Доспехи для танка, или эволюция брони

Вы можете спроектировать танк с самой мощной пушкой, самым надежным и экономичным двигателем, с рациональными углами наклона брони. Подготовить для него вышколенный, фанатичный и мотивированный экипаж. И ваш проект закончится провалом в том случае, если танковая броня окажется низкого качества или ее производство будет зависеть от наличия редких элементов, поставки коих в любой момент сможет остановить противник. Именно это произошло с Германией в конце Второй мировой войны, когда броня «Королевских тигров» из-за нехватки редких примесей, добываемых в захваченных странах Европы, оказалась невысокого качества и трескалась от попаданий снарядов, которые в теории должна была выдерживать. Танковая броня — один из важнейших элементов современных боевых машин, во многом определяющих их эффективность на поле боя и выживание экипажа. В этой статье мы поговорим о том, как возникла танковая броня, как она развивалась и какие подходы к защите боевой бронированной технике существуют в наше время.

I. НАЧАЛО

 В период с 1859 по 1881 гг. для защиты кораблей военно-морского флота начинает использоваться железная броня. На суше бронирование стало применяться позже. Первоначально противопульная броня применялась для щитов артиллерийских орудий и станковых пулеметов. Русский инженер В. С. Пятов предложил изготовлять броневые плиты с помощью прокатки. Постепенно железная броня была вытеснена стальной. Этому способствовало развитие мартеновского производства. Развитие технологии позволило прокатывать сравнительно тонкие листы. Для изготовления противопульной брони использовали специальную сталь с примесью никеля и хрома, также кремния марганца и ванадия. После прокатки листы подвергались отжигу при температуре 650 ˚С и закалке при 800–920 ˚С. В результате таких манипуляций получалась гомогенная (однородная) броня высокой твердости. Когда развитие техники дало самобеглые повозки и скорострельное оружие, добавленная к этим компонентам броня и породила сначала бронеавтомобили (броневики), а позже, когда освоили гусеничный движитель, и танки. Вначале им вполне хватало защиты от пуль и осколков. Примерно в тот же период, в конце XIX — начале XX вв., а также в годы Первой мировой войны начались работы по тому, что позже назовут «комбинированным бронированием» и «разнесенным бронированием». Сейчас так называют тип броневой защиты из нескольких слоев металлических и неметаллических материалов и бронезащиту, при которой две броневые детали размещены одна за другой с зазором соответственно. Так, мексиканские повстанцы Панчо Вильи на свои импровизированные бронемашины на основе коммерческих грузовиков ставили двойные листы металла, между которыми была набита морская трава. В 1915 г. А. А. Пороховщиков, которому приписывают изобретение оригинального танка (на самом деле создал вездеход оригинальной конструкции), предложил свой проект брони. Броня Пороховщикова представляла собой листы котельного железа, обработанного особым способом (секрет изобретателя), между которыми в качестве прокладки проложена сушеная и прессованная морская трава. Толщина железа составляла 4,5 мм. Испытания этой брони дали неоднозначные результаты: на некоторых из них при обстреле из винтовок и пистолетов не было зафиксировано пробитий, в то время как на других отмечались сквозные пробития и вмятины. Специалисты из Технического комитета заявили, что изобретение Пороховщикова ничем не лучше классической брони, но больше ее по объему и весу. Замена импортной морской травы отечественным войлоком в последующих испытаниях ничуть ее качества не изменила. В конце концов проект Пороховщикова был отклонен. Разнесенное бронирование серийно применялось на французских танках «Шнейдер» (его броневые листы располагались с зазором) и бельгийских броневиках «Минерва» (они имели цементную прослойку между бронелистами). Это было связано с низким качеством брони или использованием обычного железа для защиты боевой техники ввиду экстренных обстоятельств.  Эффект от применения разнесенного бронирования связан с тем, что снаряд деформируется после прохождения первого слоя и теряет пробивающую способность при встрече со вторым. 

Постепенно от противопульной и противоосколочной зашиты стали переходить к броне, способной выдержать попадание снаряда. В итоге, по словам Гейнца Гудериана, прочность брони выросла во много раз благодаря увеличению толщины, изменению формы корпуса и улучшению качества стали.

