Dezvoltarea turelelor sudate pentru tancurile post-WW2 în URSS,

Rusia și Ucraina

Majoritatea tancurilor de la începutul celui de-al doilea război mondial au turnat turnuri. Acestea sunt tancurile T-28, T-34, KV-1, T-III și T-V, „Cromwell”, „Matilda”, „Churchill” și altele. Numai Franța la acea vreme producea tancul "Samua-19" cu o turelă turnată. Avantajul armurii laminate din oțel este că, cu aceeași grosime ca armura turnată, are o rezistență mai mare (cu 10-20%) anti-glonț și anti-shell. În timpul celui de-al doilea război mondial, majoritatea țărilor au trecut la fabricarea turelelor turnate și doar Germania a produs tancuri cu turelete din armuri laminate.

Trecerea la producția de turnulețe turnate a fost asociată cu necesitatea unei creșteri semnificative a producției de tancuri cu aceleași capacități de producție. Turelele turnate nu necesitau cantități limitate și echipamente costisitoare de laminare și presare, nevoia de echipamente de asamblare și sudare a fost redusă semnificativ. Turelele de turnare ar putea fi stăpânite în orice turnătorie de oțel echipată cu unități de topire de capacitatea necesară și cu echipamente de ridicare și transport adecvate. Efortul de muncă pentru realizarea turelelor turnate a fost mai mic, deoarece producția de armuri turnate exclude o cantitate mare de operațiuni manuale de tăiere și sudare a gazelor.

Tăierea automată a detaliilor, sudarea automată și semi-automată la acel moment nu erau încă suficient dezvoltate în producția de armuri. În plus, utilizarea turnării a făcut posibilă obținerea unui număr de avantaje în proiectarea turnurilor. De exemplu, sudurile slăbite au fost excluse. Turnarea a fost mai ușoară decât forma armurii necesare pentru condițiile de amenajare și o combinație optimă de grosimi și unghiuri de proiectare a formei, înclinării și distribuției grosimii, oferind o probabilitate scăzută de pătrundere cu un proiectil de perforare a armurii.

Proiectanții sovietici au creat turelele tancurilor IS-3, T-10, T-55, T-62, în care s-a folosit forma sferică a turelei, contribuind la ricoșarea unui calibru și a APDS (Armor-piercing scarting sabot) proiectile.

Astfel de turnulețe au fost decizii de proiectare adecvate pentru timpul său. Țările occidentale au folosit, de asemenea, turnarea pentru producerea de turele de tancuri și, de asemenea, de coji. Comparația abordării de proiectare a armurilor occidentale și sovietice din anii 1960-1970 este descrisă în materialul - Protecția armurii tancurilor din a doua generație postbelică T-64 (T-64A), Chieftain Mk5P și M60 .

În anii postbelici, s-au dezvoltat clase simple și tehnologice de armură turnată dură medie MBL-1 și SBL-2, care cu o grosime de până la 200 mm și un nivel ridicat de protecție a armurii.

pentru

Schema turnării turnului „Obiectului 432” - a. acoperiș în jos b. acoperișul

Schema matriței asamblate pentru turnarea turelei T-64 "Obiectul 432"

1 - formular de cutie asociat; 2 - profituri; 3 - nucleul golirii; 4 - sistemul de alimentare cu energie a turnării; 5 - un șurub de fixare; 6 - frigider; 7 plăci care formează teșitura 9 ° și alezajul 53 mm;

8 - placă a bazei matriței

Cu toate acestea, în ciuda progreselor înregistrate în dezvoltarea noilor mărci de armură turnată, protecția anti-balistică a noilor tipuri de armuri laminate a rămas mai mare. Acuratețea executării dimensiunilor geometrice la fabricarea turelelor prin turnare a rămas mult mai mică decât la fabricarea acestora din plăci de oțel laminate.

Până la un anumit punct, nivelul proprietăților de protecție a turelelor turnate a asigurat îndeplinirea cerințelor de protecție a tancurilor sovietice și procesabilitatea suficient de ridicată a turnării în producția în serie a turelelor a făcut posibilă tolerarea unui număr de dezavantaje tehnologice grave. inerent aruncării armurii.

În primul rând, aceasta este instabilitatea caracteristicilor calitative ale turnării, ceea ce duce la o caracteristică diferențiată a rezistenței armurii și necesită teste constante și la scară largă, inclusiv teste de tragere costisitoare.

O mențiune specială ar trebui făcută a unui număr semnificativ de diferite tipuri de defecte de turnătorie (fisuri, cochilii, stratificări metalice etc.), variații mari ale geometriei și grosimii pieselor turnate și asociate cu eliminarea acestor defecte în operațiunile cu intensitate de muncă.

