К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ БРОНЕЗАЩИЩЕННОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ГАЗ-5903

Балашов А.С.¹, Ладанов В.И.²

¹Курсант, ²Доцент, Пермский военный институт внутренних войск МВД России

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ БРОНЕЗАЩИЩЕННОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ГАЗ-5903

Аннотация

В статье описываются вопросы усовершенствования бронезащищенности транспортного средства специального назначения, поставляемой для оснащения силовых структур МВД России, за счет применения энергопоглощающих элементов.

Ключевые слова: транспортное средство специального назначения, бронезащищенность, энергопоглощающий элемент.

Balashov A.S. ¹, Ladanov V.I.²

¹Kursant, ²Dotsent, Perm Military Institute of Internal Troops Russian Interior Ministry

Consideration of maximizing BRONEZASCHENNOSTI specialty vehicles APPOINTMENTS GAZ-5903

Abstract

This article describes the issues of improvement bronezaschennosti special purpose vehicle that came to equip law enforcement agencies MVD of Russia, due to the use of energy absorbing elements.

Keywords: special purpose vehicle, bronezaschischennost, energy-absorbing element.

В современных условиях потребность в особозащищенных тран-спортных средствах специального назначения (ТССН)  вновь выходит на передний план. Локальные войны и конфликты в разных уголках мира, и особенно «гражданская война» на территории Украины, убеждают: ТССН при действии войск среди враждебно настроенного населения, в условиях постоянной угрозы террористических атак с применением различного оружия, а также в ходе выполнения служебно-боевых задач должны иметь достаточно мощную бронезащищенность от воздействия разнообразных средств поражения.  Анализ зарубежных и отечественных публикаций показывает, что основным способом обеспечения живучести ТССН при боевом применении является комплекс проведения работ по дополнительной защите бронированных корпусов боевых машин, базовых автомобильных шасси и их экипажей, а также перевозимого десанта от воздействия обычных средств поражения, что свидетельствует об актуальности данного вопроса. Производителями техники военного назначения ведётся такая работа в интересах заказчиков (МО РФ, МВД РФ, ФПС и т.д.) с учетом результатов новейших исследований и разработок по нескольким направлениям. Первым направлением такой деятельности выбрано создание в составе унифицированных семейств ТССН модификаций колесных и гусеничных машин со специальными бронированными кабинами, броневыми экранами для жизненно важных элементов машин. Вторым направлением является создание защиты, устанавливаемых на ТССН, выполненных в незащищенном семейств ТССН с панельно-каркасными кабинами улучшенной несущей способности, предусматривающими возможность установки на них в случае необходимости элементов локальной защиты экипажей, перевозимого личного состава и наиболее ответственных элементов конструкции. Третье направление - создание дополнительных элементов локальной защиты серийном варианте. Такие элементы защиты могут использоваться в период выполнения служебно-боевых задач, после чего они имеют возможность демонтажа. Съемная локальная броневая защита, как показывают результаты проводимых исследований позволяет снизить потери водителей, экипажей и перевозимого личного состава до 25-40 %, те же примерные результаты показывает анализ боевого опыта [2,3] использования ТССН в «горячих точках». Проблемы повышения живучести и бронезащенности ТССН решаются, кроме того, путем создания и применения боестойких шин и закрытия их броневыми панелями.

Транспортное средство специального назначения ГАЗ-5903 является основной бронированной колесной машиной, предназначенной перевозки личного состава и ее огневой поддержки при выполнении служебно-боевых задач в различных условиях силовыми структурами МВД России. Краткий анализ бронирования показывает, что при толщине бронирования передней лобовой проекции корпуса 10-12 мм, боковой и кормовой проекции корпуса от 6 до 8 мм, защита осуществляется только от воздействия  пуль стрелкового оружия, оставляя практически незащищенным от различных противотанковых средств[2]. Что же происходит бронезащищенностью  на «практике» у потенциальной противоборствующей стороны. Оказывается что зарубежные военные машины «болеют теми же болезнями», как и отечественная техника, с которой наша военная техника постоянно соревнуется. Возможные примеры способов улучшения бронезащищенности зарубежных ТССН по опыту боевых действий стран НАТО в Ираке показаны на рисунках 1а,б,в [5].

Для повышения бронезащенности ГАЗ-5903 предлагается применить энергопоглощающие элементы (ЭПЭ), представляющие собой метал-лический  контейнер размерами длиной 250 мм, шириной 200 мм и высотой 50-200 мм с наполнителем из композиционных материалов. Композиционные материалы, это как правило, линейка кон­струкционных материалов, основу которых составляют упрочняющие элементы в виде волокон, нитей или дисперсионных частиц. В данных материалах использован эффект индивидуальных свойст­в элементов композиции. В качестве широко известного примера ком­позиционных материалов представляются железобетон, пластики, арми­рованные углеродными, борными, стеклянными волокнами или тка­нями на их основе. Комбинируя различными вариантами объемного содержания составляющих ком­понентов, представляется возможным получать композиционные материалы с необходимыми механическими характеристиками.

