En el transcurso de una historia relativamente corta de vehículos blindados (BTT) de las fuerzas terrestres, que tiene alrededor de cien años, la naturaleza de la conducción de las hostilidades ha cambiado repetidamente. Estos cambios fueron de naturaleza cardinal: de la guerra "posicional" a la "móvil" y, además, a los conflictos locales y las operaciones antiterroristas. Es la naturaleza de las operaciones militares propuestas lo que es decisivo en la formación de requisitos para el equipo militar. En consecuencia, la clasificación de las principales propiedades de BTT también cambió. La combinación clásica "potencia de fuego - defensa - movilidad" se ha actualizado repetidamente, complementada con nuevos componentes. En la actualidad, se ha establecido el punto de vista según el cual se da prioridad a la seguridad.
Una expansión significativa del alcance y las capacidades de los vehículos anti-blindados (BTT) hizo que su capacidad de supervivencia fuera la condición más importante para el cumplimiento de una misión de combate. Garantizar la supervivencia y (en un sentido más estricto) la protección del BTT se basa en un enfoque integrado. No puede haber un medio universal de protección contra todas las posibles amenazas modernas, por lo tanto, se instalan varios sistemas de protección en las instalaciones de BTT, que se complementan mutuamente. Hasta la fecha, se han creado decenas de estructuras, sistemas y complejos con fines de protección, que van desde armaduras tradicionales hasta sistemas de protección activa. En estas condiciones, la formación de la composición óptima de protección compleja es una de las tareas más importantes, cuya solución determina en gran medida la perfección de la máquina desarrollada.
La solución al problema de la integración de medios de protección se basa en el análisis de posibles amenazas en las supuestas condiciones de uso. Y aquí es necesario volver al hecho de que la naturaleza de las hostilidades y, en consecuencia, el "equipo representativo de armas antitanques"
comparado, digamos, con la Segunda Guerra Mundial. Actualmente, los más peligrosos para BTT son dos grupos de medios opuestos (tanto en términos de nivel tecnológico como de métodos de aplicación): armas de precisión (OMC), por un lado, y armas cuerpo a cuerpo y minas, por el otro. Si el uso de la OMC es típico de los países altamente desarrollados y, por regla general, conduce a resultados bastante rápidos en la destrucción de grupos de vehículos blindados enemigos, entonces el uso generalizado de minas, artefactos explosivos improvisados (SBU) y antiincendios de mano. lanzagranadas de tanques de varias formaciones armadas es de naturaleza a largo plazo. La experiencia de las operaciones militares estadounidenses en Irak y Afganistán es muy indicativa en este sentido. Considerando que tales conflictos locales son los más típicos de las condiciones modernas, debe admitirse que son las minas y las armas cuerpo a cuerpo las más peligrosas para el BTT.
El nivel de amenaza que representan las minas y los artefactos explosivos improvisados está bien ilustrado por los datos generalizados sobre las pérdidas de equipo del Ejército de los Estados Unidos en varios conflictos armados (Tabla 1).
El análisis de la dinámica de las pérdidas nos permite afirmar de manera inequívoca que el componente de acción contra minas de la protección compleja de vehículos blindados es especialmente relevante en la actualidad. Proporcionar protección contra las minas se ha convertido en uno de los principales problemas a los que se enfrentan los desarrolladores de vehículos militares modernos.
Para determinar las formas de garantizar la protección, en primer lugar, es necesario evaluar las características de las amenazas más probables: el tipo y la potencia de las minas y los artefactos explosivos utilizados. Actualmente, se han creado una gran cantidad de minas antitanques efectivas, que se diferencian, entre otras cosas, en el principio de acción. Pueden estar equipados con fusibles de acción de empuje y sensores multicanal: magnetométricos, sísmicos, acústicos, etc. La ojiva puede ser la más simple de alto explosivo o con elementos llamativos del tipo "núcleo de choque", que tienen un blindaje alto. capacidad de perforación.
