Еволюція динамічного захисту легкоброньованих бойових машин

    Зміна геополітичної обстановки в світі, зменшення ймовірності виникнення глобальних військових конфліктів і навпаки, збільшення кількості локальних або асиметричних воєн, призвели до необхідності корінного перегляду структури збройних сил, і структури бронетанкових сил в тому числі, практично у всіх світових державах.

    Ці зміни вже не припускають масового застосування важких танків, зате вимагають значного розширення номенклатури та кількості легкої бойової техніки. Військові конфлікти останніх років (Афганістан, Ірак, Югославія, Близький Схід) наочно показали, що найбільш ефективними в них є легкі бойові машини, що володіють достатнім круговим захистом, високою мобільністю і вогневою міццю. Світовий і європейський ринки озброєння і військової техніки негайно відреагували на ці зміни. Так обсяг продажів танків за останні 10 років скоротився більш, ніж на 30%, і прогноз на найближчі роки невтішний. Зате обсяг продажів легкої бронетехніки, в першу чергу, БМП, САУ, інших легкоброньованих машин (ЛБМ) значно збільшується, причому найбільше збільшення (до 40%) вже в найближчі роки торкнеться таких машин як БМП.
    Серед інших вимог, які пред’являються сьогодні до ЛБМ, є вимоги з необхідних рівнів захисту. Саме вони сьогодні фактично визначають кінцевий вигляд машини і саме цим критерієм приділяється основна увага з боку розробників ЛБМ. Слід зауважити, що вимоги до підвищення рівня захисту пред’являються не тільки до БМП, але й до інших ЛБМ, в тому числі БТР, бронеавтомобілів і т.д.
    Сьогодні вимоги щодо захисту ЛБМ за кордоном визначені відповідними стандартами. Один з них – STANAG 4569 «Protection Level for Occupants of Logistic and Light Armoured Vehicles», (Стандарт НАТО «Рівні захисту ЛБМ») – визначає для ЛБМ 5 рівнів захисту. Максимальний – 5 рівень зобов’язує забезпечити захист від 25-мм снарядів типу APDS і осколків ОФ-снарядів. Цей стандарт був прийнятий у травні 2004 року, проте вже встиг застаріти, і багато розробників ЛБМ ставлять перед собою значно складніші завдання. В якості стандартних за кордоном уже почали з’являтися вимоги з кругового захисту ЛБМ від 30-мм снарядів малокаліберних гармат, від РПГ і легких ПТУР з рівнем бронепробиття до 400-450 мм.
    Серед інших систем захисту, здатних протистояти цим загрозам, найкращим за критерієм «вартість-ефективність» на сьогодні є динамічний захист (ДЗ). Специфіка принципу ДЗ заснована на використанні енергії вибуху, що йде на руйнування кумулятивного струменя при похилому метанні металевої пластини як навздогін, так і назустріч при оптимальному куті нахилу. Не випадково в багатьох країнах цей вид захисту стосовно до ЛБМ стрімко розвивається і можна виділити вже кілька поколінь ДЗ, які реалізовані або реалізуються на тих чи інших ЛБМ.
    Росія тут не виняток. Вона однією з перших продемонструвала можливість застосування ДЗ на тонкоброньованих бойових машинах. А сьогодні пропонує цілий ряд рішень, що дозволяють забезпечити захист ЛБМ не тільки від моноблочних РПГ і ПТУР з рівнем 500 … 600 мм, але і тандемних боєприпасів.
    Ще в 1988 році в СРСР були зроблені спроби адаптувати до ЛБМ комплекси ДЗ, які до того часу вже широко застосовувалися в захисті танків. На рис. 1 і рис.2 показані перші комплекси ДЗ типу «Контакт» з елементами динамічного захисту (ЕДЗ) 4С20 на БМП-2. Натурні випробування цих комплексів, однак, показали їх повну непридатність для використання в захисті ЛБМ. Тонка броня при спільному вибуху блоку ДЗ і гранати, коли сумарна маса підриває ВР досягала 1,1-1,2 кг, просто проламувалась, виводячи з ладу саму машину (рис.3.). Тим не менш зусиллями розробників НДІ Сталі в Росії в 1999 році був створений працездатний комплекс ДЗ на базі танкового ЕДЗ 4С20 для БМП-3. Маса цього комплексу становила 4 т (рис.4). Комплекс забезпечував захист основних проекцій БМП в курсових кутах ± 180 ° від гранат типу ПГ-9ВС, що пробивають до 500 мм сталевої броні. Одночасно підвищувався рівень захисту БМП-3 і від боєприпасів стрілецько-гарматного зброї.

