Динамическая защита «Нож» танка БМ «Булат»

Применение принципа поражения атакующего боеприпаса при помощи удлиненных кумулятивных зарядов предлагалось в период 50-х 60-х годов в патентах ФРГ № 978036 № 2612673, № 977984  и США № 4051763. Данный принцип также предполагается в некоторых современных разработках, например описанных в патенте Тульского государственного университета № 6047 и европейском патенте  № 1004844 фирмы GIAT Industries.

Особенностью этих разработок является то, что они относятся к несамоактивирующимся и требуют наличия дополнительных устройств – датчиков, источников электрического тока для активации кумулятивного заряда и пр. Наличие дополнительных устройств усложняет конструкцию, повышает ее стоимость, затрудняет интеграцию на защищаемый объект и снижает надежность. В серийном производстве данные решения не реализованы.

Данный принцип также применялся в разработанных в конце 80-х годов НИИ Стали в элементах ДЗ типа «Гофр». Эффективность данного устройства не на много превосходила серийную встроенную динамическую защиту (ВДЗ) «Контакт-5». Нерациональный профиль кумулятивной выемки, не обеспечивающий оптимальных параметров кумулятивной струи, а также неоптимальная точка инициализация кумулятивных зарядов не позволили этой разработке стать серийной.

Наиболее совершенным и единственным из реализованных в серийном производстве устройств, реализующих принцип поражения атакующего боеприпаса при помощи удлиненных кумулятивных зарядов являются модули «Нож».

Это направление развития защитных устройств обосновано В. О. Хитриком, В.П.  Стариковым, И. Б. Чепковым и другими и описано в патентах Украины № 44627, № 72781, № 48916 и пр. Модули являются самоактивирующимися и не требуют наличия дополнительных устройств для инициации и подготовки к применению.

Модули «Нож» разработаны ГП БЦКТ «Микротек». В разработке также участвовали СКТБ ИПП НАННИЦ «Материалообработка взрывом» ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ и ХКБМ им. А. А. Морозова.

Внешний вид модуля кумулятивной защиты и удлиненные кумулятивные заряды (УКЗ) ХСЧКВ-34 и ХСЧКВ-19.

Возможны различные варианты конструктивного исполнения устройств, позволяющие достигнуть требуемых значений ударного импульса и длины кумулятивной струи.

Конструкция и функционирование модулей «Нож»

Заряды размещены в контейнере в непосредственной близости один от другого, формируя, тем самым, детонационную цепь и обеспечивая передачу детонации на соседние заряды.

Детонационная цепь формируется с помощью дополнительных удлиненных зарядов, которые располагают поперек основных удлиненных зарядов. Формирования детонационной цепи позволяет, при последовательном срабатывании основных удлиненных цилиндрических зарядов, последовательно воздействовать на средство поражения формированными кумулятивными струями.

Параметром, характеризующим эффективность влияния зарядов на средства поражения является ударный импульс струи и длина струи. В серийных устройствах данные параметры оптимизированы в зависимости от участков танка, на которые они устанавливаются и наиболее типичных противотанковых средств (ПТС), которые угрожают данным участкам. Значение ударного импульса кумулятивной струи для УКЗ-34 составляет 270 кг м/с и 84 кг м/с для УКЗ-19.

Модули «Нож» представляют собой неразборную конструкцию с установленными внутри удлиненными кумулятивными зарядами. В зависимости от места установки (борт, башня, ВЛД) модули устанавливаются в специальные ячейки.

Устройство удлиненного кумулятивного заряда

1 – оболочка; 2 – взрывчатое вещество; 3 – кумулятивная выемка; 4 – внутренняя поверхность оболочки; 5 – вырез перпендикулярный продольной оси заряда;

6 – торцевой срез; 7 – колпачок

Устройство модуля кумулятивной защиты

3 – основные удлиненные заряды; 4 – демпфер; 8 – оболочка;  9 – взрывчатое вещество; 10 – торцевая часть заряда; 11 – защитные колпачки; 12 – кумулятивная выемка; 13 – вырез;

15 – дополнительные удлиненные заряды

При попадании средства поражения его кумулятивная струя (кинетический снаряд, ударное ядро) начинает воздействовать на один из основных удлиненных зарядов, который, сработав, кумулятивной струей, начинает влиять на средство поражения.

