Открыть главное меню

Чобэм

Американский танк M1 Abrams, первый основной боевой танк который был оснащен броней Чобэм

Чобэм или Чобем[К 1] (Chobham armour) — неофициальное название композитной брони в англоговорящих странах. Оригинальный рецепт, давший имя этому типу брони, был разработан в 1960-е годы в Чобэмском исследовательском центре танкостроения, расположенном близ одноименного урочища в графстве Суррей, Англия. С тех пор название стало общим термином для обозначения керамической брони. Официальные британские названия различных типов брони Чобэм — «Бёрлингтон» и «Дорчестер».[2]

До сих пор состав брони Чобэм остается в секрете, известно, что она состоит из керамических плиток вложенных в металлическую матрицу и связанных с опорной пластиной и несколькими эластичными слоями. Из-за высокой твердости использованной керамики, броня чрезвычайно устойчива, как против боеприпасов использующих кумулятивный эффект, таких как БКС, так и обычных БОПС. Подобная броня установлена только на танках M1 Abrams, Challenger 1 и Challenger 2. Впервые броня была опробована в рамках разработки британского прототипа, FV4201, и впервые была установлена ​​на досерийный американский танк M1 Abrams.

Содержание

Защитные свойстваПравить

 
БМП Уорриор с броней Чобэм

Из-за высокой твердости керамики, применяемой при производстве, броня приобретает свойства чрезвычайной устойчивости к кумулятивному эффекту снарядов: как БКС, так и обычных БОПС. Легкие снаряды при встрече с твердой плиткой «раскалываются изнутри» из-за высокой скорости, и разрушаясь, не могут проникнуть в броню. Из-за хрупкости керамики входной канал кумулятивного заряда становится не такой гладкий, как при аналогичном проникновении через металл, а более рваный, создающий асимметричное давление, которое, в свою очередь, искажает геометрию кумулятивной струи ("рвёт вектор"), что сильно влияет на её пробивные свойства. Новые композиты, более прочные, чем ранее, оптимизируют этот эффект за счет своей пористой структуры, вызывая «трещины отклонения». Этот механизм работы брони Чобэм для борьбы с кумулятивной струей можно сравнить с динамической защитой: отклонённые части основной струи образуются благодаря «трещинам отклонения». Механизм их действия состоит в том, что они сначала уменьшают, а затем, вернувшись под углом, разбивают основную струю. Однако не следует путать этот эффект с эффектом многослойной брони любого типа: между двумя броневыми пластинами находится инертный, мягкий эластичный материал, например резина. После попадания кумулятивного или бронебойного оперенного подкалиберного снаряда пробивается первый броневой слой и при воздействии на резиновый слой происходит деформация и расширение этого слоя с деформацией передней и задней броневых плит. Из-за большого количества помех которые встречают оба типа снарядов их пробивающая способность уменьшается. Кроме того из-за влияния встречной силы стержневой боеприпас может разрушиться, деформироваться или срикошетить, что также уменьшает пробивающую способность снаряда.

На сегодняшний день было предано огласке не так много случаев боевых потерь танков, защищенных броней Чобэм; определить процент потерь танков оснащенных броней Чобэм сложно из-за того, что эта информация является закрытой.

Во время второй иракской войны в 2003, один танк Challenger 2 застрял в канаве во время боя в Барсе против иракских сил. Однако экипаж оставался защищенным во время многочасового ожидания подмоги, и композитная броня Чобэм-2 защищала их от огня противника, в частности огня из РПГ[3].

СтруктураПравить

Керамические плитки имеют так называемую проблему «возможности многократного попадания», которая заключается в том, что они не могут выдержать последовательные удары без потери своих защитных свойств[4] . Для уменьшения этого эффекта плитки делают малыми по размеру, а матричные элементы имеют минимальную практическую толщину 25 мм. Маленькие шестиугольные или квадратные керамические плитки уложены в матрицу или путем изостатического прессования их в нагретую матрицу[5], или путем склеивания их эпоксидной смолой. С начала 90-х было известно, что содержание плиток под постоянным давлением в матрице гораздо лучше защищает их от кинетических снарядов чем склеивание[6].

Матрица поддерживается пластиной, которая укрепляет керамические плитки позади и не дает металлической матрице деформироваться от кинетических ударов. Обычно вес такой пластины (модуля) составляет половину веса матрицы[7]. Такой модуль крепится к эластичным слоям. Они также абсорбируют некоторую часть энергии удара, но основная их задача защищать керамическую матрицу от вибрации. Можно установить несколько таких модулей в зависимости от доступного места; таким образом, в зависимости от тактической ситуации броню можно использовать как модульную. Толщина такого модуля составляет примерно от 5 до 6 сантиметров. Первые модули, так называемые DOP (англ. Depth Of Penetration — глубина проникновения) матрицы, были толще. Такая броня имеет лучший уровень защиты чем обычная стальная броня. Использование малых тонких матриц в большом количестве увеличивает эффективность защиты. Похожее этому бронирование, но с использованием слоев закаленной и мягкой стали можно увидеть на верхних лобовых деталях современных российских танков.

Так как при поражении сердечником БОПС разрушается много керамических плиток то нет нужды использовать в конструкции танка рациональные углы наклона брони. Именно поэтому конструкция танка предусматривает возможность встречи снаряда с броней в перпендикулярной плоскости. Обычно керамическая броня дает лучшую защиту именно при перпендикулярном расположении нежели чем под углом, потому, что разрушение распространяется по нормали броневой плиты[8]. Поэтому башни танков которые защищены броней Чобэм имеют не округлые, а четкие рубленые формы.

