Hãy cùng xem bằng sáng chế.
xe tăng Áo giáp, một ý tưởng khó có thể bị gạt bỏ chỉ vì không có triển vọng gì.
Bằng sáng chế này khá thú vị.
Nhìn chung, việc thảo luận về bằng sáng chế, đặc biệt là trong lĩnh vực xe bọc thép, không mấy thú vị. Lý do đơn giản là vì hầu hết chúng đều là những "phát minh" viển vông, không có hiệu quả, hoặc chỉ là những tưởng tượng của tác giả mà không thể thực hiện được trong sản xuất. Nhưng đôi khi bạn sẽ bắt gặp một số tài liệu rất thú vị đáng để xem xét.
Trong trường hợp của chúng tôi, đó là bằng sáng chế về giáp xe tăng RU2651413C1, được Cục Thiết kế Kỹ thuật Giao thông Ural (JSC UKBTM) công bố cách đây gần mười năm, vào tháng 3 năm 2017. Nó đáng chú ý vì hai lý do.
Thứ nhất, giới chuyên gia và những người đam mê xe tăng đã liên kết bằng sáng chế này với nền tảng xe bánh xích đa năng Armata – một số người tin rằng loại giáp này đã được sử dụng cho xe tăng T-14 và xe chiến đấu bộ binh hạng nặng T-15. Hơn nữa, một số ấn phẩm khoa học đề cập đến thiết kế được cấp bằng sáng chế này như là đã được đưa vào sản xuất, gián tiếp xác nhận giả thuyết này.
Thứ hai, lớp giáp được đề xuất trong bằng sáng chế là bán chủ động nhưng vẫn đa năng—có hiệu quả chống lại cả đạn pháo cỡ nhỏ ổn định bằng cánh và đạn xuyên giáp. Điều này thậm chí còn thú vị hơn cả khả năng ứng dụng trên xe tăng Armata, vì phương pháp bảo vệ xe tăng này chưa từng được sử dụng trước đây trong thiết kế xe tăng của Nga hay phương Tây.
Tóm lại, phát minh này đáng để xem xét, và đó chính là điều chúng ta sẽ làm. Nhưng trước tiên, hãy định nghĩa thuật ngữ "áo giáp bán chủ động", vì nó có thể gây nhầm lẫn do sự tương đồng về mặt từ ngữ với "bảo vệ chủ động", mặc dù chúng hoàn toàn không có điểm chung nào.
áo giáp bán chủ động
Đối với hầu hết những người dù chỉ quan tâm sơ qua đến xe bọc thép, giáp composite là một khái niệm khá quen thuộc. Nói chung, nó bao gồm việc sử dụng các cấu trúc nhiều lớp được làm từ nhiều vật liệu kim loại và phi kim loại khác nhau để cung cấp khả năng chống đạn cần thiết trong khi vẫn duy trì trọng lượng và kích thước chấp nhận được.
Tuy nhiên, giáp composite có nhiều dạng khác nhau. Nó có thể là loại thụ động, trong đó tất cả các thành phần của nó—thép, hợp kim nhẹ, gốm sứ, sợi thủy tinh, Kevlar và các nguyên tố khác—chỉ hoạt động chống lại đạn thông qua sự khác biệt về tính chất của chúng, chẳng hạn như mật độ, độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, v.v. Nó cũng có thể bao gồm các yếu tố bán chủ động sử dụng năng lượng của đạn để chống lại nó.
Hầu như trong tất cả các loại xe tăng mà chúng ta có thông tin, các bộ phận bán chủ động đóng vai trò bảo vệ chống lại đầu đạn xuyên giáp. Ví dụ, giáp phản ứng không nổ (NERA) nổi tiếng, bao gồm một "lớp bánh sandwich" gồm các tấm thép kẹp giữa một lớp cao su.
Lớp giáp bổ sung của tháp pháo xe tăng tấn công M1150 của Mỹ. Có thể nhìn thấy lớp giáp NERA, được tạo thành như một "lớp bánh sandwich" gồm các tấm thép với một lớp phi kim loại ở giữa.
