Украинская динамическая защита «Нож». Взгляд из Польши Часть 2

Часть 1

Динамическая защита «Нож» была создана с участием трех украинских игроков: компания MICROTEC, а именно Национальный центр Критических технологий MicroTec, затем, известный в мире институт сварки им.Патона (Центр инженерных исследований взрывчатых веществ Института сварки Патона национальной академии наук) и Харьковcкое Конструкторское бюро машиностроения (ХКБМ).

Рождение «Ножа»

Идею использования кумулятивных ножей можно найти в работах, проводимых еще в советское время. Есть известные фотографии проектов восьмидесятых годов, использующие подобную конструкцию. Линейные кумулятивные заряды в виде согнутой в форме треугольников вставки в кассеты ДЗ, например, представлены российским Научно-исследовательским институтом стали (НИИ стали).

Оценка эффективности описанной схемы  представлена в полемической статье А.Тарасенко как реплика к российским работам, посвященным линейным кумулятивным зарядам. Изложенные в статье схемы, использованные НИИ Стали (во времена СССР) можно представить как волнистая конструкция, состоящая из медной обкладки толщиной 2 мм + ВВ толщиной 6 мм + 2 мм медная обкладка. Пространство между медными обкладками заполнялось ВВ типа пластит. Более эффективный вариант этой схемы ДЗ отличается наличием внешних толстых пластин толщиной 20 мм. За счет этого удалось снизить бронепробивные характеристики кумулятивного боеприпаса примерно на 40%. К сожалению, нет данных об эффективности этой системы против ОБПС. Возможно, классическая ДЗ, основанная на принципе перемещения металлически пластин в то время показала лучший результат и таким образом, инженеры НИИ Стали остановили свой выбор на ней, а эра «волнистой» ДЗ на основе линейных кумулятивных зарядов закончилась как неудачный опыт.

Теоретически «плохая» система линейных кумулятивных зарядов впоследствии начала исследоваться украинскими инженерами. В результате, более чем за десять лет появилась ДЗ «Нож», а затем его продвинутая версия – «Дуплет», в которых начальные дефекты системы, отмеченные еще советскими исследователями, по словам разработчиков, были ликвидированы.

Механизм действия ДЗ «Нож» заимствован из линейных кумулятивных зарядов (другое название вытянутые кумулятивные заряды). Они используются, главным образом, саперами и в горнодобывающей промышленности. Кроме того, их используют для утилизации и разборки металлоконструкций. В инженерном применений они предпочтительно имеют форму шнура. Линейная «воронка» выполнена из меди или алюминия, и имеет угол апертуры между 60 и 90°, наружной оболочкой является само ВВ. Существуют и более продвинутые виды кумулятивных шнуров, содержащие наполнитель и двойной медную вставку. Фокусное расстояние составляет около 3 калибров, а режущая способность металла пропорциональна размеру БЧ.

В ДЗ «Нож» используются глубоко модифицированные производные этого типа линейных кумулятивных зарядов. Известны, по меньшей мере, три различных типа зарядов, расположенных внутри элемента ДЗ. Они отличаются по размеру, материалу вставки, времени реакции и скоростью потока в фокусе. Немного отличными от традиционных форм являются вставки, имеющие форме сечения в виде полумесяца.

Пример линейного кумулятивного заряда, используемого для резки стальных конструкций (слева). Численное моделирование образования кумулятивного «ножа» в линейных кумулятивных зарядах (справа)

Конструкция ЭДЗ «Нож» выполнена следующим образом. В тонкой металлической кювете расположены рядом друг с другом линейные кумулятивные заряды, непосредственно под ними проходят, соединяя их друг с другом, два канала сверхбыстрой детонации. Пространство между кумулятивными линейными заряда и детонационными каналы заполнены пенонаполнителем, который фиксирует все внутренние компоненты в ЭДЗ. В зависимости от материала вкладыша и типа ВВ скорость головной части «ножа»  может быть от 5400 до 12300 м/с.

Элементы динамической защиты к комплексу «Нож»

Теоретически ЭДЗ комплекса «Нож» работает следующим образом: сердечник ОБПС, летящий со скоростью 1500-1800 м/с или кумулятивная струя, имеющая скорость головной части 6500-10000 м/с, пробивают тонкий корпус ЭДЗ и вызывают детонацию одного из линейных кумулятивных зарядов. По детонационным каналам происходит мгновенное срабатывание оставшихся зарядов с образованием высокоскоростного кумулятивного потока в виде плоскостей. Внедряющаяся кумулятивная струя или сердечник пересекают эти плоскости, в результате происходит «разрезание» их на части. Кроме того, эффект воздействия усиливается мощным фугасным воздействием на внедряющийся боеприпас.

