Armatura del serbatoio in ceramica: protezione contro i proiettili HEAT
altro
Armatura del serbatoio in ceramica: protezione contro i proiettili HEAT

Armatura del serbatoio in ceramica: protezione contro i proiettili HEAT

È noto che fino alla fine degli anni '1950 il problema di aumentare la protezione dei carri armati veniva risolto aumentando lo spessore dell'armatura d'acciaio. Tuttavia, la seconda metà del XNUMX ° secolo è stata un periodo di crescita esplosiva del potere delle armi anticarro, che ha costretto gli scienziati a cercare nuovi modi per aumentare la resistenza dei veicoli da combattimento a fattori dannosi.

A seguito degli sviluppi su questo argomento, è stata presentata l'idea di un'armatura combinata, che combina vari elementi metallici e non metallici per un livello di protezione accettabile mantenendo la massa del serbatoio entro limiti ragionevoli. Uno di questi elementi era la ceramica, che per la prima volta al mondo veniva prodotta in serie in URSS su carri armati T-64. Successivamente, altri paesi si sono interessati alle proprietà della ceramica, tra cui Germania, Stati Uniti e Francia. Gli inserti in ceramica sono stati utilizzati in un modo o nell'altro nella costruzione di carri armati, come Abrams, Leopard-2 e altri.

Il lavoro sullo studio dei materiali ceramici come armatura è iniziato negli anni '1950. I progettisti di equipaggiamento militare hanno mostrato interesse nell'utilizzo della ceramica come armatura, poiché è due volte più dura dell'acciaio e allo stesso tempo ha una densità molto inferiore, il che ne rende possibile l'utilizzo come elemento di protezione antibalistico leggero.

Ad oggi, la scelta della base per la ceramica corazzata è piuttosto ampia ed è limitata dalle finanze e dall'industria, ma in un caso particolare vale la pena fermarsi a due opzioni: ossido di alluminio e carburo di silicio. Il primo era ampiamente utilizzato in URSS per la produzione di sfere di corindone, e il secondo divenne famoso in Occidente in gran parte grazie all'armatura britannica Chobham.

Nonostante alcune differenze nelle proprietà chimiche, fisiche e meccaniche, il ciclo produttivo finale per la trasformazione di questi materiali in un componente protettivo è simile: la polvere di ossido/carburo, insieme ad additivi in ​​vari modi, viene sinterizzata ad alta temperatura allo stato di monolito. In uscita, a seconda degli "stampi da forno", si ottengono palline o blocchi di varie forme e spessori.

Dopo il trattamento termico, la ceramica, sebbene riceva lo status di armatura, infatti, non è ancora completamente protetta. Nonostante i maggiori indicatori di forza, rimane, infatti, sabbia indurita, che non tollera i sovraccarichi d'urto durante il bombardamento ed è soggetta a fratture fragili. Per indebolire l'influenza di questi fattori, la ceramica viene rinforzata, cioè rinforzata, inserendo nelle celle uno speciale substrato di materiale duttile. Questa tecnica fornisce un più alto grado di protezione e resistenza agli urti della ceramica.

Nell'armatura del carro armato, l'acciaio di media o alta durezza viene solitamente utilizzato come supporto. Tuttavia, negli "zigomi" delle torri T-64, le sfere di corindone venivano semplicemente versate con acciaio fuso. Ciò è stato fatto per semplificare la produzione e ridurre i tempi di produzione. Di conseguenza, l'acciaio è penetrato nelle sfere di ceramica e ha creato un forte legame tra i due materiali, che ha aumentato la resistenza all'urto dell'armatura.

Pertanto, il rinforzo della ceramica con un substrato in materiale duttile ne aumenta notevolmente la resistenza agli urti e l'utilizzo di acciaio di durezza media o elevata come substrato consente di ottenere un grado di protezione ancora maggiore. Sebbene il processo di produzione possa essere complesso e richiedere molto tempo, l'uso di tale tecnologia è diventato necessario per creare armature più efficaci per i veicoli da combattimento.

