كيف ظهرت كرات فائقة الخزف في برج T-64
T-64A. المصدر: wikipedia.org
توجيه VNII-100
فهم أن الدروع التقليدية المتجانسة لم تعد قادرة على توفير الحماية خزان من الأسلحة الحديثة المضادة للدبابات ، وصل الأمر للمهندسين في أوائل الخمسينيات. بتعبير أدق ، يمكن للدروع الفولاذية بنسبة 50٪ أن تحمي نظريًا من نفاثة تراكمية ، لكن سمكها سيكون باهظًا. على سبيل المثال ، للحماية من قذيفة غير دوارة بقطر 100 ملم مع قمع فولاذي داخل زوايا العنوان ، كانت هناك حاجة إلى 85 طن إضافية من الدروع. الحسابات صالحة لـ "الكائن 3,7" التجريبي ، والذي يعتبر أحد أسلاف T-430. المسلسل في نهاية الخمسينيات من القرن الماضي ، تطلب T-64 أكثر من 50 أطنان من الدروع الإضافية للحماية من الذخيرة المماثلة. لم يكن أحد يكرر أخطاء صناعة الدبابات الألمانية في أوائل الأربعينيات ، وبدأ مصممو VNII-55 في البحث عن حل بديل.
القليل من المساعدة. VNII-100 أو معهد عموم روسيا لبحوث هندسة النقل (VNIItransmash) هو مؤسسة بحث وإنتاج سرية متخصصة في بناء الخزانات. من الآمن أن نقول إن لينينغراد VNII-100 هو الذي حدد الاتجاهات الرئيسية لتطوير الدبابات المحلية. كانت مكاتب تصميم خاركوف ونيجني تاجيل وأومسك في هذه الحالة في وضع المرؤوسين. من المثير للاهتمام أنه في كثير من الأحيان تم تكليف المعهد بمهام كانت غير عادية تمامًا للملف الشخصي - على سبيل المثال ، تطوير تصميم أول مركبة فضائية كوكبية في العالم "Lunokhod - 1". في أوائل الستينيات ، كان مهندس تصميم VNIItransmash ، ألكسندر كيموردزيان ، بصراحة ، ليس الموضوع الواعد لخزانات الحوامات. إن تطوير المركبة القمرية الموكلة إليه لم يمجد المهندس في جميع أنحاء العالم فحسب ، بل حدد أيضًا تطوير تصميم المركبات الكوكبية لسنوات عديدة.
لكن بالعودة إلى مبنى الخزان ، النشاط الرئيسي لـ VNII-100. في أوائل الستينيات من القرن الماضي ، تم إلقاء جميع قوى "هندسة النقل" المحلية (كل ما يتعلق بصناعة الخزانات بسذاجة شديدة) في تطوير دبابة T-60 الثورية أو "الكائن 64". في واحدة من الاستنتاجات العديدة حول العمل البحثي للمعهد ، والتي رفعت عنها السرية منذ وقت ليس ببعيد ، هناك سجلات فريدة لميلاد الدروع السوفيتية المدمجة. أحدها يتعلق بالموضوع HB432-12-208 وهو مخصص ل
"تطوير توصيات لحساب وتصميم وتصنيع أنظمة حماية الشاشة خفيفة الوزن للخزانات التسلسلية والشيء 432 واستخدام أنظمة الحماية المدمجة المعدلة مع حشو الخزف الفائق للكائن 432."
الموعد النهائي لاستكمال العمل في هذا الموضوع هو الربع الرابع من عام 1963. يوضح التقرير جيدًا طرق زيادة مقاومة المقذوف للبرج المصبوب لخزان واعد. إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار الشاشات التي غطت النتوءات الجانبية للخزان ، فهناك خيارات قليلة - إما لتكثيف الدروع بسبب السبائك الخفيفة ، أو لإدخال حشوات غير تقليدية. بدا الألمنيوم واعدًا ، مما يسمح لك بزيادة سمك الدرع بنسبة 33٪ دون زيادة الكتلة. بدا التيتانيوم أفضل حتى كجزء من شطيرة "فولاذ + تيتانيوم + فولاذ" ، مما جعل من الممكن توفير ما يصل إلى 40٪ من الكتلة بنفس سمك الحاجز المدرع. بالمناسبة ، لم يتم استخدام الألمنيوم عند تسليح هيكل T-64 ؛ لهذا الغرض ، تم استخدام ألواح من الألياف الزجاجية بسمك 105 مم ، مثبتة على كلا الجانبين بدروع ملفوفة.
