Одной из самых необычных особенностей американского танка «Абрамс», является его бронирование. Это единственный в мире танк, защищенность которого опирается на обедненный уран. Сегодня мы разберемся, в чем преимущества такого решения, и к каким «побочным эффектам» оно может привести.
До 1988 года комбинированная броня американского танка основывалась на британской технологии Chobham. Но с версии M1A1HA бронирование получило элементы из обедненного урана.
История
Расположение листов «специальной» брони «Чобэм» на первой генерации M1 Abrams (1980). Считается, что она состоит из нескольких слоев металлических или керамических плиток с амортизирующими слоями из резины или полиуретана
В 1980-м году американская армия получила новый танк M1 Abrams. Изначально, машина получила модификацию британской 105-мм пушки L7 и комбинированное бронирование, основанное на британской же технологии «Чобэм». Это композитная броня, «рецепт» которой доподлинно неизвестен. Считается, что он состоит из воздушной прослойки, керамических плиток, вложенных в матрицу, и связанных с несколькими амортизационными слоями. Этот материал одинаково успешно противостоял кумулятивным и кинетическим средствам поражения своего времени. Высокая твердость керамики, с одной стороны, приводила к разрушению сердечников БОПС, а с другой, «плитки», рассеивали кумулятивную струю – снижая ее бронепробиваемость.
В 1984 году танк обновили до уровня M1A1 (центральный рисунок). Одним из отличий были увеличенные лобовые детали башни. Через 4 года эти детали оснастили наполнителем из обедненного урана
С такой защитой первый «Абрамс» обладал стойкостью к ОБПС(оперенный бронебойный подкалиберный снаряд), эквивалентной 470 мм стальной брони, а против кумулятивных снарядов этот показатель равнялся уже 650 мм. Но вскоре выяснилось, что этого недостаточно.
Урановая броня
Схема расположения элементов комбинированного бронирования на основе обедненного урана в танке M1A1HA. Этот материал в 1,6 раз плотнее свинца, что обуславливает его высокую стойкость к воздействию кумулятивной струи
В октябре 1988 года появляется модификация M1A1HA (Heavy Armor) с урановой броней 1-го поколения (так называемая, уранокерамика UO87). А через два года танки получили урановую броню второго поколения (UO100 в алюминиевых пакетах). На данный момент самой совершенной считается броня 3-го поколения, появившаяся на M1A1SA (UO100 с графитовым напылением в титановых пакетах).
Кобинированная бронеплита подбитого «Абрамса». Можно заметить объем, который забирают амортизационные слои
Схема бронелистов с обедненным ураном до сих пор засекречена. Исследователи полагают, что она схожа с «Чобэмом», но слой керамики был заменен обедненным ураном. А в различных поколениях брони менялись дополнительные амортизационные слои.
Почему уран?
Еще один пример подбитого танка. Стоит отметить, что конструкция комбинированной брони «Абрамса» исключает изгиб листов, что обуславливает «угловатость» танка
Для начала нужно сказать, что обедненный уран имеет плотность 19,05 г/см³, это почти в 2,5 раза больше плотности стали( в среднем 7,8 г/см³). Но почему так важна плотность материала? Для понимания этого нужно немножко разобраться с механикой процесса пробития брони кумулятивной струей. Этот процесс довольно сложный, в котором нужно учитывать массу деталей таких как: плотность преграды, её структура, текучесть(пластичность) материала, его твердость и даже скорость распространения в нем звука. Для упрощения, мы не будем погружаться в тонкости физических процессов и формул, а попытаемся объяснить все, так сказать, на пальцах.
Во-первых, пожалуйста, забудьте раз и навсегда такие выражения как «прожигание или проплавление брони кумулятивной струей», температура кумулятивной струи лежит в пределах 400-800С, поэтому, ни о каком расплавлении брони не может быть и речи. Материал кумулятивной струи представляет из себя металл, который под воздействием давления в десятки тысяч атмосфер превратился в подобие жидкости. Почти тоже самое происходит и с броней в которую внедряется кумулятивная струя.
«Урановая» броня в американском ОБТ обеспечивает высокую снарядостойкость. Но из-за ее большой массы применяют ее лишь во лбу корпуса и башни.
Согласно законов физики, если бронебойный элемент(не обязательно кумулятивная струя) внедряется в броню со скоростью превышающей скорость распространения в ней звука(для стали это примерно 6000 м/с, а скорость КМ струи, в среднем, 10-15 тысяч м/с) то материал брони начинает вести себя уже не как твердое тело, а как жидкость. Поэтому, процесс пробития брони КМ струей похож скорее на то, как струя воды размывает мокрый песок. То есть, такие качества брони как твердость и пластичность отходят на второй план и на первый план выходит плотность материала, потому-как «размывая» броню(выдавливая ее из пробоины) КМ струя передает ей свою энергию и чем плотнее(тяжелее) материал тем больше энергии он отнимает у КМ струи. Так как плотность обедненного урана в 2,5 раза больше плотности стали то, соответственно, примерно в столько же раз больше энергии он отнимет у КМ струи.
