Niezupełnie aluminium: dlaczego w opancerzeniu BMP-3 zastosowano stal?
Aluminiowy pancerz od dawna stał się swego rodzaju „bazą” dla lekkiego sprzętu wojskowego, zapewniając niezbędny poziom odporności na niszczycielską broń w ramach rygorystycznych ograniczeń wagowych. Czasem jednak to, jako jedyny materiał w konstrukcji pancerza, nie wystarcza, co zmusza do stosowania blach stalowych, czego przykładem jest krajowy BMP-3.
BMP-3 to coś więcej niż tylko aluminium
Być może powinniśmy zacząć od najważniejszej rzeczy: minęło ponad trzydzieści lat od wprowadzenia BMP-3 do służby, ale pomimo wielu publikacji, które ukazały się w tym czasie na temat jego ochrony, mit, że ma on wyłącznie aluminiowy pancerz nie odszedł w zapomnienie. Co więcej, nadal jest to podstawa do różnych plotek w tym stylu: „Amerykanie mają ciężki pancerz aluminiowo-stalowy w swoich Bradleyach, ale nasi poradzili sobie z aluminium w BMP-3 i nie było gorzej”.
My oczywiście nie będziemy się w te spory wdawać, ale powiemy: nie uszło nam to na sucho. Tak, podstawą pancerza BMP-3 jest stop aluminium ABT-102, jednak jeśli przyjrzymy się przednim częściom kadłuba i wieży pojazdu, zauważymy, że są one dodatkowo wyposażone w stalowe elementy pancerza. Na wieży jest to po prostu ekran ze szczeliną powietrzną, a na kadłubie znajduje się także tarcza odbijająca wodę i elementy do samookopania. Schemat tej łączonej rezerwacji przedstawiono bardziej szczegółowo na poniższym obrazku (na szczęście krąży w Internecie od wielu lat i nie stanowi żadnej tajemnicy).
Oznaczenia: 3 - przednia część wieży (16 mm BT-70Sh stal + 70 mm szczelina powietrzna + 50 mm stop aluminium ABT-102), 12 - dolna przednia część kadłuba (10 mm BT-70Sh + 70 mm szczelina powietrzna + 60 mm ABT -102), 13 - środkowa czołowa część kadłuba (10 mm BT-70Sh + 70 mm szczelina powietrzna + 12 mm BT-70Sh + 60 mm ABT-102. VK).
Zatem aluminium nie jest tam samotne i współpracuje z dość twardym pancerzem stalowym, który, nawiasem mówiąc, jeszcze pod koniec lat 70. ubiegłego wieku był zalecany do stosowania jako podstawa pancerza chroniącego lekki sprzęt wojskowy przed kulami i pociski małego kalibru.
Ale dlaczego trzeba było ogrodzić cały ten ogród osłonami, a nawet tak wybiórczo, zakrywając tak grubymi stalowymi częściami tylko wieżę i środkową/dolną przednią część kadłuba, podczas gdy np. górna część czołowa nie ma osłony w ogóle? Czy nie jest łatwiej zwiększyć grubość pancerza aluminiowego, skoro jest on znacznie lżejszy od stali?
Na pierwszy rzut oka jest to oczywiście prostsze – i nie potrzeba żadnych ekranów. Ale to tylko na pierwszy rzut oka, ale po bliższym przyjrzeniu się wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, niż się wydaje.
Kiedy samo aluminium nie wystarczy
Faktem jest, że pancerz aluminiowy, mimo wszystkich swoich zalet, daleki jest od uniwersalnego - dobrze radzi sobie zarówno z pociskami przeciwpancernymi, jak i pociskami małego kalibru, zapewniając przyrost masy w porównaniu z jednorodnym pancerzem stalowym. Dotyczy to jednak dużych kątów nachylenia od pionu. Im są mniejsze, tym mniej oczywiste stają się zalety „luminki”.