Рис.1. ДЗ «Контакт-3» на БМП-2, СРСР, 1988 р.

Рис.2. Комплекс ДЗ білоруської розробки на БМП-2, 2001 р.

Рис.3. Пролам борту БМП-2 при підриві блоку ДЗ і гранати ПГ-9В, 1988 р.

Рис.4. ДЗ першого покоління на БМП-3, Росія, 1999 р.

    Роботи над цим комплексом показали, що необхідно створення спеціального, адаптованого для ЛБМ, нового елемента динамічного захисту. Такі роботи були проведені, і в 2006 році новий ЕДЗ для ЛБМ під індексом ЕДЗ 4С24 був прийнятий на озброєння російської армії. ЕДЗ 4С24 містив в 2 рази менше ВР, ніж 4С20, що позитивно позначилося як на живучості самої ДЗ, так і на живучості основної броні. Використовуючи ЕДЗ 4С24 в сукупності з оригінальними рішеннями, що підвищують пожежобезпечність ЕДЗ при прострілі кулями калібру 7,62 … 14,5 мм, вдалося створити комплекси ДЗ, адаптовані до таких ЛБМ, як БМП-2, БТР-90 та інші, які по живучості , пожежостійкості  та іншим параметрам в кілька разів перевершували перші комплекси ДЗ для БМП-3. (Рис.5, 6).
    При розробці такого захисту були вирішені науково-технічні завдання по забезпеченню недопущення передачі детонації всередині блоку динамічного захисту (БДЗ), по демпфіруванню вибуху, забезпеченню живучості та пожежобезпеки захисту. Характерною особливістю пластичних вибухових речовин, які використовувалися в ЕДЗ перших поколінь, була їх велика інерційність. Детонація вибухової речовини відбувалася через 3 … 5 мкс після впливу кумулятивного струменя. Це призводило до проскакування лідируючої частини струменя за ДЗ (рис.7). Маючи швидкість 9 … 10 км/с і масу 5 … 10 г, лідер здатний пробити 50 … 80 мм сталевої броні, що цілком достатньо для ураження ЛБМ. Утворені при пробитті осколковий потік, надлишковий тиск усередині машини 100 … 150 атм. і рівень шуму порядку 150 … 200 дБ можуть вивести з ладу і екіпаж, і внутрішнє обладнання.

Рис.5. Результат попадання гранати ПГ-9В в блок лівої секції ДЗ БМП-3С ЕДЗ 4С20. Пробиття броні немає, але виведені з ладу 6 блоків ДЗ, включаючи 3 нижніх, 1999р.

Рис.6. Результат попадання гранати ПГ-9В в борт БМП-2, захищеного ДЗ з ЕДЗ 4С24. Пробиття немає. З ладу вийшов тільки 1 блок, 2004 р.

Рис.7. Лідируюча частина струменя, що пройшла ДЗ з елементом 4С20, 1983 р.

Рис.8. Лідируюча частина струменя повністю зруйнована ДЗ з елементом 4С24, 2003 р.

