05-08-2023
Прозрачная броня (или бронестекло) — броня, получаемая соединением слоёв силикатного стекла (закалённого, отпущенного, упрочнённого химическим травлением) со слоями полиуретанов, метилметакрилатов и поликарбонатов. Назначением прозрачной брони является защита людей, вооружения и военной техники, от воздействия поражающих средств — пуль и осколков боеприпасов. В настоящее время существует в толщинах от 12 (по I классу согласно ГОСТу Р50136-98) до 200 мм.
Требование оптической прозрачности и стремление обеспечить повышенное сопротивление внедрению высокоскоростного ударника обуславливают использование при изготовлении прозрачной брони упрочнённого силикатного стекла или иных высокотвёрдых прозрачных материалов (например, сапфира), обладающих повышенной прочностью на сжатие[1]. При этом уменьшение склонности к хрупкому разрушению таких материалов достигается, отчасти, конструктивным путём — составлением стеклоблока из ряда слоёв материала, соединяемых в монолит прозрачной полимерной клеящей плёнкой.
Содержание |
Применение прозрачной брони началось в конце 1930-х годов, и было вызвано развитием военной авиации. Вслед за появлением прозрачного фонаря кабины пилота из безосколочного органического стекла появляется необходимость защиты лётчика от пулемётного огня самолётов противника. Ввиду жёстких массовых и габаритных ограничений, присущих авиации, защита лётчика могла быть обеспечена лишь от самого малого (и наиболее массового) калибра пулемётно-пушечного вооружения того периода 7,62-7,92 мм. Это в полной мере относится как к прозрачной, так и к непрозрачной (металлической) броне, последняя по массе, выделенной на защиту самолёта, заметно превосходила прозрачную броню. В период Второй мировой войны прозрачная броня устанавливалась практически на всех типах боевых самолётов воюющих государств — истребителях, истребителях-бомбардировщиках, штурмовиках и бомбардировщиках.
Отечественная прозрачная «таблетированная» броня марки К-4 установливалась на штурмовике Ил-2. Представляла собой слоистую композицию с внешним слоем из закалённого стекла (сталинита) толщиной 34 мм — набранного из плиток 100х150 мм, и внутренним слоем или «подушкой» из органического стекла 30 мм[2]. Выпускалась в виде плоских плит, слои соединялись тонкой плёнкой поливинилбутираля. При толщине 64 мм и массе 120 кг/ кв. м броня не пробивалась 7,62 мм бронебойной пулей при стрельбе практически в упор. В том или ином виде «таблетированная» броня применялась на всех типах советских самолётов — истребителях Яковлева Як-7 и Як-9, Лавочкина Ла-5 и Ла-7 и др. Полигонные испытания отечественной прозрачной брони обстрелом проводились бронебойной пулей Б-30 по нормали к поверхности брони, дистанция стрельбы составляла 30 м. К 1943 году создана улучшенная броня марки К-5 со сплошными слоями силикатного стекла, установлена на штурмовике Ил-10. В СССР работы по созданию прозрачной брони на основе органического стекла проводились Всесоюзным институтом авиационных материалов ВИАМ. Один из создателей брони инженер М.В. Думнов. Руководители этой работы Б. В. Ерофеев и М. М. Гудимов были удостоены «Сталинской премии»[3].
На немецких самолётах широко применялась «триплексированное» бронестекло — пакет из закалённых стеклопластин, склеенных в монолит прозрачным клеем. На самолётах Fw-190 серий А4-А8 устанавливалось четырёхслойное (6+17+18+6 мм) лобовое бронестекло толщиной 50 мм под углом 25 градусов к продольной оси машины. Масса стеклоблока 14,6 кг или 120 кг/ кв. м [4]. Испытания брони на стойкость проводилось на образцах размером 400х330 мм одиночным обстрелом бронебойной пулей SmK 7,9 мм из пулемета MG 17 с дистанции 50 м. В годы войны Институт баллистики Технической академии ВВС Германии Technische Akademie der Luftwaffe под руководством Г. Шардина изучал процессы последовательного разрушения слоев стекла при пробитии прозрачной брони пулями с помощью высокочастотной искровой камеры[5].
В целом, противопульная прозрачная броня, при равной со стальной бронёй стойкости, имела приблизительно одинаковую с ней массу квадратного метра защиты и в четыре раза большую толщину, последнее является, своего рода, платой за прозрачность. Аналогично стальной (металлической) броне, с увеличением угла обстрела прозрачной брони от нормали, её стойкость увеличивается (дистанция непробития брони уменьшается). Иными словами стойкость брони положительно реагирует на изменение косинуса угла соударения. Серийная прозрачная броня периода Второй мировой войны в толщинах 50-60 мм обеспечивала защиту от 7,62-7,92 мм бронебойных пуль с нулевой дальности. При этом стеклоблок толщиной 60 мм выдерживал бронебойную пулю по нормали, а блок толщиной 50 мм — под углом, с учётом конструктивного угла установки прозрачной брони. Использованная на истребителях «Спитфайр Mk.VB» и Р-39 «Аэрокобра» 38-мм лобовая броня фонаря кабины обеспечивала только частичную защиту от бронебойных пуль винтовочного калибра. Прозрачная броня толщиной 76 мм защищала от 12,7-мм бронебойных пуль[6]. Лобовое бронестекло толщиной 75 мм, установленное на германском самолёте-штурмовике Hs-129, рассчитано на защиту лётчика с передней полусферы от 12,7-мм бронебойных пуль зенитного пулемета «ДШК» с дальностей 200—300 м. Среди конструкторов бронезащиты известен некий парадокс, согласно которому броня поражается совсем не теми средствами, на защиту от которых рассчитана. В действительности имеются свидетельства очевидцев времен войны о защите (спасении) лётчика при прямых попаданиях 20-мм разрывного снаряда в лобовое бронестекло кабины Ил-2.
