V průběhu relativně krátké historie obrněných vozidel (BTT) pozemních sil, která je stará zhruba sto let, se povaha vedení nepřátelských akcí opakovaně měnila. Tyto změny byly kardinální povahy - od „poziční“k „mobilní“válce a dále k lokálním konfliktům a protiteroristickým operacím. Při vytváření požadavků na vojenské vybavení je rozhodující povaha navrhovaných vojenských operací. V souladu s tím se také změnilo pořadí hlavních vlastností BTT. Klasická kombinace „palebná síla - obrana - mobilita“byla opakovaně aktualizována a doplněna o nové komponenty. V současné době je stanoven úhel pohledu, podle kterého je dána přednost bezpečnosti.
Významné rozšíření dosahu a schopností protipancéřových vozidel (BTT) učinilo z jeho přežití nejdůležitější podmínku pro splnění bojové mise. Zajištění přežití a (v užším smyslu) ochrany BTT je založeno na integrovaném přístupu. Neexistuje žádný univerzální způsob ochrany proti všem možným moderním hrozbám, proto jsou na zařízeních BTT instalovány různé ochranné systémy, které se vzájemně doplňují. K dnešnímu dni byly vytvořeny desítky struktur, systémů a komplexů pro ochranné účely, od tradičního brnění po aktivní ochranné systémy. V těchto podmínkách je tvorba optimálního složení komplexní ochrany jedním z nejdůležitějších úkolů, jejichž řešení do značné míry určuje dokonalost vyvinutého stroje.
Řešení problému integrace ochranných prostředků je založeno na analýze potenciálních hrozeb za předpokládaných podmínek použití. A zde je třeba se vrátit ke skutečnosti, že povaha nepřátelských akcí a následně „reprezentativní výbava protitankových zbraní“
ve srovnání řekněme s druhou světovou válkou. V současné době jsou pro BTT nejnebezpečnější dvě protichůdné (jak technologickou úrovní, tak způsoby použití) skupiny prostředků - přesné zbraně (WTO) na jedné straně a zbraně na blízko a miny na straně druhé. Pokud je používání WTO typické pro vysoce rozvinuté země a zpravidla vede k poměrně rychlým výsledkům při ničení nepřátelských skupin obrněných vozidel, pak je rozšířené používání min, improvizovaných výbušných zařízení (SBU) a ručních tankové granátomety různých ozbrojených formací mají dlouhodobý charakter. Zkušenosti z vojenských operací USA v Iráku a Afghánistánu jsou v tomto smyslu velmi orientační. Vzhledem k tomu, že takové místní konflikty jsou pro moderní podmínky nejtypičtější, je třeba přiznat, že právě miny a zbraně na blízko jsou pro BTT nejnebezpečnější.
Úroveň ohrožení minami a improvizovanými výbušnými zařízeními dobře ilustrují zobecněné údaje o ztrátách vybavení americké armády v různých ozbrojených konfliktech (tabulka 1).
Analýza dynamiky ztrát nám umožňuje jednoznačně konstatovat, že složka komplexní ochrany obrněných vozidel proti minám je dnes obzvláště důležitá. Zajištění ochrany proti minám se stalo jedním z hlavních problémů, s nimiž se vývojáři moderních vojenských vozidel potýkají.
K určení způsobů zajištění ochrany je v první řadě nutné posoudit charakteristiky nejpravděpodobnějších hrozeb - typ a sílu používaných min a výbušných zařízení. V současné době bylo vytvořeno velké množství účinných protitankových min, lišících se mimo jiné v principu působení. Mohou být vybaveny pojistkami push-action a vícekanálovými senzory-magnetometrickými, seismickými, akustickými atd. Bojová hlavice může být buď nejjednodušší vysoce výbušná, nebo s nápadnými prvky typu „shock core“, které mají vysokou pancéřovou průrazná schopnost.
