يشبه الفولاذ تقريبًا، ولكن مع الفروق الدقيقة: سبائك خفيفة في دروع الدبابات ضد القذائف التراكمية
من المعتقد على نطاق واسع أن الدروع المصنوعة من السبائك الخفيفة، وخاصة الألومنيوم، بسبب خواصها الفيزيائية والميكانيكية المنخفضة، مناسبة حصريًا للمركبات القتالية الخفيفة مثل مركبات قتال المشاة وناقلات الجنود المدرعة ويمكنها فقط توفير الحماية ضد الرصاص والعيار الصغير. الذخيرة من الأسلحة الآلية. ولذلك يتم استخدام هذه المواد كمواد حشو خزان من المفترض أن التحفظات ليس لها أي فائدة على الإطلاق.
في هذه المادة، استنادا إلى نتائج الاختبار، سوف نبين أن الأمر ليس كذلك. السبائك المصنوعة من الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم ضد المقذوفات التراكمية بسماكات معينة لا تظهر نفسها بشكل أسوأ من الفولاذ.
الألومنيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم
ربما نحتاج أن نبدأ بحقيقة أن الاختبارات الموضحة في هذه المادة تم إجراؤها قبل أربعين عامًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وتم تكرارها على نطاق واسع في الأدبيات العلمية المتخصصة. كان الغرض من تنفيذها هو تحديد المقاومة المضادة للتراكم للسبائك الخفيفة المستخدمة كملء لدروع الخزانات، وكذلك لتحديد مدى اعتماد قدرتها الوقائية على سمك الطبقات.
وكجزء من هذه الأنشطة، تم اختيار السبائك الثلاثة التالية كمواضيع للاختبار.
على أساس الألومنيوم - سبيكة درع ABT-102 مع إضافة الزنك والمغنيسيوم، والتي لا تزال تُصنع منها هياكل BMP-3 الشهيرة حتى اليوم. تبلغ كثافته 2,78 جرامًا لكل سنتيمتر مكعب، وقوة الشد 460 ميجا باسكال، والصلابة 140 HB، ومعامل المرونة الديناميكي 70 جيجا باسكال.
أساسها المغنيسيوم - سبيكة MA2-1 مع الألومنيوم والزنك والمنجنيز. كثافته 1,79 جرام لكل سنتيمتر مكعب. قوة الشد – 270 ميجا باسكال، الصلابة – 60 جيجا باسكال، معامل المرونة الديناميكي – 40 جيجا باسكال.
على أساس التيتانيوم - سبيكة VT-6 مع الألومنيوم والفاناديوم والحديد. كثافته 4,43 جرام لكل سنتيمتر مكعب. قوة الشد هي الأعلى بالنسبة إلى سابقاتها - 850 ميجا باسكال، صلابة - 300 هب. المعامل الديناميكي للمرونة – 130 جيجا باسكال.
تم تصنيع صفائح بسماكة 140 و280 و420 ملم من سبائك التيتانيوم والألومنيوم، و140 و280 ملم فقط من سبائك المغنيسيوم. تم وضعهم جميعًا (منفصلين بالطبع) بين حاجزين فولاذيين، وبالتالي محاكاة درع الدبابة مثل "الساندويتش".
قذيفة تراكمية 105 ملم M456. خلال التجربة، ركزنا على اختراق الدروع
كان سمك اللوحة الفولاذية الأمامية 107 ملم على طول مسار الطائرة التراكمية. ويعود هذا المؤشر إلى ضرورة استبعاد التأثيرات شديدة الانفجار والتأثير على المواد قيد الدراسة. ولكن تم اختيار سمك الحاجز الفولاذي الخلفي بحيث لا يتمكن التيار التراكمي، الذي بقي له اختراق بعد التغلب على اللوحة الأمامية والسبائك الخفيفة، من اختراقه - وبهذه الطريقة كان من الممكن تقييم مساهمة الألومنيوم والمغنيسيوم وحشوات التيتانيوم للحماية الشاملة.
أما بالنسبة للسلاح المدمر نفسه، فقد لعبت دوره قذائف تراكمية ذات اختراق للدروع يتراوح بين 330-350 ملم، على غرار قذائف البنادق عيار 105 ملم لدبابات الناتو.
متى تكون محمية مثل الفولاذ؟
بشكل عام، غالبًا ما ترتبط المقارنة بين مقاومة الفولاذ ودرع الألمنيوم، على سبيل المثال، بحقيقة أن سمك الأخير، من أجل توفير المستوى المطلوب من الحماية، يجب أن يكون دائمًا أكبر. بعد كل شيء، نحن نتحدث عن حل وسط - إذا كنت تريد وزنًا أقل، فأنت تدفع مقابل زيادة أبعاد الأجزاء المدرعة المصنوعة من مواد ذات كثافة أقل.
ولا يتعين عليك البحث بعيدًا عن الأمثلة: في BMP-3، يصل سمك سبيكة ABT-102 إلى 50 ملم، على الرغم من أنه يمكن توفير نفس المستوى من الحماية من خلال صفائح عالية الجودة مقاس 15-20 مم. الصلب المدرع الصلب.
ولكن في حالة استخدام السبائك الخفيفة في دروع الدبابات، فإن الوضع مختلف بعض الشيء.
