Penetración de armadura

Penetración de blindaje  : el espesor máximo de penetración en milímetros por proyectiles perforantes de calibre o subcalibre , o proyectiles acumulativos, proyectiles de artillería o cohetes , o varios tipos de minas, bombas aéreas y otros proyectiles que utilizan el efecto acumulativo o el efecto de un núcleo de impacto (UYA) de una barrera de acero homogéneo (armadura de acero laminado homogéneo).

Desde el punto de vista de la eficacia del efecto dañino, el grosor de la penetración del blindaje no tiene importancia práctica si el proyectil, el chorro acumulativo y el núcleo de impacto retienen la acción del blindaje residual (más allá de la barrera). Después de atravesar el blindaje hacia el espacio blindado de acuerdo con diferentes métodos para evaluar la penetración del blindaje (de diferentes países y diferentes períodos de tiempo), proyectiles enteros de proyectiles, núcleos perforantes de blindaje, núcleos de choque o fragmentos destruidos de estos proyectiles, núcleos o deben salir fragmentos de un chorro acumulativo o núcleo de choque.

Índice de penetración

La penetración de la armadura de los proyectiles en diferentes países se estima utilizando métodos bastante diferentes. En el caso general, la evaluación de la penetración del blindaje se puede describir por el espesor máximo de penetración del blindaje homogéneo ubicado en un ángulo de 90 grados con respecto al vector de velocidad del proyectil. Además, como estimación, se utiliza la velocidad máxima (o la distancia) de penetración de un blindaje de un grosor dado o una barrera de blindaje dada por una munición específica.

En la URSS, al evaluar la penetración del blindaje de las municiones y la resistencia asociada del blindaje probado del equipo de tierra y la Armada, se utilizan los conceptos de "Límite de resistencia trasera" (PTP) y "Límite de penetración" (PSP).

b PTP es el grosor mínimo del blindaje, cuya superficie trasera permanece intacta (según un criterio específico) cuando se dispara desde un sistema de artillería seleccionado con una munición determinada desde una distancia de tiro determinada.

b PAP es el espesor máximo de blindaje que un sistema de artillería puede penetrar cuando dispara un tipo específico de proyectil desde un campo de tiro determinado.

Los indicadores reales de penetración de armadura pueden estar entre los valores de PTP y PSP. La evaluación de la penetración del blindaje cambia significativamente cuando un proyectil golpea un blindaje colocado en un ángulo con respecto a la línea de aproximación del proyectil. En el caso general, la penetración de la armadura con una disminución en el ángulo de inclinación de la armadura hacia el horizonte puede disminuir muchas veces, y en un cierto ángulo (el propio para cada tipo de proyectil y tipo de armadura), el proyectil comienza a rebotar. de la armadura sin “morderla”, es decir, sin iniciar la penetración en la armadura. La evaluación de la penetración de la armadura está aún más distorsionada cuando los proyectiles golpean no en armaduras enrolladas homogéneas, sino en la protección de armaduras moderna de vehículos blindados, que actualmente se realiza casi universalmente no homogéneo (homogéneo), sino heterogéneo ( combinado ) - multicapa con inserciones de varios elementos y materiales de refuerzo (cerámicos, plásticos, compuestos, metales disímiles, incluidos los ligeros).

La penetración del blindaje está estrechamente relacionada con el concepto de "espesor de protección del blindaje" o "resistencia a los efectos de un proyectil (de un tipo particular de impacto)" o "resistencia del blindaje". La resistencia de la armadura (grosor de la armadura, resistencia al impacto) generalmente se indica como una especie de promedio. Si el valor de la resistencia del blindaje (por ejemplo, VLD) del blindaje de cualquier vehículo blindado moderno con blindaje multicapa de acuerdo con las características de rendimiento de este vehículo es de 700 mm, esto puede significar que el impacto de la munición acumulada con una penetración del blindaje de 700 mm , dicha armadura resistirá, pero no resistirá el impacto de un proyectil BOPS cinético con una penetración de armadura de solo 620 mm. Para una evaluación precisa de la resistencia del blindaje de un vehículo blindado, se deben indicar al menos dos valores de resistencia del blindaje, para BOPS y para munición acumulativa.