Удлиненные заряды срабатывают последовательно под влиянием дополнительных удлиненных зарядов, при этом, кумулятивная струя каждого из зарядов будет влиять на средство поражения, разрушая его на отдельные фрагменты и отклоняя от первоначальной траектории.

Уничтожение устройствами кумулятивной защиты «Нож»

атакующего бронебойного снаряда

Заряды срабатывают последовательно под влиянием дополнительных удлиненных зарядов. При этом кумулятивная струя, образованная из кумулятивной выемки каждого из зарядов, воздействует на средство, разрушая его на отдельные фрагменты и отклоняя от первоначальной траектории

При этом разлет продуктов детонации сопровождается распространением волн разряжения, которые идут от внешней поверхности заряда к его центру. При пересечении волн разряжения, которые идут от кумулятивной выемки и цилиндрической облицовки заряда, образуется граница, которая разделяет заряд на две части. Та часть взрывного вещества, что расположена ближе к кумулятивной выемке  (активная масса заряда), будет обеспечивать формирование кумулятивной струи основного удлиненного цилиндрического заряда. Часть заряда, что осталась, обуславливает разлет продуктов детонации (а также цилиндрической облицовки) в противоположные от кумулятивной струи стороны. Кумулятивная струя удлиненного заряда будет воздействовать на средство поражения, разрушая его на отдельные фрагменты и отклоняя от первоначальной траектории.

Рентгеновские снимки процесса взаимодействия кумулятивной струи средства поражения с несколькими кумулятивными струями защиты

Для наибольшей эффективности достаточно срабатывания двух удлиненных кумулятивных зарядов. Присутствуют и вторичные кумулятивные струи, образованные схлопыванием нижних частей УКЗ

Модули «Нож» устанавливаются в блоки на башне танка и в ячейки модуля на верхней детали корпуса и бортов танка

Характеристики и испытания ДЗ БМ «Булат»

Модули «Нож» отличает:

• высокая надежность (100% срабатывания);
• обеспечивает защиту танков или других боевых машин от бронебойно-подкалиберных снарядов, кумулятивных средств поражения и ударно-кумулятивных боеприпасов типа «ударное ядро»; 
• повышенная в 1,8-2,7 раза (по отношению к 4С22) эффективность;
• безопасность при обстреле из стрелкового оружия, отсутствие детонации от осколков и зажигательных смесей типа «Напалм»;
• взаимозаменяемость с элементами встроенной ДЗ 4С20 или 4С22 в соотношении 1:2;
• Значительное снижение действия защиты на броневую преграду (до 33% по сравнению с 4С22
• простота монтажа и обслуживания.

Комплекс «Нож» доказал свою эффективность в ходе многочисленных испытаний обстрелом с применением широкой номенклатуры БПС калибра 125 мм а также современных 120 мм боеприпасов производства западных стран, полностью подтвердив заявленные разработчиком характеристики.

Фрагмент БПС БМ-44 «Манго» после воздействия кумулятивных защитных устройств (статические испытания)

В результате применения оптимальной конструкции удлиненных кумулятивных зарядов, формирующих кумулятивную струю с ударным импульсом и длиной, удалось достигнуть высокой эффективности устройств УКЗ-19 и УКЗ-34.

Эффективность  достаточна для отклонения и фрагментации атакующего противотанкового средства.  (БПС, кумулятивная струя, «ударное ядро»). Формирование детонационной цепи, благодаря дополнительным инициирующим зарядам, расположенным поперек основных зарядов, обеспечивает продолжительное последовательное воздействие на противотанковое средство.

После попадания бронебойных подкалиберных снарядов БМ-42 с дистанции 100 м (бронепробиваемость ~500 мм на дальности 2000 м по ходу снаряда) в макеты  динамической защиты остаточная глубина внедрения, измеренная  под углом 90° к поверхности контрольной плиты составила:

• в центральную часть макетов динамической защитой «Нож»- 76 мм ;
• в верхнюю часть макетов динамической защитой «Нож» - 65 и 72 мм .

Характер поражения контрольной плиты при проведении демонстрационных испытаний противоснарядной после попадания бронебойного подкалиберного снаряда БМ-42

На фото слева – место попадания ОПС в броневую плиту защищенную модулем «нож». Видны следы срабатывания удлиненных кумулятивных зарядов модуля «Нож». Справа – пробитие БПС  не защищенную ДЗ.

