Боевые машины с броней из алюминиевых сплавов
Американский легкий танк M551 General Sheridan.
Использование легких металлов в конструкции автомобилей имеет относительно долгую историю. Во-первых, это были отливки из сплавов на основе магния, что обеспечивало значительное снижение веса по сравнению с применявшимися ранее чугунными отливками. Они использовались в спортивных и гоночных автомобилях с конца 20-х годов, но серия впечатляющих пожаров ограничила их использование. Менее привлекательным показалось использование алюминиевых сплавов для уменьшения веса рамы шасси и кузова. Хотя алюминиевые сплавы имеют лучшее соотношение веса и прочности, чем сталь (т.е. алюминиевая конструкция с той же прочностью, что и сталь, легче, хотя и выполнена из элементов большего сечения), они чаще всего имеют низкую твердость, деформируются и легко изнашиваются при работе в парах кинематических со стальными элементами. Со временем стали популярны автомобили с кузовами из тонких алюминиевых листов.
Еще одна попытка использовать алюминиевые сплавы в автомобилестроении имела особые причины — появилась надежда на создание относительно легких бронемашин с корпусами удовлетворительной баллистической стойкости.
Технологии соединения алюминия
Первым способом соединения элементов конструкций из алюминиевых сплавов была заклепка. Они веками использовались для соединения стальных конструкций, и их применение для тонкостенных алюминиевых конструкций, например, для обшивки самолетов, дало хорошие результаты. В случае соединения элементов большей толщины можно было использовать болтовые соединения (так соединялись, например, стальные бронелисты боевых машин), но уже в 30-е годы стало очевидно, что сварка таких конструкций более перспективна .
Впервые были предприняты попытки использовать сварку алюминия при строительстве специальных транспортных средств, например самолетов. Утверждения, однако, были не очень утешительны: огневая сварка требовала применения агрессивных, вызывающих коррозию флюсов, а прочность соединений была невысокой. Пайка изначально давала лучшие результаты, но прочность таких соединений по определению была ниже, чем у сварных. Только патентование в 1937 году американской авиационной компанией Northrop технологии сварки Heliarc (дуговая, вольфрамовая, неплавящийся инертный газ), позже известной как TIG, кардинально изменило ситуацию. Переход от клепки к сварке привел к снижению веса конструкции на несколько процентов, а трудоемкости — даже вдвое. Однако со временем выяснилось, что этот метод плохо поддается автоматизации, что приводит к низкой производительности и необходимости привлечения большого количества высококвалифицированных сварщиков. Поэтому с большим интересом в 1944 году появилась еще одна технология, первоначально называвшаяся SIGMA, затем MIG. Вместо вольфрамового электрода использовалась алюминиевая проволока, которая при плавлении служила источником дополнительного материала. Метод был по определению механизирован и легко автоматизировался, что обеспечило скачок эффективности при сохранении всех преимуществ метода TIG. Только сварка тонких листов с его применением поначалу была очень хлопотной. Метод оказался настолько хорош, что даже появление спустя несколько лет плазменной и лазерной сварки не означало его упадка.
После сварных конструкций самолетов в конце 50-х годов появились первые корабли со сварными алюминиевыми надстройками и корпусами. В этом применении дополнительным преимуществом алюминиевых сплавов перед сталью была высокая коррозионная стойкость.
Первые военные применения легких металлов
После добычи алюминия в 1827 г. военного применения ему не искали, в основном из-за чрезвычайно высокой цены (в 1846 г. алюминий был дороже золота). Как только цена на этот металл стала падать после ввода в строй в 1889 г. первых промышленных предприятий Холла-Эру, ситуация изменилась. Первый заказ на военную технику из алюминия французский флот разместил в 1892 году — это должны были быть корпуса легких торпедных катеров. Однако в боевых действиях использовались только советские торпедные катера Г-5, выпускавшиеся с 1933 года с корпусами из дюралюминия.
Успешным экспериментом стало изготовление многочисленных элементов передней части и прицепа американской 102-мм легкой полевой гаубицы М-105 из алюминиевых сплавов. В результате был достигнут рекордно малый вес орудия, не превышающий 1600 кг, но популярность конструкция не снискала. Следующим шагом должны были стать боевые машины, хотя и в их случае возникло новое требование – обеспечить значительную баллистическую стойкость, т.е. гарантировать безопасность экипажу и технике в случае попадания снаряда, осколка или близкого взрыва БТР. взрывной заряд. Это означало необходимость использования новых алюминиевых сплавов и сварки деталей значительной толщины.
Обзор боевых машин из алюминиевых сплавов
Идея конструирования боевых машин полностью или частично из алюминия появилась перед Второй мировой войной и явилась следствием наметившейся концепции создания специальной бронетехники для воздушно-десантных войск, которую можно было бы транспортировать самолетами или планерами того времени. Война, во время которой алюминий был стратегическим материалом, применявшимся почти исключительно в производстве самолетов, остановила эту работу и вопрос был возрожден через 10 лет после ее окончания. Тогда подсчитали, что при сохранении баллистической стойкости стальной конструкции удалось снизить вес до 30%. Были отмечены и другие преимущества алюминия: образование меньшего количества вторичного мусора (кусков брони, смятых с его внутренней поверхности в результате удара пули), несколько лучший, чем у стали, коэффициент поглощения проникающей радиации и меньшая вторичная радиоактивность.
Танки и машины огневой поддержки
Довольно часто для снижения боевой массы перспективных легких танков использовалась алюминиевая броня. В США серьезные шансы поступить на вооружение имел легкий танк Т-92 с алюминиевым корпусом, разработанный и испытанный в 1952÷58 годах. В конце концов от него отказались, так как он не был плавсредством, а подобное свойство советской конструкции (ПТ-76) имело такое свойство. Значительно позже была построена авангардная машина HSTVL с алюминиевой броней, турбинным приводом и 75-мм пушкой ARES. На основе его решений в 1980 г. был создан грузовик RDF/LT массой 15 т. Через два года начались испытания грузовика ТСМ-105 с алюминиевым корпусом и внешне буксируемой 105-мм пушкой. В 1985 году компания FMS Corp. построил прототип машины CCVL с алюминиевыми корпусом и башней. Пять лет спустя было принято решение построить в 1995-2000 годах двести сорок таких танков, получивших обозначение М8, но в итоге этот план был отменен. Разрабатываемый вариант M8 Buford, предложенный компанией BAE Systems, является одним из двух финалистов конкурса MPF (Mobile Protected Firepower), то есть легким танком для армии США.
Российская боевая машина 2С25 Спрут-СД.
В СССР, прежде чем было принято решение о строительстве танков с броней из алюминиевых сплавов, проводились различные исследования, подтверждающие целесообразность таких работ. На рубеже 50-х и 60-х годов, например, три корпуса плавающих танков ПТ-76 были построены из бортового небронированного сплава Д-20. Два из них были полностью укомплектованы и подвергнуты динамическим испытаниям, подтвердившим возможность создания такой рабочей конструкции.
В результате легкосплавную броню получили прототипы Объектов 906 и 934. Первый, разработанный в 1961 году, имел корпус, сваренный из алюминиевых листов толщиной до 30 мм. Башня Объекта 906 была изготовлена из стали для одновременного удовлетворения требований снижения веса, малых размеров, баллистической стойкости и т. д. 934 Sudia, вооруженная 2-мм пушкой 48А100, прототип которой был построен в 1975 году, имела корпус и башню из алюминиевого сплава, усиленные стальными экранами в лобовой проекции.