Penetración del blindaje durante la acción del desconchado

En algunos casos, al utilizar proyectiles cinéticos convencionales (BOPS) o proyectiles especiales de fragmentación de alto poder explosivo con explosivos plásticos (y según el mecanismo de acción de los proyectiles de alto poder explosivo con efecto Hopkinson), no se produce una penetración pasante, sino una acción "dividida" blindada (más allá de la barrera), en la que los fragmentos de armadura que salen volando en caso de daños no penetrantes en la armadura desde su parte trasera tienen energía suficiente para destruir a la tripulación o la parte material del vehículo blindado. El desconchado del material ocurre debido al paso a través del material de la barrera (blindaje) de una onda de choque excitada por el impacto dinámico de munición cinética (BOPS), o una onda de choque de detonación de un explosivo plástico y estrés mecánico de la material en el lugar donde ya no es retenido por las siguientes capas de material (en la parte posterior) hasta su destrucción mecánica, dando a la parte del material que se desprende un cierto impulso debido a las interacciones elásticas con la masa del material de barrera de separación .

Penetración de blindaje de munición HEAT

En términos de penetración de blindaje, la munición acumulada bruta es aproximadamente equivalente a la munición cinética moderna, pero en principio pueden tener ventajas significativas en la penetración de blindaje sobre los proyectiles cinéticos, hasta que las velocidades iniciales de estos últimos o el alargamiento de los núcleos BOPS sean significativamente (más de 4000 m/s) aumentó. Para municiones acumulativas de calibre, se puede utilizar el concepto de "coeficiente de penetración de armadura", que se expresa en relación con la penetración de armadura al calibre de municiones. El coeficiente de penetración de armadura para municiones acumulativas modernas puede alcanzar 6-7.5. La munición acumulativa prometedora equipada con explosivos potentes especiales, revestida con materiales como uranio empobrecido , tantalio , etc., puede tener un coeficiente de penetración de armadura de hasta 10 o más. Las municiones HEAT también tienen desventajas en términos de penetración de blindaje, por ejemplo, acción de blindaje insuficiente cuando se trabaja en los límites de penetración de blindaje. La desventaja de las municiones acumulativas también son los métodos bien desarrollados de protección contra ellos, por ejemplo, la posibilidad de destruir o desenfocar el chorro acumulativo, logrado por varios métodos, a menudo bastante simples, de protección contra proyectiles acumulativos por el costado.

Según la teoría hidrodinámica de M. A. Lavrentiev, el efecto de penetración de una carga con forma de embudo cónico :

b=L(Pc/Pp)^(0.5)

donde b es la profundidad de penetración del chorro en la barrera, L es la longitud del chorro igual a la longitud de la generatriz del cono del hueco acumulativo, Pc es la densidad del material del chorro, Pp es la densidad de la barrera. Longitud del chorro L: L=R/sin(α) , donde R es el radio de carga, α es el ángulo entre el eje de carga y la generatriz del cono. Sin embargo, en las municiones modernas, se utilizan varias medidas adicionales para el estiramiento axial del chorro (embudo con un ángulo de inclinación variable, con un grosor de pared variable), por lo que la penetración de la armadura de las municiones modernas puede superar los 9 diámetros de carga.

Cálculos de penetración de blindaje

La penetración del blindaje de la munición cinética, generalmente de calibre, se puede calcular utilizando las fórmulas empíricas de Siacci y Krupp, Le Havre, Thompson, Davis, Kirilov y otros, utilizadas desde el siglo XIX.