Los detalles de los conflictos militares considerados no implican la presencia de minas de "alta tecnología" en posesión del enemigo. La experiencia demuestra que en la mayoría de los casos se utilizan minas, y más a menudo SBU, de acción altamente explosiva con fusibles radiocontrolados o de contacto. En la Fig. 1.
tabla 1
Recientemente, en Irak y Afganistán, ha habido casos de uso de artefactos explosivos improvisados con elementos llamativos del tipo "núcleo de choque". La aparición de tales dispositivos es una respuesta al aumento de la protección contra minas de BTT. Aunque, por razones obvias, es imposible fabricar un conjunto acumulativo de alta calidad y alta eficiencia con "medios improvisados", la capacidad de perforación de blindaje de tales SBU es de hasta 40 mm de acero. Esto es suficiente para derrotar de manera confiable a los vehículos ligeramente blindados.
La potencia de las minas y la SBU utilizada depende en gran medida de la disponibilidad de ciertos explosivos (explosivos), así como de las posibilidades de su colocación. Por regla general, los artefactos explosivos improvisados se fabrican a base de explosivos industriales que, a la misma potencia, tienen un peso y un volumen mucho mayor que los explosivos de "combate". Las dificultades para la colocación oculta de IED tan voluminosos limitan su potencia. Los datos sobre la frecuencia de uso de minas y artefactos explosivos improvisados con varios equivalentes de TNT, obtenidos como resultado de la generalización de la experiencia de las operaciones militares estadounidenses en los últimos años, se dan en la Tabla. 2.
Tabla 2
El análisis de los datos presentados muestra que más de la mitad de los artefactos explosivos utilizados en nuestro tiempo tienen equivalentes de TNT de 6-8 kg. Es este rango el que debe reconocerse como el más probable y, por tanto, el más peligroso.
Desde el punto de vista de la naturaleza de la derrota, hay tipos de voladuras debajo de la parte inferior del automóvil y debajo del volante (oruga). Los ejemplos típicos de lesiones en estos casos se muestran en la Fig. 2. En caso de explosiones bajo el fondo, es muy probable que la integridad (rotura) del casco y la destrucción de la tripulación se deba tanto a cargas dinámicas superiores a las máximas permisibles como al impacto de una onda de choque y fragmentación el flujo es muy probable. Bajo las explosiones de las ruedas, por regla general, se pierde la movilidad del vehículo, pero el factor principal que afecta a la tripulación son solo las cargas dinámicas.
Fig 1. Dispositivo explosivo improvisado con fusible de empuje.
Los enfoques para garantizar la protección contra minas de BTT están determinados principalmente por los requisitos para la protección de la tripulación y, solo en segundo lugar, por los requisitos para mantener la operatividad del vehículo.
El mantenimiento de la operatividad del equipo interno y, como consecuencia, la capacidad técnica de combate, puede garantizarse reduciendo las cargas de choque en este equipo y sus puntos de conexión. La mayoría
En este sentido, son críticos los componentes y conjuntos fijados al fondo de la máquina o dentro de la máxima deflexión dinámica posible del fondo durante la voladura. El número de puntos de fijación del equipo al fondo debe minimizarse tanto como sea posible, y estos nodos mismos deben tener elementos absorbentes de energía que reduzcan las cargas dinámicas. En cada caso, el diseño de los puntos de fijación es original. Al mismo tiempo, desde el punto de vista del diseño del fondo, para asegurar la operatividad del equipo, es necesario reducir la deflexión dinámica (aumentar la rigidez) y asegurar la máxima reducción posible de las cargas dinámicas transmitidas a los puntos de enganche del equipo interno.
El mantenimiento de la tripulación se puede lograr si se cumplen una serie de condiciones.
La primera condición es minimizar las cargas dinámicas transmitidas durante la detonación a los puntos de enganche de la tripulación o asientos de la tropa. Si los asientos están conectados directamente a la parte inferior del automóvil, casi toda la energía impartida a esta sección de la parte inferior se transferirá a sus puntos de unión, por lo tanto
Se requieren conjuntos de asiento que absorban energía extremadamente eficientes. Es importante que proporcionar protección a una potencia de carga alta se vuelva cuestionable.
