Страница 2 из 26
По рекламным материалам дочернего предприятия ГК «Укрспецэкспорт» фирмы «Укринмаш», модули динамической защиты (ДЗ) «Нож» представляют собой параллелепипеды размером 250x125x36 мм и 250x125x26 мм массой 2,8 кг и 2,1 кг соответственно, внутри которых установлены профилированные кумулятивные элементы, общее количество которых достигает 7 шт. На рисунке 1 представлены модули «Нож» ХСЧКВ-34, ХСЧКВ-34А и ХСЧКВ-19А 2007 и 2008 гг., которые изготовлены на основе гексогена (RDX) с маркировкой завода-изготовителя ГПБЦКТ «Микротех», хотя в некоторых рекламных материалах встречаются модули производства 107-го завода (ДЗРХИ, г. Донецк).
Принцип работы кумулятивного «ножа» основан на формировании узконаправленного потока металла, полученного путем обжатия (схлопывания) профилированной кумулятивной облицовки при подрыве заряда взрывчатого вещества (ВВ), находящегося под этой облицовкой. Образованный при импульсном деформировании облицовки узконаправленный поток металла движется в телесном угле примерно 5-10‘ и способен в статических условиях разрушать (перерубать) металлические преграды с толщиной, равной 0,5 калибра от размера выемки кумулятивной облицовки.
Эффект плоской направленной кумуляции глубоко изучен и описан в технической литературе по исследованию быстропротекающих процессов, происходящих при взрыве (например, Орленко Л.П. и др. Физика взрыва. – М.: Физматлит, 2002). С использованием данного эффекта созданы и широко используются удлиненные кумулятивные заряды и шнуры для разборки мостов, металлоконструкций, утилизации военной и гражданской техники, а также объектов в зоне стихийных бедствий при разборке завалов службами МЧС.
В период 1970-1985 гг. НИИ стали проводил серию совместных с Институтом гидродинамики СО АН СССР поисково-фундаментальных работ, направленных на реализацию эффекта плоской кумуляции и создание специальных защитных устройств динамической защиты бронированных объектов военной техники. Так, например, в 1984 г. НИИ стали разработал боеприпас динамической защиты объектов бронетанковой техники (авторское свидетельство №199058 от 08.02.1984 г.), в котором заряд ВВ выполнен гофрированным и облицован металлом. Угол сгиба гофры составляет от 15“ до 150”, что позволяет при углах сгиба 15”-100' получать при схлопывании металла облицовки плоские кумулятивные «ножи», а при углах сгиба 100-150' получать поражающие элементы типа «ударных ядер».
Рис. 1. Модули динамической защиты «Нож».
Рис. 2. Конструктивный вариант исполнения гофрированного кумулятивного модуля, формирующего семь кумулятивных плоских ножей.
Рис. 3. Характер разрушения модели сердечника БПС при поперечном воздействии одиночного плоского кумулятивного ножа в статических условиях.
Такой направленный поток плоского кумулятивного «ножа» имеет по своей длине градиент скорости, что способствует увеличению времени активного воздействия на поражающее средство и воздействию одновременно несколькими кумулятивными потоками на сердечник бронебойного подкалиберного снаряда (БПС).
Испытания такого устройства проводились как в лабораторных условиях, так и в натурных условиях на полигоне обстрелом реальными снарядами.
Полученные результаты показали, что эффективность данного устройства не намного превосходила серийную встроенную динамическую защиту (ВДЗ) «Контакт-5». На рисунке 2 приведена фотография разработанного НИИ стали кумулятивного «ножа». Такой гофрированный кумулятивный «нож» динамической защиты помещался в плоскую коробку и внешне ничем не отличался от обычной ДЗ.
На рисунке 3 приведена фотография модельного БПС при воздействии одиночного плоского кумулятивного «ножа» в статических условиях.
Рис. 4. Характер разрушения кумулятивной струи лабораторного заряда при действии динамической защиты, реализующей принцип двухстороннего разлета пластин в противоположные стороны.
Рис. 5. Характер разрушения натурного БПС БМ9 при действии тяжелой ВДЗ.
В статике происходит разрушение (перерезание) сердечника БПС на части. В динамических условиях при движении сердечника БПС со скоростью V=1300-1600 м/с происходит снижение воздействия кумулятивного «ножа» по причине размазывания направленного кумулятивного потока по длине активной части БПС, что снижает эффект разрушающего действия кумулятивного «ножа».
При воздействии кумулятивного «ножа» на кумулятивную струю противотанкового боеприпаса происходит ее разрушение: фрагментация на части, искривление, частичное разрушение и снос с траектории движения, что также приводит к снижению бронепробивного действия кумулятивной струи.
По сравнению с действием метаемой взрывом под углом плоской пластины особого выигрыша в разрушении кумулятивной струи в варианте «Нож» не наблюдается.
На рисунке 4 приведена рентгенограмма разрушения кумулятивной струи при действии метаемой взрывом пластины.
Следует отметить, что данное техническое решение (авторское свидетельство №199058) известно на Украине, так как в свое время НИИ стали вел совместные работы с ХКБМ им. А.А. Морозова по созданию перспективного танка, и ряд испытаний по НИОКР проводились на полигоне Павлоградского механического завода.
Рис. 6. Геометрические характеристики модуля ДЗ «НОЖ».
Рис. 7. Геометрические характеристики одиночного профилированного кумулятивного заряда, входящего в модуль ДЗ «Нож».
Рис. 8. Кумулятивный «нож» от одиночного профилированного кумулятивного заряда. Время – 14 мкс.
Известны работы в этом направлении и за рубежом. Так, например, имеется международный патент Германии DE 10119596А1 от 21.04.2001 г. по реактивной броне направленного действия, в которой реализуется эффект плоского кумулятивного «ножа», но конструктивно выполненного несколько в ином варианте.
Исследования по созданию перспективных схем ДЗ, которые были проведены в НИИ стали в последнее время в рамках НИОКР, показали, что наиболее эффективным и технологически выгодным является создание тяжелой встроенной динамической защиты (ВДЗ). В тяжелой ВДЗ БПС разрушается на много частей в разных направлениях, благодаря совместному действию разлетающихся в противоположные стороны пластин (рисунок 5). Действие таких тяжелых пластин является весьма эффективным и от тандемных кумулятивных боеприпасов типа PARS-3.
Данное техническое решение в настоящее время реализовано в целях модернизации ранее выпущенных танков в ОКР «Реликт». Оно обеспечило снижение уровня бронепробития от современных оперенных БПС, тандемных ПТУР и противотанковых гранат средств ближнего боя.
Аналогичного подхода к созданию динамической защиты придерживаются и в Германии, о чем были публикации М. Хельда на XIX Международном симпозиуме по баллистике.
Методом численного моделирования проанализируем работу динамической защиты «Нож», которая официально рекламируется ГК «Укрспецэкспорт».
При моделировании рассматриваемых устройств ДЗ использовался программный комплекс ANSYS, который достаточно корректно позволяет смоделировать процессы, происходящие при взрыве зарядов ВВ.