V priebehu relatívne krátkej histórie obrnených vozidiel (BTT) pozemných síl, ktorá je stará asi sto rokov, sa charakter vedenia nepriateľských akcií opakovane zmenil. Tieto zmeny boli zásadného charakteru - od „pozičnej“k „mobilnej“vojne a ďalej k miestnym konfliktom a protiteroristickým operáciám. Pri vytváraní požiadaviek na vojenské vybavenie je rozhodujúca povaha navrhovaných vojenských operácií. V súlade s tým sa zmenil aj rebríček hlavných vlastností BTT. Klasická kombinácia „palebná sila - obrana - mobilita“bola opakovane aktualizovaná a doplnená o nové komponenty. V súčasnej dobe je stanovený uhol pohľadu, podľa ktorého je prioritou bezpečnosť.
Významné rozšírenie dosahu a schopností protipancierových vozidiel (BTT) urobilo z jeho prežitia najdôležitejšiu podmienku splnenia bojovej misie. Zabezpečenie prežitia a (v užšom zmysle) ochrany BTT je založené na integrovanom prístupe. Neexistuje žiadny univerzálny spôsob ochrany pred všetkými možnými modernými hrozbami, preto sú na zariadeniach BTT inštalované rôzne ochranné systémy, ktoré sa navzájom dopĺňajú. K dnešnému dňu bolo vytvorených niekoľko desiatok štruktúr, systémov a komplexov na ochranné účely, od tradičného panciera po aktívne ochranné systémy. V týchto podmienkach je tvorba optimálneho zloženia komplexnej ochrany jednou z najdôležitejších úloh, ktorých riešenie do značnej miery určuje dokonalosť vyvinutého stroja.
Riešenie problému integrácie ochranných prostriedkov je založené na analýze potenciálnych hrozieb za predpokladaných podmienok použitia. A tu je potrebné vrátiť sa k skutočnosti, že povaha nepriateľských akcií a v dôsledku toho „reprezentatívna výbava protitankových zbraní“
v porovnaní napríklad s druhou svetovou vojnou. V súčasnosti sú pre BTT najnebezpečnejšie dve protichodné (technologickou úrovňou aj spôsobmi použitia) skupiny prostriedkov - presné zbrane (WTO) na jednej strane a zbrane na blízko a míny na strane druhej. Ak je používanie WTO typické pre vysoko rozvinuté krajiny a spravidla vedie k pomerne rýchlym výsledkom v zničení skupín nepriateľských obrnených vozidiel, potom rozsiahle používanie mín, improvizovaných výbušných zariadení (SBU) a ručných tankové granátomety rôznych ozbrojených útvarov majú dlhodobý charakter. Skúsenosti z vojenských operácií USA v Iraku a Afganistane sú v tomto zmysle veľmi orientačné. Vzhľadom na to, že takéto lokálne konflikty sú najtypickejšie pre moderné podmienky, treba priznať, že práve míny a zbrane na blízko sú pre BTT najnebezpečnejšie.
Úroveň ohrozenia mínami a improvizovanými výbušnými zariadeniami dobre ilustrujú zovšeobecnené údaje o stratách vybavenia americkej armády v rôznych ozbrojených konfliktoch (tabuľka 1).
Analýza dynamiky strát nám umožňuje jednoznačne konštatovať, že zložka komplexnej ochrany obrnených vozidiel zameraná na mínu je dnes obzvlášť dôležitá. Poskytovanie ochrany pred mínami sa stalo jedným z hlavných problémov, s ktorými sa vývojári moderných vojenských vozidiel stretávajú.
Na určenie spôsobov zaistenia ochrany je v prvom rade potrebné posúdiť vlastnosti najpravdepodobnejších hrozieb - typ a silu mín a použitých výbušných zariadení. V súčasnej dobe bolo vytvorených veľké množstvo efektívnych protitankových mín, líšiacich sa okrem iného v princípe činnosti. Môžu byť vybavené poistkami push-action a viackanálovými snímačmi-magnetometrickými, seizmickými, akustickými atď. Bojová hlavica môže byť buď najjednoduchšia vysoko výbušná, alebo s údernými prvkami typu „šokové jadro“, ktoré majú vysoký pancier- piercingová schopnosť.
