БАШНЯ ТАНКА Российский патент 2001 года по МПК F41H5/20 

Изобретение относится к области бронетанковой техники, а конкретно к башням танков, и может быть использовано при разработке и изготовлении башен танков нового поколения.

В отечественном и зарубежном танкостроении в связи с постоянным совершенствованием средств поражения при создании новых объектов бронетанковой техники (ОБТ) главное внимание уделяется повышению броневой стойкости башен к воздействию нападающих боеприпасов (их прямой защиты). С этой точки зрения наиболее перспективными считаются дальнейшее улучшение броневой конструкции башни и рационализация ее компоновки, при этом наряду с улучшением состава комбинированной брони и свойств используемых материалов большой резерв совершенствования броневой конструкции башен заложен в выборе оптимальных форм ее броневых деталей.

Практическая реализация конкретных схем усовершенствования конструкций башен встречает трудности как технологические, так и в виде заданных тактико-технических ограничений габаритно-массовых характеристик (см. Современные танки/ Под редакцией Сафонова Б.С. и Мураховского В.И. - М.: Арсенал-Пресс, 1995, с. 37-42).

В последнее время значительно увеличилась мощность бронепоражающих средств и вероятность их воздействия со стороны крыши ОБТ. В связи с этим ставится задача по усовершенствованию конструкции башни с обеспечением ее круговой защиты, в том числе, и со стороны крыши.

Известна башня танка США "Абрамс" М1 с его модификациями М1А1 и М1А2 (см. вышеупомянутый источник с. 136-145).

Башня танка выполнена сварной и содержит амбразуру, лобовые стенки, расположенные наклонно к вертикали, имеющие значительную толщину и представляющие собой многослойную комбинированную преграду, включающую составные элементы "чобхэмовской" брони с обедненным ураном.

Недостатком известной башни является то, что она имеет недостаточный уровень защиты против перспективных снарядов, особенно от поражения сверху через небольшую по толщине крышу. Кроме того, известная башня имеет большой габарит по ширине и поэтому увеличить ее защищенность путем увеличения толщины брони наружу не представляется возможным, так как при этом значительно увеличится масса, которая для танка "Абрамс" выполнена на пределе.

Ввиду вышеуказанных недостатков известная башня не может быть использована при разработке танков нового поколения.

Известна башня французского танка "Леклерк" (см. тот же источник с. 154-160). Башня выполнена сварной и содержит амбразуру, лобовые, бортовые стенки, донный лист, к которому крепится погон, крышу, выполненную комбинированной, причем лобовые и бортовые листы изготовлены из многослойной брони с использованием керамики и содержат модульные блоки, которые могут быть заменены при боевых повреждениях. В кормовой части башни размещена боеукладка, отделенная перегородкой от обитаемого отделения.

Недостатком известной башни является то, что увеличение защищенности за счет увеличения габаритных размеров также невозможно, так как это неизбежно повлечет за собой значительное увеличение массы. Возможно некоторое повышение защищенности за счет замены имеющихся модульных блоков на блоки с более совершенным наполнителем, но это весьма проблематично, так как на данный момент таких наполнителей не существует в основных танкопроизводящих странах и трудно спрогнозировать их разработку и производство в ближайшем будущем, причем таких, которые смогли бы противостоять перспективным средствам поражения и удовлетворяли бы по габаритно-массовым характеристикам. Кроме того, серьезным недостатком является то, что известная башня имеет угловато-прямоугольную форму относительно большой высоты. Малые углы наклона от вертикали лобовых и бортовых стенок не способствуют рикошету нападающих снарядов, а в местах угловых сопряжений броневых листов, являющихся концентраторами напряжений, при обстреле возникают большие нагрузки, которые снижают бронестойкость и способствуют разрушению конструкции. При этом ввиду малого наклона указанных стенок для таких габаритов башни площадь ее крыши весьма значительна и выполнение ее комбинированной дало значительный прирост по массе.

Таким образом, дальнейшее увеличение защищенности известной башни ограничено, поэтому она не может быть использована при разработке танков нового поколения, для которых защищенность должна быть увеличена в 1,5-2 раза при незначительном увеличении по массе.

Целью настоящего изобретения является повышение защищенности башни танка без увеличения габаритных размеров и с минимальным увеличением массы.

