Eğimli zirh - Sloped armour

Sovet jabhasi yonbag'ridagi zirh T-54 tank, bu erda samarali qalinligi oshishini namoyish qilish uchun kesib oling.

Eğimli zirh zirhdir, u ikkalasida ham yo'q vertikal na a gorizontal pozitsiya. Bunday "burchakli" zirh ko'pincha o'rnatiladi tanklar va boshqalar zirhli jangovar texnika (AFV), shuningdek dengiz kemalari kabi jangovar kemalar va kreyserlar. Zirhli plastinkaning qiyshayishi zirh teshadigan snaryadlar singari tankga qarshi qurollarga kirishni qiyinlashtiradi (kinetik energiya penetratorlari ) va raketalar, agar ular tez-tez sodir bo'ladigan bo'lsa, ular maqsadiga ozroq yoki kamroq gorizontal yo'lni bosib o'tishsa. Yaxshi himoya uchta asosiy ta'sir tufayli yuzaga keladi.

Birinchidan, plastinani 90 ° dan boshqa burchak ostida urgan snaryad, xuddi shu plastinkani o'ng burchak ostida urish bilan solishtirganda, zirhning katta qalinligi bo'ylab harakatlanishi kerak. Ikkinchi holatda faqat plastinka qalinligi ( normal zirh yuziga) teshish kerak; zirh nishabini oshirish, ma'lum bir plastinka qalinligi uchun, zirhning gorizontal o'lchamdagi qalinligini oshirib, ta'sir nuqtasida himoya darajasini yaxshilaydi. samolyot, snaryadning hujum burchagi. Faqat bitta nuqta o'rniga maydonni muhofaza qilish o'rtacha gorizontal qalinligi bilan belgilanadi, bu esa xuddi shunday maydon zichligi (bu holda gorizontalga nisbatan): nisbiy zirh massa ushbu hududni himoya qilish uchun ishlatiladi.

Agar gorizontal qalinligi plastinka qalinligini doimiy ravishda ushlab turish bilan nishabni oshirish orqali ko'paytirilsa, ma'lum bir hududni himoya qilish uchun uzunroq va shu tariqa og'irroq zirhli plastinka kerak. Himoyaning yaxshilanishi shunchaki maydon zichligi va shu tariqa massaning ko'payishiga tengdir va og'irlik uchun hech qanday foyda keltirmaydi. Shuning uchun zirhli transport vositalarini loyihalashda qiyalikning yana ikkita asosiy ta'siri moyil zirhlarni qo'llash uchun turtki bo'ldi.

Ulardan biri ma'lum bir avtomobil hajmini zirh bilan yanada samarali tarzda o'rab olishdir. Umuman olganda, ko'proq yumaloq shakllar ularning hajmiga nisbatan kamroq sirtga ega. Zirhli transport vositasida bo'lgani kabi, uning yuzasi og'ir zirh bilan qoplanishi kerak, samaraliroq shakl og'irlikni sezilarli darajada pasayishiga yoki bir xil og'irlik uchun qalinroq zirhga olib kelishi mumkin. Zirhning qiyshayishi ideal yumaloq shaklning yaqinlashishiga olib kelishi mumkin.

Oxirgi effekt - bu snaryadning burilish, deformatsiya va rikoshet. Plitani tik burchak ostida urganida, uning yo'li egri bo'lishi mumkin, bu uning ko'proq zirh orqali harakatlanishiga olib keladi yoki butunlay sakrab tushishi mumkin. Shuningdek, u egilib, uning kirib borishini kamaytiradi. Shakllangan zaryad zirhga juda zarba berganda jangovar kallaklar singib ketmasligi va hatto portlashi mumkin qiya burchak. Biroq, bu ta'sirlar ishlatilgan aniq zirh materiallariga va uni urish xususiyatiga juda bog'liq: moyillik hatto yaxshi kirib borishiga olib kelishi mumkin.

Eng aniq burchaklar odatda frontalda ko'rinadi muzlik Ikkala tomon ham urilish ehtimoli katta bo'lganligi sababli va transport vositasining uzunlamasına yo'nalishida qiyalik qilish uchun ko'proq joy bo'lgani uchun ham.