Cuando los asientos se fijan a los lados o al techo del casco, donde no se extiende la zona de deformaciones "explosivas" locales, solo se transfiere a los puntos de fijación aquella parte de las cargas dinámicas que se distribuyen a la carrocería en su conjunto. Teniendo en cuenta la masa significativa de los vehículos de combate, así como la presencia de factores como la elasticidad de la suspensión y la absorción parcial de energía debido a la deformación local de la estructura, las aceleraciones transmitidas a los lados y al techo del casco serán relativamente pequeñas.
La segunda condición para mantener la capacidad de trabajo de la tripulación es (como en el caso de los equipos internos) la exclusión del contacto con el fondo en la máxima deflexión dinámica. Esto se puede lograr de manera puramente constructiva, obteniendo el espacio libre necesario entre el fondo y el piso del compartimiento habitable. El aumento de la rigidez del fondo conduce a una disminución de este espacio libre requerido. Así, el desempeño de la tripulación está asegurado por asientos especiales amortiguadores fijados en lugares alejados de las zonas de posible aplicación de cargas explosivas, así como eliminando el contacto de la tripulación con el fondo en máxima deflexión dinámica.
Un ejemplo de la implementación integrada de estos enfoques para la protección de minas es la clase relativamente reciente de vehículos blindados MRAP (Protección contra emboscadas resistentes a las minas), que tienen una mayor resistencia a los dispositivos explosivos y al fuego de armas pequeñas (Fig.3) …
Figura 2. La naturaleza de la derrota de los vehículos blindados al socavar debajo de la parte inferior y debajo del volante
Debemos rendir homenaje a la máxima eficiencia demostrada por Estados Unidos, con el que se organizó el desarrollo y suministro de grandes cantidades de este tipo de máquinas a Irak y Afganistán. Se encomendó esta tarea a un número bastante grande de empresas: Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International, etc. entregarlos en las cantidades requeridas en poco tiempo.
Las características comunes del enfoque para garantizar la protección contra minas en los automóviles de estas empresas son la forma racional en forma de V de la parte inferior del casco, una mayor resistencia del fondo debido al uso de placas de blindaje de acero grueso y el uso obligatorio de Asientos especiales absorbentes de energía. La protección se proporciona solo para el módulo habitable. Todo lo que está "fuera", incluido el compartimento del motor, no tiene ninguna protección o está mal protegido. Esta característica le permite resistir el socavamiento
IED suficientemente potentes debido a la fácil destrucción de los compartimentos y conjuntos "exteriores" con la minimización de la transmisión del impacto en el módulo habitable (Fig. 4). Soluciones similares se implementan tanto en máquinas pesadas, por ejemplo, Ranger de Universal Engineering (Fig.5), y con luz, incluido IVECO 65E19WM. Con una obvia racionalidad en condiciones de masa limitada, esta solución técnica todavía no proporciona una alta capacidad de supervivencia y preservación de la movilidad con dispositivos explosivos relativamente débiles, así como el bombardeo de balas.
Arroz. 3. Los vehículos blindados de la clase MRAP (protección contra emboscadas resistentes a las minas) tienen una mayor resistencia a los dispositivos explosivos y al fuego de armas pequeñas.
Arroz. 4. Desmontaje de las ruedas, la central eléctrica y el equipo externo del compartimento de la tripulación cuando una mina explota un automóvil
Arroz. 5. Vehículos blindados pesados de la familia Ranger de Universal Engineering
Arroz. 6 Vehículo de la familia Typhoon con mayor nivel de resistencia a las minas.
Simple y confiable, pero no el más racional desde el punto de vista del peso, es el uso de placas de acero pesadas para proteger el fondo. Las estructuras inferiores más ligeras con elementos absorbentes de energía (por ejemplo, piezas tubulares hexagonales o rectangulares) todavía se utilizan de forma muy limitada.
