ПРИНЦИП РАБОТЫ

Когда кумулятивная струя проходит через взрывчатые элементы, результирующие взрывы разгоняют стальной корпус с очень высокой скоростью под косым углом к струе, тем самым срезая большую часть тела струи. По сравнению с израильскими моделями ДЗ «Блейзер» «Контакт-1» значительно мощнее, имеет больше листовых плит, имеет лучший угол наклона, гораздо менее чувствителен к изменению угла наклона и имеет более оптимизированную многослойную конструкцию. Это различие усугубляется отсутствием у «Блейзера» специальных угловых кронштейнов для увеличения наклона взрывчатых элементов.

         

Каждый отдельный взрывчатый элемент 4С20 технически считается взрывчатой панелью динамической защиты сам по себе. В российской номенклатуре каждый взрывчатый элемент классифицируется как так называемый «динамический элемент», поскольку он может adequately работать сам по себе, как, например, элементы «Блейзера». Взрывчатый элемент состоит из двух стальных плит средней твёрдости, между которыми находится слой пластичного взрывчатого вещества. Стальной корпус, содержащий два взрывчатых элемента, имеет стенки толщиной около 2–3 мм. Эта относительно большая толщина придаёт корпусам достаточную жёсткость, чтобы они могли выдерживать массу человека, стоящего сверху, не деформируясь, и достаточную прочность, чтобы их нельзя было легко разрушить при падении на танк тяжёлых предметов (кирпичей, бетона) или при стрельбе из стрелкового оружия. Относительно большая толщина также помогает гарантировать, что поражающие снаряды обладают достаточной устойчивостью для правильного срабатывания взрывателя, в отличие от прохождения прямо сквозь блок ДЗ без детонации. Кроме того, стенки стального корпуса не просто выполняют функцию контейнера для взрывчатых элементов, но и способствовали общему поражающему действию против кумулятивных зарядов при подрыве заряда взрывчатого вещества.

Толщина трёх слоёв каждого элемента 4С20 не разглашается, но из фотографии выше видно, что соотношение толщины стальных плит, покрывающих толщину взрывчатого слоя, составляет 1:2. Если прибавить известную толщину цельной плиты 4С20 к 3 мм стенок стального корпуса, толщина стальных плит должна составлять около 2,3 мм или меньше, в то время как слой пластичного взрывчатого вещества ПВВ-5А составляет около 5,4 мм или более. Другие источники утверждают, что состав сэндвича — 2-7-2, но это противоречит информационному плакату, на котором указано, что толщина элемента 4С20 составляет 10 мм. Независимо от точной толщины, 4С20 имеет несколько лучшее соотношение толщины листовой плиты к толщине взрывчатого слоя по сравнению с ДЗ «Блейзер», которая имела более простую многослойную конфигурацию 3/3/3 «сталь–взрывчатка–сталь» согласно Рикарду О. Линдстрёму.

Используя известные характеристики пластичного взрывчатого вещества ПВВ-5А, применяемого в 4С20, можно применить уравнение Гёрни для симметричных сэндвичей для расчёта скорости метательных плит. Как упоминалось ранее, масса комплектного элемента 4С20 составляет 1,35 кг, в то время как масса заряда взрывчатого вещества составляет 0,26 кг. Масса листовых плит, покрывающих слой взрывчатого вещества, получается простым вычитанием массы взрывчатого вещества из общей массы сэндвича. Скорость детонации ПВВ-5А составляет 7400 м/с, поэтому постоянная Гёрни составляет 2,46 км/с. Исходя из этого, прогнозируется, что скорость листовых плит составит примерно 1,156 км/с. Метод прогнозирования скоростей метательных плит подробно описан в работе «Энергия взрывчатых веществ: оценка скорости и импульса, придаваемых перемещаемому металлу».

В статье «Бронепробиваемость сэндвичей ДЗ в зависимости от толщины слоя взрывчатого вещества или скорости движения плит» доктор Манфред Хельд отметил, что характеристики метательных плит толщиной 1 мм возрастали экспоненциально по мере увеличения слоя взрывчатого вещества, и пришёл к выводу, что увеличение скорости движения метательных плит отвечает за повышение эффективности.

Это дополнительно подтверждается теоретической моделью, предложенной Ядавом в работе «Взаимодействие металлической струи с движущейся мишенью». Модель Ядава показала, что на величину уменьшения бронепробиваемости кумулятивной струи в первую очередь влияет скорость листовой плиты, а не плотность плиты, и что за счёт увеличения отношения толщины заряда взрывчатого вещества к листовой плите можно уменьшить бронепробиваемость кумулятивной струи. Снижение плотности листовых плит привело к повышению эффективности за счёт последующего увеличения скорости движения плиты.