Поставленная цель достигается за счет того, что башня танка, содержащая жестко связанные с основанием и между собой лобовые, бортовые стенки, крышу, выполненные из многослойной брони, амбразуру и кормовой лист, причем башня выполнена в виде жестко закрепленных на общем основании двух симметрично разнесенных относительно продольной оси башни броневых отсеков, жестко связанных между собой с помощью амбразуры и кормового листа, при этом каждый броневой отсек образован разнесенными между собой наружными и внутренними боковыми стенками, наружными и внутренними листами крыши и продольными вертикальными стенками, причем наружные боковые стенки образованы двумя жестко связанными между собой верхней и нижней частями, выполненными по переднему контуру в секторе от амбразуры до поперечной оси башни в виде двух усеченных пирамид, расположенных соосно вверх и вниз от общего, лежащего в горизонтальной плоскости основания, при этом внутренние боковые стенки по переднему контуру выполнены в виде усеченной пирамиды, направленной вверх от своего большего горизонтального основания, причем оси упомянутых пирамид совпадают с вертикальной осью башни, угол наклона боковых граней равен 20-30^o от основания, при этом количество и расположение граней пирамиды, образующей внутреннюю боковую стенку, соответствует количеству и расположению граней пирамиды, образующей верхнюю часть наружной боковой стенки, причем оси симметрий крайних граней пирамид совпадают с поперечной осью башни, от которой боковые наружные и внутренние стенки до кормового листа представляют собой продолжение плоскостей крайних граней, при этом верхние кромки наружной и внутренней стенок жестко связаны соответственно с наружным и внутренним листами крыши, установленными под наклоном от кормового листа к амбразуре и от продольной оси башни на боковую сторону под углом, равным 4-6^o, с обеспечением зазора, равного 0,65-0,7 величины зазора между наружными и внутренними боковыми стенками, в котором по линиям ребер граней усеченных пирамид жестко закреплены ребра, выполненные толщиной, равной 0,25-0,3 толщины наружной боковой стенки и снабженные отверстиями, причем расстояние между продольными вертикальными стенками броневых отсеков равно 0,2-0,25 ширины башни, замеренной по кромкам наружных боковых стенок на поперечной оси башни, высота основания равна 0,2-0,25 высоты башни, замеренной по ее вертикальной оси, высота нижней части наружной боковой стенки равна 0,2-0,25 от высоты верхней части наружной боковой стенки, высота башни по ее вертикальной оси равна 0,2-0,25 ширины башни, расстояние от поперечной оси башни до кормового листа равно 0,31-0,33 ширины башни, при этом продольные вертикальные стенки и кормовой лист по верхнему контуру выполнены заподлицо с наружными боковыми стенками и крышей, а нижняя кромка продольных стенок совпадает с нижней плоскостью основания башни, причем на кромках наружных и внутренних листов крыши и боковых стенок выполнены выступы длиной, равной 1,5-5 толщин упомянутых листов, взаимодействующие с ответными пазами в вертикальных продольных стенках и в кормовом листе.