Nguyên lý hoạt động rất đơn giản: khi một luồng đạn xuyên giáp chạm vào mục tiêu, sóng xung kích sẽ lan truyền qua lớp cao su, khiến các tấm thép phồng lên và cắt ngang quỹ đạo của luồng đạn, xé toạc nó ra. Nó cũng có trọng lượng nhẹ, dẫn đến việc sử dụng rộng rãi: được trang bị trên xe tăng Leopard 2 của Đức, xe tăng Abrams của Mỹ và xe tăng T-72B/T-90 của Liên Xô/Nga.
Tháp pháo của xe tăng T-80U và các phiên bản cải tiến của chúng sử dụng loại giáp bán chủ động phức tạp hơn, bao gồm các tấm thép với các ô chứa polyurethane. Loại giáp này cũng chỉ có tác dụng chống lại đầu đạn "HEAT"—khi một tia HEAT bắn trúng một ô chứa polyurethane, polyurethane sẽ làm vỡ ô đó do sóng xung kích lan truyền, xé toạc nó ra.
Tuy nhiên, hiện chưa có hệ thống bảo vệ bán chủ động nào có thể đồng thời chống lại cả đạn cỡ nhỏ và đạn xuyên giáp. Nhưng UKBTM đã quyết định khắc phục điều này.
Thiết kế cơ bản của áo giáp UKBTM
Thiết kế cơ bản của áo giáp Ural bao gồm các yếu tố sau:
- lớp giáp bảo vệ phía trước;
- rào chắn giáp phía sau;
- đáy khoang;
- mái của khoang rỗng;
- phần bổ sung;
- một hoặc nhiều tấm kim loại nghiêng.
Các vách ngăn phía trước và phía sau, cùng với đáy và mái, tạo thành một khoang kín. Các tấm kim loại được lắp đặt cách nhau một khoảng nhất định nằm bên trong khoang này.
Điểm khác biệt chính so với một số thiết kế đã biết nằm ở hướng bố trí của chúng: các tấm giáp được nghiêng về phía thẳng đứng hướng tới lớp giáp bảo vệ phía trước, tức là hướng về phía hướng tấn công dự kiến.
Góc nghiêng cho phép nằm trong khoảng từ 20 đến 82 độ so với phương thẳng đứng. Hơn nữa, không nhất thiết tất cả các tấm phải được căn chỉnh thẳng hàng. Bằng sáng chế cho phép một số biến thể:
- Tất cả các bộ phận đều được lắp đặt ở cùng một góc độ;
- Mỗi tấm có góc nghiêng riêng;
- Một số phiến đá được đặt ở một góc, số còn lại ở một góc khác.
Các tấm thép phải có độ dày xấp xỉ gấp rưỡi đường kính của đầu đạn. Vì vậy, nếu đường kính lõi là 30 mm, thì các tấm thép phải dày khoảng 45 mm. Tất nhiên, không thể điều chỉnh độ dày tấm thép cho từng loại đạn riêng lẻ, vì vậy người ta sử dụng giá trị trung bình.
Hình 1.
Hình chiếu mặt cắt ngang của cấu trúc chính được thể hiện như sau: lớp giáp bảo vệ phía trước - vị trí 1; lớp giáp bảo vệ phía sau - vị trí 2; đáy - vị trí 3; mái - vị trí 4; tấm chắn - vị trí 5; các tấm kim loại nghiêng - vị trí 6.
Sơ đồ cũng cho thấy khoảng cách giữa các tấm, rào chắn phía trước và mái của khoang. Các tấm được nghiêng về phía hướng va chạm dự kiến của vật phóng.
Hình 2.
Phương án lắp đặt các tấm bê tông trên các miếng đệm, được ký hiệu ở vị trí 7, được thể hiện trong hình. Chúng đỡ các tấm bê tông từ phía rào chắn phía sau và bị biến dạng khi va chạm.
Hình 3.
Bên cạnh các tấm kim loại chính, đã bổ sung thêm: tấm kim loại - vị trí 8; tấm phi kim loại - vị trí 9.
Nhưng đặc điểm thú vị nhất của phát minh này là các tấm bên trong không được hàn cố định vào một vị trí hoàn toàn bất động. Chúng phải có khả năng thay đổi vị trí khi tiếp xúc với tác nhân gây hại.