Для ЭДЗ «Нож» имеется три различных типа линейных зарядов. Они отличаются не только размерами (и, следовательно, возможности «резки»), но и типом взрывчатого вещества и материалом вставки. Это означает, что они имеют разные времена реакции, и скорость кумулятивных «ножей».

Это решение имеет, по крайней мере,  два недостатка. Первый касается эффективности против ОБПС. Сердечник инициирует ЭДЗ, будучи частично  внедренным в сам заряд. Фугасное воздействие взрыва, конечно, будет иметь некоторое влияние на него, но о разрезании его кумулятивными «ножами» не может быть и речи, поскольку оптимальное фокусное расстояние (в зависимости от угла попадания) будет только у двух или трех зарядов от точки  удара. Некоторые отличия имеет чешская система активной защиты APS-EFA, в который также используются линейные кумулятивные заряды, но они инициируются от датчиков. Это позволяет вам выбрать оптимальный фокусное расстояние, рассчитывая момент инициации заряда. При таких условиях  APS-EFA достигает эффективности по ОБПС до 30 и 35%. Аналогичной, если не ниже, должна быть эффективность последующих ЭДЗ. При таком взведении формирование кумулятивных «ножей» происходит намного проще и скорость головной части «ножей» может быть гораздо выше, чем 6000 м/с. Если использовать в качестве  материалов для вставок алюминий, никель и молибден – то скорость головной части кумулятивных потоков может достигать 9000-11000 м/с.

Какова эффективность ДЗ «Нож»?

Для ОБПС объявлена эффективность около 80%, для моноблочных кумулятивных боеприпасов – более 80%, в то время как для тандемных только 20%. Заявленная эффективность против тандемных БЧ соответствует тому, что мы знаем о проектировании и эксплуатации «Ножа», чешской APS-EFA и линейных кумулятивных зарядов вообще. В отличие от этого, снижение более чем на 80% характеристик как кумулятивных боеголовок, так  и ОБПС  заставляет нас думать, что в ДЗ «Нож» был использован другой механизм, отличный от механизма линейных кумулятивных зарядов, потому что действием только  линейных кумулятивных зарядов в ЭДЗ  добиться такого высокого КПД невозможно.

Решение кроется в  вынужденной фрагментации толстой наружной крышки ЭДЗ. На фотографиях испытаний и фотографиях танков с ДЗ «Нож» видно, что ЭДЗ, содержащие линейные кумулятивные заряды, устанавливаются внутрь кассеты, наружные стенки которой  из стального листа высокой твердости имеют толщину около 15 мм. На первый взгляд, это должно сказаться на снижении эффективности ЭДЗ, потому что более половины их «режущей способности» будет затрачено на разрезание внешней толстой крышки. На самом деле, именно в этом решение и кроется секрет столь высокой эффективности украинской ДЗ. Размещенные рядом друг с другом кумулятивные линейные заряды не только «разрезают» тонкую лицевую крышку ЭДЗ, но также режут и  относительно толстую крышку кассеты. Продуктами взрыва эти элементы бросает снизу на  внедряющийся сердечник или кумулятивную струю, разрушая, повреждая их и смещая с  траектории полета. Количество эффективных элементов (осколков), образующихся от корпуса кассеты ДЗ «Нож» равно количеству линейных зарядов минус один.  Эти элементы имеют длину, равную ширине кассеты, толщину, равную толщине корпуса кассеты, и ширину, равную расстоянию между центрами симметрии (в продольном направлении) двух соседних линейных кумулятивных зарядов.

секрет эффективности ДЗ «Нож» – относительно толстая наружная крышка ЭДЗ. В результате внутренний вкладыш с нелинейными зарядами разрезает крышку на большое число элементов, которые воздействуют на сердечник или кумулятивную струю  и «разрезают» их на куски. Фото. А. Тарасенко, Microtec

Схема работы ДЗ «Нож». Здесь представлена оптимальная ситуация, когда проникающий ОБПС поражает верхнюю треть ЭДЗ и элементы «Ножа» воздействуют на  более 60% его длины. Рис. автора

Таким образом, полный цикл работы ДЗ «Нож» (применительно к ОБПС) выглядит следующим образом:

1. Сердечник ОБПС попав в кассету ДЗ, перфорирует ее внешнюю крышку и лицевую крышку ЭДЗ, вызывая детонацию в одном из линейных кумулятивных зарядов;
2. По сверхбыстродействующим детонационным цепям происходит инициирование всех линейных зарядов в ЭДЗ. В это время сердечник проникает дальше и прокалывает ЭДЗ;
3. Один из зарядов, находящийся в оптимальной точке по отношению к сердечнику «отсекает» утопленную его часть от остальных, в то время как  другие заряды начинают «резать» толстые элементы внешнего корпуса кассеты и силой взрыва отбрасывать их от ЭДЗ. Более быстрые головные части кумулятивных «ножей», разрезав крышку, начинают  атаковать сердечник. Но серьезно повредить его в состоянии (в зависимости от угла попадания) только первые два или три заряда, расположенные вниз от точки удара – остальные взаимодействуют на неоптимальном фокусным расстоянии и их способность после прохождения через толстый корпус кассеты минимальна;
4. Отрезанный кусок сердечника (около 5-7%  его длины) продолжает внедряться в последующие слои брони, в то время как оставшаяся часть сердечника  движется следом взаимодействуя с крупными осколками крышки кассеты, бьющие по нему снизу. Они способны разломить его на куски, потому что его основа уже ослаблена остаточным потоком кумулятивных «ножей». Кроме того, эти осколки, воздействуя на сердечник, могут  серьезно влиять на его траекторию полета, смещая ее вверх;
5. В результате, эффективное воздействие на  основную броню оказывает только головной кусок сердечника длиной 5-7% от его общей длины – остальное отсекается, а затем сильно повреждается и силой взрыва отбрасывается. Следует заметить, что для снижения бронепробивных характеристик ОБПС важно не только «сломать» или повредить сердечник, но также придать ему угловое смещение. Это вызывает дальнейшее разрушение сердечника в местах, пострадавших от воздействия крупных осколков от корпуса кассеты.

Таким образом – эффективность ДЗ «Нож» в значительной степени является результатом действий крупных осколков, образующихся при разрезании корпуса кассеты линейными кумулятивными зарядами. Сами кумулятивные «ножи» также влияют на снижение бронепробивных характеристик сердечника, но их  влияние намного меньше, чем вторичные эффекты, создаваемые крупными осколками.

В результате воздействие ДЗ «Нож» на сердечник ОБПС гораздо более разрушительно, чем действие других известных ДЗ. Даже «двойная» российская ДЗ «Реликт» имеет гораздо более слабый эффект на сердечник, чем действие кумулятивных линейных зарядов и созданных ими крупных осколков, действующих на сердечник снизу.

Не совсем ясно, как ДЗ «Нож» воздействует на кумулятивную струю. Конечно, один ЭДЗ «Ножа» вряд ли справиться с современными тандемными ракетами, такими, например» как «Корнет».

Еще одной проблемой является зависимость эффективности ДЗ «Нож» от точки попадания в ЭДЗ. На предыдущем рисунке была показана оптимальная ситуация, когда проникающий сердечник ОБПС попадал в верхнюю треть длины ЭДЗ. В результате, он вызвал инициирование и нормальную работу как минимум шести линейных кумулятивныхзарядов. Это приводит к разрушению не менее половины длины сердечника. Более того – кассета модуля ДЗ «Нож» очень длинная, она включает две вставки с ЭДЗ. Поэтому на проникающий сердечник будет действовать более, чем половина длины модуля и воздействие будет оказываться практически на всю длину сердечника. Теоретически, это должно привести к его разрушению. При таком расположении точки попадания, заявленная эффективность порядка 80-90% может быть принята как реальная. Если, однако, сердечник попал в нижнюю область ЭДЗ, эффективность «Ножа» должен быть намного ниже. Эта ситуация показана  в следующей диаграмме.

Пример ситуации, которая приводит к низкой теоретической эффективности ДЗ «Нож» – попадание в нижнюю часть ЭДЗ. Эффективность украинской ДЗ в такой ситуации будет не более 30%. Рис. автора

Показанная на рисунке ситуация в теории может вызвать разрушение только 1/5 – 1/4 длины сердечника. Такая вероятность на поле боя, согласно исследованиям, для модулей ДЗ корпуса танка составляет около 7,3%, для башни уже 22%. Хотя попадание в нижнюю часть ЭДЗ, и приводит к значительно более низкой эффективности ДЗ, которую можно оценить как 30%, все равно эффективность остается очень высокой. Переменная эффективность модуля ДЗ «Нож» – это естественное следствие его механизма воздействия. Этот факт, однако, деловито забывают в украинских СМИ.