Анализ основных отличительных признаков изобретения показал, что за счет усовершенствования броневой конструкции башни путем оптимизации ее основных геометрических размеров (высоты и ширины) и выбора целесообразных форм выполнения и установки ее броневых деталей обеспечено значительное повышение защищенности и живучести башни при минимальном увеличении ее массы, а именно:
- выполнение боковых стенок в виде усеченных пирамид с углом наклона боковых граней, равным 20-30^o от горизонтального основания, и установка крыши под наклоном от кормового листа к амбразуре и от продольной оси башни на боковую сторону под углом, равным 4-6^o, способствует рикошету снарядов, улучшает сопротивление броневых листов проникновению снаряда, причем при повороте башни на угол от амбразуры до поперечной оси суммарная толщина стенок по направлению движения снаряда остается постоянной, что обеспечивает заданный (одинаковый) уровень защиты при больших курсовых углах обстрела;
- наклон граней боковых стенок на угол, равный 20-30^o от горизонтальной плоскости, позволил также обеспечить как защиту от снарядов, атакующих башню в горизонтальной плоскости, так и от средств поражения сверху, так как сильно наклоненные боковые стенки частично перекрывают сверху внутренний объем башни, за счет чего площадь разнесенной по высоте крыши значительно уменьшена по сравнению с площадью основания башни;
- малые углы между сопрягаемыми поверхностями, гранями пирамид, образующих боковые стенки, между стенками и крышей придают башне округло-выпуклую форму, что обеспечило повышение прочности и живучести башни, а ее малая высота снижает вероятность поражения башни;
- выполнение стенок башни в виде разнесенных между собой наружных и внутренних стенок с ребрами между ними и с возможностью установки различных наполнителей значительно усиливают все перечисленные признаки;
- выполнение боковых стенок гранеными в виде усеченных пирамид позволяет рационально использовать внутренний объем между стенками для заполнения его наполнителем, детали которого, как правило, изготавливаются плоской формы, а в случае необходимости, на наружной поверхности могут быть установлены элементы навесной динамической защиты, что обеспечивает значительное повышение защищенности;
- жесткое закрепление наружных и внутренних стенок на общем основании, которое выполнено массивным по высоте, равной 0,20-0,25 высоты башни, замеренной по ее вертикальной оси, обеспечивает увеличение жесткости и прочности конструкции башни и повышает защищенность нижней части башни;
- малая высота башни, составляющая 0,20-0,25 от ее ширины, уменьшает общий силуэт башни и снижает вероятность ее поражения;
- малое отношение расстояния между продольными вертикальными стенками броневых отсеков к ширине башни, равное 0,20-0,25, обеспечивает максимально возможное использование ширины железнодорожного габарита;
- отношение расстояния от поперечной оси башни до кормового листа к ширине башни, равное 0,31-0,33, обеспечивает наиболее оптимальное отношение между забронированным объемом и массой башни.

Изобретение поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 изображен вид в плане на башню танка;
- на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1, где изображен поперечный разрез башни;
- на фиг. 3 изображено сечение Б-Б фиг. 1;
- на фиг. 4 изображено сечение В-В фиг. 1;
- на фиг. 5 - сечение Г-Г фиг. 4.

Башня танка содержит основание (погон) 1, выполненное в виде кольца высотой h₁, равной 0,20-0,25 высоты башни H, замеренной по ее вертикальной оси (см. фиг. 1, 2, 3), на верхнем торце которого жестко закреплены наружные боковые стенки 2, 3, внутренние стенки 4, 5, амбразура 6 и кормовой лист 7. Наружная стенка 2, внутренняя стенка 4, наружный лист крыши 8, внутренний лист крыши 9 и продольная вертикальная стенка 10 образуют левый броневой отсек 11, предназначенный для одного из членов экипажа танка (например, командира).

Наружная стенка 3, внутренняя стенка 5, наружный лист крыши 12, внутренний лист крыши 13 и продольная вертикальная стенка 14 образуют правый броневой отсек 15, предназначенный для размещения второго члена экипажа танка (например, наводчика).

Левый 11 и правый 15 броневые отсеки симметрично разнесены относительно продольной оси башни P на расстояние K, равное 0,20-0,25 ширины башни E, замеренной по кромкам наружных боковых стенок 2, 3 на поперечной оси башни M. Средняя полость между броневыми отсеками 11 и 15 предназначена для установки танковой пушки (на фиг. не показана).

Наружные боковые стенки 2 и 3 образованы из двух частей: нижних 16, 17 и верхних 18, 19, жестко связанных между собой и по переднему контуру в секторе от амбразуры 6 до поперечной оси башни M выполненных в виде усеченных пирамид с гранями 20, причем большие основания этих пирамид совпадают и лежат в горизонтальной плоскости П (см. фиг. 4) на расстоянии h₂ от верхнего торца основания 1, равном 0,20-0,25 высоты h₃ верхних боковых стенок 18, 19.

Ось симметрии (середина) крайних граней 21 и 22 совпадает с поперечной осью башни М, а поверхности стенок 2, 3 на расстоянии Ж от упомянутой оси до кормового листа 7 представляют собой продолжение плоскостей граней 21, 22. Грани 20 обеих пирамид установлены под одинаковым к плоскости основания П углом наклона α = 20-30^o.

Внешний контур наружных боковых стенок 2, 3 определяет габаритные размеры башни, причем размеры Е и Р ограничены железнодорожным габаритом и не могут быть увеличены.