Nishabli zirh printsipi

Nishabli zirh nima uchun ma'lum bir hududni himoya qilishda og'irlik uchun foyda keltirmasligini ko'rsatadigan misol. Chapdagi vertikal zirhli plita va zirhning bir qismi o'ng tomonda 45 daraja burchak ostida qiyalikni taqqoslash. Zirh orqali gorizontal masofa (qora o'qlar) bir xil, ammo moyil zirhlarning (yashil o'q) normal qalinligi kamroq. Ko'rinib turibdiki, zirhning haqiqiy tasavvurlar maydoni va demak uning massasi har holda bir xil bo'ladi; agar ma'lum bir massa uchun nishab oshirilsa, normal kamayishi kerak bo'ladi.

Eğimli zirhdan (B) bir xil maydon zichligini olish uchun uchburchak profil metall qo'shimchalar talab qilinadi. Ushbu qo'shimchalarning og'irligini qoplash uchun (B) dagi normal plastinka qalinligini kamaytirish kerak.

Muayyan nuqtani yuqori darajada himoya qilishning sababi ma'lum bir normal qalinlikda ko'rishning kuchayishi (LOS) zirhning qalinligi, bu gorizontal tekislik bo'ylab, yaqinlashayotgan snaryadning umumiy harakat yo'nalishini tavsiflovchi chiziq bo'ylab. Zirhli plastinkaning ma'lum bir qalinligi uchun, snaryad transport vositasining yonbag'iriga kirib borishi uchun undan kattaroq zirh orqali o'tishi kerak.

Qirqish hajmi o'zgarmasdir

Plastinkani burish natijasida LOS-qalinligining ko'payishi shunchaki zirhli transport vositalarining konstruktsiyasida moyil zirhlarni qo'llash uchun sabab emas. Buning sababi shundaki, bu o'sish og'irlik uchun foyda keltirmaydi. Avtotransport vositasining ma'lum bir massasini ushlab turish uchun maydon zichligi teng bo'lib qolishi kerak edi va bu LOS-qalinligi ham nishab oshganda doimiy bo'lib turishi kerakligini anglatadi, bu esa yana normal qalinlikning pasayishini anglatadi. Boshqacha qilib aytganda: transport vositasining og'irligini oshirmaslik uchun plitalar mutanosib ravishda ingichka bo'lishi kerak, ularning qiyaligi oshganda, bu jarayonga teng qirqish massa.

Nishabli zirh yuqori darajadagi himoyani ta'minlaydi zirhli jangovar texnika ikkita asosiy mexanizm orqali. Eng muhimi, ma'lum bir himoya darajasiga erishish uchun ma'lum bir hajmni ma'lum bir zirh massasi bilan o'rab olish kerakligi va moyilligi sirtni hajm nisbati bilan kamaytirishi va shu sababli ma'lum bir nisbiy massani kamroq bo'lishiga imkon berishiga asoslanadi. hajmi yoki ma'lum bir og'irlik uchun ko'proq himoya. Agar hujum har tomondan teng darajada ehtimol bo'lsa, ideal shakl a bo'ladi soha; chunki gorizontal hujum aslida idealga aylanadi oblat sferoid. Burchakli tekis plitalar yoki egri chiziqli zirh dizaynerlarga ushbu ideallarga yaqinlashishga imkon beradi. Amaliy sabablarga ko'ra ushbu mexanizm ko'pincha bir tomonlama frontal hujum ehtimoli yuqori bo'lishi mumkinligi taxmin qilinib, transport vositasining old tomonida, engashish uchun etarli joy va ko'p zirh to'plangan joyda qo'llaniladi. Oddiy takoz, masalan, korpusning dizaynida ko'rinadi M1 Abrams, allaqachon tez-tez qo'llaniladigan yaxshi taxmin.

Ikkinchi mexanizm shundan iboratki, nishabli zirhga urilgan o'qlar og'ish ehtimoli ko'proq, rikoshet yoki zarbani buzish. Zamonaviy qurol-yarog 'va zirh texnologiyasi bu ikkinchi foydani sezilarli darajada kamaytirdi, bu dastlab ikkinchi darajali urushda transport vositalarining dizayniga kiritilgan asosiy nishabli zirh edi.