أثناء قصف محاكاة دروع الدبابات بطبقات 140 ملم من سبائك الألومنيوم ABT-102، اتضح أن مساهمتها في الحماية الشاملة للجزء المدرع تبلغ في المتوسط 149 ملم. وبعبارة أخرى، فإن كل ملليمتر من سمك الحاجز يعادل عمليا (وحتى أعلى قليلا) نفس ملليمتر من الدروع الفولاذية. في الوقت نفسه، تتوافق كتلة الطبقة 140 ملم من ABT-102 مع كتلة صفائح الفولاذ ذات الشكل المماثل بسمك 50 ملم.
في أبراج الدبابات T-64 من السلسلة المبكرة، تم استخدام حشو سبائك الألومنيوم
تم عرض نتائج أصغر قليلاً ولكنها لا تزال مثيرة للإعجاب من خلال قصف الدروع بطبقة 140 ملم من سبائك المغنيسيوم MA2-1. بلغ متوسط مساهمتها في الحماية الشاملة للجزء المدرع 140 ملم. مثل ABT-102، فإن MA2-1 ضد الذخيرة التراكمية بمثل هذه السماكة يعادل تقريبًا الدروع الفولاذية، ولكنه يزن أقل - مثل لوح فولاذي مقاس 32 مم.
أعطى الدرع بطبقة 140 ملم من سبائك التيتانيوم VT-6 أداءً مشابهًا بشكل عام. تبلغ مساهمته في الدفاع العام 142 ملم في المتوسط. وهذا يعني، مثل المادتين السابقتين، أنها تحتوي على معلمات مقاومة مضادة للتراكم مماثلة للفولاذ في سمك معين. صحيح، نظرًا لكثافتها العالية، فإن كتلة صفيحة 140 مم من هذه السبائك أعلى بكثير وتساوي كتلة صفيحة فولاذية بسمك 80 مم.
وبالتالي، فإن استخدام السبائك الخفيفة للحماية من الأسلحة التراكمية في دروع الدبابات له ما يبرره تماما عندما يتعلق الأمر ببديل للكتل الفولاذية. علاوة على ذلك، مع مقاومة مماثلة مضادة للتراكم، فإنها تزن عدة مرات أقل من الفولاذ - فائدة الوزن واضحة.
ولكن هناك فارق بسيط مهم هنا.
لا يمكنك الذهاب بعيدًا من حيث السُمك
والحقيقة هي أن السبائك الخفيفة التي تمت مناقشتها أعلاه تتمتع بمقاومة مضادة للتراكم يمكن مقارنتها بالفولاذ فقط بسماكات محدودة. مع زيادتها الكبيرة، تنخفض الكفاءة بشكل ملحوظ بسبب إنشاء نظام مستقر لاختراق الطائرة التراكمية في عائق ذي كثافة منخفضة وخصائص منخفضة القوة.
على سبيل المثال، عند إطلاق النار على جهاز محاكاة للدروع بطبقة من سبائك الألومنيوم ABT-102 بسمك 240 ملم، تبلغ مساهمتها في الحماية الشاملة في المتوسط 151 ملم، وهو ما يزيد بمقدار 2 ملم فقط عن التجارب التي تم فيها استخدام طبقات الألومنيوم 140 ملم. إذا تمت زيادة سمك الطبقة إلى 420 ملم، فإن المساهمة، على الرغم من أنها تزيد، ولكن ليس كثيرًا - في المتوسط، 177 ملم فقط.
وفي الوقت نفسه، تزن طبقة ABT-102 بسماكة 420 ملم نفس وزن صفيحة فولاذية ذات شكل مماثل بسماكة 150 ملم. وبالتالي فإن الفائدة من حيث الكتلة تكاد تكون مفقودة تمامًا.
حشو الألمنيوم في الجزء الأمامي العلوي من الهيكل والجزء الأمامي من برج الخزان Object 432
مع سبائك التيتانيوم VT-6 الوضع أسوأ.
وعندما يزيد سمك طبقتها إلى 280 ملم (كتلة الطبقة تعادل 160 ملم من الفولاذ)، فإن مساهمتها في الحماية تبلغ في المتوسط 163 ملم. إذا تمت زيادة طبقة سبائك التيتانيوم إلى 420 ملم، فإن مساهمتها في الحماية الشاملة تكون في المتوسط 170 ملم. علاوة على ذلك، في هذه الحالة سيكون وزنه مثل مجموعة من الفولاذ يبلغ سمكها 240 ملم.
أما بالنسبة للمغنيسيوم MA2-1، فإن زيادة طبقة هذه المادة في الدرع تؤدي عمومًا إلى انخفاض المساهمة في الحماية الشاملة: بسمك 280 مم، تنتج ما يعادل 134 مم فقط في المتوسط من طائرة تراكمية. هذا الأخير يرجع إلى حقيقة أن مثل هذه السبائك الهشة ومنخفضة القوة ليس لها أي تأثير كبح كبير على أجزاء الذيل من الطائرة التراكمية.
بناءً على كل ما سبق، يجب استخدام السبائك الخفيفة، على الرغم من أنها مواد مفيدة للغاية تتيح تخفيف وزن حماية دروع الدبابة، فقط في حدود السماكات الحرجة.
بمعنى آخر، الشيء الرئيسي هو عدم المبالغة في ذلك، وإلا فلن تحقق أي زيادة في الوزن والمتانة مقارنة بالفولاذ.
مصادر:
A. I. Anisko، V. N. Bryzgov، N. M. Grishina "المقاومة المضادة للتراكم لحشوات السبائك الخفيفة."
V. A. Grigoryan، A. N. Beloborodko، N. S. Dorokhov وآخرون "قضايا خاصة بالمقذوفات المحدودة".
معلومات