 

Рис. 1 – Варианты способов повышения бронезащенности ТССН

Для данного метода применения в качестве неметаллических мате-риалов, используемых для из­готовления энергопоглощающего элемента для дополнительного бронирования основного корпуса ТССН ГАЗ-5903, интерес представляют стеклопластики - мате­риалы, в которых в качестве наполнителя используется стеклянные волокна в виде стрежней диметром 6-8-10 мм. Плотность стеклопластиков при­мерно в 4 - 4,5 раза меньше плотности стали, но по прочности они не уступают броневым маркам стали. Главной характерной особенно­стью стеклянных волокон является их ярко выраженная анизотроп­ность(неоднородность физических свойств в различных на­правлениях внутри материала). Данное свойство обуславливает значительное и резкое изменение их стойкости при воздействии кинетических боеприпасов и кумулятивной струи под большими уг­лами к цилиндрической поверхности[1,3,4,5].

Предлагаемые энергопоглощающие элементы дополнительного бронирования установливаются на ТССН  ГАЗ - 5903 в количестве  12 штук в носовой части броневого корпуса, по 38 штук по бортам и 10 штук в кормовой части машины. Целями данного способа усовершенствования бронезащенности является: обеспечение надежной защиты корпуса машины, экипажа и десанта от воздействия поражающих элементов обычного и крупнокалиберного стрелкового оружия; создание броневой преграды с широким диапазоном степени защищенности из простейших, широко распространенных и недорогих материалов отечественного производства; создание технологической штампованно-сварной конструк-ции преграды легко трансформируемой и быстросьемной  в пакеты с промежуточными преградами; обеспечение высокой ремонтопригодности броневой преграды; повышение боевых характеристик машины в целом.

Предлагаемый для повышения уровня бронезащиты ТССН энерго-поглощающий элемент (ЭПЭ), представляет собой металлический  контейнер размерами длиной 250 мм, шириной 200 мм и высотой 50-75-100-150-200-250 мм с наполнителем из композиционного материала. Общий вид ЭПЭ в двух вариантном исполнении показан на рисунке 2. Композиционные материалы представляются линейкой различных кон­струкционных материалов, основу которых составляют упрочняющие элементы в виде волокон, нитей или дисперсионных частиц. В качетве основного свойства в данных материалах используется суммарный эффект индивидуальных свойст­в элементов композиции. В качестве широко известного примера ком­позиционных материалов можно привести железобетонные и пластиковые изделия, арми­рованные углеродными, борными, стеклянными волокнами или тка­нями на их основе. Комбинируя различными вариантами объемного содержания составляющих ком­понентов, представляется возможным получать композиционные материалы с необходимыми механическими и специальными харак-теристиками.

В качестве неметаллического материала, используемого для из­готовления предлагаемого энергопоглощающего элемента для дополнительного бронирования броневых корпусов ТССН, представлен стеклопластиком - мате­риалом, в которых в качестве наполнителя используется стеклянные волокна в виде стрежней диметром 6-8-10 мм. Композиционная решетка, в двух вариантном исполнении, как показано на выносках рисунка 2а и 2б, в корпусе заполняется быстротвердеющими герметиками (клеем) на основе фенолальдегидных смол. Плотность таких стеклопластиков при­мерно в 4 - 4,5 раза меньше плотности стали, но по прочности они не уступают броневым маркам стали. Главной характерной особенно­стью стеклянных волокон является их ярко выраженная анизотроп­ность(неоднородность физических свойств в различных на­правлениях внутри материала). Данное свойство обуславливает значительное и резкое изменение их стойкости при воздействии кинетических боеприпасов и кумулятивной струи под большими уг­лами к цилиндрической поверхности[1,3,4].

 

1 - корпус ЭПЭ; 2 – стержень поперечного расположения; 3 – стержень продольного расположения; 4 – наполнитель; 5 – стержень вертикального расположения; а – вариант 2-х плоскостной решетки; б – вариант 3-х плоскостной решетки

Рис. 2 – Общий вид энергопоглощающего элемента

Снижение эффективности кинетических и кумулятивных боеприпасов происходит по нескольким причинам. Во-первых, преодоление первой преграды кинетическим снарядом (пулей) может вызвать его разрушение или, по крайней мере, частичное срабатывание. При этом по основной броневой прег­раде будут воздействовать оставшаяся часть сердечника и осколки ЭПЭ. Во-вторых, при воздействии снаряда (пули)  в  ЭПЭ происходит изменение  взаимного углового поло-жения цилиндрических стержней композиционной решетки. В результате, если снаряд (пуля) пробил первый слой преграды и не разрушился, со вторым или последующим слоем преграды он будет взаимодействовать уже в других условиях, то есть при других скорости и угле встре­чи.