Kosinus qoidasi

Muayyan zirhli plastinkani normal qalinligi bilan burchak bilan ta'minlash orqali himoya kuchaytirilgan bo'lsa ham, ko'rish qobiliyati ortadi (LOS) qalinligi, zirhli transport vositasini loyihalashda e'tiborga olinmaydi, bu mo'ljallangan transport vositasining himoya darajasini aniqlashda katta ahamiyatga ega. Gorizontal holatda bo'lgan transport vositasi uchun LOS-qalinligi kosinus qoidasini qo'llagan holda oddiy formula bilan hisoblab chiqilishi mumkin: bu armourning normal qalinligiga bo'lingan kosinus armourning moyillik dan perpendikulyarlik snaryad sayohatiga (gorizontal tekislikda deb taxmin qilingan) yoki:

{ displaystyle T_ {L} = { frac {T_ {N}} {cos ( theta)}}}

qayerda

${ displaystyle T_ {L}}$ : Ko'rish qalinligi chizig'i
${ displaystyle T_ {N}}$ : Oddiy qalinlik
${ displaystyle theta}$ : Nishab zirh plitasining vertikaldan burchagi

Masalan, zirh vertikal sovg'alardan oltmish gradus orqaga burilib, gorizontal ravishda ko'rish chizig'ining qalinligidan zirhning normal qalinligidan ikki baravar ko'proq gorizontal ravishda harakatlanmoqda, chunki kosinus 60 ° ga teng. Qachon zirh qalinligi yoki bir hil zirh AFV uchun ekvivalentlik (RHAe) qiymatlari zirh qiyaligisiz ta'minlanadi, keltirilgan rasm odatda qiyalikning ushbu ta'sirini hisobga oladi, agar qiymat "y darajadagi x birliklar" formatida bo'lsa, ta'sirlar Nishab hisobga olinmaydi.

Burilish

Nishab zirhlari mo'rtlikni sindirish kabi mexanizm yordamida himoyani oshirishi mumkin kinetik energiya penetratori yoki maydon zichligi doimiy bo'lib qolsa ham, bu penetratorning sirtdan normal tomon burilishi. Ushbu effektlar, snaryadning absolyut og'irligi past bo'lsa va uning kengligiga nisbatan qisqa bo'lsa, kuchli bo'ladi. Ikkinchi Jahon Urushidagi zirhlarni teshuvchi snaryadlar, shubhasiz, dastlabki yillardagi xususiyatlarga ega edi, shuning uchun o'sha davrda ziraklar juda samarali edi. Oltmishinchi yillarda uzun novda penetratorlari kiritilgan, massasi juda cho'zilgan va juda zich bo'lgan snaryadlar. Nishabli qalin bir hil plastinalarni urish, bunday uzun novda penetrator, zirhning LOS qalinligiga dastlabki kirib borgandan so'ng, zirhning normal qalinligi tomon egilib, zirhning LOS va normal qalinliklari orasidagi uzunlikka ega bo'ladi. Shuningdek, deformatsiyalangan penetrator juda katta diametrdagi snaryad vazifasini bajarishga intiladi va bu qolgan zirhni cho'zib, uni osonroq ishdan chiqishiga olib keladi. Agar bu so'nggi ta'sirlar kuchli tarzda ro'y bersa - zamonaviy penetratorlar uchun odatda 55 ° dan 65 ° gacha bo'lgan nishab uchun shunday bo'ladi - bir xil zichlikdagi vertikal ravishda o'rnatilgan zirh bilan yaxshi himoya ta'minlanadi. Nishabli zirh tamoyilining ahamiyatini pasaytiradigan yana bir voqea - bu etmishinchi yillarda sopol zirhning paydo bo'lishi. Har qanday maydon zichligida keramik zirh vertikalroq o'rnatilganda ham yaxshi bo'ladi, chunki bir xil maydon zichligini saqlab qolish zirhni moyilligi bilan yupqalashni va normal qalinligi pasayganligi sababli sopol singanliklarni oldinroq talab qiladi.^[1]

Eğimli zirh, shuningdek, snaryadlarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin rikoshet, ammo bu hodisa ancha murakkab va hali to'liq bashorat qilinmaydi. Yuqori novda zichligi, zarba tezligi va uzunlikning diametrga nisbati uzoq novda o'qi uchun yuqori kritik rikoshet burchagiga (rikoshet boshlanishi kutilayotgan burchakka) yordam beradigan omillardir,^[2] ammo turli xil formulalar bir xil vaziyat uchun turli xil tanqidiy burchaklarni taxmin qilishi mumkin.