Вероятно, эти проблемы украинские инженеры и пытались решить  за счет использования многослойной конструкции ДЗ в танке «Оплот-М» (объект 478 ДУ10). ДЗ корпуса этого танка включает: 15-20мм стальная пластина – ЭДЗ – 15 мм стальной пластины – второй слой ЭДЗ – основная броня корпуса. Бортовые модули также имеют двойную структуру. Но самые интересные модули расположены на башне – они имеют до четырех слоев линейных кумулятивных зарядов. – Таким образом, в любом месте попадания сердечник или кумулятивная струя должен пройти через два слоя ЭДЗ. В результате, даже при попадании в нижней край ЭДЗ проникающий ПТС дважды преодолевает динамическую защиту. Несмотря на удвоение слоев ДЗ и  усложнение методов ее преодоления, такая ДЗ может оказаться  совершенно неэффективной: так у сердечника ОБПС, после преодоления первого слоя ДЗ может не хватить энергии, чтобы активировать второй слой. Именно поэтому разработчики, кажется, ищут возможности решить эту проблему в ДЗ «Дуплет» (т.е. дублирование ЭДЗ с различными характеристиками в пределах последовательных слоев). В этом случае заявления украинских разработчиков о более чем  80% эффективности ДЗ «Дуплет» против как ОБПС, так и тандемных кумулятивных боеприпасов может быть в соответствии с реальной ситуацией.

Модуль динамической защиты башни танка «Оплот-М» (Объект 478 ДУ10). Вы можете видеть четыре слоя ЭДЗ, разделенных легким наполнителем. Рис. автора.

Гораздо хуже обстоит дело с защитой модернизированных танков Т-64. Для обновления их до стандартов Т-64Б1 и Б1M (танков, предназначенных, в первую очередь, для экспорта в  Африку), как на башне, так и на  корпусе, в т.ч. и по бортам, устанавливается только один слой ДЗ «Нож. Это приводит к низкой эффективности против тандемных боеприпасов  (около 20%) и переменной (от 30 и 90%) эффективности против ОБПС и моноблочных кумулятивных ПТУР. Эффективность украинской ДЗ в этом случае зависит, как мы видели, от точки удара в кассету ДЗ.

В случае Т-64БМ «Булат» (объект 447АМ-1), его корпус и башня также имеют однослойную компоновку ЭДЗ. Это приводит к очень неоднозначной оценке его защитных характеристик. С одной стороны, Т-64БМ «Булат» и Т-64Б1 достаточно хорошо защищены от ОБПС девяностых годов и моноблочных кумулятивных боеприпасов, но эффективность в значительной степени зависит от места удара. Длинные модули корпуса в этом случае дают лучший  шанс, чем короткие модули, закрывающие башню. Это означает, что даже старые боеприпасы без новых возможностей для преодоления динамической защиты могут быть опасны для этого танка. То, что разработчики хорошо понимают это, лучше всего иллюстрируется тем фактом, что на танке «Булат»  непосредственно за модулями ДЗ «Нож» на башне размещен 80-мм слой стали высокой твердости, что эквивалентно примерно 100 мм обычной стальной брони средней твердости. Кроме того, хорошее  впечатление, вызванное эстетически красивой плотной компоновкой ДЗ «Нож» на башне и корпусе танка «Булат» (в отличие, например, от танка Т-72Б3), к сожалению, является блефом, так как его лобовая проекция  содержит довольно много ослабленных зон, где нет ДЗ. Все это усугубляется еще и тем, что однослойная ДЗ не в состоянии эффективно противостоять современным тандемным ПТУР типа «Корнет»  и, возможно, сегментированным ОБПС. Таким образом, нельзя согласиться с утверждением украинцев, что им удалось поднять уровень защиты танка Т-64БМ «Булат» до уровня текущего поколения «III +».

Использование ЭДЗ «Нож» на танке «Оплот-М» будет рассмотрено в  третьей части статьи.