Il principio di interazione tra il blocco ceramico e il substrato è abbastanza semplice e viene utilizzato non solo nell'armatura dei carri armati, ma anche nei moduli per veicoli leggeri e persino nei giubbotti antiproiettile. Al momento del contatto con una superficie ceramica molto dura, il corpo attaccante (ad esempio un proiettile) subisce gravi danni iniziali. Allo stesso tempo, un'onda d'urto inizia a propagarsi nella ceramica, che porta alla sua rottura in frammenti di varie dimensioni: dalla polvere ai pezzi di grandi dimensioni. Se il blocco non ha uno smorzatore sotto forma di substrato, il proiettile lo fa a pezzi e continua a muoversi.

Se il substrato è presente, la situazione si sviluppa diversamente. La ceramica frantumata non ha nessun posto dove andare dal piccolo volume della cella, quindi continua a esercitare un'elevata pressione sul proiettile, causandogli ulteriori danni. Per ottenere il miglior risultato, i substrati con ceramica sono disposti in più file una dopo l'altra. In questo caso, è possibile ottenere un aumento significativo del grado di protezione grazie all'effetto complessivo dei materiali di rinforzo e alla riduzione della forza d'urto su ogni strato successivo.

Pertanto, la presenza di un substrato costituito da un materiale duttile, come l'acciaio, può aumentare notevolmente il grado di protezione della ceramica dall'aggressione dei corpi. L'installazione di più file di substrato con ceramica può migliorare significativamente la protezione e aumentare la resistenza delle strutture corazzate ai danni. Questo principio viene applicato non solo nell'armatura dei carri armati, ma anche in altri tipi di armature, inclusi giubbotti antiproiettile e moduli protettivi per veicoli leggeri.

L'effetto cumulativo è la capacità delle munizioni anticarro di penetrare nell'armatura grazie all'asta di metallo ad alta velocità formata dall'esplosione di una carica esplosiva. Questa canna è chiamata getto cumulativo. Il design standard di una carica sagomata include una tacca a forma di cono rivestita di rame o altro materiale nel naso della carica. Al momento dell'esplosione della carica, la maggior parte dell'energia fa collassare il rivestimento e forma un getto cumulativo di metallo. La velocità dei suoi elementi di testa può raggiungere i 7-10 km / s, il che determina la sua elevata capacità di penetrazione.

Tuttavia, il getto cumulativo non ha una propria forza e gradualmente perde la sua lunghezza nel processo di sfondamento dell'armatura. I missili HEAT possono penetrare armature fino a un metro e mezzo di spessore. Inoltre, il getto può esplodere da qualsiasi oggetto, anche il più piccolo, che attraversa il suo asse. Tuttavia, contro le munizioni HEAT, la durezza dell'armatura non gioca un ruolo importante. Invece, la forza della barriera corazzata gioca un ruolo.

Le ceramiche corazzate sono in grado di resistere alle munizioni cumulative grazie alla loro elevata durezza e resistenza alla compressione. Tuttavia, a causa della mancanza di immagini a raggi X ad alta velocità e di metodi di ricerca elettrodinamici, per lungo tempo si è creduto che la durezza della ceramica giocasse un ruolo decisivo nella protezione contro le munizioni cumulative.

Pertanto, il blocco ceramico nell'armatura protegge il serbatoio dalle munizioni cumulative non solo per la sua durezza, ma anche per la sua interazione con il getto cumulativo. Quando una munizione cumulativa colpisce un blocco di ceramica, la sua struttura viene distrutta in tanti piccoli frammenti, che poi si disperdono in direzioni diverse. Ciò porta al fatto che il getto cumulativo perde la sua energia e non può penetrare in un'ulteriore protezione dell'armatura.

Tuttavia, non dimenticare che anche l'armatura in ceramica ha i suoi svantaggi. Può essere danneggiato se colpito da un proiettile più grande o da un forte impatto, che ne riduce l'efficacia. Inoltre, gli inserti in ceramica nell'armatura sono piuttosto costosi, il che rende l'uso di tale armatura non sempre economicamente fattibile.