Burilishning asosiy jismoniy tamoyillari

Mo''jizaviy zarba natijasida yuzaga keladigan yiv qanday qilib tushish burchagini oshiradi (pastki qiyalik effekti)

Qurilma moyil zirhga zarba berganda yuzaga kelishi mumkin bo'lgan ba'zi ta'sirlarning tasviri

Nishab ta'sirining juda oddiy jismoniy modeli. Zirh bilan so'rilgan kinetik energiya burchak sinusining kvadratiga mutanosib (90 ° uchun maksimal). Maqsadning ishqalanishi va deformatsiyasi e'tiborga olinmaydi

Haqiqiy dunyoviy snaryadning xatti-harakatlari va u uradigan zirhli plastinka ko'plab ta'sir va mexanizmlarga bog'liq bo'lib, ularning moddiy tuzilishi va doimiy mexanika bashorat qilish juda qiyin bo'lgan. Shuning uchun faqat bir nechta asosiy printsiplardan foydalanish mumkin bo'lgan natijalarning to'liq doirasini yaxshi tavsiflaydigan modelni keltirib chiqarmaydi. Biroq, ko'plab sharoitlarda ushbu omillarning aksariyati shunchaki ahamiyatsiz ta'sirga ega, ularning bir nechtasi tenglamada ustunlik qiladi. Shuning uchun, juda soddalashtirilgan model yaratilishi mumkin, bu zirhli dizayndagi ushbu jihatlarning asosiy fizik printsiplari haqida umumiy fikr va tushuncha beradi.

Agar snaryad juda tez harakat qilsa va shunday bo'lsa haddan tashqari tezlik, zirh materialining kuchi ahamiyatsiz bo'lib qoladi - chunki zarba natijasida ham snaryad, ham zirh eriydi va o'zini tutadi suyuqliklar - va faqat uning maydon zichligi muhim omil hisoblanadi. Ushbu cheklangan holatda, zarbadan keyin o'q uzilishini to'xtatguncha kirib boradi momentum maqsadli masalaga. Ushbu ideal holatda faqat impuls, maydon kesmasi, zichlik va LOS qalinligi dolzarbdir. Portlash natijasida vujudga kelgan metall samolyotning holati shakllangan zaryad ning Issiqlik o'q-dorilar, bu idealga yaqin taxminni hosil qiladi. Shuning uchun, agar burchak juda haddan tashqari bo'lmasa va snaryad juda zich va tez bo'lsa, nishab juda oz ta'sir qiladi va tegishli burilish sodir bo'lmaydi.

Boshqa tomondan, snaryad qanchalik engil va sekinroq bo'lsa, shuncha moyil bo'ladi. Odatda Ikkinchi Jahon Urushidagi zirhli pirsinglar snaryadlari o'q shaklida bo'lgan va tezligi shakllangan zaryadli samolyotga qaraganda ancha past bo'lgan. Ta'sir snaryad va zirhlarning to'liq erishiga olib kelmaydi. Bunday holatda zirh materialining mustahkamligi tegishli omilga aylanadi. Agar snaryad juda yengil va sekin bo'lsa, zirhning kuchi hatto zarbani faqat "an" ga olib kelishi mumkin elastik deformatsiya, snaryad nishonga zarar etkazmasdan mag'lub bo'lmoqda. Nishab, zirhni mag'lub etish uchun snaryad yanada yuqori tezlikka ega bo'lishi kerak degan ma'noni anglatadi, chunki nishab zirhga ta'sirida barcha kinetik energiya nishon burchagiga qarab nisbatiga o'tkazilmaydi. Jarayondagi snaryad elastik to'qnashuv 2 burchak ostida buriladi ${ displaystyle alpha}$ (qayerda ${ displaystyle alpha}$ zirh plitasi yuzasi va snaryadning dastlabki yo'nalishi orasidagi burchakni bildiradi), ammo yo'nalishni o'zgartirish deyarli a ga bo'linishi mumkin sekinlashuv qism, plastinkaga perpendikulyar yo'nalishda harakatlanayotganda snaryad to'xtatilganda (va taxminan burchak ostida burilganidan keyin plastinka bo'ylab harakatlanadi) ${ displaystyle alpha}$ ) va elastik tezlanish jarayoni, snaryad plastinkadan tezlashganda (plastinka bo'ylab tezlik beparvo ishqalanishi sababli o'zgarmas deb hisoblanadi). Shunday qilib, plastinka tomonidan to'plangan maksimal energiyani to'qnashuv hodisasining sekinlashish fazasidan hisoblash mumkin.