Specifika zvažovaných vojenských konfliktů neznamenají přítomnost „high-tech“min v držení nepřítele. Praxe ukazuje, že ve většině případů se používají miny a častěji SBU vysoce explozivního působení s rádiem řízenými nebo kontaktními pojistkami. Příklad improvizovaného výbušného zařízení s jednoduchou pojistkou typu push je znázorněn na obr. 1.
stůl 1
V poslední době se v Iráku a Afghánistánu objevily případy použití improvizovaných výbušných zařízení s nápadnými prvky typu „šokové jádro“. Vznik takových zařízení je reakcí na zvýšení ochrany BTT proti minám. Ačkoli je ze zřejmých důvodů nemožné vyrobit vysoce kvalitní a vysoce účinnou kumulativní sestavu s „improvizovanými prostředky“, přesto je schopnost průbojného brnění takových SBU až 40 mm oceli. To je dost na to, aby spolehlivě porazilo lehce obrněná vozidla.
Síla min a použitého SBU závisí do značné míry na dostupnosti určitých výbušnin (výbušnin) a také na možnostech jejich pokládky. IED jsou zpravidla vyráběny na bázi průmyslových výbušnin, které mají při stejné síle mnohem větší hmotnost a objem než „bojové“výbušniny. Potíže se skrytým pokládáním takto objemných IED omezují jejich výkon. Údaje o frekvenci používání min a IED s různými ekvivalenty TNT, získané v důsledku zobecnění zkušeností amerických vojenských operací v posledních letech, jsou uvedeny v tabulce. 2.
tabulka 2
Analýza předložených údajů ukazuje, že více než polovina výbušných zařízení používaných v naší době má TNT ekvivalenty 6–8 kg. Právě tento rozsah by měl být uznáván jako nejpravděpodobnější, a proto nejnebezpečnější.
Z hlediska povahy porážky existují typy odstřelů pod spodní částí vozu a pod kolem (housenka). Typické příklady lézí v těchto případech jsou uvedeny na Obr. 2. V případě výbuchů pod dnem je vysoce pravděpodobné, že celistvost (zlomení) trupu a zničení posádky jak v důsledku dynamických zatížení překračujících maximální přípustná zatížení, tak v důsledku nárazu rázové vlny a fragmentace proudění je velmi pravděpodobné. Při explozích pod koly je mobilita vozidla zpravidla ztracena, ale hlavním faktorem ovlivňujícím posádku je pouze dynamické zatížení.
Obr. 1. Improvizované výbušné zařízení s pojistkou typu push
Přístupy k zajištění minové ochrany BTT jsou primárně určeny požadavky na ochranu posádky a teprve za druhé - požadavky na zachování provozuschopnosti vozidla.
Udržování provozuschopnosti vnitřního vybavení a v důsledku toho i technické bojové schopnosti lze zajistit snížením rázového zatížení tohoto zařízení a jeho upevňovacích bodů. Většina
v tomto ohledu jsou kritické součásti a sestavy připevněné ke spodní části stroje nebo v rámci maximální možné dynamické výchylky dna během tryskání. Počet bodů připevnění zařízení ke dnu by měl být co nejvíce minimalizován a tyto uzly by samy měly mít prvky pohlcující energii, které snižují dynamické zatížení. V každém případě je design upevňovacích bodů originální. Současně je z hlediska konstrukce dna pro zajištění provozuschopnosti zařízení nutné snížit dynamické průhyby (zvýšit tuhost) a zajistit maximální možné snížení dynamických zatížení přenášených na upevňovací body vnitřního vybavení.
Údržby posádky lze dosáhnout, pokud je splněna řada podmínek.
První podmínkou je minimalizovat dynamická zatížení přenášená během detonace na upevňovací body sedadel posádky nebo vojska. Pokud jsou sedadla připevněna přímo ke spodní části vozu, téměř veškerá energie předaná této části dna bude přenesena do jejich upevňovacích bodů, proto
jsou vyžadovány extrémně účinné sestavy sedadel absorbující energii. Je důležité, aby poskytování ochrany při vysokém nabíjecím výkonu bylo diskutabilní.