La începutul anilor '60 au fost introduse turele turnate cu armură compozită pentru T-64, T-64A (mai târziu pentru T-72A și T-80B) care aveau o protecție semnificativă împotriva proiectilelor cu încărcare în formă și a rundelor APDS. O astfel de protecție a oferit tancurilor sovietice o superioritate de protecție față de tancurile proiectate occidental din acea vreme, cum ar fi M60A și „Chieftain”. În prima jumătate a anilor 70, un nou design de turelă care poate fi numită a doua generație de turelă sovietică cu armură combinată a fost proiectat pentru „Obiectul 476”. Această turelă cu zonă slăbită redusă a fost folosită ulterior în producția de tancuri T-80U, T-80UD. Turela a inclus cavități pentru „armuri speciale”. Acest tip de armură implementează așa-numitele sisteme de apărare „semi-active”, în care energia jetului de sarcină în formă este folosită pentru a se destabiliza. Metoda a fost propusă de Institutul de Hidrodinamică al departamentului siberian al Academiei de Științe a URSS. Descris în - Rezervarea tancurilor interne moderne .

Dar, în aceeași perioadă de timp, în prima jumătate a anilor 70, a devenit evident că dezvoltarea viitoare a turelelor turnate cu tanc nu are perspective pe termen lung în comparație cu proiectarea sudată. O turelă experimentală a fost testată cu rezultate publicate în literatura specială din 1977. Dezvoltarea a fost condusă de I. I. Terekhin, M. I. Maresev, O.I. Alekseev, AN Popov de la institutul de cercetare a oțelului (NII Stali). În producția în serie, turela sudată (NII Stali, UKBTM) bazată pe soluțiile autorilor menționați mai sus va fi realizată numai după mai bine de 20 de ani pe rezervorul T-90A.

Secțiunea verticală a armurii frontale a turelei din oțel laminat:

1 - placa frontală a armurii de duritate medie; 2 - baza turelei; 3 - placa din spate din oțel cu duritate crescută (umbrită de o rețea de umplutură de încărcare antiformată)

Vedere a turelei sudate din oțel laminat după teste

Testele au arătat o rezistență ridicată a armurii principale și o supraviețuire satisfăcătoare a cusăturilor sudate

Calculele arată că greutatea unei turele sudate a unui oțel laminat întărit în comparație cu o turelă turnată similară a armurii de duritate medie cu un nivel egal de protecție poate fi redusă cu 6-8% cu o greutate a turelei de 6000-7000 kg. Acest lucru se realizează prin reducerea cu 10-20% a grosimii pereților turelei, precum și prin reducerea toleranței pozitive pentru piesele din produse laminate în comparație cu turnarea.

Cu aceeași grosime, armura rulată oferă o creștere de peste 10% a protecției armurii împotriva sub-calibru și

4. 5% împotriva proiectilelor de încărcare în formă.

Tipurile experimentale de armură laminată au prezentat o creștere cu până la 30% a protecției armurii în comparație cu oțelul turnat.

Îmbunătățirea continuă a mijloacelor de distrugere (proiectile precum ATGM, APFSDS etc.), care vizează în principal creșterea penetrării armurii, a dus la faptul că structurile blindate turnate aproape și-au epuizat capacitățile de sisteme de protecție.

Cu utilizarea armurii compozite „oțel + armură specială + oțel”, nu este nevoie de o formă sferică mai potrivită pentru turnare, deoarece proiectarea, construcția turelei și tehnologia „armurii speciale” pot fi mult simplificate cu forme conice plate și simple tipic pentru armuri rulate. Creșterea unghiurilor de impact cu armura de până la 45-60, utilă pe turelele turnate sferice, nu va duce la o scădere semnificativă a greutății, întrucât modernul perforare-subcalibru a armurii și mai ales proiectilele cumulative nu își reduc capacitatea de perforare a armurii la astfel de unghiuri de impact. Acest lucru se referă, de asemenea, la rundele APFSDS (sabot de aruncare stabilizat pentru a pierde armura) cu o alungire mare a miezului.

Dar a fost greu să înlocuim turelele turnate într-un proces de producție de masă sovietic stabilit. Lucrările au continuat în 80-s, cu implementarea anticipată atât pentru tancurile principale de luptă T-72B, cât și pentru T-80U și T-80UD.

În proiectarea de noi turnulețe, a fost planificată utilizarea de noi electroslaguri care refundă oțeluri blindate de înaltă rezistență (SK-2Sh, SK-3Sh) superioare oțelului blindat cu duritate crescută a mărcilor existente (BTK-1 și BTK-1SH). Aceste oțeluri (BTK-1 și BTK-1SH) au fost mult superioare oțelurilor de serie cu duritate medie de 42SM și 49S, dar tind să crape în timpul sudării, deoarece în compoziția acestor oțeluri, cuprul a fost folosit ca element de aliere.