Faqatgina elastik deformatsiya sodir bo'ladi va maqsad qat'iy, deb hisobga olsak ishqalanish, zarbaga uchib ketgandan keyin (elastik holat) yoki siljib o'tgandan keyin (agar elastik holat) zirh bilan nishonga olinadigan bo'lsa, nishonga zarba beradigan energiya ulushini hisoblash oson. plastinka.

Ushbu juda oddiy modelda maqsadga prognoz qilingan energiya qismi qiyalik burchagiga bog'liq:

${ displaystyle E_ {d} / E_ {k} = {sin ^ {2} ( alfa)}}$

qayerda

${ displaystyle E_ {d}}$ : Energiya maqsadga o'tkazildi
${ displaystyle E_ {k}}$ : Raketaning hodisaviy kinetik energiyasi
${ displaystyle alpha}$ : Nishabning dastlabki yo'nalishidan moyil zirh plitasining burchagi

Biroq, amalda AP-chig'anoqlari etarlicha kuchli edi, ular jalb qilingan kuchlar ularga etib bordi plastik deformatsiya limiti va plastinkaning elastikligi energiyaning ozgina qismini to'plashi mumkin edi. Bunday holda zirh plitasi hosil bo'ladi va energiya va kuchning katta qismi deformatsiyaga sarflanadi. Shunday qilib, bu burilishning taxminan yarmini taxmin qilish mumkin degan ma'noni anglatadi (faqat ${ displaystyle alpha}$ 2 o'rniga ${ displaystyle alpha}$ ) va snaryad plastinka ichiga siljishidan oldin, sakrab tushish o'rniga kiradi. Plastisitning sirt ishqalanishi, shuningdek, plastik deformatsiya energiyasiga nisbatan juda past va uni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Bu shuni anglatadiki, yuqoridagi formulalar asosan plastik deformatsiyaning holati uchun ham amal qiladi, ammo o'lchagich plastinka ichiga o'ralganligi sababli katta sirt burchagi ${ displaystyle alpha}$ hisobga olinishi kerak.

Bu nafaqat maqsadga uzatilgan energiya, unga zarar etkazish uchun ishlatilishini anglatishi mumkin; shuningdek, bu energiya yuqori bo'lishini anglatadi, chunki samarali burchak ${ displaystyle alpha}$ formulada endi zirh nishabining burchagidan yuqori. Tegishli haqiqiyning qiymati ${ displaystyle alpha}$ 'o'rnini bosishi kerak bo'lgan ushbu oddiy printsipdan kelib chiqish mumkin emas va uni yanada murakkab model yoki simulyatsiya bilan aniqlash mumkin.

Boshqa tomondan, xuddi shu deformatsiya zirh plastinkasining qiyaligi bilan birgalikda zirhning kirib borishini kamaytiradigan ta'sirga olib keladi. Burilish plastik deformatsiya sharoitida kichikroq bo'lsa-da, u yiv ochadigan snaryadning harakatlanish yo'nalishini o'zgartiradi, bu esa yangi zirh yuzasi va snaryadning dastlabki yo'nalishi orasidagi burchakning oshishiga olib keladi. Shunday qilib, snaryad ko'proq qurol-yarog 'yordamida ishlashi kerak va shu bilan birga, maqsad tomonidan ko'proq energiya yutilishi mumkin bo'lsa-da, u osonroq mag'lubiyatga uchraydi va bu jarayon ideal tarzda to'liq rikoshet bilan tugaydi.