Динамическая защита «Нож» и ее эффективность

Однослойный вариант ДЗ «Нож» может быть  эффективным против моноблочных кумулятивных боеприпасов  и ОБПС, причем эффективность может достигать 80%. На основе анализа механизмов действия ДЗ показано, что для ОБПС эта эффективность может находиться в диапазоне от 30 до 80% в зависимости от точки попадания. В случае кумулятивных боеголовок эффективность ДЗ «Нож» также меняться, но насколько — неизвестно. Небольшая (около 20%) эффективность против тандемных боеприпасов, кажется, переоценена и справедлива только для очень длинных модулей корпуса. Для башни и бортов корпуса эффективность вряд ли будет выше 10%, и здесь более предпочтительны структуры с пассивными компонентами. Тезис о неэффективности российской ДЗ «Контакт-5» и «Реликт» против артиллерийских и авиационных суббоеприпасов является чисто маркетинговым ходом, и не должен восприниматься как соответствующий истине.

В случае украинского продвинутого комплекса «Дуплет» с применением двух слоев ДЗ с различными типами ЭДЗ, имеющими линейные заряды разного диаметра, разной скорости кумулятивных «ножей» и разное количество генерируемых осколков, можно ожидать более высокую эффективность. Возможно, заявленная эффективность в  90% соответствует фактическому состоянию.

Диаграмма, показывающая эффективность различных типов ДЗ против различных типов ПТС.
Рис. А. Тарасенко.

ДЗ «Дуплет» размещен только на танках «Оплот-М», тогда как ДЗ «Нож» на других танках и эффективность его неутешительна. Кроме эффективности против ОБПС, которая к тому же сильно зависит от места попадания, любой другой параметр этого комплекса не отличается в лучшую сторону от старого российского комплекса ДЗ «Контакт-5». Даже польская ДЗ  ERAWA-2 обеспечивает гораздо более высокую эффективность к наиболее распространенным ПТС: тандемам, артиллерийским и авиационным суббоеприпасам с ударным ядром.

Эффективность ДЗ «Нож»  против ОБПС достигается повышенным весом защиты. Так лучший из модернизированных российских танков с ДЗ – танк T-72БM «Рогатка» имеет массу ДЗ равную 2300 кг, рекорд в экономии массы показывает польская ДЗ  ERAWA на танке PT-91. ДЗ на нем  имеет массу, равную 2014 кг. На танке Т-64БМ «Булат» вес ДЗ  больше, чем 3500 кг (!).

Т-64БМ «Булат» «растолстел» в сравнении с Т-64БB на 2,5 тонны, но, учитывая разницу в массе между «Контактом-1» на Т-64Б и  модулями «Нож» на «Булате», получается, что масса ДЗ повышена минимум на 3500 кг. Это значение непропорционально высоко для однослойной ДЗ. В случае применения двухслойной ДЗ «Дуплет» на танке «Оплот-М»  масса танка увеличилась более чем на 5000 кг. Возможно, однако, что применение современных композиционных материалов с низким весом позволят обеспечить снижение этой массы. Общая оценка новой украинской ДЗ пока не ясна. В украинских рекламных материалах доминируют восхваляющие оценки ДЗ «Нож», когда на самом деле этот комплекс действительно хорош только против ОБПС. Плохое отношение эффективности к массе комплекса, отсутствие эффективности против тандемов и высокая зависимость реальной эффективности от точки попадания говорят о мудрости разработчиков СССР, отказавшихся от подобных проектов в конце эпохи холодной войны. Несмотря на это Украина продолжает верить в них. Однослойный «Нож» работает против моноблочных кумулятивных боеприпасов и обычных ОБПС с эффективностью от 30 до 90%, но что такое противотанковое оружие сегодня! Современные ПТС, такие как «Корнет», «Метис-М», Javelin, Spike и их аналоги скорее всего в состоянии «демонтировать» «Нож» практически без его противодействия. То же самое под вопросом  эффективность ДЗ «Нож» против современных ОБПС, оснащенных решениями для преодоления ДЗ. Это ОБПС типа DM63, M829A3, KEW-A3, M338, «Свинец-1» и «Свинец-2».

Против этих типов угроз и была разработана новая ДЗ «Дуплет». В этом случае заявленная эффективность этого комплекса порядка 90%, может соответствовать истине, только ценой высокой эффективности является чрезвычайно большая масса комплекса.

В последней (третьей) части статьи будут обсуждаться вопросы применения ДЗ на танках Т-64БМ «Булат» и «Оплот-М», и первые выводы эффективности ДЗ «Нож» в русско-украинском конфликте на Донбассе.

Автор: Jarosław Wolski

Точка зрения администрации сайта Отвага2004 не совпадает с мнением автора публикации

источник: http://otvaga2004.ru/tanki/tanki-concept/era-nozh_part2/