Противоминная защита современных бронированных машин: пути решения и примеры реализации

На протяжении сравнительно короткой истории бронетехники сухопутных войск, составляющей около ста лет, характер ведения боевых действий неоднократно менялся. Эти изменения были кардинальными – от «позиционной» до «маневренной» войны и, далее, до локальных конфликтов и контртеррористических операций. Именно характер предполагаемых боевых действий является определяющим при формировании требований к военной технике.

Соответственно менялось и ранжирование основных свойств бронетанковой техники (БТТ). Классическое сочетание «огневая мощь – защита – подвижность» неоднократно обновлялось, дополнялось новыми компонентами. В настоящее время утвердилась точка зрения, согласно которой приоритетное значение имеет защищённость.

Значительное расширение номенклатуры и возможностей средств борьбы с бронетехникой сделало её живучесть важнейшим условием выполнения боевой задачи. Обеспечение живучести и, в более узком смысле, защищённости БТТ, строится на основе комплексного подхода. Не может быть универсального средства защиты от всех возможных современных угроз, поэтому на объекты бронетехники устанавливаются различные системы защиты, взаимно дополняющие друг друга. К настоящему времени созданы десятки конструкций, систем и комплексов защитного назначения, от традиционной брони и до систем активной­ защиты. В этих условиях выбор оптимального состава комплексной защиты является одной из важнейших задач, решение которой в значительной степени определяет совершенство разрабатываемой машины.

Решение задачи комплексирования средств защиты строится на основе анализа потенциальных угроз в предполагаемых условиях применения. И здесь следует вновь вернуться к тому, что характер боевых действий и, следовательно, «представительный наряд противотанковых средств» сильно изменились по сравнению, скажем, со Второй мировой войной. Наиболее опасными для бронетехники в настоящее время являются две противоположные, как по технологическому уровню, так и по способам применения, группы средств – высокоточное оружие (ВТО), с одной стороны, и средства ближнего боя и мины – с другой. Если применение ВТО характерно для высокоразвитых стран и, как правило, достаточно быстро приводит к результатам – уничтожению группировок бронетехники противника, то широчайшее применение мин, самодельных взрывных устройств (СВУ) и ручных противотанковых гранатомётов различными вооружёнными формированиями носит длительный характер. Весьма показателен в этом смысле опыт боевых действий США в Ираке и Афганистане. Считая именно такие локальные конфликты характерными для современных условий, следует признать мины и средства ближнего боя наиболее опасными для бронетехники.

Уровень угрозы, представляемой сегодня минами и СВУ, хорошо иллюстрируют обобщённые данные по потерям техники армией США в различных вооружённых конфликтах, приведённые в таблице выше.

Анализ динамики потерь позволяет однозначно утверждать, что противоминный компонент комплексной защиты бронетехники сегодня особенно актуален. Обеспечение противоминной защиты стало одной из главных проблем, стоящих перед разработчиками современных машин военного назначения.

Для определения путей обеспечения защиты в первую очередь следует оценить характеристики наиболее вероятных угроз – тип и мощность применяемых мин и взрывных устройств. В настоящее время создано много эффективных противотанковых мин, различающихся в том числе по принципу действия. Они могут оснащаться как взрывателями нажимного действия, так и многоканальными датчиками – магнитометрическими, сейсмическими, акустическими и др. Боевая часть может быть как простейшей фугасной, так и с поражающими элементами типа «ударное ядро», имеющими высокую бронепробивную способность.

Особенности рассматриваемых военных конфликтов не подразумевают наличие у противника «высокотехнологичных» мин. Опыт показывает, что в большинстве случаев применяются мины, а чаще СВУ, фугасного действия с радиоуправляемыми или контактными взрывателями. Пример самодельного взрывного устройства с простейшим взрывателем нажимного типа приведён на рис. 1.

В последнее время в Ираке и Афганистане зафиксированы случаи применения самодельных взрывных устройств с поражающими элементами типа «ударное ядро». Появление подобных устройств является ответом на повышение противоминной защиты бронетехники. Хотя, по понятным причинам, изготовить высококачественный и высокоэффективный кумулятивный узел «подручными средствами» невозможно, тем не менее бронепробивная способность таких СВУ составляет до 40 мм стали. Этого вполне достаточно для надёжного поражения легкобронной техники.

Мощность применяемых мин и СВУ зависит в значительной степени от доступности тех или иных взрывчатых веществ (ВВ), а также от возможностей по их закладке. Как правило, СВУ изготавливаются на основе промышленных взрывчатых веществ, обладающих при той же мощности гораздо большими весом и объёмом, чем «боевые» ВВ. Сложности по скрытой закладке таких громоздких СВУ ограничивают их мощность. Данные по частоте применения мин и СВУ с различными тротиловыми эквивалентами, полученные в результате обобщения опыта боевых действий США за последние годы, приведены в таблице далее.