    Скоротити або взагалі ліквідувати проскакування лідируючої частини струменя можна, застосувавши високочутливі ВР, однак при цьому різко загострюються проблеми з загоранням ЕДЗ від  прострілів кулями і детонацією їх при впливі боєприпасів калібру 30 мм і вище. У комплексі ДЗ з ЕДЗ 4С24 цю проблему вдалося вирішити (рис.8).
    Роботами НДІ Сталі показано, що на руйнування кумулятивного струменя в таких ЕДЗ, (сьогодні їх прийнято вважати класичними), витрачається не більше 10 … 15% енергії вибуху. Інша частина енергії витрачається даремно, надаючи об’єкту, що захищається і близькому оточенню паразитний вплив. Крім того, даний тип ЕДЗ малоефективний проти снарядів калібру 30 мм і абсолютно не ефективний проти боєприпасів типу APFSDS до гармат калібру 35 … 50 мм.
    На думку ВАТ «НДІ стали» подальший розвиток захисту ЛБМ має йти шляхом зниження енергії, що виділяється в системі захисту і йде на паразитний вплив на броню, що захищається. Враховуючи досвід останніх розробок ВАТ «НДІ Сталі», одним з можливих шляхів подальшого розвитку цього напрямку є перехід від класичної ДЗ до створення спеціального класу, так званих «енергетичних сумішей». «Енергетичний суміш» – це новий клас захисних матеріалів, який стоїть між класичною ДЗ і реактивної бронею.
    Реактивна броня  – це захист, заснований на використанні матеріалів, здатних поглинати частина енергії кумулятивного струменя і віддавати її у вигляді рушійною випини, взаємодіючої з кумулятивною струменем. Як один з напрямків, в ряді країн з’явилися розробки динамічного захисту, в яких замість ВВ використовуються матеріали, здатні поглинати енергію струменя і віддавати її у вигляді рухомої випини, що взаємодіє з кумулятивним струменем. Такий вид захисту відносять до ДЗ типу NERA (non-energetic reactive armor). У Росії цей вид захисту, часто званий «реактивної бронею», використовувався в бронюванні танків ще в кінці 60-х років і відомий у літературі як «спучувані або відображаючі листи». Використовувати цей вид ДЗ для ЛБМ в чистому вигляді, проте, проблематично, тому що його інерційність складає 10 … 20 мкс і більше, що, в свою чергу, призводить до проскакування досить значною лідируючої частини струменя, здатної пробити до 100 … 150 мм сталевої броні (рис.9).

Рис.9. Взаємодія кумулятивного струменя з ДЗ типу NERA.

    Спроба підняти ККД динамічного захисту призвела ВАТ «НДІ Сталі» до створення так званих «енергетичних сумішей». Дослідженнями, проведеними в НДІ Сталі, показано, що при впливі кумулятивного струменя на енергетичну суміш, укладену між металевими пластинами, в зоні взаємодії, обмеженою розмірами всього в 60 … 120 мм відбувається хімічна реакція з виділенням значної кількості енергії. Швидкість виділення енергії порівнянна з кращими сумішами пластичних ВР. У зоні взаємодії вона становить 5000 м/с і загасає в міру віддалення від епіцентру до звукових швидкостей. Це не дає процесові перейти в стадію стаціонарної детонації. ККД таких систем набагато вищій за всі розглянуті вище комплекси ДЗ, тому вся енергія, що виділяється в локальній зоні, направляється на руйнування кумулятивного струменя. На рентгенограмах (рис.10) добре видно, що область, де йде процес і має місце спучування пластин ЕДЗ, вельми обмежена.

Рис.10. Рентгенограма взаємодії кумулятивного струменя з ЕДЗ з енергетичною сумішшю, 2005 р.
а) 90 мкс; б) 200 мкс.

    Добре видно, що виділення енергії відбувається в локальній області. За кордоном цей тип ДЗ отримав назву NxRA, тобто ДЗ, який не містить ВР, і реалізується у великій кількості різних комплексів (SLERA, LRA, IRA і др).
    Використання цього принципу в конструкціях ДЗ з багаторядним касетним розташуванням енергетичних елементів з різним рівнем енерговиділення дає можливість керувати процесом взаємодії і оптимально підлаштовуватися до параметрів кумулятивного струменя, що призводить до підвищення рівня захисту. Енергетичні суміші можуть базуватися на різних рецептурах.
    Володіючи виборчої чутливістю до кумулятивним струменів певної енергетики, енергетичні матеріали працюють ефективно з тандемними боєприпасами  і подовженими сердечниками БПС.
    Ідеї створення таких гібридних ДЗ реалізуються поки тільки для захисту від моноблочних кумулятивних боєприпасів і кінетичних снарядів малокаліберних гармат. Але в Росії розробники ставлять перед гібридним ДЗ більш амбітні цілі і близькі до створення дійсно універсальних комплексів, що забезпечують захист від усього спектра загроз, включаючи і тандемні боєприпаси.
    У табл.1. показана еволюція основних характеристик ДЗ для ЛБМ, розроблених ВАТ «НДІ Сталі» або знаходяться в стадії розробки.

Табл.1.Основні характеристики ДЗ для ЛБМ

* Показана відносна маса ВР в порівнянні з ЕДЗ 4С20

    За 10 років розробнику вдалося в 4 рази скоротити кількість ВР, а в перспективі взагалі відмовитися від нього, за рахунок чого багаторазово підвищена живучість комплексів. Рівень захисту, що забезпечується комплексами ДЗ, при цьому не знижується, а має тенденцію до зростання.

В. Григорян,  М. Дорохов. Army-guide.