Jak w wieży T-64 pojawiły się ultra-porcelanowe kule?
T-64A. Źródło: wikipedia.org
woły VNII-100
Zrozumienie, że tradycyjny jednorodny pancerz nie zapewnia już ochrony czołg z nowoczesnej broni przeciwpancernej trafił do inżynierów na początku lat 50-tych. Dokładniej, 100% stalowy pancerz może teoretycznie chronić przed skumulowanym strumieniem, ale grubość będzie zaporowa. Na przykład, aby chronić się przed nieobrotowym pociskiem HEAT 85 mm ze stalowym lejem w kącie kursu, potrzebne było dodatkowe 3,7 tony pancerza. Obliczenia dotyczą eksperymentalnego „obiektu 430”, który jest uważany za jednego z poprzedników T-64. Seryjny pod koniec lat 50. T-55 wymagał ponad 7 ton dodatkowego pancerza w celu ochrony przed podobną amunicją. Nikt nie zamierzał powtarzać błędów niemieckiego przemysłu czołgów z początku lat 40., a projektanci VNII-100 zaczęli szukać alternatywnego rozwiązania.
Mała pomoc. VNII-100 lub Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Inżynierii Transportu (VNIItransmash) to tajne przedsiębiorstwo badawczo-produkcyjne specjalizujące się w budowie czołgów. Można śmiało powiedzieć, że to Leningrad VNII-100 wyznaczył główne kierunki rozwoju czołgów domowych. Biura projektowe Charków, Niżny Tagil i Omsk miały w tym przypadku status podwładnych. Ciekawe, że dość często instytutowi powierzano zadania, które były zupełnie nietypowe dla profilu - na przykład opracowanie projektu pierwszego na świecie łazika planetarnego "Lunokhod - 1". Na początku lat 60. inżynier projektu VNIItransmash Alexander Kemurdzhian nie był, szczerze mówiąc, najbardziej obiecującym tematem czołgów poduszkowców. Powierzony mu rozwój księżycowego łazika nie tylko uwielbił inżyniera na całym świecie, ale także zdeterminował rozwój konstrukcji łazików planetarnych na wiele lat.
Wróćmy jednak do budowy czołgów, głównej działalności VNII-100. Na początku lat 60. ubiegłego wieku wszystkie siły krajowej „inżynierii transportowej” (wszystko, co związane z przemysłem czołgowym było tak naiwnie zaszyfrowane) zostały wrzucone do opracowania rewolucyjnego czołgu T-64 lub „obiektu 432”. W jednym z licznych wniosków z prac badawczych instytutu, niedawno odtajnionych, znajdują się unikalne kroniki narodzin radzieckiej zbroi kombinowanej. Jedna z nich dotyczy tematu HB12-208-63 i jest poświęcona
"opracowanie zaleceń do obliczania, projektowania i produkcji lekkich systemów ochrony ekranów dla zbiorników seryjnych i obiektu 432 oraz zastosowania zmodyfikowanych kombinowanych systemów ochrony z wypełniaczem ultraporcelanowym dla obiektu 432."
Termin zakończenia prac nad tematem to czwarty kwartał 1963 roku. Raport dobrze ilustruje sposoby zwiększenia odporności na pociski odlewanej wieży obiecującego czołgu. Jeśli nie brać pod uwagę ekranów, które zakrywały boczne występy czołgu, było kilka opcji - albo pogrubienie pancerza z powodu lekkich stopów, albo wprowadzenie nietradycyjnych wypełniaczy. Aluminium wyglądało obiecująco, pozwalając na zwiększenie grubości pancerza o 33% bez zwiększania masy. Tytan wyglądał jeszcze lepiej jako część kanapki „stal + tytan + stal”, co pozwoliło zaoszczędzić do 40% masy przy tej samej grubości bariery pancernej. Nawiasem mówiąc, do opancerzenia kadłuba T-64 nie zastosowano aluminium, w tym celu zastosowano arkusze włókna szklanego o grubości 105 mm, ściśnięte z obu stron pancerzem walcowanym.