Анализ представленных данных показывает, что более половины применяемых в наше время взрывных устройств имеют тротиловые эквиваленты от 6 до 8 кг. Именно этот диапазон следует признать наиболее вероятным и, следовательно, наиболее опасным.

С точки зрения характера поражения различают типы подрыва под днищем машины и под колесом (гусеницей). Характерные поражения в этих случаях показаны на рис. 2. При подрывах под днищем весьма вероятным является нарушение целостности (пролом) корпуса и поражение экипажа за счёт как динамических нагрузок, превышающих предельно допустимые, так и воздействия ударной волны и осколочного потока. При подрывах под колесом, как правило, утрачивается подвижность машины, но основным фактором поражения экипажа являются только динамические нагрузки.

Подходы к обеспечению противоминной защиты бронетехники в первую очередь определяются требованиями по защите экипажа и лишь во вторую – требованиями по сохранению работоспособности машины.

Сохранение работоспособности внутреннего оборудования и, как следствие, технической боеспособности может быть обеспечено за счёт снижения ударных нагрузок­ на данное оборудование и узлы его крепления. Наиболее критичны в этом плане узлы и агрегаты, закреплённые на днище машины или в пределах максимального возможного динамического прогиба днища при подрыве. Количество узлов крепления оборудования к днищу следует по возможности минимизировать, а сами эти узлы должны иметь энергопоглощающие элементы, снижающие динамические нагрузки. В каждом конкретном случае конструкция узлов крепления является оригинальной. В то же время, с точки зрения конструкции днища, для обеспечения работоспособности оборудования следует уменьшать динамический прогиб (увеличивать жёсткость) и обеспечивать максимальное возможное снижение динамических нагрузок, передаваемых на узлы крепления внутреннего оборудования.

Сохранение работоспособности экипажа может быть обеспечено при выполнении ряда условий.

Первое условие – минимизация динамических нагрузок, передаваемых при подрыве на узлы крепления кресел экипажа или десанта. В случае крепления кресел непосредственно на днище машины на его узлы крепления будет передаваться практически вся энергия, сообщаемая этому участку­ днища, поэтому требуются чрезвычайно эффективные энергопоглощающие узлы кресел. Важно, что обеспечение защиты при большой мощности заряда становится сомнительным.

При креплении кресел к бортам или крыше корпуса, куда не распространяется зона локальных «взрывных» деформаций­, обеспечивается­ передача на узлы крепления лишь той части динамических нагрузок, которые распространяются на корпус машины в целом. Учитывая значительную массу рассматриваемых машин, а также наличие таких факторов, как упругость подвески и частичное поглощение энергии за счёт локальной деформации конструкции, ускорения, передаваемые на борта и крышу корпуса, будут сравнительно невелики.

Второе условие сохранения работоспособности экипажа, как и в случае внутреннего оборудования,– исключение контакта с днищем при максимальном динамическом прогибе. Это условие может быть достигнуто чисто конструктивно, путём обеспечения необходимого зазора между днищем и полом обитаемого отделения. Повышение жёсткости днища ведет к уменьшению данного необходимого зазора. Таким образом, работоспособность экипажа обеспечивается специальными амортизирующими креслами, закреплёнными в местах, удалённых от зон возможного приложения взрывных нагрузок, а также путём исключения контакта экипажа с днищем при максимальном динамическом прогибе.

Пример комплексной реализации данных подходов к обеспечению противоминной защиты – сравнительно недавно появившиеся бронеавтомобили класса MRAP (Mine Resistant Ambush Protected – защищённые от подрыва и атак из засад), обладающие повышенной стойкостью как к воздействию взрывных устройств, так и к огню стрелкового оружия. Следует отдать должное проявленной США высочайшей оперативности, с которой были организованы разработки и поставки в больших количествах подобных автомобилей в Ирак и Афганистан. Выполнение данной задачи было поручено довольно большому количеству фирм: Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks/Ceradyne, Navistar International и др. Это предопределило значительную разунификацию парка MRAP, но зато позволило в короткие сроки обеспечить их поставки в необходимых количествах.