Промежуток между слоями композиционной решетки может быть за­полнен герметиком и клеем на основе эпоксидной смолы с отвердителем. При этом разнесенном расположении ЭПЭ и основной брони корпуса ТССН бронезащита превращается в комбинированную. Такая броня обладает также и повышенной противокумулятивной стойкостью. Глубина проникания b кумулятивной струи определяется по  формуле [1]

b = l₀ √ _σтс/ _σтn ,

где l₀ –эффективная длина струи, зависящая от длины облицовки заряда(от калибра боеприпаса и угла при вершине конуса кумулятивной выемки);  _σтс – предел текучести под нагрузкой материала облицовки кумулятивной выемки; _σтn - предел текучести под нагрузкой материала преграды.

Это значит, что при заданной массе преграды можно получить лучшую защиту, если использовать материал с различным пределом текучести под нагрузкой. Например, глубина проникания кумулятив­ной струи, имеющей эффективную длину l₀ = 200 мм (материал об­лицовки кумулятивной гранаты РПГ- 7 - медь с текучестью под нагрузкой _σтс = 380 МПа), в преграду из стеклопластика (_σтn = 12000 МПа) составит b = 200 √ 380/1200 =  111, 2 мм, а в броневую сталь глубина проникания составляет примерно 168,3 мм, т.е. у стеклопластикового композитного ЭПЭ эффективность выше на 51 процентов. В то же время такой ЭПЭ исходя из плотности материалов, несмотря на большую толщину, будет в (213,6 ·7,8) : (370 ·2,6) = 1,73 раза легче.

Важным обстоятельством является также то, что некоторые сравни-тельно легкие материалы (стеклопластик, керамика и дру­гие) в силу специ-фических физических свойств обладают повы­шенной струегасящей способностью[4].

Предварительные натурные испытания в соответствии с правилами ГОСТ Р 50963-96, стрельбой из гранатомета по бронированному корпусу ТССН ГАЗ-5903 с размещенными на ней энергопоглощающими  эле-ментами толщиной 200 мм показали практическое исключение пробития лобовой брони корпуса при углах встречи 60⁰, повышение вероятности штатного срабатывания гранаты до основной брони в кормовой и бортовых частях, а следовательно и непробития брони путем отклонения кумулятивной струи за счет гидродинамического эффекта в структуре композиции. Применением ЭПЭ толщиной 150 мм на ТССН значительно повышается  противопульную стойкость, обеспечивая защиту верхнего пояса борта корпуса от пуль Б-32 калибра 12,7 с дальности 325 м (без экранов Д_пкп составляет 1500 м ), что соответствует 6а классу ГОСТ Р 50744-95, ГОСТ Р 50963-96. Таким образом, предлагаемый способ повы-шения бронезащищенности ТССН ГАЗ-5903 может быть актуальным и высокоэффективным в современных условиях.

Литература

1. Бронетанковая техника: Учебник.- М.: Изд-во Военной академии бронетанковых войск, 1989. – 420 с.:ил.
2. Бронетранспортер БТР-80. Техническое описание. ГАЗ-5903-0000010 ТО. Изд. 3-е, 2010. – 377 с.
3. Защита танков. Научное издание/Под ред.В.А. Григоряна. - М.: Изда-тельство МГТУ им.Н.Э. Баумана, 2007. - 326 с.
4. И.А. Балаганский, Л.А.Мержиевский. Действие средств поражения и боеприпасов: Учебник.- Новосибирск: Изд-во НГТУ.- 2004.- 408 с.
5. M. Held, "Active Protection Against KE-Rounds and Shaped Charges at Short Distances" ("Активная защита от снарядов кинетического действия и кумулятивных зарядов на малых дальностях"), 19^th International Symposium on Ballistics, Interlaken, Switzerland, 55-56, 2011.

References

1. Armoured vehicles: Uchebnik.-M .:Publishing House ofthe Military Aca-demyof Armored Forces, 1989. -420p.: Ill.
2. The BTR-80. Technical description. GAS-TO 5903-0000010. Ed. 3rd, 2010. - 377 p.
3. Protection of tanks. Scientific publication / Under red.V.A. Grigoryan. - M .: The edition ment MSTU Bauman, 2007. - 326 p.
4. IABalaganskii,L.A.Merzhievsky. Actionweaponsand ammunition: Uchebnik.-Novosibirsk: Publishing House NGTU.-2004.- 408p.
5. M. Held, "Active Protection Against KE-Rounds and Shaped Charges at Short Distances", 19^th International Symposium on Ballistics, Interlaken, Switzerland, 55-56, 2011.