Para calcular la penetración de armadura teórica de la munición acumulada, se utilizan fórmulas de flujo hidrodinámico y fórmulas simplificadas, por ejemplo, Macmillan, Taylor-Lavrentiev, Pokrovsky, etc. La penetración de armadura calculada teóricamente no converge en todos los casos con la penetración de armadura real.

La fórmula de Jacob de Marr (Jacob de Marr ) muestra una buena convergencia con los datos tabulares y experimentales:[1]

Esta fórmula no es física, es decir, derivada de un modelo matemático del proceso físico, que en este caso solo puede compilarse utilizando el aparato de las matemáticas superiores, sino empírica, es decir, basada en datos experimentales obtenidos en la segunda mitad del siglo. el siglo XIX durante el bombardeo en polígono de láminas de hierro relativamente grueso y armadura de acero-hierro con proyectiles de gran calibre a baja velocidad, lo que reduce drásticamente su alcance. Sin embargo, la fórmula de Jacob de Marr es aplicable para proyectiles perforantes de cabeza roma (no tiene en cuenta la parte puntiaguda de la cabeza) y, a veces, proporciona una buena convergencia para BOPS modernos. .

Penetración de armaduras de armas pequeñas

La penetración de la armadura de las balas de armas pequeñas está determinada tanto por el espesor máximo de penetración del acero blindado como por la capacidad de penetrar a través de la ropa protectora de varias clases de protección (protección estructural) mientras se mantiene una acción de barrera suficiente para garantizar la incapacitación del enemigo. En varios países, la energía residual requerida de una bala o fragmentos de bala después de atravesar la ropa protectora se estima en 80 J y más. . En el caso general, se sabe que los núcleos utilizados en balas perforantes de varios tipos después de atravesar un obstáculo tienen un efecto letal suficiente solo si el calibre del núcleo es de al menos 6-7 mm y su velocidad residual es de al menos 200 milisegundo. Por ejemplo, las balas de pistola perforantes con un diámetro central de menos de 6 mm tienen un efecto letal muy bajo después de atravesar la barrera con el núcleo.

Penetración de armadura de balas de armas pequeñas: donde b es la profundidad de penetración de la bala en la barrera, q es la masa de la bala, a es el coeficiente de la forma de la parte de la cabeza, d es el diámetro de la bala, v es la velocidad de la bala en el punto de contacto con la barrera, B y C son coeficientes para varios materiales. Coeficiente a = 1,91-0,35 * h/d, donde h es la altura de la cabeza de la bala, para la bala modelo 1908 a = 1, la bala cartucho modelo 1943 a = 1,3, la bala cartucho TT a = 1,7 Coeficiente B=5.5*10^-7 para armadura (blanda y dura), Coeficiente C=2450 para armadura blanda con HB=255 y 2960 para armadura dura con HB=444. La fórmula es aproximada, no tiene en cuenta la deformación de la ojiva, por lo tanto, para la armadura, los parámetros del núcleo perforante deben sustituirse en ella, y no la bala en sí. Esta fórmula se da en el libro de texto por V.M. Kirillov "Fundamentos para el dispositivo y diseño de armas pequeñas" Penza 1963

Penetración

Las tareas de atravesar obstáculos en equipos militares no se limitan a atravesar armaduras metálicas, sino que también consisten en atravesar varios tipos de proyectiles (por ejemplo, perforadores de hormigón) obstáculos hechos de otros materiales estructurales y de construcción. Por ejemplo, los suelos (normales y congelados), arenas con diferente contenido de agua, margas, calizas, granitos, madera, ladrillo, hormigón, hormigón armado son barreras comunes. Para calcular la penetración (la profundidad de penetración de un proyectil en una barrera) en nuestro país, se utilizan varias fórmulas empíricas para la profundidad de penetración de los proyectiles en una barrera, por ejemplo, la fórmula Zabudsky, la fórmula ARI o el desactualizado Berezan fórmula.