II. ВТОРАЯ МИРОВАЯ

Для производства танков в Германии применялись два типа брони. Гомогенная (имеющая одинаковый химический состав и свойства по всей толщине) средней твердости и поверхностно закаленная гетерогенная. Последняя изготавливалась путем закалки брони гомогенной. Немецкая броня отличалась высоким содержанием углерода и хрома. Также для ее производства требовались молибден, ванадий, никель, марганец. В 1942 г. из-за дефицита молибдена этот элемент пришлось исключить, вместо него начал применяться никель. В 1944 г. пришлось отказаться и от никеля, а потом — и от ванадия. В результате немецкая броня оказывалась все более и более низкого качества. В конце 1940-х гг. немцы готовились перейти к производству брони из чистой углеродистой стали. Особое место среди мер, предпринимавшихся для защиты немецкой бронетехники, занимал циммерит. Это покрытие широко применялось для защиты от магнитных мин, которые союзники использовали для борьбы с танками «Пантера» и «Тигр», против которых другие виды вооружения на тот момент были неэффективны. Циммерит состоял из сульфата бария, сульфида цинка, поливинилацетата и опилок (наполнителя). Также в его составе был ацетон в качестве растворителя. Свою функцию циммерит выполнял достаточно успешно, его использование прекратилось из-за длительной процедуры нанесения. Также утверждалось, что циммерит способствует возгоранию танка при его обстреле обычными боеприпасами. В Советском Союзе производство специальной танковой брони началось в 1931 г. Традиционно разработка броневых сталей велась на двух заводах — Мариупольском и Ижорском. На советских танках, выпущенных до 1938 г., бронирование было противопульным, детали их бронекорпусов соединялись с помощью клепки. Использовалась сталь с высоким содержанием углерода. В 1934 г. на Ижорском заводе разработали сталь марки ИЗ. Однако она требовала сложных условий обработки, поэтому начались работы по ее совершенствованию. В итоге была разработана марка стали 2П, которая применяется и сегодня для производства машин с противопульной защитой. В 1934– 1939 гг. велись работы по созданию цементированной брони, способной защищать танки от снарядов противотанковой артиллерии. В конце концов, на мариупольском заводе была создана марка стали МЗ-2. Позже она стала известна как 8С. В отличие от немецких аналогов, 8С содержала меньше углерода, что облегчало процесс сварки. Также она отличалась высокой пластичностью и стойкостью. Именно она использовалась в производстве танков Т-34. Для танков КВ применялась хромомолибденовая и хромоникелемолибденовая броня, выдерживающая попадания снарядов крупных калибров (марки 42С, 43ПС, 49С, 52С). В 1940 г. начались опыты по производству литых броневых деталей из стали марки 8С с их последующей двойной закалкой. Для производства башен танков Т-34-85 применяли легированную сталь средней твердости 71 Л. Для производства броневых деталей толщиной свыше 100 мм применялась сталь 53 С. 

Кроме химического состава и способа производства брони, большое значение для выживаемости танка и его экипажа имеет ее способ соединения. Так, британцы на своих танках и бронемашинах использовали соединение бронелистов с помощью болтов и заклепок. Недостатком такого решения было то, что при попадании в танк вражеского снаряда они становились дополнительным фактором, поражающим экипаж. Литье, активно применявшееся в СССР, позволяло убрать сварные швы из мест наиболее вероятных попаданий. Кроме традиционных сталей и сплавов, применялись в годы Второй мировой войны и вовсе экзотические материалы. К примеру, в Индии, бывшей тогда британской колонией, на шасси грузовика «Форд F15A» производились самоходные артиллерийские установки «Борбетт» с 40-мм противотанковой пушкой, бронирование которых выполнялось из местных особо прочных сортов древесины. В самом начале войны, когда вероятность осуществления операции «Морской лев» (высадка немецких войск в Великобритании) была достаточно высока, британцы строили броневики «Армадилл» на основе грузовика «Бедфорд», на платформе которого монтировался деревянный кузов с двойными стенками, пространство между коими заполнялось мелкой щебенкой. На той же волне истерии перед приходом (возможным) немцев сотрудник фирмы Concrete Co., Ltd. С. Б. Мэттьюс на шасси грузовика «Торникрофт Тартар» создал бронемашину «Бизон» с бронированием из… бетонных плит. Из них выполнялась облицовка кабины и грузовой платформы. Штатное вооружение отсутствовало, огонь солдаты вели через амбразуры, т. е. детище Мэттьюса, по сути, было передвижным дотом. Водитель «Бизона» попадал на свое рабочее место через люк в крыше, а солдаты — через люк в полу. Были проекты использования бетонных плит для защиты танков Т-34 от снарядов новых немецких танков и в СССР, но проходимость и подвижность «тридцатьчетверки» при этом становились неприемлемыми. К счастью для всех заинтересованных сторон, все указанные выше диковинки участия в реальных боевых действиях не принимали. 