لأسباب واضحة ، كان من المستحيل استخدام حشو من الألياف الزجاجية في برج مصبوب - فقد يحترق ببساطة عند صب سبيكة سائلة. لذلك ، كان درع أبراج الدبابات الأولى ذات الإنتاج الضخم عبارة عن كعكة طبقات من الدروع والألمنيوم والدروع مرة أخرى. وفقًا للتقنية ، تم بالفعل سكب سبائك الألومنيوم في الغلاف الفولاذي النهائي للبرج.
تم بناء العمل التجريبي الأولي في VNII-100 حول إطلاق مقذوفات تراكمية مقاس 115 ملم من مدفع مولوت على درع مشترك. يصف التقرير بأسلوب رسمي جاف ما يلي:
"من خلال إطلاق العديد من الدروع المدمجة مع الألومنيوم بقذيفة تراكمية مقاس 115 مم ، تم إثبات أنه عند زاوية مواجهة تبلغ 35 درجة أو أكثر ، يتألف العائق من درع مصبوب 50 مم ، وسبائك الألومنيوم A-320 00 مم وسبائك 180 مم لا يخترق درع من الصلابة المتوسطة. زيادة الوزن لهذا الدرع المدمج مقارنة بالدروع الفولاذية ذات الصلابة المتوسطة هي 35٪ ، وسمك الحماية أعلى بنسبة 6-7٪ فقط من السماكة الواقية للدروع الفولاذية المقاومة المتساوية البالغة 520 مم.
بالمناسبة ، كان مدفع الدبابة 115 ملم في ذلك الوقت أقوى سلاح في فئته في العالم.
الترا بورسلين للجماهير
في عام 1963 ، كانت الصناعة المحلية قادرة بالفعل على صب الأبراج بدروع مدمجة. على سبيل المثال ، بالنسبة لأول مشروع تقني "كائنات 432" تم التخطيط لحشو الألمنيوم في عام 1961. تم إجراء عملية الصب بواسطة مصنع ماريوبول للمعادن ، حيث تم إطلاق أبراج تجريبية من مدافع عيار 85 ملم و 100 ملم. هذا هو السبب في أن طائرات T-64 الأولى كانت مجهزة بأبراج بطبقة من الألومنيوم. كان عيب هذا التصميم هو التواء طفيف لطبقة الألمنيوم في الجزء العلوي عندما أصابت قذيفة خارقة للدروع الأجزاء الوسطى والعلوية من البرج. لم يكن هناك ما يثير الدهشة في هذا - فالألومنيوم بلاستيك أكثر بكثير من الدرع المصبوب ، وتأثير القذيفة يضغط على الحشو من خلال أي شقوق ، مثل معجون الأسنان من الأنبوب. أوصى مهندسو VNII-100 بتوفير جسر فولاذي بين الحاجب وقاعدة البرج في التصميم ، بالإضافة إلى استخدام سبيكة ألمنيوم أكثر متانة.
كانت هناك مشاكل مع الخزف الفائق ، وبالتحديد مع اكسيد الالمونيوم ، في درع البرج. كما يشير Vsevolod Vasilievich Ierusalimsky ، نائب مدير الأبحاث في فرع موسكو لـ VNII-100 ، فإن إدخال كرات اكسيد الالمونيوم في سمك درع البرج المصبوب كان مصحوبًا بعيوب كبيرة. بادئ ذي بدء ، من أجل وضع الكرات في الصب ، كان من الضروري تركيب نوابض لولبية على طول جدران القالب ، مع تثبيت الكرات في الموضع المطلوب. تكتب أورشليم:
"لا يمكن اعتبار مثل هذه الطريقة موثوقة ، لأنه في عملية صب وتصلب المعدن السائل ، فإن صهر وتشوه الينابيع المصنوعة من الأسلاك بقطر 5 مم من الفولاذ ST-3 أمر لا مفر منه ، مما قد يؤدي إلى حركة الكرات في تجويف القالب. "
كان لوجود تقوية معدنية في سمك الدرع ، مما قلل من صلابة الهيكل ، تأثير سلبي على بقاء البرج. في عام 1963 ، كان صب الدروع ذات الكرات الخزفية الفائقة مهمة غير تافهة. لم يكن من الواضح على الإطلاق كيفية صب المعدن السائل في القميص النهائي. على سبيل المثال ، إذا تم سكب المعدن في برج مُثبت بالسقف ، فسيكون هناك حتمًا العديد من عيوب الصب (ثقوب الانكماش ، الرخاوة ، إلخ) فقط بسبب وجود عدد كبير من الكرات وتعزيزات التثبيت. قد يكون الحل المحتمل لهذه المشكلة هو سكب الفولاذ ، أي عندما يرتفع المعدن السائل من أسفل إلى أعلى في الشكل ، لكن هذا زاد بشكل كبير من التكلفة والعمالة لتصنيع الأبراج. وفقًا للحسابات ، يبدو أن كرات اكسيد الالمونيوم التي يبلغ قطرها 88 مم هي الأفضل ، مع الأخذ في الاعتبار طبقة من الزجاج بسمك 5 مم و 10 مم مقاومة للحرارة. كان هناك أيضًا خيار مع كرات 40 مم ، لكن الصلب السائل لا يمكنه ملء الفجوات بين هذه الأجسام الصغيرة تمامًا.