Historia

La necesidad de evaluar la penetración del blindaje surgió por primera vez en la era de la llegada de los armadillos navales . Ya a mediados de la década de 1860, aparecieron en Occidente los primeros estudios para evaluar la penetración del blindaje, primero de núcleos redondos de acero de piezas de artillería de avancarga, y luego de proyectiles alargados perforantes de acero de piezas de artillería estriada. Al mismo tiempo, se estaba desarrollando una sección separada de balística, que estudia la penetración de la armadura de los proyectiles, y aparecieron las primeras fórmulas empíricas para calcular la penetración de la armadura.

Mientras tanto, la diferencia en los métodos de prueba adoptados en diferentes países condujo al hecho de que en la década de 1930 se habían acumulado discrepancias significativas al evaluar la penetración de la armadura (y, en consecuencia, la resistencia de la armadura) de la armadura.

Por ejemplo, en el Reino Unido, se creía que todos los fragmentos (fragmentos) de un proyectil perforante (en ese momento, la penetración de la armadura de los proyectiles HEAT aún no se había evaluado) después de atravesar la armadura deberían penetrar en la armadura ( espacio detrás de la barrera). La URSS se adhirió a la misma regla.

Mientras tanto, en Alemania y Estados Unidos, se creía que la armadura se perforaba si al menos el 70-80% de los fragmentos del proyectil penetraban en el espacio reservado. . Por supuesto, esto debe tenerse en cuenta al comparar los datos de penetración de blindaje obtenidos de varias fuentes.

Finalmente, se aceptó[ ¿dónde? ] , que la armadura se rompe si más de la mitad de los fragmentos del proyectil están en el espacio blindado . La energía residual de los fragmentos de proyectiles que aparecieron detrás de la armadura no se tuvo en cuenta y, por lo tanto, el efecto de estos fragmentos detrás de la barrera tampoco quedó claro, fluctuando de un caso a otro.

Junto con varios métodos para evaluar la penetración del blindaje de los proyectiles, desde el principio también hubo dos enfoques opuestos para lograrlo: mediante el uso de proyectiles de alta velocidad relativamente ligeros que penetran el blindaje, o debido a proyectiles pesados ​​​​de baja velocidad. que más bien lo atraviesan. Habiendo aparecido en la era de los primeros acorazados, estas dos líneas han existido en mayor o menor medida a lo largo de toda la evolución de las armas cinéticas para vehículos blindados.

Entonces, en los años previos a la Segunda Guerra Mundial en Alemania, Francia y Checoslovaquia, la dirección principal del desarrollo fueron los tanques de pequeño calibre y los cañones antitanque con una alta velocidad inicial y balística forzada, cuya dirección generalmente se mantuvo durante la guerra misma. . En la URSS, por el contrario, desde el principio, se apostó por aumentar el calibre del proyectil, lo que permitió lograr la misma penetración de armadura con un diseño de munición más simple y tecnológicamente más avanzado, a costa de algunos aumento en las características dimensionales de masa del propio sistema de artillería. Como resultado, a pesar del atraso técnico general, la industria soviética durante los años de la guerra logró proporcionar al ejército una cantidad suficiente de medios para combatir los vehículos blindados enemigos con características de rendimiento adecuadas para resolver las tareas que se les asignaron. Solo en los años de la posguerra, un avance tecnológico proporcionado, entre otras cosas, por el estudio de los últimos desarrollos alemanes, hizo posible cambiar a medios más efectivos para lograr una alta penetración de armadura que un simple aumento de calibre y otros cuantitativos. parámetros

Literatura

Notas

  1. ↑ Mesas de tiro para cañones autopropulsados ​​de 85 mm D5-S85 y D5-S85A, cañón tanque de 85 mm mod. 1943 D5-T85, cañón tanque de 85 mm mod. 1944 ZIS-S53. / aprobado por el jefe adjunto de la GAU del Ejército Rojo y el presidente del Comité de Artillería, Teniente General de Artillería Khokhlov .. - M . : Editorial Militar del Comisariado Popular de Defensa, 1944. - 119 p.