Внутренние стенки 4, 5 жестко связаны с основанием 1 и установлены с зазором г от верхних частей 18, 19 наружных боковых стенок 2 и 3 и в секторе от амбразуры 6 до поперечной оси башни М также выполнены в виде усеченной пирамиды с нижним основанием, расположенным в горизонтальной плоскости Р, совпадающей с верхним торцом основания 1, причем количество и расположение граней 23 соответствует количеству и расположению граней 20 наружных стенок 2, 3, таким образом, ребра граней 20 и 23 лежат в одних плоскостях С (см. фиг. 1), а оси всех пирамид - нижних 16, 17 и верхних 18, 19 частей наружных боковых стенок 2, 3 и внутренних стенок 4, 5 совпадают с вертикальной осью башни Л.

Крайние грани внутренних стенок 4 и 5 своей осью симметрии совпадают с поперечной осью башни М (аналогично граням 21 и 22), а поверхность этих стенок на расстоянии Ж от оси М до кормового листа 7 также является продолжением плоскостей крайних граней (на фиг. не показано) с обеспечением зазора г.

Между верхними частями 18, 19 наружных стенок 2, 3 и внутренними стенками 4, 5 в плоскостях С жестко закреплены ребра 24, снабженные отверстиями 25 (см. фиг. 4) и выполненные толщиной, равной 0,25-0,3 толщины наружных стенок 2, 3, в пространство между которыми может быть установлен противоснарядный и противорадиационный наполнитель (на фиг. не показан).

Наружные 2, 3 и внутренние 4, 5 стенки своими верхними кромками жестко связаны с наружными листами крыши 8, 12 и внутренними листами крыши 9, 13, которые установлены между собой с зазором д, равным 0,65-0,7 величины зазора между стенками 2, 3 и 4,5, с наклоном от кормового листа 7 к амбразуре 6 под углом γ = 4-6^o и от продольной оси башни Р к бортам под углом β = 4-6^o.

В листах крыши 8, 12 и боковых стенках 2, 3 по кромкам со стороны кормового листа 7 и продольных вертикальных стенок 10, 14 выполнены выступы 26 длиной Т и У, равной 1,5-5 толщины этих листов, которые входят в соответствующие пазы, выполненные в кормовом листе 7 и в вертикальных стенках 10, 14.

Кормовой лист 7, установленный вертикально на основании 1, жестко связывает броневые отсеки 11, 15 между собой и может быть использован для крепления к нему контейнера 27 с боеукладкой (боеприпасами).

Кормовой лист 7 по верхнему контуру выполнен по кромкам наружных боковых стенок 2, 3 и наружных листов крыши 8, 12 на всю ширину башни Е.

Высота башни Н, замеренная по ее вертикальной оси, равна 0,20-0,25 ширины башни Е, при этом расстояние Ж от поперечной оси башни М до кормового листа 7 равно 0,31-0,33 ширины башни Е.

Работа
Башня танка предназначена для защиты от всех видов нападающих боеприпасов двух членов экипажа, например командира и наводчика, этому в значительной степени способствует их размещение в левом 11 и правом 15 бронированных отсеках, при этом продольные вертикальные стенки 10, 14 и установленная в средней полости между отсеками 11 и 15 танковая пушка обеспечивают дополнительную защиту. Главную роль в броневой защите башни играют наружные боковые стенки 2, 3, при этом нападающий снаряд, попадая в одну из наклонных граней 17, внедряется в нее, при этом затрачивается большая энергия, чем больше наклон грани 20 от вертикали, тем большее сопротивление оказывается снаряду и тем больший путь L в преграде должен пройти снаряд, так как

где S толщина преграды; α - угол наклона от горизонтали.

Пройдя через наружные стенки 2 или 3, полуразрушенный снаряд попадает в зазор г и взаимодействует с наполнителем, который может быть там размещен, где и происходит дальнейшее разрушение снаряда, остатки которого задерживаются внутренней стенкой 4 или 5. При попадании снаряда в указанные стенки они испытывают значительную нагрузку и прогибаются, чему препятствуют ребра 24.

Наружные листы крыши 8, 12 за счет наклона к горизонтальной плоскости способствуют рикошету нападающего снаряда, а в случае пробития наружных листов, остатки снаряда сдерживаются внутренними листами крыши 9, 13.