III. СОВРЕМЕННОСТЬ

 До 60-х гг. ХХ в. броня танков и иных бронемашин, как и в годы Второй мировой, состояла из слоя приблизительно однородного материала. Но возникновение и распространение новых угроз (ручных противотанковых гранатометов, ПТУРов) вынудило конструкторов искать новые пути повышения защищенности бронетехники. Одним из них стало комбинированное бронирование — многослойная броня, состоящая из металла и других материалов. При меньшей толщине, чем традиционная гомогенная стальная броня, она обладает такой же прочностью. Например, лобовая броня танка Т-72 эквивалентна стальной плите толщиной 500–600 мм. В странах НАТО наиболее распространенной стала броня «Чобхэм», впервые примененная на танке «Челленджер». Точный ее состав держится в секрете, однако примерный известен. «Чобхэм» состоит из стали высокой прочности, керамических элементов, нескольких слоев стали, углеводородного волокна, противорадиационного подбоя. В настоящее время такое бронирование применяется на танках «Абрамс», «Челенджер-1» и «Челенджер-2». Официально известно всего о нескольких случаях уничтожения бронетехники, защищенной «чобхэмом». Также широко раскручен эпизод, когда во время второй войны в Ираке экипаж «Челенджера-2» несколько часов отбивал атаки противника, вооруженного РПГ-7, и выжил, несмотря на множественные попадания. Израиль на последних модификациях танка «Меркава» использует комбинированную броню местного производства, конструктивно схожую с «чобхэмом». Израильская бронезащита состоит из высокопрочной стали, керамики и специальных сплавов. Немецкой компанией IBD Deisenroth разработан комплекс навесного бронирования MEXAS, применяющийся, в частности, на канадских «Леопард-1». Точный ее состав опять-таки засекречен, но известно о применении в ней керамики, кевлара и органотекстолита. MEXAS способна защитить боевую машину от пуль калибра 12,7 и 14,5 мм, осколков снарядов 152 и 155 мм. Опыт канадского контингента в Афганистане показал высокую эффективность MEXAS. Танки неоднократно получали попадания из противотанкового оружия, но серьезные последствия имели лишь выстрелы в те части бронемашины, которые по какой-либо причине не были прикрыты защитой. Высокая плотность обедненного урана дает возможность его применения для защиты бронетехники. Он применяется на танках «Абрамс» модификаций М1А1НА и М1А2. СССР комбинированную защиту впервые применили на танке Т-64. Она была трехслойной: сталь-стеклопластик-сталь. Башня Т-64 также имела вставки из различных материалов, в том числе стеклопластика. Все указанные меры позволили существенно повысить защищенность танка. 

Сходная, но чуть более простая по конструкции комбинированная броня применяется на танках Т-72. Различные варианты ее применяются на последующих машинах. На перспективном российском танке «Армата» Т-14 планируется установка многослойного металлокерамического бронирования. В КНР на самых современных танках «Тип-96» и «Тип-99» применяется комбинированное бронирование, построенное по советским принципам (два слоя стали с прослойкой корунда или стеклотекстолита). 

Свою эффективность доказала и динамическая защита — установленные на корпусе танка контейнеры с взрывчатым веществом, детонирующим при попадании снаряда и разрушающим кумулятивную струю. Поскольку тема эта достаточно обширна, она требует отдельного рассмотрения. Здесь же следует сказать, что, несмотря на свои положительные качества, динамическая (реактивная) броня обладает и рядом недостатков. Ее сложно устанавливать на легкобронированную технику, возможно поражение своих войск. Поэтому французские инженеры отказались от нее при создании танка «Леклерк». Судя по тому, что во время войны в Йемене (где «Леклерки» интенсивно применялись Объединенными арабскими эмиратами) их потери оказались невелики, броневая защита французских танков эффективна. 

Бронезащита последнего представлена композитной броней на основе многослойной стали и керамики. Например, лобовая броня «Леклерка» состоит из высокотвердой стали, листа стали средней твердости, слоя керамики, подбоя из тефлона и стеклопластика. Кроме уже отработанных подходов к защите бронетехники, продолжаются поиски новых. Иногда они приводят к реинкарнации старых нетрадиционных решений. Так, компания Teledyne Brown Engineering предложила проект Multipurpose Troop Transport (MTTCS). Он позволяет превратить любой армейский грузовик в… бетонный бункер. Разработка времен Второй иракской кампании была призвана насытить вооруженные структуры оккупантов бронетехникой, которой остро не хватало для поддержки всех операций. Однако от этого проекта отказались. При этом новые, более толстокожие танки вынуждают разрабатывать более мощные средства их уничтожения. Так что поединок брони и снаряда отнюдь не закончен…

Вадим Лебедев

Источник: журнал «Наука и техника» №11 2020