Když jsou sedadla připevněna k bokům nebo střeše trupu, kde se oblast místních „výbušných“deformací nerozkládá, do úchytných bodů se přenese pouze ta část dynamických zatížení, která jsou rozložena na karoserii jako celek. S ohledem na značnou hmotnost bojových vozidel a přítomnost faktorů, jako je pružnost odpružení a částečná absorpce energie v důsledku lokální deformace konstrukce, budou zrychlení přenášená do boků a střechy trupu relativně malá.
Druhou podmínkou zachování pracovní kapacity posádky je (jako v případě vnitřního vybavení) vyloučení kontaktu se dnem při maximálním dynamickém průhybu. Toho lze dosáhnout čistě konstruktivně - získáním potřebné vůle mezi dnem a podlahou obytné části. Zvýšení tuhosti dna vede ke snížení této požadované vůle. Výkon posádky je tedy zajištěn speciálními tlumícími sedadly upevněnými v místech daleko od zón možného působení výbušných břemen, jakož i vyloučením kontaktu posádky se dnem při maximální dynamické výchylce.
Příkladem integrované implementace těchto přístupů k ochraně proti minám je relativně nedávno se objevující třída obrněných vozidel MRAP (Mine Resistant Ambush Protected), které mají zvýšenou odolnost proti výbušným zařízením a palbě z ručních zbraní (obr. 3) …
Obrázek 2. Povaha porážky obrněných vozidel při poddolování pod dnem a pod kolem
Musíme vzdát hold nejvyšší efektivitě, kterou prokázaly Spojené státy americké, s nimiž byl organizován vývoj a dodávky velkého množství takových strojů do Iráku a Afghánistánu. Tímto úkolem byl pověřen poměrně velký počet společností - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International atd. To předurčilo výrazné snížení flotily MRAR, ale zároveň to umožnilo dodejte je v požadovaném množství v krátké době.
Společnými rysy přístupu k zajištění ochrany proti minám na automobilech těchto společností jsou racionální tvar spodní části trupu ve tvaru písmene V, zvýšená pevnost dna díky použití silných ocelových pancéřových desek a povinné používání speciální sedadla absorbující energii. Ochrana je poskytována pouze pro obyvatelný modul. Všechno, co je „venku“, včetně motorového prostoru, buď žádnou ochranu nemá, nebo je špatně chráněno. Tato funkce mu umožňuje odolat podkopávání
dostatečně výkonné IED díky snadné destrukci „vnějších“oddílů a sestav s minimalizací přenosu nárazu na obyvatelný modul (obr. 4). podobná řešení jsou implementována jak na těžkých strojích, tak například Ranger od Universal Engineering (5) a na světlo, včetně IVECO 65E19WM. Se zjevnou racionalitou v podmínkách omezené hmotnosti toto technické řešení stále neposkytuje vysokou schopnost přežití a zachování mobility s relativně slabými výbušnými zařízeními, stejně jako s ostřelováním střel.
Rýže. 3. Obrněná vozidla třídy MRAP (Mine Resistant Ambush Protected) mají zvýšenou odolnost proti výbušným zařízením a palbě z ručních zbraní
Rýže. 4. Odpojení kol, elektrárny a vnějšího vybavení z prostoru pro posádku, když auto vyhodí do vzduchu mina
Rýže. 5. Těžká obrněná vozidla rodiny Ranger z Universal Engineering
Rýže. 6 Vozidlo rodiny Typhoon se zvýšenou úrovní odolnosti proti minám
Jednoduché a spolehlivé, ale ne nejracionálnější z hlediska hmotnosti, je použití těžké plechové oceli k ochraně dna. Lehčí spodní konstrukce s prvky pohlcujícími energii (například šestihranné nebo obdélníkové trubkové části) se stále používají velmi omezeně.