كرة اكسيد الالمونيوم. المصدر: btvt.narod.ru
لماذا كان من الضروري سياج تقنية معقدة باستخدام كرات خزفية فائقة على الإطلاق؟ الأمر كله يتعلق بالخصائص الفريدة لأكسيد الألمونيوم ، أو بعبارة أخرى ، أكسيد الألومنيوم. هذه المادة ، مثل أي مادة خزفية أخرى ، تجمع بين الكثافة المنخفضة والقوة العالية للغاية. الآن فقط ، عندما يتم الوصول إلى الأحمال الحرجة ، يتشوه اكسيد الالمونيوم مع انتقال ضئيل أو معدوم إلى الحالة البلاستيكية ، أي أنه ينهار ببساطة. عندما يتم سكب كرات اكسيد الالمونيوم المقولبة بالدروع السائلة ، فإن غلاف التبريد يضغط على العناصر بقوة تصل إلى عدة أطنان لكل سنتيمتر مربع. يعلق التقرير على هذا:
"يساهم إدراج مادة هشة في غلاف قوي مطيل في زيادة مقاومة كل من الفولاذ غير المعدني وعالي الصلابة ، نظرًا لحقيقة أن القشرة تتحمل جزءًا من الحمل عندما تكون النفاثة التراكمية أو المقذوف أدخلت."
تسلسل الأحداث عندما تصطدم الذخيرة التراكمية بالدرع بكرات اكسيد الالمونيوم على النحو التالي - موجة الصدمة تدمر الخزف الفائق ، يليها انخفاض في الضغط والشظايا المنهارة تسد مسار الطائرة المعدنية. ليس من الممكن دائمًا إيقاف تآكل الدروع بالذخيرة التراكمية نهائيًا ، ولكن يتم تدمير رأس الطائرة الأكثر خطورة بواسطة فائق البورسلين. لكن مع بداية الستينيات ، لم تكن هذه أكثر من حسابات نظرية.
من الواضح أن فسيفولود القدس كان أحد معارضي الخزف المدرع ، وأجاب:
"طريقة هذا الحساب لا تأخذ في الاعتبار عنصرين مهمين - وجود طبقة مسامية منخفضة القوة على سطح الكرة من الطين المطحون والزجاج السائل بسمك 4-5 مم وانقطاع الغلاف المعدني - هيكل عظمي ، ونتيجة لذلك يمكن أن تكون قوى الانضغاط الفعلية أقل بعشرات المرات من تلك الموصوفة في الحسابات النظرية.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم سكب 840 كجم من المعادن غير الحديدية في البرج مع حشو الألمنيوم ، ويتم ملء مائة كيلوغرام من كرات البورسلين الفائقة. اكسيد الالمونيوم أثقل من الألمنيوم - 3,0 جم / متر مكعب. سم مقابل 2,65 جم / مكعب. انظر على هذا النحو ، بسمك برج من الألمنيوم يبلغ 600-560 مم على طول الطائرة وبرج به خزف فائق من 550-570 مم ، يكون الأخير أثقل 400 كجم.
ومع ذلك ، بحلول نهاية عام 1963 ، تم إجراء اختبارات شاملة للبرج باستخدام حشوات كروية فائقة الخزف. أظهر القصف أن قابلية البقاء على قيد الحياة من قذائف 100 ملم و 115 ملم تتوافق تقريبًا مع نفس البرج ، ولكنها مصنوعة من دروع متجانسة. والأهم من ذلك ، قدم الخزف الفائق قدرة أكبر على البقاء مقارنةً بحشو الألمنيوم. ومع ذلك ، فقد استغرق الأمر أكثر من عشر سنوات لانتظار ظهور الخزف الفائق في درع الدبابة - ظهر أول T-64A مع حشوات اكسيد الالمونيوم من الدروع المصبوبة للأبراج فقط في عام 1973.
معلومات