Špecifiká zvažovaných vojenských konfliktov neznamenajú prítomnosť „high-tech“mín v držbe nepriateľa. Prax ukazuje, že vo väčšine prípadov sa používajú míny a častejšie SBU s vysokou výbušnou činnosťou s rádiom riadenými alebo kontaktnými poistkami. Príklad improvizovaného výbušného zariadenia s jednoduchou poistkou typu push je znázornený na obr. 1.
stôl 1
Nedávno sa v Iraku a Afganistane objavili prípady použitia improvizovaných výbušných zariadení s nápadnými prvkami typu „šokové jadro“. Vznik takýchto zariadení je reakciou na zvýšenie banskej ochrany BTT. Aj keď zo zrejmých dôvodov nie je možné vyrobiť vysokokvalitnú a vysoko efektívnu kumulatívnu zostavu s „improvizovanými prostriedkami“, napriek tomu je schopnosť týchto SBU prepichovať pancier až do 40 mm ocele. To je dosť na to, aby spoľahlivo porazilo ľahko obrnené vozidlá.
Sila baní a použitého SBU závisí vo veľkej miere od dostupnosti určitých výbušnín (výbušnín), ako aj od možností ich kladenia. IED sa spravidla vyrábajú na báze priemyselných trhavín, ktoré pri rovnakom výkone majú oveľa väčšiu hmotnosť a objem ako „bojové“výbušniny. Ťažkosti so skrytým pokladaním takýchto objemných IED obmedzujú ich silu. Údaje o frekvencii používania mín a IED s rôznymi ekvivalentmi TNT, získané v dôsledku zovšeobecnenia skúseností z vojenských operácií USA v posledných rokoch, sú uvedené v tabuľke. 2.
tabuľka 2
Analýza predložených údajov ukazuje, že viac ako polovica výbušných zariadení používaných v našej dobe má TNT ekvivalenty 6-8 kg. Práve tento rozsah by mal byť uznaný za najpravdepodobnejší, a preto najnebezpečnejší.
Z hľadiska povahy porážky existujú druhy trhacích prác pod spodkom auta a pod kolesom (húsenica). Typické príklady lézií v týchto prípadoch sú znázornené na obr. 2. V prípade výbuchov pod dnom je vysoko pravdepodobné, že celistvosť (zlomenie) trupu a zničenie posádky v dôsledku dynamických zaťažení presahujúcich maximálne prípustné zaťaženia a v dôsledku nárazu rázovej vlny a fragmentácie prúdenie je veľmi pravdepodobné. Pri výbuchoch pod kolesami sa spravidla stratí mobilita vozidla, ale hlavným faktorom ovplyvňujúcim posádku sú iba dynamické zaťaženia.
Obr. 1. Improvizované výbušné zariadenie s poistkou typu push
Prístupy k zabezpečeniu banskej ochrany BTT sú primárne určené požiadavkami na ochranu posádky a až po druhé - požiadavkami na zachovanie prevádzkyschopnosti vozidla.
Udržanie prevádzkyschopnosti vnútorného zariadenia a v dôsledku toho aj technických bojových schopností je možné zaistiť znížením nárazového zaťaženia tohto zariadenia a jeho upevňovacích bodov. Väčšina
v tejto súvislosti sú kritické súčasti a zostavy pripevnené k spodnej časti stroja alebo v rámci maximálneho možného dynamického vychýlenia dna počas tryskania. Počet bodov pripevnenia zariadenia k spodnej časti by sa mal čo najviac minimalizovať a samotné tieto uzly by mali mať prvky absorbujúce energiu, ktoré znižujú dynamické zaťaženie. V každom prípade je dizajn upevňovacích bodov originálny. Súčasne je z hľadiska konštrukcie dna na zaistenie prevádzkyschopnosti zariadenia potrebné znížiť dynamické prehnutie (zvýšiť tuhosť) a zabezpečiť maximálne možné zníženie dynamických zaťažení prenášaných na upevňovacie body vnútorného zariadenia.
Údržbu posádky je možné dosiahnuť, ak je splnených niekoľko podmienok.
Prvou podmienkou je minimalizovať dynamické zaťaženie prenášané počas detonácie na upevňovacie body sedadiel posádky alebo vojska. Ak sú sedadlá pripevnené priamo k spodnej časti vozidla, takmer všetka energia odovzdaná tejto časti dna sa prenesie do ich upevňovacích bodov, preto
vyžadujú sa mimoriadne účinné zostavy sedadiel absorbujúce energiu. Je dôležité, aby poskytovanie ochrany pri vysokom nabíjacom výkone bolo diskutabilné.