Общие особенности подхода к обеспечению противоминной защиты на автомобилях данных фирм – рациональная V-образная форма нижней части корпуса, повышенная прочность днища за счёт применения­ стальных броневых листов большой толщины и обязательное применение специальных энергопоглощающих сидений. Защита­ обеспечивается только для обитаемого модуля. Всё, что находится «снаружи», в том числе моторный отсек, либо не имеет защиты вовсе, либо защищено слабо. Эта особенность позволяет выдерживать подрыв достаточно мощных СВУ за счёт лёгкого разрушения «наружных» отсеков и узлов с минимизацией передачи воздействия на обитаемый модуль (рис. 3). Реализуются подобные решения как на тяжёлых машинах, например Ranger фирмы Universal Engineering, так и на лёгких, в том числе IVECO 65E19WM. При очевидной рацио­нальности в условиях ограниченной массы данное техническое решение всё-таки не обеспечивает высокую живучесть и сохранение подвижности при относительно слабых взрывных устройствах, а также пулевом обстреле.

Простым и надёжным, но не самым рациональным с точки зрения массы является применение толстолистовой стали для защиты днища. Более лёгкие структуры днища с энергопоглощающими элементами, например шестигранными или прямоугольными трубчатыми деталями, применяются пока весьма ограниченно.

К классу MRAP относятся и автомобили семейства «Тайфун» (рис. 4), разработанные в России. В данном семействе автомобилей реализованы практически все известные в настоящее время технические решения по обеспечению противоминной защиты:

• V-образная форма днища;

• многослойное днище обитаемого отделения, противоминный поддон;

• внутренний пол на упругих элементах;

• расположение экипажа на максимально возможном удалении от наиболее вероятного места подрыва;

• защищённые от прямого воздействия оружия агрегаты и системы;

• энергопоглощающие сиденья с ремнями безопасности и подголовниками.

Работа над семейством «Тайфун» – пример кооперации и комплексного подхода к решению задачи обеспечения защищённости в целом и противоминной стойкости в частности. Головной разработчик защиты для автомобилей, производимых заводом «Урал»,– ОАО «НИИ Стали». Разработка общей конфигурации и компоновки кабин и функциональных модулей, а также энергопоглощающих сидений выполнена ОАО «Евротехпласт». Для выполнения численного моделирования воздействия взрыва на конструкцию автомобиля были привлечены специалисты ООО «Саровский инженерный центр».

Сложившийся подход к разработке противоминной защиты включает несколько этапов. На первом этапе выполняется численное моделирование воздействия продуктов взрыва на эскизно проработанную конструкцию. Затем уточняются внешняя конфигурация и общая конструкция днища, противоминных поддонов и отрабатывается их структура. Отработка структур также производится сначала численными методами, а затем испытывается на фрагментах реальным подрывом.

На рис. 5 приведены примеры численного моделирования воздействия взрыва на различные структуры противоминных конструкций, выполненные ОАО «НИИ Стали» в рамках работ над новыми изделиями. После завершения детальной разработки конструкции машины моделируются различные варианты её подрыва. На рис. 6 показаны результаты численного моделирования под­рыва автомобиля «Тайфун», выполненные Саровским инженерным центром. По итогам расчётов производятся необходимые доработки, результаты которых проверяются уже реальными испытаниями на подрыв. Такая многоступенчатость разработки позволяет оценивать правильность технических решений на различных стадиях проектирования и в целом снизить риск конструктивных ошибок, выбрать наиболее рациональное решение.

Общая черта разрабатываемых современных машин – модульность большинства систем, в том числе защитных. Это позволяет адаптировать новые машины к предполагаемым условиям применения, и наоборот, при отсутствии каких-либо угроз – избегать неоправданных затрат. В отношении противоминной защиты такая модульность позволяет оперативно реагировать на возможные изменения типов и мощностей применяемых взрывных устройств и с минимальными затратами эффективно решать одну из главных проблем защиты современной бронетехники.

Таким образом, по рассматриваемой проблеме можно сделать следующие выводы.

– Одну из самых серьёзных угроз для бронетехники в наиболее типичных сейчас локальных конфликтах представляют мины и СВУ, на долю которых приходится более половины потерь техники.

– Для обеспечения высокой противоминной защиты бронетехники требуется комплексный подход, включающий как компоновочные, так и конструктивные, «схемные» решения, а также применение специального оборудования, в частности энергопоглощающих сидений экипажа.

– Образцы бронетехники, имеющие высокую противоминную защиту, уже созданы и активно используются в современных конфликтах, что позволяет анализировать опыт их боевого применения и определять пути дальнейшего совершенствования их конструкции.

Алексей Кимаев, начальник отдела ОАО «НИИ Стали»

Комментариев еще нет.

Оставить комментарий

Вы должны войти Авторизованы чтобы оставить комментарий.

Партнеры