuelo de los objetivos.
Un prometedor sistema de defensa activa se enfrenta a una tarea aún más difícil: interceptar cohetes cinéticos de alta velocidad y núcleos de ataque con una velocidad de aproximación de 2500 a 3000 m / s. Si procedemos del mejor tiempo de reacción alcanzado en KAZ Zaslon e igual a 0,001 segundos, entonces la línea de intercepción mínima permitida se puede estimar en metros 4 (con un margen). Esto significa que todos los proyectiles / misiles / granadas potencialmente peligrosos que vuelan por encima del techo de la torreta del vehículo de combate por debajo de una altura específica deben interceptarse sin fallar hasta el automóvil.
Un radar (que utiliza un conjunto de antenas en fase milimétricas) y una unidad electrónica (equipada con un procesador multinúcleo de alto rendimiento) de un posible sistema de protección activa deben poder detectar y rastrear muchos objetivos potencialmente peligrosos, incluidas las municiones en tándem, que se dividen en partes en las inmediaciones de la línea de intercepción y se expulsan las falsas. Goles tras superar este hito. Para repeler un ataque de salva o una línea de proyectiles disparados desde un cañón automático, es necesario asegurar: en el primer caso, la posibilidad de lanzamiento simultáneo de varias municiones protectoras y en el segundo caso, su lanzamiento de acuerdo con la tasa de disparo de artillería.
El mayor peligro para el funcionamiento del sistema de protección activo son las municiones anti-radar (como el proyectil AHEAD), cuyas unidades de combate están equipadas con elementos de ataque preparados en forma de metralla de tungsteno. El sistema de captura de municiones está dirigido a la radiación del radar, la ojiva está socavada fuera de la línea de intercepción, y se garantiza que un haz dirigido de elementos en huelga deshabilita los conjuntos de antenas en fase. En este sentido, un prometedor sistema de protección activa requerirá necesariamente un conjunto de medidas, incluida la superposición de sectores de visualización de antenas adyacentes (hasta el porcentaje de 50) y la transición de antenas de metal plano a semiconductor con una cantidad en exceso de elementos de radiación / recepción (hasta 100 veces) .
El diseño mejorado de la protección activa ayudará a los vehículos blindados, principalmente a los tanques, a mantener su lugar como la principal fuerza de ataque de las fuerzas terrestres en total conformidad con las condiciones cambiantes del combate.
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