Українські експерти створюють інноваційний керамічний щит для бронетехніки

16063

Спеціалізована зовнішньоторговельна фірма “Прогрес” спільно з київськими вченими розробляє інноваційне рішення для захисту вітчизняних бойових броньованих машин.

Передає Національний Промисловий Портал, з посиланням на Military Navigator.

Часті випадки застосування в районі антитерористичної операції проросійськими бойовиками новітніх боєприпасів з термоуміцьнюваним сердечником калібру 12,7 і 14,5 мм, які мають високу ступінь бронепробиття, вимагають від наших вчених і конструкторів прискорити роботу в напрямку підвищення балістичної захищеності вітчизняних бойових броньованих машин (ББМ) .

  • Найпростішим способом забезпечити протикульовий захист екіпажу і елементів конструкції ББМ є встановлення металевої броні. До недавнього часу підвищення рівня такого захисту здійснювалося двома способами: збільшенням товщини броньового листа і поліпшенням захисних властивостей броні. Поступово це призводило до збільшення маси бронемашини, а в кінцевому підсумку негативно впливало на її бойові і експлуатаційні характеристики.

    Вчені провідних країн світу активно працюють над створенням нових сплавів, які могли б забезпечити більш високий рівень захисту при збереженні маси захисного елемента. Також броню зміцнюють за допомогою особливої ​​технологічної обробки сталевих сплавів. Ще один спосіб зміцнення металу – застосування хіміко-термічної обробки. Наприклад, насичення поверхневого шару металу азотом з наступним утворенням нітриду значно збільшує твердість поверхні і підвищує рівень захисних властивостей броньованого елемента. Тому сучасна азотована сталева броня при однаковому рівні захисту з необробленим металом має товщину на 25-30% менше.

    Крім металу, перспективним для захисту бронетехніки є застосування спеціальної кераміки: карбіду бору, карбіду кремнію, оксиду алюмінію. Захисний елемент на основі кераміки при однаковому рівні балістичної стійкості з відповідним сталевим має масу значно менше. Так, маса одного квадратного метра додаткового захисту зі спеціальної кераміки від патрона калібру 12,7 мм становить приблизно 40-45 кг, тоді як сталевого листа – в межах 60-70 кг.

    Легким, міцним, але й найдорожчим у виробництві є карбід бору. На сьогоднішній день жодна країна в світі поки не освоїла серійне виробництво з його використанням. Адже застосування технології гарячого пресування дозволяє протягом виробничого циклу отримувати лише одиничні вироби з карбіду бору. Другим по міцності і вартості виробництва є карбід кремнію. Він має масу трохи більше, ніж карбід бору. Саме ці два матеріали завдяки своїй відносно невеликій масі використовуються при виготовленні захисних керамічних елементів для індивідуальних засобів захисту. В бронюванні техніки найчастіше застосовується оксид алюмінію. Це найдешевший з керамічних матеріалів. Він має трохи збільшену масу в порівнянні з карбідом бору і карбідом кремнію. Наприклад, захисний елемент з оксиду алюмінію має масу на 30% більшу за масу подібного об’єкта, виготовленого з карбіду бору. Ясно, що для техніки це некритично. Набагато важливіше, що вироби з оксиду алюмінію досить міцні, а технологія їх виробництва досить проста. Тут не потрібен високий тиск, тому за один виробничий цикл можна виготовити близько тисячі виробів. Тому набагато легше організувати серійне виробництво із застосуванням саме цього керамічного матеріалу.

    Значним недоліком керамічного бронювання є його низька живучість. Адже керамічна броня під впливом вражаючого елементу розтріскується і втрачає свої захисні властивості. Тому для локалізації пошкоджених ділянок керамічного шару її виробляють у вигляді дискретних елементів, що мають певне конструктивнезавершене виконання. Зазвичай вони мають форму циліндра або плитки. Також для забезпечення кращої ремонтопридатності в польових умовах захисні керамічні елементи виготовляються у вигляді окремих блоків.

    В Україні немає промислового виробництва захисних елементів на основі кераміки. Ряд вітчизняних компаній і наукових установ проводять ініціативні розробки в цьому напрямі. Однак далі дослідних зразків справа поки не йде. Тому на цьому тлі досить перспективним видається спільний проект компанії «Прогрес», Київського національного університету імені Тараса Шевченка та Навчально-наукового центру «Фізико-хімічне матеріалознавство» НАН України по розробці навісної керамополімерної бронепанелі для додаткового захисту ББМ від ураження крупнокаліберними бронебійними патронами калібру 12,7 мм і 14,5 мм. Робота виконується на підставі технічного завдання одного з провідних вітчизняних підприємств – розробників бронетехніки.

    Бронепанелі мають макрослоїсту компановку та складаються з дискретного керамічного шару, що знаходиться в високоміцній полімерній матриці, і текстильно-полімерного утримуючого шару. Додатково бронепанелі можуть бути оснащені підкладкою з НВМПЕ. Кріпити їх на штатній броні ББМ планують за допомогою шпилькових з’єднаннь. До речі, таку конструкцію бронепанелі зумовили результати останніх досліджень. Вони доводять, що саме багатошарові конструкції, що поєднують елементи кераміки і полімерні композити, здатні забезпечити надійний захист від високоенергетичних динамічних навантажень. Відбувається це завдяки поєднанню різних за своєю природою властивостей, що створюють умови для трансформації кінетичної енергії кулі і розсіювання енергії ударних навантажень. Керамічний шар приймає на себе удар вражаючого елементу і забезпечує умови для пластичного деформування бронебійного сердечника кулі. Далі полімерний композит розсіює енергію (шляхом деформації і руйнування високоміцних армованих волокон), яка залишилася після руйнування кераміки.

    Бронепанелі виготовляються виключно з вітчизняних матеріалів за спеціально розробленою технологією. В якості дискретного керамічного шару застосовується корунд (мінерал, кристалічний оксид алюмінію).

    Представник компанії «Прогрес» розповів, що зараз виготовлено кілька варіантів захисних елементів, які випробовували за програмою і методиками підприємства-замовника. Результати балістичних випробувань підтвердили здатність бронепанелі стримувати кулі калібру 12,7 і 14,5 мм. Також під час польових випробувань була підтверджена їх висока ремонтопридатність. Адже пошкоджені в результаті попадання кулі дискретні керамічні елементи легко замінюються новими, які заливають спеціальним розчином. Він швидко твердне, і вже через 10-20 хвилин відремонтована захисна панель готова до подальшого використання.

    Передбачається, що маса квадратного метра бронепанелі, яка буде захищати від патронів калібру 12,7 мм, складе 43-47 кг, а від патронів калібру 14,5 мм – 93-95 кг. Вітчизняні фахівці також працюють над створенням захисних керамічних елементів, які зможуть убезпечити від боєприпасів калібру 30 мм. Надалі наявність різних зразків бронепанелі дозволить в залежності від виконуваних завдань бронювати ББМ по різних класах захисту. При цьому завдяки модульному підходу в побудові бронювання робити з заміни панелей стануть можливими оперативно, навіть в польових умовах.

    Виробник розраховує до кінця цього року доопрацювати та подати бронепанелі на визначальні відомчі випробування в оборонне відомство. Також в його амбітних планах – згодом налагодити серійне виробництво навісний керамополімернтх бронепанелей для додаткового захисту вітчизняних бойових броньованих машин.


    Підписуйтесь на канал Національний Промисловий Портал в Telegram, також читайте нас у Facebook та Twitter, щоб першими дізнаватися про Українську промисловість.