Теперь стоит сказать несколько слов и о структуре брони из обедненного урана. Как можно понять из приведенных выше фотографий, пакеты брони состоят из пластин обедненного урана(или урановой керамики/металлокерамики/) разделенных воздушной прослойкой или прослойкой из амортизирующего материала. Когда КМ струя проходит через материалы с разной плотностью скорость её движения меняется, из-за чего она начинает фрагментироваться, то есть при ударе о следующую преграду она является уже не монолитной струей, а разбитой, так сказать, на отдельные капли, каждая из которых имеет уже значительно меньшие бронебойные способности. Если же слои бронеэлементов не закреплены жестко между собой то, каждая «капля» КМ струи их чуть-чуть смещает в сторону и следующая «капля» попадает уже в почти не поврежденный участок бронеэлемента, и ей приходится расходовать энергию на его пробитие и так происходит со всеми следующими за ней «каплями».
Благодаря всем этим ухищрениям лобовая броня башни M1A2 SEP (урановая броня 3-го поколения) обладает эквивалентной стойкостью к ОБПС в 960 мм, а к кумулятивным снарядам – до 1600.
Лобовая деталь башни M1A1 после попадания кумулятивной гранаты. Наполнитель из обедненного урана обеспечивает стойкость к кумулятивным средствам поражения, эквивалентную 1,6 м стальной брони
Обратная сторона медали
Повторимся: обедненный уран в 2,5 раза плотнее стали, а следовательно – тяжелее. Если M1A1 весил 57 тонн, то M1A1HA с урановой броней потяжелел до 62 тонн. Говоря иначе, одним из залогов запредельной массы американского ОБТ, является его защищенность, достигшая в последней модификации показателя в 66 тонн.
Еще один аспект – безопасность экипажа. С одной стороны, обедненный уран отличается высокой нефротоксичностью и может вызывать почечные заболевания. Радиоактивное излучение обедненного урана достаточно мало и полностью блокируется облицовкой. Это если говорить о танке, который не обстреливается. А что же будет при попадании? В ходе тестовых обстрелов «Абрамсов» с урановой броней первого поколения выяснилось, что первые же попадания (без пробития) приводили к разбросу опасных фрагментов на расстоянии в 5-7 метров от танка. А продолжительный обстрел увеличивал зону загрязнения до 80 метров. Как уже было сказано, обедненный уран не особо радиоактивен, поэтому, пока он просто лежит на земле он почти не опасен, но не стоит забывать, что мелкодисперсные элементы брони могут, в виде пыли, попасть в легкие или желудочно-кишечный тракт человека, что будет иметь весьма неприятные последствия. Короче говоря, пока танк не поврежден, никакой опасности для экипажа и окружающей среды урановая броня не несет.
Считается, что обедненный уран в стабильном состоянии абсолютно безвреден для экипажа. А неизбежное альфа-излучение полностью блокируется внутренним покрытием боевого отделения
Почему не вольфрам?
Когда американцы модернизировали британскую броню «Чобэм» с помощью урана, в самой Британии пошли иным путем. Так, новые ОБТ Challenger 2 получили, по сути, тот же «слоеный пирог», но вместо урана поместили слой вольфрама. Последний незначительно плотнее обедненного урана (19,25 гсм3 против 19,05 гсм3). Да и риски для экипажа с использованием вольфрама отсутствуют. Почему же американцы использовали уран? Потому, что они очень хорошо умеют считать деньги. Главная причина использования обедненного урана в американских танках: обилие ненужных отходов производства ядерного топлива коим и является U-238(обедненный уран). За все время ядерной эры, в США, на складах, скопились около 500 тысяч тонн обедненного урана, который, по сути, является мусором, который еще и создает кучу проблем с хранением. Конечно, U-238 можно использовать в реакторах на быстрых нейтронах для получения плутония, но это позволит «утилизировать» всего лишь тысячи, но не сотни тысяч тонн обедненного урана.
В 1970-х в Пентагоне начался поиск новых средств противодействия советским ОБТ с комбинированной броней. Тогда начался поиск материала с максимальной плотностью – для сердечников новых снарядов. На эту роль подходил вольфрам, который достаточно редкий и дорогой металл(в зависимости от чистоты его стоимость может доходить до 600 долларов за кГ.). Тут-то и вспомнили про обедненный уран – сравнимый по плотности, но доступный, который дешевле было пустить «в дело», чем хранить. Ведь иного применения ему не нашли. Так обедненный уран «прописался» в боеукладке американских танков, а позже – и в броне.
Предположительная схема бронирования башни британского Challenger 2. Считается, что в этом ОБТ в качестве наполнителя используется вольфрам.
Итоги
Естественно, все вышеописанное опирается на открытые источники, которые могут значительно отходить от засекреченной истины. Одно известно доподлинно: урановая броня американских «Абрамсов» — это один из способов переработки радиоактивных отходов. А бронирование с применением обедненного урана, как показала практика, обеспечивает высочайшую защищенность американских ОБТ. Правда за это пришлось заплатить высокой массой «Абрамса».
На данный момент защита «Абрамсов» основывается на материале UO100 с графитовым напылением.