Хельд утверждает, что экспериментальные данные, полученные М. Исмаилом в работе «Оптимизация характеристик взрывной реактивной брони» с использованием плит толщиной 1–3 мм и слоёв взрывчатки толщиной 2–5 мм, к его удивлению, хорошо вписываются в его модель. Поскольку доступ к работе «Оптимизация характеристик взрывной реактивной брони» в настоящее время недоступен, воспроизведение данных Исмаила в документе Хельда чрезвычайно полезно. Как видно на страницах 235 и 236, уменьшение остаточного пробития кумулятивных струй достигает плато между слоями взрывчатого вещества толщиной 2–5 мм как при использовании метательных плит толщиной 1 мм у Хельда, так и при использовании метательных плит толщиной 3 мм у Исмаила. Исходя из этих данных, можно прогнозировать, что конфигурация 2,3/5,4/2,3 «Контакт-1» должна обеспечить значение, близкое к максимально возможной эффективности симметричной многослойной компоновки, учитывая, что ПВВ-5А несколько слабее взрывчатых веществ, использовавшихся Хельдом.

Согласно информационному плакату НИИ стали, размеры взрывчатого элемента 4С20 составляют 252×130×10 мм. Габаритные размеры всего блока «Контакт-1» составляют 314×148 мм, включая клапаны из листового металла на каждом конце блока для прохождения крепёжных болтов. Существует два варианта блоков «Контакт-1», как показано ниже. Диаграмма взята из книги В. А. Григоряна «Защита танков».

[float=left][/float]

Видеокадры разборки блока «Контакт-1» доступны здесь (ссылка). Разборку и извлечение взрывчатых элементов можно произвести простым гаечным ключом.

V-образное расположение элементов 4С20 внутри блока «Контакт-1» было уникальной советской разработкой и было существенно более совершенным, чем любая другая конфигурация динамической защиты, доступная где-либо ещё в мире в то время. Статья «Численное исследование воздействия взрывной реактивной брони на бронепробиваемость кумулятивной струи», написанная группой китайских исследователей, даёт подробный обзор того, как работает «Контакт-1». Исследование, финансировавшееся Китайским обществом артиллерии, включало испытание динамической защиты на броневом листе, наклонённом под углом 68 градусов, с использованием 54-мм кумулятивной боевой части с медной обкладкой. Этот необычно специфический ракурс намекает на то, что данное исследование, возможно, было частью китайской оценки эффективности советской динамической защиты на танках, таких как Т-72, у которых верхний лобовой лист наклонён на 68 градусов. Мы также можем многому научиться из этой работы. В документе описывается воздействие одного слоя ДЗ, размещённого под косыми углами от 45 до 68 градусов, в подзаголовке 4.2. Ниже приведены соответствующие абзацы дословно:

«4.2. Косое пробитие

Типичные схемы взаимодействия струи, пробивающей ДЗ, и основной мишени под углом удара 68° показаны на рис. 7. По сравнению с нормальным пробитием, показанным на рис. 6, динамическая защита создаёт более значительные помехи струе при косом ударе. При детонации взрывчатого вещества ДЗ движение плит наружу непосредственно перерезает струю, тем самым серьёзно нарушая процесс пробития. С образованием большего количества сегментов струи в результате непрерывного взаимодействия остаточная бронепробиваемость значительно снижается. Это видно из рис. 7. Когда возмущённая струя пробивает плиту под большим углом удара, её носовая часть скользит по поверхности задней плиты, что приводит к изгибу, разрушению и рассеиванию струи (сегментов). Таким образом, глубина пробития в основную мишень значительно снижается.»

«Из рис. 9 видно, что чем больше угол удара, тем меньше глубина пробития. Кроме того, глубина пробития значительно уменьшается, когда угол удара превышает 45°. Глубина пробития уменьшена на 55–75% в диапазоне от 45° до 68° (угол удара) по сравнению с корпусом без ДЗ.»

Это рис. 9:

Как видно, один слой ДЗ с конструкцией, аналогичной взрывчатому элементу 4С20 (если не точно такой же), может обеспечить снижение бронепробиваемости на 75% при наклоне 68 градусов. Но «Контакт-1» имеет V-образную конструкцию. Как это будет выглядеть? Обратимся к подзаголовку 5.2:

«5.2. Влияние угла удара

На рис. 11 показаны прогнозируемые результаты поражения основной мишени для корпусов с V-образной ДЗ с углом 9° и без неё при различных углах поражения. Из рис. 11 видно, что бронепробиваемость снижается на 60–90% для исследованного диапазона углов воздействия. На рис. 12 показаны пробоины возмущённой струи, пробивающей основную мишень. Показано, что траектория пробития отклоняется, и отклонение увеличивается с увеличением угла удара. Диаметр отверстия, особенно на входе, становится больше с увеличением угла удара. Подобно случаю плоской ДЗ, описанному в разделе 4.2, первое и второе, вероятно, вызваны изгибом струи и decentralизацией струи соответственно.»