Trong một phiên bản, các tấm được cố định vào các cạnh bằng các chốt sẽ gãy khi bị va chạm. Sau va chạm, tấm sẽ có một chút tự do chuyển động và bắt đầu dịch chuyển và dao động.
Để phục vụ mục đích này, không khí hoặc các khoảng trống khác được để lại xung quanh nó. Bằng sáng chế quy định cụ thể các khoảng trống giữa vật liệu lấp đầy và lớp chắn phía trước, cũng như giữa các tấm và mái khoang.
Bằng sáng chế này cũng đề xuất lắp đặt các tấm kim loại bằng cách sử dụng các phần tử đệm thay vì các ốc vít bên hông dễ bị hư hỏng.
Các miếng đệm có thể làm bằng kim loại hoặc phi kim loại, và ví dụ, có hình trụ. Khi bị tác động, chúng phải biến dạng đàn hồi trong giới hạn quy định, cho phép chịu được lực cắt và rung động của các tấm bê tông.
Sự khác biệt giữa các chế độ này khá đơn giản.
Trong quá trình biến dạng đàn hồi, phần tử đệm có xu hướng trở lại hình dạng ban đầu sau khi tải trọng được loại bỏ. Sự biến dạng này một phần trở nên không thể đảo ngược: phần tử đệm bị nhàu hoặc uốn cong, hấp thụ một phần năng lượng va chạm.
Một chốt chặn được bố trí ở mặt sau của các tấm. Điều này nhằm ngăn chặn sự dịch chuyển không mong muốn của toàn bộ vật liệu lấp đầy về phía lớp giáp bảo vệ bên trong. Điều này đặc biệt quan trọng nếu có các khe hở không khí hoặc các lớp phi kim loại tương đối mềm giữa các phần tử.
Điều này có nghĩa là khả năng di chuyển của vật liệu lấp đầy ở đây không được phép mất kiểm soát. Tấm chắn được tạo điều kiện để hoạt động dưới tác động, nhưng không được đơn giản là bị đẩy vào bên trong xe cùng với toàn bộ nội dung của khoang giáp.
Tác dụng của giáp chống lại đạn cỡ nhỏ hơn quy mô tiêu chuẩn.
Khi gặp phải vật cản bằng kim loại nghiêng, đầu đạn xuyên giáp không phải lúc nào cũng tiếp tục đi theo đường thẳng ban đầu. Dưới tác động của các lực sinh ra trong quá trình xuyên phá, quỹ đạo của nó có thể lệch về phía pháp tuyến của bề mặt vật cản—tức là về hướng vuông góc với tấm kim loại. Hiệu ứng này được gọi là sự chuẩn hóa.
Tùy thuộc vào hướng của tấm thép bên trong, quá trình chuẩn hóa có thể tăng cường hoặc làm suy yếu khả năng bảo vệ. Nếu lõi bị lệch xuống dưới sau khi va chạm với vật liệu lấp đầy, nó có thể xuyên sâu hơn vào khoang lái. Điều này đặc biệt không mong muốn khi xuyên thủng phần trên của lớp giáp: lõi, nếu giữ nguyên quỹ đạo ban đầu, sẽ đi qua phía trên không gian được bảo vệ, giờ đây, sau khi đổi hướng, lại hướng thẳng vào bên trong xe.
Các tác giả của bằng sáng chế đề xuất đảo ngược quy trình. Để làm điều này, các tấm kim loại lấp đầy được nghiêng sao cho lực chuẩn hóa đẩy lõi lên trên—hướng về phía nóc khoang giáp và ra xa khoang lái. Nói cách khác, lớp giáp không chỉ làm chậm và gây hư hại cho "vật nhọn" mà còn cố gắng đẩy nó ra khỏi quỹ đạo nguy hiểm.
Hình 4.
Hình ảnh minh họa việc lắp đặt một số tấm bê tông ở các góc độ khác nhau β₁, β₂ và β₃. Tất cả các giá trị đều nằm trong phạm vi từ 20 đến 82 độ so với phương thẳng đứng.