Таким образом, в предлагаемой конструкции башни за счет выбора оптимальных форм броневых деталей, их взаимного расположения и габаритов обеспечено увеличение защищенности в 1,7-2 раза при увеличении общей массы на 20-30%, причем указанный уровень защищенности достигнут при курсовых углах обстрела ±35-40^o.

Изобретение относится к бронетанковой технике, в частности к конструкциям башен танков. Предложенная конструкция позволяет повысить защищенность башни танка без увеличения ее габаритов и с минимальным увеличением массы. Сущность изобретения заключается в том, что башня выполнена в виде жестко закрепленных на общем основании двух симметрично разнесенных броневых отсеков. Каждый из отсеков образован разнесенными между собой наружными и внутренними боковыми стенками, выполненными по переднему контуру в секторе от амбразуры до поперечной оси башни в виде усеченных пирамид, расположенных соосно. Угол наклона боковых граней пирамид равен 20 - 30° от основания. Наружный и внутренний листы крыши установлены с наклоном от кормового листа к амбразуре и от продольной оси башни на боковую сторону под углом, равным 4 - 6°, с обеспечением зазора между собой, равным 0,65 - 0,7 величины зазора между боковыми стенками. 5 ил.

Башня танка, содержащая жестко связанные с основанием и между собой лобовые, бортовые стенки, крышу, выполненные из многослойной брони, амбразуру и кормовой лист, отличающаяся тем, что башня выполнена в виде жестко закрепленных на общем основании двух симметрично разнесенных относительно продольной оси башни броневых отсеков, жестко связанных между собой с помощью амбразуры и кормового листа, при этом каждый броневой отсек образован разнесенными между собой наружными и внутренними боковыми стенками, наружными и внутренними листами крыши и продольными вертикальными стенками, причем наружные боковые стенки образованы двумя жестко связанными между собой верхней и нижней частями, выполненными по переднему контуру в секторе от амбразуры до поперечной оси башни в виде двух усеченных пирамид, расположенных соосно вверх и вниз от общего, лежащего в горизонтальной плоскости основания, при этом внутренние боковые стенки по переднему контуру выполнены в виде усеченной пирамиды, направленной вверх от своего большего горизонтального основания, причем оси упомянутых пирамид совпадают с вертикальной осью башни, угол наклона боковых граней равен 20 - 30° от основания, при этом количество и расположение граней пирамиды, образующей внутреннюю боковую стенку, соответствует количеству и расположению граней пирамиды, образующей верхнюю часть наружной боковой стенки, причем оси симметрий крайних граней пирамид совпадают с поперечной осью башни, от которой боковые наружные и внутренние стенки до кормового листа представляют собой продолжение плоскостей крайних граней, при этом верхние кромки наружной и внутренней стенок жестко связаны соответственно с наружным и внутренним листами крыши, установленными под наклоном от кормового листа к амбразуре и от продольной оси башни на боковую сторону под углом, равным 4 - 6°, с обеспечением зазора, равного 0,65 - 0,7 величины зазора между наружными и внутренними боковыми стенками, в котором по линиям ребер граней усеченных пирамид жестко закреплены ребра, выполненные толщиной, равной 0,25 - 0,3 толщины наружной боковой стенки и снабженные отверстиями, причем расстояние между продольными вертикальными стенками броневых отсеков равно 0,2 - 0,25 ширины башни, замеренной по кромкам наружных боковых стенок на поперечной оси башни, высота основания равна 0,2 - 0,25 высоты башни, замеренной по ее вертикальной оси, высота нижней части наружной боковой стенки равна 0,2 - 0,25 высоты верхней части наружной боковой стенки, высота башни по ее вертикальной оси равна 0,2 - 0,25 ширины башни, расстояние от поперечной оси башни до кормового листа равно 0,31 - 0,33 ширины башни, при этом продольные вертикальные стенки и кормовой лист по верхнему контуру выполнены заподлицо с наружными боковыми стенками и крышей, а нижняя кромка продольных стенок совпадает с нижней плоскостью основания башни, причем на кромках наружных и внутренних листов крыши и боковых стенок выполнены выступы длиной, равной 1,5 - 5 толщин упомянутых листов, взаимодействующие с ответными пазами в вертикальных продольных стенках и в кормовом листе.