Ниже показан рисунок 11:

Благодаря V-образной конструкции пара элементов ДЗ может снизить бронепробиваемость кумулятивного заряда на 90% при наклоне 68 градусов. Согласно информационному бюллетеню НИИ стали, «Контакт-1», как сообщается, может снизить бронепробиваемость кумулятивных зарядов в среднем на 55% при наклоне 0 градусов и до 80% при наклоне 60 градусов. Исходя из этого, увеличение наклона до 68 градусов может легко привести к снижению на 90%, поэтому есть полное основание рассматривать китайскую V-образную модель ДЗ как точную копию «Контакт-1».

Кроме того, НИИ стали утверждает, что «Контакт-1» может снизить бронепробиваемость обычной ПТУР (используя «Конкурс» в качестве примера) до 86%, или на 58% для 125-мм кумулятивного снаряда, или до целых 92% для боевых частей меньшего размера, таких как боевая часть M72 LAW. Эти цифры в целом соответствуют заявленному снижению на 90% для китайской V-образной модели ДЗ при наклоне 68 градусов, за исключением заявленного снижения всего на 58% для 125-мм кумулятивного снаряда. Точно неизвестно, почему 125-мм кумулятивный снаряд работает намного лучше, чем даже ПТУР с значительно большим диаметром кумулятивного заряда (125-мм кумулятивный снаряд имеет толстый корпус, поэтому фактический диаметр кумулятивного заряда внутри него составляет всего около 105 мм). Правдоподобное объяснение заключается в том, что толстостенный шиповидный носовой выступ защищает хвостовую часть кумулятивной струи и медный осадок, когда блок динамической защиты детонирует, а метательные плиты выдвигаются на траекторию струи. Предположительно, это снижает бронепробиваемость.

Обоснование конструктивного решения по размещению взрывчатых элементов под углом V рассмотрено в подзаголовке 5.3. Исследование показывает, что максимальная эффективность элементов ДЗ может быть достигнута, если два элемента расположены параллельно друг другу, но если кумулятивный заряд ударит под углом 0 градусов к ДЗ при таком расположении, эффект будет абсолютно минимальным. Поскольку практический опыт показывает, что танки не всегда поражаются под оптимальным углом, мягко говоря, V-образная форма ДЗ обеспечила бы лучшую эффективность при попаданиях под небольшим углом наклона. В то время как более простая одноэлементная ДЗ может иметь минимальную ценность при малом наклоне, V-образная ДЗ, такая как «Контакт-1», всё ещё может выполнять свою основную функцию даже с приемлемой потерей эффективности. Однако, по-видимому, конкретный угол V в 9 градусов, используемый на «Контакт-1», был в значительной степени произвольным. В документе объясняется, что изменение угла между слоями ДЗ существенно не меняет характеристики динамической защиты. Вот соответствующий отрывок:

«Однако изменение глубины пробития с увеличением угла V довольно мало. Замечено, что глубина пробития уменьшается на 85–90% для всех исследованных углов V. Таким образом, показано, что уменьшение глубины пробития нечувствительно к углам V, исследованным в данной статье.»

Обратите внимание, что исследователи тестировали углы 0, 5, 9, 13, 17 и 21 градус.

Ниже представлены рентгеновские фотографии и моделирование прохождения кумулятивной струи через V-образную ДЗ под углом 0 градусов. Даже при 0 градусах разрушительное действие ДЗ существенно.

Во время Первой чеченской войны у многих танков извлекли взрывчатку 4С22 и продали на чёрном рынке из-за плохого экономического положения России в то время и крайне тяжёлых условий жизни военнослужащих. Блоки «Контакт-1» не заряжались в мирное время по соображениям безопасности. Согласно протоколу, они должны были заряжаться только во время подготовки к военной операции, но многие танки в Чечне остались пустыми частично из-за спешки с подготовкой (сотни блоков на каждый танк делают это утомительной рутиной) и из-за воровства. В результате сочетания этих неблагоприятных обстоятельств многие танки въехали в Грозный с блоками «Контакт-1», но без взрывчатки внутри. Недавно на Украине были зарегистрированы аналогичные случаи краж.

Интересно отметить, что даже пустые блоки «Контакт-1» всё ещё могут обеспечить некоторую дополнительную защиту от лёгких боеприпасов за счёт увеличенного размера воздушного зазора, что было продемонстрировано во время боёв в Грозном. Дополнительное пространство, обеспечиваемое самим пустым корпусом (70 мм) и воздушным зазором между корпусом и бортовым экраном (17 мм), увеличивает общий размер воздушного зазора с 745 мм примерно до 830 мм.