T-72B "Obiectul 186" îmbunătățit cu turela sudată, 1986

Varianta de turelă a T-72B îmbunătățit (LOS total 620 mm la ± 35), T-80U (D) (570 mm total la ± 35) cu bază sudată din SK-2Sh și SK-3Sh umplutură ceramică (Sic)

Dar turelele sudate nu au reușit să intre în producția de masă în timpul erei sovietice. Abia în anii 90, când producția de tancuri în țările ex-sovietice - Rusia și Ucraina se afla în declin, cu echipamente de forjare reorientate către alte sarcini, a apărut o posibilitate de producție a turelelor sudate.

Primele turele sudate au intrat în producția de masă în uzina Ucrainei Malyshev din Harkov, când a fost semnat contractul pentru livrarea a 320 de tancuri T-80UD către Pakistan.

Pentru noua producție de tancuri din URSS, au fost implementate noi clase de oțel în producție. Producția de oțel cu duritate crescută a fost concentrată în turnătoria „Azovsteel” din Ucraina. A început un set de cercetări și lucrări experimentale privind dezvoltarea și punerea în aplicare industrială a oțelului blindat de înaltă rezistență, cu utilizarea refuzului electroslag al mărcilor SK-2Sh și SK-3Sh. Aceste lucrări au fost realizate de institutul de proiectare și tehnologie Mariupol „GSKTI” condus de A. Chepurnoy.

Corpurile din noile clase de oțel SK-2Sh și SK-3Sh au fost fabricate pe „Uzina Malyshev”. Turele pe planta "Azovmash".

Primele 6 eșantioane experimentale de turnulețe sudate au fost produse pe baza documentației de proiectare elaborată de KMDB numită după A. A. Morozov, luând în considerare utilizarea blindajelor de oțel blindate de înaltă rezistență.

După testarea în condiții industriale, aceste tehnologii sunt propuse pentru introducerea în producția de masă. Conexiunile sudate ale turelelor sunt realizate cu sprijin reciproc al foilor, utilizând încuietori în formă de U, asigurând supraviețuirea îmbinărilor sudate în timpul arderii și o precizie ridicată a interfațării plăcilor în timpul asamblării.

Două turnulețe erau destinate lucrărilor de construcție și asamblare, iar patru - pentru teste extinse prin bombardare, pentru a determina nivelurile de protecție a blindajelor de design nou în comparație cu turelele turnate de același tip.

Turela BM "Oplot"

În părțile frontale ale turnului, plăcile frontale sunt fabricate din oțel cu duritate medie, iar plăcile din spate sunt fabricate din oțel întărit de gradul SK-3Sh, ceea ce asigură o bună fabricabilitate a acestor piese, sudabilitatea lor satisfăcătoare și îndeplinirea cerințelor pentru protecția și supraviețuirea.

Turelă sudată proiectată de KMDB înainte de încercări de tragere, la începutul anilor 2000

Zonele laterale ale turelei de la armura rulată sunt făcute echivalente în protecție, dar mai mici ca grosime cu 30% (în comparație cu turela din oțel turnat). Astfel, oțelul de duritate crescut al mărcii SK-3Sh a făcut posibilă reducerea greutății laturilor turelelor. În mod similar, pentru spatele și acoperișul turelei a fost utilizat oțel cu o duritate crescută, dar mai mic decât cel al grosimii turnului turnat.

Reducerea masei părților zonei laterale, spate și a acoperișului a făcut posibilă creșterea greutății echivalente a zonei frontale a turelei și, în consecință, nivelul general de protecție al acesteia.

Turelele sunt asamblate fără utilizarea de suporturi și accesorii, direct prin montarea pieselor pe foaia inferioară cu suduri de fixare. Timpul de asamblare al unei turele durează 1 tură de lucru, iar sudarea - 5 schimburi.

Turela BM „Oplot” de pe uzina Malyshev, 2015

Încercările de tragere au fost efectuate la nivelul „Azovmash”, conform unui program dezvoltat din condițiile de determinare a nivelului de protecție al turelei de armură rulată și determinarea supraviețuirii acesteia în cazul bombardării cu subcalibru de perforare a armurii, perforare a armurii, runde cumulative și explozive.

Testele au arătat niveluri crescute de protecție anti-balistică a structurilor turnului sudat de proiectilele subcalibre care perforează armura cu cel puțin 15% și de la proiectilele de încărcare formate - nu mai puțin de 13% față de turela turnată a T-80UD. O „armură specială” de tip celular eficient instalată în cavitățile turelei.

Datorită particularităților de funcționare a „armurii speciale” există un intermediar

placă care împarte cavitatea „armură specială” în două paturi.

În fiecare dintre ele sunt instalate plăci cu celule umplute cu rășină polimerică