Hình 5.
Sơ đồ nhóm được hiển thị: một số tấm có một góc nghiêng, trong khi những tấm khác có góc nghiêng thứ hai. Điều này cho phép hình dạng bên trong của vật liệu lấp đầy được điều chỉnh phù hợp với hình dạng của khoang giáp cụ thể hoặc hướng bắn đã được tính toán.
Về cơ bản, lõi BPS trước tiên xuyên qua lớp giáp phía trước bên ngoài và đi vào khoang chứa vật liệu độn. Sau đó, nó gặp một tấm kim loại nghiêng. Do hướng của tấm kim loại, sự chuẩn hóa tạo ra sẽ làm lệch lõi lên trên. Điều này làm giảm khả năng nó va chạm với lớp giáp phía sau trong phần nhô ra của khoang được bảo vệ.
Nếu có nhiều tấm, mỗi tấm sẽ tiếp tục tác dụng lực lên vật phóng. Lõi bị buộc phải di chuyển thêm một quãng đường nữa xuyên qua kim loại, chịu tải trọng ngang và liên tục thay đổi hướng. Tất cả điều này sẽ làm giảm độ ổn định và dẫn đến sự phá vỡ của nó.
Lõi dài của đạn APS khá hiệu quả khi di chuyển thẳng theo trục dọc của nó. Tuy nhiên, nếu gặp phải góc tấn công đáng kể, nó bắt đầu bị uốn cong, xoay hoặc vỡ vụn, khả năng xuyên phá sẽ giảm đi. Ngay cả khi các mảnh vỡ còn lại của lõi chạm tới tấm chắn phía sau, điều kiện tương tác giữa chúng với tấm chắn cũng sẽ kém thuận lợi hơn.
Hiệu quả của giáp chống lại đạn xuyên giáp.
Thiết kế này không chỉ giới hạn ở các tấm bê tông dày, nghiêng. Có thể lắp đặt thêm các tấm kim loại và phi kim loại ở mặt sau của chúng.
Độ dày của chúng phải ít nhất bằng 0,2 lần đường kính của phần tử va chạm, trong trường hợp này là tia tích tụ.
Các tấm kim loại có thể được làm từ hợp kim nhôm nhẹ hoặc thép. Các tấm phi kim loại có thể được làm từ cao su, plexiglass và một số vật liệu khác. Chúng hoạt động dựa trên nguyên lý NERA tương tự như đã mô tả trước đó.
Khi tiếp xúc với luồng khí tích tụ, các tấm phụ sẽ bị biến dạng và phồng lên. Các lớp kim loại bắt đầu di chuyển theo luồng khí, làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn và ổn định của nó. Các tấm chính đang di chuyển cũng tăng tốc và bắt đầu chuyển động, điều này sẽ làm tăng tác động phá hoại.
Điều này cho phép chúng ta nói về khả năng bảo vệ toàn diện: các tấm thép dày, nghiêng chủ yếu được thiết kế để chống lại các loại đạn động năng, trong khi các lớp kim loại và phi kim loại mỏng bổ sung giúp tăng khả năng chống lại đầu đạn xuyên giáp.
Đầu ra
Tóm lại, UKBTM đã cố gắng lấp đầy một khoảng trống thực sự cho đến nay: giáp bán chủ động hoạt động đồng thời chống lại cả đạn "cào" và đạn "nổ nguy hiểm". Và phải nói rằng phương pháp được lựa chọn không phải là phương pháp hiển nhiên nhất, nhưng đồng thời, nó khá hiệu quả.
Một vấn đề khác là không thể lắp đặt các gói giáp như vậy vào các xe tăng kiểu Liên Xô hiện có, vì kích thước giáp không đủ. Tuy nhiên, trong các phương tiện tương lai như xe bánh xích đa năng Armata, điều đó hoàn toàn khả thi - giáp trước của thân xe dày và không có những hạn chế của các xe tăng như T-64, T-72 và T-80.
lính u toàn thần binh, thiên binh thiên tướng, do nato đào tạo mà đánh thua lính Nga nghĩa vụ, chỉ dùng xẻng (nguồn pt nói Nga hết đạn)