Z oczywistych względów nie można było zastosować wypełniacza z włókna szklanego w odlewanej wieży - po prostu wypaliłby się podczas wlewania ciekłego stopu. Dlatego też pancerz wież pierwszych czołgów produkowanych seryjnie był ponownie warstwowym ciastem zbroi, aluminium i pancerza. Zgodnie z technologią stop aluminium został już wlany do gotowego stalowego płaszcza wieży.
Początkowe prace eksperymentalne w VNII-100 polegały na wystrzeliwaniu pocisków kumulacyjnych kal. 115 mm z armaty Molot na pancerz kombinowany. Raport, w suchym, oficjalnym stylu, opisuje co następuje:
„Dzięki wielokrotnemu strzelaniu pancerza kombinowanego z aluminium pociskiem kumulacyjnym 115 mm ustalono, że przy kącie natarcia 35 stopni lub większym przeszkoda składająca się z 50 mm odlewanego pancerza, 320 mm stopu aluminium A-00 i 180 mm odlewu pancerz o średniej twardości nie przebija się. Przyrost masy takiego pancerza kombinowanego w porównaniu do pancerza stalowego o średniej twardości wynosi 35%, a grubość ochronna jest tylko o 6-7% większa od grubości ochronnej równie odpornego pancerza stalowego 520 mm.
Nawiasem mówiąc, działo czołgowe 115 mm było w tym czasie najpotężniejszą bronią w swojej klasie na świecie.
Ultraporcelana dla mas
W 1963 r. krajowy przemysł był już w stanie odlewać wieże z połączonym pancerzem. Na przykład dla pierwszych „obiektów 432” projektów technicznych planowano wypełniacz aluminiowy w 1961 roku. Odlewanie zostało przeprowadzone przez Zakłady Metalurgiczne Mariupol, gdzie eksperymentalne wieże były wystrzeliwane z armat 85 mm i 100 mm. Dlatego pierwsze T-64 były wyposażone w wieże z warstwą aluminium. Wadą tej konstrukcji było lekkie wyboczenie warstwy aluminium w górnej części, gdy pocisk przeciwpancerny trafił w środkową i górną część wieży. Nie było w tym nic dziwnego – aluminium jest znacznie bardziej plastyczne niż odlewany pancerz, a uderzenie pocisku wyciska wypełniacz przez wszelkie pęknięcia, jak pasta do zębów z tubki. Inżynierowie VNII-100 zalecili, aby w projekcie przewidziano stalowy mostek między wizjerem a podstawą wieży, a także użycie trwalszego stopu aluminium.
W zbroi wieży pojawiły się problemy z ultra-porcelaną, a dokładniej z korundem. Jak zauważa Wsiewołod Wasiliewicz Jerusalimski, zastępca dyrektora ds. badań moskiewskiego oddziału VNII-100, wprowadzeniu kulek korundowych w grubość odlewanego pancerza wieży towarzyszyły duże wady. Przede wszystkim, aby umieścić kulki w odlewie, konieczne było zamontowanie wzdłuż ścianek formy sprężyn spiralnych, utrzymujących kulki w pożądanej pozycji. Jerozolima pisze:
„Takiej metody nie można uznać za niezawodną, ponieważ w procesie zalewania i krzepnięcia ciekłego metalu nieuniknione jest topienie i deformacja sprężyn wykonanych z drutu o średnicy 5 mm ze stali ST-3, co może prowadzić do ruchu kulek w wnęka formy.”