Keď sú sedadlá pripevnené k bokom alebo k streche trupu, kde sa zóna miestnych „výbušných“deformácií nerozširuje, do úchytných bodov sa prenesie iba tá časť dynamických záťaží, ktoré sú ako celok rozložené na karosériu auta.. Vzhľadom na značnú hmotnosť bojových vozidiel, ako aj na prítomnosť faktorov, akými sú pružnosť pruženia a čiastočná absorpcia energie v dôsledku lokálnej deformácie konštrukcie, budú zrýchlenia prenášané do strán a strechy trupu relatívne malé.
Druhou podmienkou zachovania pracovnej kapacity posádky je (ako v prípade vnútorného vybavenia) vylúčenie kontaktu so dnom pri maximálnom dynamickom priehybe. To sa dá dosiahnuť čisto konštruktívne - získaním potrebnej vôle medzi dnom a podlahou obytného priestoru. Zvýšenie tuhosti dna vedie k zníženiu tejto požadovanej vôle. Výkon posádky je teda zaistený špeciálnymi sedadlami absorbujúcimi nárazy upevnenými na miestach ďaleko od zón možného pôsobenia výbušných záťaží, ako aj vylúčením kontaktu posádky so dnom pri maximálnom dynamickom vychýlení.
Príkladom integrovanej implementácie týchto prístupov k ochrane pred mínami je relatívne nedávno sa objavujúca trieda obrnených vozidiel MRAP (Mine Resistant Ambush Protected), ktoré majú zvýšenú odolnosť voči výbušným zariadeniam a paľbe z ručných zbraní (obr. 3) …
Obrázok 2. Charakter porážky obrnených vozidiel pri podkopávaní pod dnom a pod kolesom
Musíme vzdať hold najvyššej účinnosti, ktorú preukázali Spojené štáty americké, s ktorými bol organizovaný vývoj a dodávky veľkého množstva takýchto strojov do Iraku a Afganistanu. Touto úlohou bol poverený pomerne veľký počet spoločností - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International atď. To predurčilo výrazné zníženie flotily MRAR, ale zároveň to umožnilo dodajte ich v požadovanom množstve v krátkom čase.
Spoločnými znakmi prístupu k zaisteniu ochrany proti mínam na automobiloch týchto spoločností sú racionálny tvar spodnej časti trupu v tvare písmena V, zvýšená pevnosť dna v dôsledku použitia hrubých oceľových pancierových plátov a povinné používanie špeciálne sedadlá absorbujúce energiu. Ochrana je poskytovaná iba pre obytný modul. Všetko, čo je „vonku“, vrátane motorového priestoru, buď nemá žiadnu ochranu, alebo je slabo chránené. Táto funkcia mu umožňuje odolávať podkopávaniu
dostatočne výkonné IED vďaka ľahkej deštrukcii „vonkajších“oddelení a zostáv s minimalizáciou prenosu nárazu na obytný modul (obr. 4). Podobné riešenia sú implementované ako na ťažkých strojoch, napríklad Ranger od Universal Engineering (Obr. 5) a na svetle, vrátane IVECO 65E19WM. Pri zjavnej racionalite v podmienkach obmedzenej hmotnosti toto technické riešenie stále neposkytuje vysokú schopnosť prežitia a zachovanie pohyblivosti s relatívne slabými výbušnými zariadeniami, ako aj s ostreľovaním guliek.
Ryža. 3. Obrnené vozidlá triedy MRAP (Mine Resistant Ambush Protected) majú zvýšenú odolnosť voči výbušným zariadeniam a paľbe z ručných zbraní
Ryža. 4. Odpojenie kolies, elektrárne a vonkajšieho vybavenia z priestoru pre posádku pri výbuchu auta v bani
Ryža. 5. Ťažké obrnené vozidlá rodiny Ranger z Universal Engineering
Ryža. 6 Vozidlo z rodiny Typhoon so zvýšenou úrovňou odolnosti voči mínam
Jednoduché a spoľahlivé, ale nie najracionálnejšie z hľadiska hmotnosti, je použitie ťažkej oceľovej ocele na ochranu dna. Ľahšie konštrukcie dna s prvkami absorbujúcimi energiu (napríklad šesťuholníkové alebo obdĺžnikové rúrkové časti) sa stále používajú veľmi obmedzene.