Tarixiy dastur

Ikkinchi Jahon urushi oxiridagi nemis naqshlari yaxshi zirhli: Jagdpanther tank qiruvchi va nemis Tiger II fonda og'ir tank.

So'nggi yillarda ishlab chiqilgan Sovet IS-3 oddiy muzlik o'rniga uchli tirnoqdan foydalangan

Nishabli zirh kontseptsiyasining dastlabki hujjatlaridan biri bu rasmda Leonardo da Vinchining jangovar vositasi. Nishabli zirh aslida XIX asrning birinchi Konfederatsiyasida ishlatilgan temir panjalari, kabi CSS Virjiniya va qisman birinchi frantsuz tankida amalga oshirildi Shnayder CA1 Birinchi Jahon Urushida, ammo nishab zirh bilan to'liq jihozlangan birinchi tanklar frantsuzlar edi SOMUA S35 va shunga o'xshash boshqa zamonaviy frantsuz tanklari Renault R35 to'liq qobiq va minoralarni tashlagan edi. Bu mashhur Sovetga ko'proq ta'sir qilish uchun ishlatilgan T-34 Sovet tank dizayn jamoasi tomonidan jangovar tank Xarkov lokomotiv zavodi, boshchiligida Mixail Koshkin. Bu samaraliroq bo'lgan texnologik javob edi tankga qarshi qurollar hozirda xizmatga topshirilmoqda.

T-34 Germaniyaning Ikkinchi jahon urushi tanklari dizayniga katta ta'sir ko'rsatdi. Urushdan oldingi yoki dastlabki dizaynlar Panzer IV va Tiger, masalan, 1941 yildan keyingi transport vositalaridan aniq farq qiladi Pantera, Tiger II, Jagdpanzer va Xetser bularning barchasi nishabli zirhga ega edi. Bu, ayniqsa, aniq ko'rinib turibdi, chunki nemis tanklarining zirhi odatda quyilmagan, lekin payvandlangan plitalardan iborat edi.

Merkava Mark III minorasida o'ta moyil zirhlarga ega

Eğimli zirhlar keyinchalik modaga aylandi Ikkinchi jahon urushi, uning eng sof ifodasi, ehtimol inglizlardir Sardor.^{[iqtibos kerak ]} Shu bilan birga, so'nggi so'nggi jangovar tanklar teshikli va kompozit zirh, bu penetratsiyani burish o'rniga deformatsiyalash va maydalashga harakat qiladi, chunki uzun novda penetratorini burish qiyin. Ushbu tanklar yanada to'siq ko'rinishga ega. Bunga misollar Leopard 2 va M1 Abrams. Istisno - bu Isroil Merkava.

Adabiyotlar

^ Yaziv, D .; Chokron, S .; Anderson, Jr., CE; Grosch, D.J. "Keramika maqsadlarida oblik penetratsiyasi". 19-xalqaro ballistikaga oid xalqaro simpozium materiallari IBS 2001, Interlaken, Shveytsariya. 1257–1264-betlar.
^ Teyt, A (1979). "Yuqori tezlikli uzun tirgakli snaryadning rikoseti uchun zarur bo'lgan minimal nishonni oddiy baholash". J. Fiz. D: Appl. Fizika. 12 (11): 1825–1829. Bibcode:1979JPhD ... 12.1825T. doi:10.1088/0022-3727/12/11/011.

[1] Yaziv, D .; Chokron, S .; Anderson, Jr., CE; Grosch, D.J. "Keramika maqsadlarida oblik penetratsiyasi". 19-xalqaro ballistikaga oid xalqaro simpozium materiallari IBS 2001, Interlaken, Shveytsariya. 1257–1264-betlar.

[2] Teyt, A (1979). "Yuqori tezlikli uzun tirgakli snaryadning rikoseti uchun zarur bo'lgan minimal nishonni oddiy baholash". J. Fiz. D: Appl. Fizika. 12 (11): 1825–1829. Bibcode:1979JPhD ... 12.1825T. doi:10.1088/0022-3727/12/11/011.

[1]

[2]