Эволюция динамической защиты легкобронированых боевых машин

Изменение геополитической обстановки в мире, уменьшение вероятности возникновения глобальных военных конфликтов и наоборот, увеличение количества локальных или асимметричных войн, привели к необходимости коренного пересмотра структуры вооружённых сил, и структуры бронетанковых сил в том числе, практически во всех мировых державах. Эти изменения уже не предполагают массовое применение тяжелых танков, зато требуют значительного расширения номенклатуры и количества лёгкой боевой техники. Военные конфликты последних лет (Афганистан, Ирак, Югославия, Ближний Восток) наглядно показали, что наиболее эффективными в них являются лёгкие боевые машины, обладающие достаточной круговой защитой, высокой мобильностью и огневой мощью. Мировой и европейский рынки вооружения и военной техники немедленно отреагировали на эти изменения. Так, объём продаж танков за последние 10 лет сократился более чем на 30%, и прогноз на ближайшие годы неутешителен. Зато объём продаж лёгкой бронетехники, в первую очередь БМП, САУ, других легкобронированных машин (ЛБМ), значительно увеличивается, причём наибольшее увеличение (до 40%) уже в ближайшие годы коснётся таких машин, как БМП.

Среди прочих требований, предъявляемых сегодня к ЛБМ, есть и требования по необходимым уровням защиты. Именно они сегодня фактически определяют конечный облик машины и именно этому критерию уделяют основное внимание разработчики ЛБМ. Следует заметить, что требования по повышению уровня защиты предъявляются не только к БМП, но и к другим ЛБМ, в том числе к БТР, бронеавтомобилям и т. д.

За рубежом сегодня требования по защите ЛБМ определены соответствующими стандартами. Один из них – STANAG 4569 «Protection Level for Occupants of Logistic and Light Armoured Vehicles» (Стандарт НАТО «Уровни защиты ЛБМ») – определяет для ЛБМ 5 уровней защиты. Максимальный 5 уровень обязывает обеспечить защиту от 25-мм снарядов типа APDS и осколков ОФ-снарядов. Этот стандарт был принят в мае 2004 года, однако уже успел устареть, и многие разработчики ЛБМ ставят перед собой гораздо более сложные задачи. В качестве стандартных за рубежом уже начали появляться требования по круговой защите ЛБМ от 30-мм снарядов малокалиберных пушек, от РПГ и лёгких ПТУР с уровнем бронепробития до 400–450 мм.

Среди прочих систем защиты, способных противостоять этим угрозам, наиболее предпочтительной по критерию «стоимость–эффективность» на сегодня является динамическая защита (ДЗ). Спе­цифика принципа ДЗ основана на использовании энергии взрыва, идущей на разрушение кумулятивной струи при наклонном метании металлической пластины как вдогон, так и навстречу при оптимальном угле наклона [2]. Не случайно во многих странах этот вид защиты применительно к ЛБМ стремительно развивается, и можно выделить уже несколько поколений ДЗ, которые реализованы или реализуются на тех или иных ЛБМ.

Россия здесь не исключение. Она одной из первых продемонстрировала возможность применения ДЗ на тонкобронных боевых машинах. А сегодня предлагает целый ряд решений, позволяющих обеспечить защиту ЛБМ не только от моноблочных РПГ и ПТУР с уровнем 500–600 мм, но и от тандемных боеприпасов.

Ещё в 1988 году Россией были предприняты попытки адаптировать к ЛБМ комплексы ДЗ, которые к тому времени уже широко применялись в защите танков. На рис. 1 и 2 показаны первые комплексы ДЗ типа «Контакт» с элементами динамической защиты (ЭДЗ) 4С20 [3] на БМП2. Натурные испытания этих комплексов, однако, показали их полную непригодность для применения в защите ЛБМ. Тонкая броня при совместном взрыве блока ДЗ и гранаты, когда суммарная масса подрываемого ВВ достигала 1,1–1,2 кг, просто проламывалась, выводя из строя саму машину (рис. 3). Тем не менее усилиями разработчиков НИИ Стали в 1999 году в России был создан работоспособный комплекс ДЗ на базе танкового ЭДЗ 4С20 для БМП-3 [4]. Масса этого комплекса составляла 4 т (рис. 4). Комплекс обеспечивал защиту основных проекций БМП в курсовых углах ±180° от гранат типа ПГ-9ВС, пробивающих до 500 мм стальной брони. Одновременно повышался уровень защиты БМП-3 и от боеприпасов стрелково-пушечного оружия.

Работы над этим комплексом показали, что необходимо создание специального, адаптированного для ЛБМ, нового элемента динамической защиты. Такие работы были проведены, и в 2006 году новый ЭДЗ для ЛБМ под индексом ЭДЗ 4С24 был принят на вооружение российской армии [5]. ЭДЗ 4С24 содержал вдвое меньше ВВ, чем 4С20, что положительно сказалось на живучести как самой ДЗ, так и основной брони. Используя ЭДЗ 4С24 в совокупности с оригинальными решениями, повышающими пожаробезопасность ЭДЗ при простреле пулями калибра 7,62–14,5 мм, удалось создать комплексы ДЗ, адаптированные к таким ЛБМ, как БМП2, БТР-90 и др., которые по живучести, пожаростойкости и другим параметрам в несколько раз превосходили первые комплексы ДЗ для БМП-3 (рис. 5, 6).