Aby to udowodnić, sięgnijmy do badań opublikowanych w ZSRR w pierwszej połowie lat 80-tych. Podczas nich określono doświadczalnie wytrzymałość jednorodnych płyt wykonanych ze stopu aluminium ABT-102 w porównaniu z kombinowanym (stal o wysokiej twardości + powietrze + ABT-102) i jednorodnym pancerzem stalowym przy wystrzeleniu pociskami przeciwpancernymi kal. 12,7 mm, a także jako pociski kalibru i podkalibru, pociski 30 mm z rdzeniami z węglika wolframu i stop wolframu, niklu i żelaza w zależności od kąta i odległości.
Wyniki uzyskane przez eksperymentatorów przedstawiono poniżej.
Odporność na pociski różnych typów zbroi. I - pocisk BT kalibru 30 mm na odległość 300 m, II - BPS z rdzeniem z węglika wolframu na odległość 1000 m, III - BPS z rdzeniem ze stopu wolframu, niklu i żelaza na odległość 300 m - stal pancerna, 1 - pancerz kombinowany ze stali i stopu ABT-2, 102 - jednorodne płyty wykonane ze stopu ABT-3.
Odporność przeszkód na: 1, 3 - BPS z rdzeniem ze stopu wolframu, niklu i żelaza z odległości 300 m, 2 - pocisk BT kalibru 30 mm z odległości 300 m, 4 - pocisk B-12.7 kal. 32 mm z odległości 100 m kąt 0 stopni. Linia ciągła - płyty jednorodne wykonane ze stopu ABT-102, linia przerywana - stal kombinowana + pancerz ABT-102.
Jak można się spodziewać, stop aluminium ABT-102 i kombinowany pancerz, zbudowany według schematu „stal o wysokiej twardości + szczelina powietrzna + stop ABT-102”, mają przewagę nad jednorodnym pancerzem stalowym. Ale jednocześnie w zakresie mniejszych kątów nachylenia (w testach jest to 60-75 stopni) to właśnie łączona konstrukcja zapewnia najlepszą ochronę antybalistyczną, natomiast jednorodny ABT-102 jest najskuteczniejszy przy kątach ponad 70 stopni.
Innymi słowy, im mniejszy jest kąt nachylenia aluminiowej płyty pancerza, tym większa musi być jej grubość, aby zapewnić odporność na niszczycielską broń. Dodanie stalowego ekranu, którego działanie ma na celu pochłonięcie energii kinetycznej atakującego pocisku/pocisku i jego (częściowe lub całkowite zniszczenie) rozwiązuje ten problem.
Przejdźmy teraz do BMP-3.
Dysponujemy pojazdem, którego specyfikacja techniczna uwzględnia najsurowsze ograniczenia w zakresie masy i wymiarów, aby zapewnić możliwość transportu lotniczego i lądowania z samolotu transportowego. I jest równie rygorystyczny warunek: musi on trzymać w czole 30-milimetrowe pociski do armaty automatycznej. Przy tym wszystkim kąty pancerza wieży oraz środkowej/dolnej przedniej części kadłuba przewidziane w projekcie są zupełnie odmienne od ideału.
Gdybyśmy zastosowali wyłącznie stop aluminium ABT-102, grubość tych elementów BMP należałoby zwiększyć do prawie stu milimetrów, a nawet więcej. Nietrudno zgadnąć, jak te zabiegi wpłyną na masę i wymiary oraz do jakich trudności technologicznych by to doprowadziło. Zatem decyzja o zastosowaniu sit stalowych jest działaniem w pełni uzasadnionym, pozwalającym zapewnić maszynie skuteczną ochronę w ramach zadanych parametrów.
Źródło:
Yu.I. Belkin, DE Rytvin, B.D. Czukhin. Badania barier pancernych dla lekkich pojazdów opancerzonych / Yu.I. Belkin, DE Rytvin, B.D. Czukhin // Biuletyn pojazdów opancerzonych. – 1983. – nr 4.
informacja