Pertanto, l'armatura in ceramica è diventata un elemento importante nella protezione dei carri armati e di altre attrezzature militari nella seconda metà del XX secolo. Ha permesso di aumentare il livello di protezione mantenendo la massa del serbatoio entro limiti ragionevoli. A causa della sua interazione con le munizioni cumulative, l'armatura in ceramica può aumentare significativamente l'efficacia della protezione del carro armato contro tali armi. Tuttavia, anche l'uso dell'armatura in ceramica ha i suoi svantaggi e richiede una produzione più attenta e costosa, il che rende il suo utilizzo non sempre appropriato.

Quando si attaccano oggetti corazzati, in particolare carri armati, con munizioni cumulative, i blocchi di ceramica vengono utilizzati come protezione aggiuntiva. Sono in grado di ridurre efficacemente l'energia del getto cumulativo, il che porta a una diminuzione della sua capacità di penetrazione. La ceramica agisce non solo per la sua durezza, ma anche per lo specifico principio di interazione con le munizioni cumulative.

Quando un getto cumulativo colpisce un blocco di ceramica rinforzata, un'onda d'urto si propaga davanti al getto, rompendo la ceramica in frammenti. La pressione dietro la parte anteriore dell'onda d'urto diminuisce ei frammenti precedentemente compressi riempiono il canale del foro, tagliando il getto come una ghigliottina. Pertanto, il getto cumulativo perde la sua capacità di penetrazione, il che aumenta significativamente l'efficienza dei blocchi di ceramica.

Con la corretta installazione dei blocchi ceramici è possibile ottenere un aumento significativo delle caratteristiche protettive del serbatoio. Ad esempio, nelle torrette dei carri armati T-64 della prima serie sono stati installati inserti in alluminio. Con uno spessore totale dell'armatura "acciaio + alluminio + acciaio" di circa 600 mm, tale protezione dava l'equivalente di circa 450 mm da proiettili cumulativi. Dopo la comparsa delle torri con sfere di corindone, lo spessore totale dell'armatura è stato ridotto a 450 mm e l'equivalente dei proiettili HEAT è rimasto pari a 450 mm. Con l'uso corretto dei blocchi di ceramica, è possibile ottenere una doppia superiorità rispetto all'array in acciaio nella protezione contro le munizioni cumulative.

Tuttavia, l'uso di blocchi di ceramica ha i suoi svantaggi. Le ceramiche di alta qualità sono piuttosto costose da produrre, il che può aumentare notevolmente il costo di un serbatoio.

L'armatura in ceramica presenta anche alcune limitazioni per quanto riguarda il suo utilizzo in condizioni di vita reale. Può essere vulnerabile ad altri tipi di attacchi, come bombe termiche e proiettili perforanti cinetici che possono penetrare più strati di ceramica. Inoltre, l'armatura in ceramica ha un alto livello di fragilità e fragilità, che può portare alla sua distruzione durante il trasporto, lo stoccaggio o l'installazione.

Tuttavia, l'armatura in ceramica rimane un elemento importante nella protezione delle attrezzature militari. Tecnologie e materiali moderni consentono di creare blocchi ceramici più resistenti e affidabili in grado di fornire una protezione efficace contro munizioni cumulative e altri tipi di attacchi. La ceramica è utilizzata anche nella produzione di giubbotti antiproiettile e altri dispositivi di protezione individuale, fornendo un elevato livello di protezione con una massa e un volume relativamente ridotti.

L'armatura in ceramica è un elemento importante nel sistema di armature delle attrezzature militari. Fornisce un alto livello di protezione con una massa e un volume relativamente ridotti, che consente di creare veicoli da combattimento più leggeri e manovrabili. Tuttavia, per utilizzare la ceramica nel modo più efficace, è necessario tener conto dei suoi limiti e utilizzarla in combinazione con altri elementi di armatura e protezione.

Blog e articoli

al piano di sopra