При разработке такой защиты были решены научно-технические задачи по обеспечению непередачи детонации внутри блока динамической защиты (БДЗ), по демпфированию взрыва, обеспечению живучести и пожаробезопасности защиты. Характерной особенностью пластических взрывчатых веществ, которые использовались в ЭДЗ первых поколений, являлась их большая инерционность. Детонация взрывчатого состава происходила спустя 3–5 мкс после воздействия кумулятивной струи. Это приводило к проскоку лидирующей части струи за ДЗ (рис. 7). Имея скорость 9–10 км/с и массу 5–10 г, проскочивший лидер способен пробить 50–80 мм стальной брони, что вполне достаточно для поражения ЛБМ. Образующиеся при пробитии осколочный поток, избыточное давление внутри машины 100–150 атм. и уровень шума порядка 150–200 дБ способны вывести из строя и экипаж, и внутреннее оборудование.

Сократить или вообще ликвидировать проскок лидирующей части струи можно, применив высокочувствительные ВВ [6], однако при этом резко обостряются проблемы с возгораемостью ЭДЗ при простреле пулями и детонацией их при воздействии боеприпасов калибра 30 мм и выше. В комплексе ДЗ с ЭДЗ 4С24 эту проблему удалось решить (рис. 8).

Работы НИИ Стали [7] показали, что на разрушение кумулятивной струи в таких ЭДЗ (сегодня их принято считать классическими) расходуется не более 10–15% энергии взрыва. Остальная часть энергии тратится впустую, оказывая паразитное воздействие на защищаемый объект и его ближнее окружение. Кроме того данный тип ЭДЗ малоэффективен против снарядов калибра 30 мм и абсолютно не эффективен против боеприпасов типа APFSDS к пушкам калибра 35–50 мм.

По мнению ОАО «НИИ Стали», дальнейшее развитие защиты ЛБМ должно быть направлено на снижение энергии паразитного воздействия на защищаемую броню, выделяемой в системе защиты. Учитывая опыт последних разработок ОАО «НИИ Стали», одним из возможных путей дальнейшего развития этого направления является переход от классической ДЗ к созданию специального класса так называемых энергетических составов [8]. Энергетический состав – это новый класс защитных материалов, который стоит между классической ДЗ и реактивной бронёй.

Реактивная броня [9], как за рубежом, так и в России,– это защита, основанная на использовании материалов, способных поглощать часть энергии кумулятивной струи и отдавать её в виде движущейся выпучины, взаимодействующей с кумулятивной струёй. Как одно из направлений, в ряде стран появились разработки ДЗ, в которых вместо ВВ применяются материалы, способные поглощать энергию струи и отдавать её в виде движущейся выпучины, взаи­модействующей с кумулятивной струёй. За рубежом такой вид защиты относят к ДЗ типа NERA (non-energetic reactive armor). В России этот вид защиты [9], часто называемый реактивной бронёй, применялся в бронировании танков ещё в конце 1960х годов и известен в литературе как «вспучивающиеся или отражающие листы». Использовать этот вид ДЗ для ЛБМ в чистом виде, однако, проблематично, т. к. его инерционность составляет 10–20 мкс

и более, что в свою очередь приводит к проскоку довольно значительной лидирующей части струи, способной пробить до 100–150 мм стальной брони (рис. 9).

Попытка поднять КПД динамической защиты привела ОАО «НИИ Стали» к созданию так называемых энергетических составов. Исследования, проведенные в НИИ Стали, показали, что при воздействии кумулятивной струи на энергетический состав, заключённый между металлическими пластинами, в зоне взаимодействия ограниченных размеров (всего в 60–120 мм) происходит химическая реакция с выделением значительного количества энергии. Скорость выделения энергии соизмерима с лучшими составами пластических ВВ. В зоне взаимодействия она составляет 5000 м/с и по мере удаления от эпицентра затухает до звуковых скоростей. Это не даёт процессу перейти в стадию стационарной детонации. КПД таких систем намного больше всех рассмотренных выше комплексов ДЗ, т. к. вся энергия, выделяемая в локальной зоне, направляется на разрушение кумулятивной струи. На рентгенограммах (рис. 10) хорошо видно, что область, где идёт процесс и имеет место вспучивание пластин ЭДЗ, весьма ограниченна.

За рубежом этот тип ДЗ получил название NxRA, т. е. ДЗ, не содержащая ВВ, и реализуется в большом количестве различных комплексов (SLERA, LRA, IRA и др).

Применение этого принципа в конструкциях ДЗ с многорядным кассетным расположением энергетических элементов с разным уровнем энерговыделения позволяет управлять процессом взаимодействия и оптимально подстраиваться к параметрам кумулятивной струи, что приводит к повышению уровня защиты. Энергетические составы могут базироваться на различных рецептурах.

Обладая избирательной чувствительностью к кумулятивным струям определённой энергетики, энергетические материалы работают эффективно по тандемным боеприпасам и удлиненным сердечникам БПС [8–11].

За рубежом идеи создания таких гибридных ДЗ реализуются пока только для защиты от моноблочных кумулятивных боеприпасов и кинетических снарядов малокалиберных пушек. В России разработчики ставят перед гибридными ДЗ более амбициозные цели и близки к созданию действительно универсальных комплексов, обеспечивающих защиту от всего спектра угроз, включая и тандемные боеприпасы.

В табл. 1 показана эволюция основных характеристик ДЗ для ЛБМ, разработанных ОАО «НИИ Стали» или находящихся в стадии разработки.

За 10 лет российскому разработчику удалось вчетверо сократить количество подрываемого ВВ, а в перспективе вообще отказаться от него, за счёт чего многократно повысить живучесть комплексов. Уровень защиты, обеспечиваемый комплексами ДЗ, при этом не снижается, а имеет тенденцию к росту. Большой опыт в области защиты ЛБМ позволяет ОАО «НИИ Стали» уже сегодня создавать и с максимальной эффективностью адаптировать имеющиеся технические решения к любой легкобронированной технике.

Валерий Григорян, президент, директор по науке ОАО «НИИ Стали»
Николай Дорохов, начальник отдела ОАО «НИИ Стали»

Партнеры