Do třídy MRAP patří také auta rodiny Typhoon (obr. 6), vyvinutá v Rusku. Do této řady vozidel jsou implementována téměř všechna v současnosti známá technická řešení pro zajištění ochrany proti minám:
- dno ve tvaru V, - vícevrstvé dno prostoru pro posádku, důlní jímka, - vnitřní podlaha na elastických prvcích, - umístění posádky v maximální možné vzdálenosti od nejpravděpodobnějšího místa detonace, - jednotky a systémy chráněné před přímým nárazem zbraní, - sedadla absorbující energii s bezpečnostními pásy a opěrkami hlavy.
Práce na rodině Typhoonů je příkladem spolupráce a integrovaného přístupu k řešení problému zajištění bezpečnosti obecně a zejména odolnosti proti minám. Hlavním vývojářem ochrany automobilů vytvořených automobilovým závodem Ural je OAO NII Stali. Vývoj obecné konfigurace a uspořádání kabin, funkčních modulů a sedadel pohlcujících energii provedla společnost JSC „Evrotechplast“. Do numerické simulace nárazu na konstrukci vozidla byli zapojeni specialisté ze Sarov Engineering Center LLC.
Současný přístup k tvorbě ochrany proti minám zahrnuje několik etap. V první fázi je provedeno numerické modelování dopadu výbuchových produktů na načrtnutý návrh. Dále je vyjasněna vnější konfigurace a obecný design spodních, protiminových palet a rozpracovává se jejich struktura (vývoj struktur se také provádí nejprve numerickými metodami a poté se zkouší na fragmentech skutečnou detonací).
Na obr. 7 ukazuje příklady numerického modelování dopadu výbuchu na různé struktury důlních akčních struktur, prováděné JSC „Výzkumným ústavem oceli“v rámci prací na nových produktech. Po dokončení detailního návrhu stroje jsou simulovány různé možnosti jeho poddolování.
Na obr. 8 ukazuje výsledky numerických simulací detonace vozidla Typhoon provedené Sarov Engineering Center LLC. Na základě výsledků výpočtů jsou provedeny potřebné úpravy, jejichž výsledky jsou již ověřeny skutečnými detonačními testy. Tento vícestupňový přístup umožňuje posoudit správnost technických řešení v různých fázích návrhu a obecně snížit riziko chyb v návrhu a také zvolit nejracionálnější řešení.
Rýže. 7 Obrázky deformovaného stavu různých ochranných struktur v numerické simulaci nárazu výbuchu
Rýže. 8 Obrázek rozložení tlaku v numerické simulaci výbuchu automobilu „Typhoon“
Společným znakem vytvářených moderních obrněných vozidel je modularita většiny systémů, včetně ochranných. To umožňuje přizpůsobit nové vzorky BTT zamýšleným podmínkám použití a naopak při absenci jakýchkoli hrozeb zabránit neoprávněnému
náklady. Pokud jde o ochranu proti minám, taková modularita umožňuje rychle reagovat na možné změny typů a sil používaných výbušných zařízení a efektivně řešit jeden z hlavních problémů ochrany moderních obrněných vozidel s minimálními náklady.
K uvažovanému problému lze tedy vyvodit následující závěry:
- jednou z nejzávažnějších hrozeb pro obrněná vozidla v nejtypičtějších místních konfliktech dnes jsou miny a IED, které tvoří více než polovinu ztrát vybavení;
- k zajištění vysoké ochrany BTT proti minám je vyžadován integrovaný přístup zahrnující jak rozvržení, tak design, řešení „obvodů“a také použití speciálního vybavení, zejména sedadel posádky pohlcujících energii;
- Modely BTT s vysokou ochranou proti minám již byly vytvořeny a aktivně se používají v moderních konfliktech, což umožňuje analyzovat zkušenosti s jejich bojovým používáním a určit způsoby, jak dále vylepšit jejich konstrukci.