После подрыва кумулятивных средств поражения и срабатывания систем динамической защиты остаточная глубина внедрения по ходу кумулятивной струи составила (по ходу кумулятивной струи):

·       ПГ-9С с бронепробиваемостью  ~ 400 мм - 34 мм

Постановка опыта при проведения демонстрационных испытаний противокумулятивной стойкости с одним элементом динамической защиты ХСЧКВ-34П, расположенным в один слой (ДЗ типа «Нож») при подрыве противотанковой гранаты ПГ-9С

После подрыва противотанковой гранаты ПГ-9С

Установка гранаты ПГ7-С под углом 30° к броневой плите, с установленной защитой «Нож»

След от сработавшей динамической защиты «Нож», после воздействия гранаты ПГ-7ВС. В результате испытаний бронепробивная способность снизилась на 100% и составила 0 (ноль) мм

Масса ВВ в устройствах ХСЧКВ-19 и 34 составляет 0,2 и 0,3 кг . В устройствах разработки НИИ Стали 4С20  (4С22) – 0,26 (0,28) кг.

Взрыв элемента ЗУДТ типа 4С20 (4С22) с массой ВВ, равной 0,26 кг имеет энергию в 1,25 МДж, из которых 590 кДж направлено на броневую преграду (из которых 72,7%, т.е. 430 кДж – кинетическая энергия пластины корпуса ЗУДТ и 27,3 %, т.е. 160 кДж – энергия продуктов взрыва и ударной волны).

 При этом устройства 4С20  (4С22) устанавливаются в защитных схемах лобовой проекции корпуса и башни в 2 ряда. Таким образом масса ВВ на единицу прикрываемой площади (125Х250 мм) составляет  0,52 (0,56) кг. Таким образом в защитных схемах НИИ Стали подрывается в 2 раза больше ВВ чем в схемах с ДЗ ХСЧКВ.

Технический уровень ряда образцов динамической защиты

Анализ боевых повреждений БМ «Булат»

1. Борта корпуса

Попадание противотанковой гранаты типа ПГ-7 (ПГ-9). Элемент динамической защиты ХСЧКВ-34 сработал, остальные элементы выброшены из ячеек. Пробития бортового экрана и борта корпуса нет.

Способ восстановления: замена секции бортового экрана с установкой новых элементов ДЗ.

Попадание ПТУР типа "Фагот" или противотанковой гранаты типа ПГ-7 (ПГ-9). Видна часть корпусных деталей сработавшего элемента динамической защиты ХСЧКВ-34. Элемент сработал, другие элементы выброшены взрывом из ячеек. Пробития борта корпуса нет.

Способ восстановления: замена секции бортового экрана с установкой новых элементов ДЗ.

2. Крыша башни

Попадание ПТУР типа «Фагот» или гранаты типа ПГ-7 (ПГ-9). Элемент динамической защиты ХСЧКВ-19 сработал. Часть других элементов выброшена взрывом ПТУР (гранаты) из ячеек. Пробития крыши башни нет.

Способ восстановления: замена бонок на крыше башни с последующей установкой контейнеров с крышкой и новых элементов ДЗ ХСЧКВ-34.

3. Лоб башни

Предположительно: попадание танкового кумулятивного снаряда. Траектория противотанкового средства проходила через два блока ДЗ.

Элемент динамической защиты ХСЧКВ-32 сработал.

Воздействия взрыва детонации противотанкового средства и сработавших элементов ДЗ привело к разрушению наружных топливных баков на надгусеничной полке.

Попадание ПТУР типа «Фагот» в башню. Пробития башни и следов кумулятивной струи нет.

4. Верхняя лобовая деталь корпуса

Массовые попадания разнотипных противотанковых средств в сменный модуль верхней лобовой детали корпуса.

Танк уничтожен, но следов пробития в местах установки динамической защиты на верхней детали корпуса нет.

Предположительно: попадания ПТУР типа «Фагот» и БПС.

Во всех случаях встроенная динамическая защита "Нож" сработала. Пробития верхней лобовой детали корпуса нет.

Попадание противотанкового средства в сменный модуль верхней лобовой детали корпуса.