Do triedy MRAP patria aj autá z rodiny Typhoon (obr. 6), vyvinuté v Rusku. V tejto skupine vozidiel sú implementované takmer všetky v súčasnosti známe technické riešenia na zaistenie ochrany proti mínam:
- dno v tvare V, - viacvrstvové dno priestoru pre posádku, mína, - vnútorná podlaha na elastických prvkoch, - umiestnenie posádky v maximálnej možnej vzdialenosti od najpravdepodobnejšieho detonačného miesta, - jednotky a systémy chránené pred priamym vplyvom zbraní, - sedadlá absorbujúce energiu s bezpečnostnými pásmi a opierkami hlavy.
Práca na rodine Typhoon je príkladom spolupráce a integrovaného prístupu k riešeniu problému zaistenia bezpečnosti vo všeobecnosti a najmä odolnosti voči mínam. Vedúcim vývojárom ochrany automobilov vytvorených automobilovým závodom Ural je OAO NII Stali. Vývoj všeobecnej konfigurácie a usporiadania kabín, funkčných modulov a sedadiel absorbujúcich energiu vykonala spoločnosť JSC „Evrotechplast“. Na vykonaní numerickej simulácie dopadu výbuchu na konštrukciu vozidla boli zapojení špecialisti zo Sarov Engineering Center LLC.
Súčasný prístup k tvorbe ochrany baní zahŕňa niekoľko etáp. V prvej fáze sa vykonáva numerické modelovanie vplyvu produktov výbuchu na načrtnutý dizajn. Ďalej sa objasňuje vonkajšia konfigurácia a všeobecný dizajn dna, protimínových paliet a pracuje sa na ich štruktúre (vývoj štruktúr sa tiež vykonáva najskôr numerickými metódami a potom sa skúšajú na fragmentoch skutočnou detonáciou).
Na obr. 7 ukazuje príklady numerického modelovania vplyvu výbuchu na rôzne štruktúry mínových akčných štruktúr, ktoré vykonal JSC „Výskumný ústav ocele“v rámci prác na nových výrobkoch. Po dokončení podrobného návrhu stroja sa simulujú rôzne možnosti jeho podkopania.
Na obr. 8 ukazuje výsledky numerických simulácií detonácie vozidla Typhoon vykonaných spoločnosťou Sarov Engineering Center LLC. Na základe výsledkov výpočtov sú vykonané potrebné úpravy, ktorých výsledky sú už overené skutočnými detonačnými testami. Tento viacstupňový prístup umožňuje posúdiť správnosť technických riešení v rôznych fázach návrhu a vo všeobecnosti znížiť riziko chýb v návrhu a tiež zvoliť najracionálnejšie riešenie.
Ryža. 7 Obrázky deformovaného stavu rôznych ochranných štruktúr v numerickej simulácii nárazu výbuchu
Ryža. 8 Obrázok rozloženia tlaku v numerickej simulácii výbuchu automobilu „Typhoon“
Spoločným znakom vytváraných moderných obrnených vozidiel je modularita väčšiny systémov vrátane ochranných. To umožňuje prispôsobiť nové vzorky BTT zamýšľaným podmienkam použitia a naopak pri absencii akýchkoľvek hrozieb zabrániť neoprávnenému
náklady. Pokiaľ ide o ochranu proti mínam, takáto modularita umožňuje rýchlo reagovať na možné zmeny typov a síl používaných výbušných zariadení a efektívne vyriešiť jeden z hlavných problémov ochrany moderných obrnených vozidiel s minimálnymi nákladmi.
Na základe uvedeného problému je teda možné vyvodiť nasledujúce závery:
- jednou z najvážnejších hrozieb pre obrnené vozidlá v najtypickejších miestnych konfliktoch súčasnosti sú míny a IED, ktoré predstavujú viac ako polovicu strát vybavenia;
- na zaistenie vysokej ochrany BTT pred mínami je potrebný integrovaný prístup, ktorý zahŕňa rozloženie aj dizajn, riešenia „obvodov“, ako aj používanie špeciálneho vybavenia, najmä sedadiel posádky absorbujúcich energiu;
- Modely BTT s vysokou ochranou proti mínam už boli vytvorené a aktívne sa používajú v moderných konfliktoch, čo umožňuje analyzovať skúsenosti s ich bojovým používaním a určiť spôsoby, ako ďalej zlepšiť ich dizajn.