Los coches de la familia Typhoon (Fig. 6), desarrollados en Rusia, también pertenecen a la clase MRAP. En esta familia de vehículos, se implementan casi todas las soluciones técnicas conocidas actualmente para garantizar la protección de minas:
- Fondo en forma de V, - fondo multicapa del compartimento de la tripulación, sumidero de la mina, - suelo interior sobre elementos elásticos, - la ubicación de la tripulación a la máxima distancia posible del lugar más probable de detonación, - unidades y sistemas protegidos del impacto directo de armas, - Asientos absorbentes de energía con cinturones de seguridad y reposacabezas.
El trabajo sobre la familia Typhoon es un ejemplo de cooperación y un enfoque integrado para resolver el problema de garantizar la seguridad en general y la resistencia a las minas en particular. El desarrollador líder de la protección de automóviles creada por la Planta de Automóviles de Ural es OAO NII Stali. El desarrollo de la configuración general y el diseño de las cabinas, los módulos funcionales y los asientos absorbentes de energía fue realizado por JSC “Evrotechplast”. Para realizar una simulación numérica del impacto de la explosión en la estructura del vehículo, participaron especialistas de Sarov Engineering Center LLC.
El enfoque actual para la formación de la protección contra minas incluye varias etapas. En la primera etapa, se lleva a cabo un modelado numérico del impacto de los productos de explosión en un diseño esbozado. Además, se aclara la configuración externa y el diseño general del fondo, los pallets antiminas y se trabaja en su estructura (el desarrollo de estructuras también se lleva a cabo primero por métodos numéricos, y luego se prueba en fragmentos por detonación real).
En la Fig. 7 muestra ejemplos de modelado numérico del impacto de una explosión en varias estructuras de estructuras de acción contra minas, realizado por JSC "Instituto de Investigación del Acero" en el marco del trabajo sobre nuevos productos. Después de completar el diseño detallado de la máquina, se simulan varias opciones para su socavamiento.
En la Fig. 8 muestra los resultados de las simulaciones numéricas de la detonación de un vehículo Typhoon realizadas por Sarov Engineering Center LLC. En base a los resultados de los cálculos, se realizan las modificaciones necesarias, cuyos resultados ya están verificados mediante pruebas de detonación reales. Este enfoque de múltiples etapas permite evaluar la exactitud de las soluciones técnicas en varias etapas del diseño y, en general, reducir el riesgo de errores de diseño, así como elegir la solución más racional.
Arroz. 7 Imágenes del estado deformado de varias estructuras de protección en la simulación numérica del impacto de una explosión
Arroz. 8 La imagen de la distribución de la presión en la simulación numérica de la explosión del coche "Typhoon"
Una característica común de los vehículos blindados modernos que se están creando es la modularidad de la mayoría de los sistemas, incluidos los de protección. Esto permite adaptar nuevas muestras de BTT a las condiciones de uso previstas y, a la inversa, en ausencia de amenazas para evitar injustificadas
costos. Con respecto a la protección de minas, dicha modularidad permite responder rápidamente a posibles cambios en los tipos y potencias de los artefactos explosivos utilizados y resolver de manera efectiva uno de los principales problemas de proteger los vehículos blindados modernos con costos mínimos.
Así, sobre el problema en consideración, se pueden extraer las siguientes conclusiones:
- una de las amenazas más graves para los vehículos blindados en los conflictos locales más típicos de la actualidad son las minas y los artefactos explosivos improvisados, que representan más de la mitad de las pérdidas de equipos;
- para garantizar una alta protección contra minas de BTT, se requiere un enfoque integrado, que incluya tanto la disposición como el diseño, soluciones de "circuitos", así como el uso de equipos especiales, en particular, asientos de tripulación que absorban energía;
- Ya se han creado modelos BTT con alta protección contra minas y se utilizan activamente en conflictos modernos, lo que permite analizar la experiencia de su uso en combate y determinar formas de mejorar aún más su diseño.