Obecność metalowego wzmocnienia w grubości pancerza, które zmniejszało solidność konstrukcji, miała negatywny wpływ na przeżywalność wieży. W 1963 roku odlewanie zbroi za pomocą kulek z ultra-porcelany było zadaniem nietrywialnym. W ogóle nie było jasne, jak wlać ciekły metal do gotowej koszuli. Na przykład, jeśli metal zostanie wlany do wieży zainstalowanej z podniesionym dachem, nieuchronnie wystąpi wiele wad odlewniczych (otwory skurczowe, luzy itp.) Tylko z powodu obecności dużej liczby kulek i wzmocnienia mocującego. Prawdopodobnym rozwiązaniem tego problemu może być syfonowe zalewanie stali, to znaczy, gdy ciekły metal podnosi się od dołu do góry w formie, ale to radykalnie zwiększyło koszty i robociznę przy wytwarzaniu wież. Według obliczeń kulki korundowe o średnicy 88 mm wydawały się najbardziej optymalne, biorąc pod uwagę warstwę szkła o grubości 5 mm i szamot ogniotrwały 10 mm. Była też opcja z kulkami 40 mm, ale ciekła stal nie była w stanie całkowicie wypełnić szczelin między tak małymi przedmiotami.
Kulka korundowa. Źródło: btvt.narod.ru
Dlaczego w ogóle trzeba było ogrodzić skomplikowaną technologię kulkami z ultra-porcelany? Chodzi o wyjątkowe właściwości korundu, czyli tlenku glinu. Materiał ten, jak każda inna ceramika, łączy niską gęstość z niezwykle wysoką wytrzymałością. Dopiero teraz, po osiągnięciu obciążeń krytycznych, korund odkształca się z niewielkim lub żadnym przejściem do stanu plastycznego, czyli po prostu kruszy się. Gdy kulki formowanego korundu są zalewane ciekłym pancerzem, powłoka chłodząca ściska elementy z siłą kilku ton na centymetr kwadratowy. Raport komentuje to:
„Włączenie kruchego materiału w plastyczną, mocną powłokę przyczynia się do zwiększenia odporności zarówno stali niemetalicznych, jak i stali o wysokiej twardości, ponieważ powłoka przejmuje część obciążenia, gdy skumulowany strumień lub pocisk jest wprowadzony.”
Sekwencja zdarzeń, w których skumulowana amunicja uderza w pancerz kulkami korundowymi jest następująca – fala uderzeniowa niszczy ultra-porcelanę, po czym następuje spadek ciśnienia, a pokruszone fragmenty blokują ścieżkę metalowego strumienia. Nie zawsze udaje się ostatecznie powstrzymać erozję pancerza za pomocą kumulacyjnej amunicji, ale najgroźniejsza głowica odrzutowca jest niszczona przez ultraporcelanę. Ale na początku lat 60. były to tylko obliczenia teoretyczne.
Oczywiście Wsiewołod z Jerozolimy był jednym z przeciwników porcelany w zbroi i odparł:
„Metoda tego obliczenia nie uwzględnia dwóch ważnych elementów - obecności na powierzchni kuli porowatej powłoki o niskiej wytrzymałości z mielonej szamotu i płynnego szkła o grubości 4-5 mm oraz nieciągłości metalowej powłoki - szkielet, w wyniku czego rzeczywiste siły ściskające mogą być kilkadziesiąt razy mniejsze niż te opisane w obliczeniach teoretycznych.
Ponadto do wieży wypełnionej aluminium wlewa się 840 kg metali nieżelaznych i napełnia się o 3,0 kg mniej kulek z ultraporcelany. Korund jest cięższy od aluminium - 2,65 g/cu. cm vs. 600 g/m560 cm Tak więc, przy grubości wieży z aluminium 550-570 mm wzdłuż strumienia i wieży z ultra-porcelaną 400-XNUMX mm, ta ostatnia jest cięższa o XNUMX kg.
Niemniej jednak, do końca 1963 roku przeprowadzono pełnoskalowe testy wieży ze sferycznymi wypełniaczami ultraporcelanowymi. Ostrzał pokazał, że przeżywalność pocisków 100 mm i 115 mm w przybliżeniu odpowiada tej samej wieży, ale wykonanej z monolitycznego pancerza. A co najważniejsze, ultraporcelana zapewniała większą przeżywalność w porównaniu z wypełniaczem aluminiowym. Jednak na pojawienie się ultra-porcelany w opancerzeniu czołgów trzeba było czekać ponad dziesięć lat - pierwszy T-64A z korundowymi wypełniaczami odlewanego pancerza wież pojawił się dopiero w 1973 roku.
informacja