Подпорная плита отражает энергию удара назад на керамическую плитку широким конусом. Это рассеивает энергию, уменьшая разрушение керамики, но также расширяет область повреждений. Расслоение, которое вызывает отраженная энергия может быть частично предупреждено тонким податливым слоем графита, который нанесен на лицевую сторону плитки для защиты от отскока ее от броневой плиты.

Сжатые плитки меньше страдают от ударов; в данном случае наличие металлической плиты дает керамическим плиткам также и перпендикулярное сжатия.

Происходило постепенное развитие в производстве керамической брони: керамические плитки были уязвимы к ударам, и поэтому первым шагом направленным на их укрепление стало наклеивание их на заднюю плиту; в 90-х их прочность была увеличена путем сжатия их по двум осям; и наконец было сделано сжатие по третьей оси для оптимизации их сопротивляемости удару[9] Для защиты керамического сердечника кроме традиционных технологий механической обработки и сварки, используют и несколько передовых технологий, в том числе спекания подвешенного материала вокруг сердечника; выдавливание расплавленного металла вокруг сердечника и распыления расплавленного металла на керамическую плитку[10].

МатериалПравить

Годами разрабатывались новые и более прочные композитные материалы, они примерно в пять раз прочнее, чем первые образцы керамики. Лучшие образцы плит керамической брони в пять раз крепче стальных плит такого же веса. Обычно это сочетание нескольких керамических материалов или металлических матричных композитов, в состав которых входят керамические соединения с металлической матрицей. В последних разработках используют углеродные нанотрубки, что увеличивает их прочность. Керамика для таких типов брони включает в себя карбид бора, карбид кремния, оксид алюминия, нитрид алюминия, бориды титана, композиции синтетических алмазов. Из них карбид бора является твердым и легким, но также и самым дорогим и хрупким. Карбид бора используют в производстве керамических пластин для защиты от малокалиберных боеприпасов, например для бронежилетов и брони вертолетов; первое применение такой керамической брони приходится на 60-е годы[11]. Карбид кремния, который лучше всего подходит для защиты от крупных снарядов, использовался лишь на некоторых прототипах наземной техники, например MBT-70. Керамику можно создать холодной или горячей штамповкой. Для удаления воздуха используют сжатие высокой плотности.

Титановые сплавы, используемые в матрице, очень дороги в производстве, но этот металл предпочитают за его легкость, прочность и сопротивление коррозии, что является большой проблемой. Компания Rank заявила, что изобрела алюминиевую матрицу для использования с плитками из карбида бора или карбида кремния.

Подпорная пластина может быть изготовлена из стали, но из-за того что ее основная задача это улучшение стабильности и жесткости модуля, возможно использование алюминия в легкой бронетехнике, где предполагается защита только от легкого противотанкового оружия. Подпорная композитная плита, которая деформируется, может выполнять также и роль эластичного слоя.

См. такжеПравить

КомментарииПравить

  1. Орфоэпически корректным является первый, фонетический вариант (-эм), традиционным вариантом русскоязычного написания является второй вариант (-ем),[1] также можно встретить транслитерационный вариант перевода (-хэм или -хам).

ПримечанияПравить

  1. Рыбакин А. И. Словарь английских фамилий : ок. 22 700 фамилий / рецензент: д-р филол. наук А. В. Суперанская. — 2-е изд., стер. — М. : Астрель : АСТ, 2000. — С. 20. — ISBN 5-271-00590-9 (Астрель). — ISBN 5-17-000090-1 (АСТ).
  2. Wilson, Henry. M1 Abrams Tank. — Barnsley: Pen and Sword Military, 2015. — P. 15 — 184 p. — (Images of War) — ISBN 978-1-47383-423-1.
  3. BBC NEWS | UK | Scotland | Dragoon guards survive ambush
  4. W.S. de Rosset and J.K. Wald, «Analysis of Multiple-Hit Criterion for Ceramic Armor», US Army Research Laboratory TR-2861, September 2002
  5. Bruchey, W., Horwath, E., Templeton, D. and Bishnoi, K.,"System Design Methodology for the Development of High Efficiency Ceramic Armors", Proceedings of the 17th International Symposium on Ballistics, Volume 3, Midrand, South Africa, March 23-27, 1998, p.167-174
  6. Hauver, G.E., Netherwood, P.H., Benck, R.F. and Kecskes, L.J., 1994, «Enhanced Ballistic Performance of Ceramics», 19th Army Science Conference, Orlando, FL, June 20-24, 1994, p. 1633—1640
  7. V. Hohler, K. Weber, R. Tham, B. James, A. Barker and I. Pickup, «Comparative Analysis of Oblique Impact on Ceramic Composite Systems», International Journal of Impact Engineering 26 (2001) p. 342
  8. D. Yaziv1, S. Chocron, C.E. Anderson, Jr. and D. J. Grosch, «Oblique Penetration in Ceramic Targets», 19th International Symposium of Ballistics, 7-11 May 2001, Interlaken, Switzerland TB27 p. 1264
  9. Gelbart, Marsh, Tanks — Main Battle Tanks and Light Tanks, London 1996, p. 126
  10. Chu, Henry S; McHugh, Kevin M and Lillo, Thomas M, «Manufacturing Encapsulated Ceramic Armor System Using Spray Forming Technology» Publications Idaho National Engineering and Environmental Laboratory, Idaho Falls, 2001
  11. S. Yadav and G. Ravichandran, «Penetration resistance of laminated ceramic/polymer structures», International Journal of Impact Engineering, 28 (2003) p. 557