На заключительном этапе войны происходит резкое увеличение толщин прозрачной брони, установленной на немецких реактивных истребителях Ме 163, Ме 262, He 162, Не 280 и др. Указанное было связано с тактикой их боевого применения по бомбардировщикам союзников (США и Великобритании), оборонительное вооружение которых было широко представлено крупнокалиберными 12,7-мм пулемётами «Кольт-Браунинг». В этом случае действие 12,7-мм пуль по броне самолёта-перехватчика происходило, в том числе, на встречных курсах, то есть при сложении векторов скоростей, при собственной скорости реактивного самолёта V=200 м/c. С учётом этого обстоятельства, на новых реактивных истребителях устанавливалось усиленное бронирование лётчика и некоторых уязвимых агрегатов только со стороны передней полусферы с обеспечением полной защиты от указанного калибра. Прозрачная броня фонаря кабины рассчитывалась на действие 12,7-мм бронебойных пуль и имела толщину 90-100 мм, толщины поперечной стальной брони, перекрывающей сечение фюзеляжа, достигали рекордных для авиации значений 15 и 20 мм[7][8][9].
В СССР вплоть до окончания войны требования по защите летчика (экипажа) прозрачной броней ограничивались исключительно калибром 7,62-7,92 мм. После окончания войны, во второй половине 1940-х годов возникла необходимость защиты и от огня 12,7 мм пулеметов A/N M2 «Кольт-Браунинг», являвшихся стандартным вооружением самолетов-истребителей ВВС США. В начале 1950-х годов в СССР, не без влияния немецкой практики защиты реактивных истребителей, была создана авиационная прозрачная броня для защиты от бронебойных снарядов 20-мм пушки Испано-Сюиза HS.404. Пушка HS.404 обладала наибольшей среди авиапушек этого калибра дульной энергией. Такая броня толщиной 124 мм была создана ВИАМом при участии М.В. Думнова, руководитель работ Б.В. Перов, и установлена, в частности, на штурмовике Ил-40 (см. Ссылки), истребителе-бомбардировщике Су-7 и некоторых др. летательных аппаратах. Однако столь тяжёлая пассивная защита, её масса составляла порядка 280 кг/ кв. м (масса стеклоблока 43 кг), с связи с бурным развитием в этот период сверхзвуковой авиации и ракетного вооружения самолётов, скоро стала анахронизмом, и при переходе к следующему поколению самолётов 1970-х годов от неё отказались. В этот же период, в связи со сменой военной доктрины СССР, отказались и от самих самолётов-штурмовиков. В США в 1950-е годы был принят на вооружение ВМС палубный штурмовик А-4 «Скайхок», прослуживший в строевых частях более 25 лет и широко применявшийся практически во всех вооруженных конфликтах 1960-х, 1970-х и 80-х годов.
По современным представлениям прозрачная броня, наряду с непрозрачной броней кабины пилота, является одним из элементов обеспечения боевой живучести летательных аппаратов (ЛА).
На самолётах-истребителях США третьего и четвёртого поколений (1970—1980 годов) прозрачная броня кабины практически отсутствует. В случаях установки прозрачной брони, например, на многоцелевом истребителе F-4E Phantom или палубном истребителе F-14 Tomcat, её толщины минимальны, и составляют 32 мм, а сама броня имеет скорее символическое значение. На палубном истребителе-бомбардировщике F/A-18 прозрачная броня отсутствует. Сказанное связано с рядом обстоятельств. В том числе, с принципиальным изменением средств поражения этого класса ЛА, вызванного заменой стрелково-пушечного вооружения истребителей на управляемое ракетное оружие с боевыми частями осколочного типа, укомплектованными неконтактными взрывателями. В этих условиях расположение точек подрыва боевой части ракеты относительно ЛА и кабины пилота (то есть направлений подхода поражающих элементов) приобретает равновероятный характер, при этом исчезает само представление о предпочтительных направлениях действия поражающего средства.
Вместе с тем, прозрачная броня используется для защиты экипажей боевых вертолётов, действующих в зонах досягаемости огня автоматического пехотного оружия. В 1971 году в СССР на вооружение принят транспортно-боевой вертолёт Ми-24[10]. Фонари кабин Ми-24 состоят из боковых панелей двойной кривизны из оргстекла и плоских лобовых пулестойких стеклоблоков. Широкие лобовые бронеблоки обеих, расположенных тандемом, кабин экипажа вместе со стальной бронёй кабины толщиной 4-5 мм надёжно защищают переднюю проекцию штурмана-оператора и пилота вертолёта от 7,62 мм пуль пехотного оружия. Прозрачная броня применяется для защиты кабины современных ударных вертолётов Ми-28 и Ка-50, передние и боковые окна которых выполнены из броневых стеклоблоков. По данным разработчиков, обеспечивается защита от пуль калибра 12,7 мм и 20-мм снарядов. Кабина бронированного штурмовика Су-25 с передних направлений обстрела также защищена прозрачным бронеблоком ТСК-137 толщиной 65 мм.
Прозрачная броня, применяемая на военных летательных аппаратах, должна обладать двумя обязательными качествами:
Первое требование, относящееся также к остеклению фонаря кабины, направлено на устранение возможности поражения или ранения экипажа вторичными осколками, образующимися при пробитии хрупких преград. Потеря прозрачности бронестекол, в частности на одноместных самолетах, практически эквивалентна их выводу из строя.
Прозрачная броня.
