Комбинированная броня, также композитная броня, реже многослойная броня — тип брони, состоящий из двух или большего количества слоёв металлических или неметаллических материалов.
Пассивная защитная система (конструкция), содержащая, как минимум, два различных материала (не считая воздушных промежутков), предназначенная для обеспечения сбалансированной защиты от кумулятивных боеприпасов и боеприпасов кинетического действия, используемых в боекомплекте одной пушки высокого давленияR. Simpkin. Multi-layer Armour — A quantum Jump? Nato’s Fifteen Nations Special, 1981, № 1, pp. 29—33..
В послевоенный период основным средством поражения тяжелых бронированных целей (основной боевой танк, ОБТ) становятся кумулятивные средства поражения, представленные, в первую очередь, динамично развивавшимися в 1950—1960-х годах противотанковыми управляемыми ракетами (ПТУР), бронепробивная способность боевых частей которых к началу 1960-х годов превысила 400 мм броневой стали.
Ответ для парирования угрозы со стороны кумулятивных средств поражения был найден в создании многослойной комбинированной брони с более высокой, по сравнению с гомогенной стальной броней, противокумулятивной стойкостью, содержащей материалы и конструктивные решения, в совокупности обеспечивающие повышенную струегасящую способность бронезащиты. В 1970-х годах на Западе были приняты на вооружение и получили распространение бронебойные оперенные подкалиберные снаряды 105 и 120-мм танковых пушек с сердечником из тяжелого сплава, обеспечение защиты от которых оказалось значительно более сложной задачей.
Разработка комбинированной брони для танков была начата практически одновременно в СССР и США во второй половине 1950-х годов и применялась на ряде опытных танков США того периода. Тем не менее, среди серийных танков комбинированная броня была применена на советском основном боевом танке Т-64, производство которого было начато в 1964 году, и использовалась на всех последующих основных боевых танках СССР.
На серийных танках других стран комбинированная броня различных схем появилась в 1979—1980 годах на танках «Леопард 2» и «Абрамс» и с 1980-х годов стала стандартом в мировом танкостроении. В США комбинированная броня для бронекорпуса и башни танка «Абрамс», под общим обозначением «Special Armor», отражавшим гриф секретности проекта, или «Burlington», была разработана Ballistic Research Laboratory (BRL) к 1977 году, включала в себя керамические элементыКерамические элементы, закрепленные в металлическом каркасе (обойме) — «матрице» и прочно соединенные с металлической подложкой. Ключевым фактором достижения высокой противоснарядной стойкости комбинированной брони является создание конструктивными решениями и технологическими приемами состояния двухосного напряженного сжатия керамических элементов. Наличие лицевой крышки и амортизаторов (vibration absorber). Возможность исполнения в однослойной и двухслойной конфигурациях., и была рассчитана на защиту от кумулятивных боеприпасов (эквивалентная толщина по стали не хуже 600—700 мм), так и бронебойных оперённых снарядов типа БОПС (эквивалентная толщина по стали не хуже 350—450 мм)Григорян В. А., Юдин Е. Г., Терехин И. И. и др. Защита танков. — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — С. 265. — ISBN 978-5-7038-3017-8.Tank Protection Levels, однако, применительно к последним, не обеспечивала выигрыша по массе в сравнении с равностойкой стальной бронейZaloga S. M1 Abrams Main Battle Tank 1982—1992. Osprey Publishing Ltd., London, 1993, p. 9—10Clancy T. Armored Cav — a guided Tour of an Armored Cavalry Regiment. Berkley Books, New York, 1994. — P. 5., и на поздних серийных модификациях последовательно наращивалась. Из-за высокой по сравнению с гомогенной бронёй стоимости и необходимости применения броневых преград большой толщины и массы для защиты от современных кумулятивных боеприпасов, применение комбинированной брони ограничивается основными боевыми танками и, реже, основным или навесным дополнительным бронированием БМП и других бронемашин лёгкой категории.
Противопульная комбинированная броня с керамикой
Являясь разновидностью конструктивной брони, комбинированная броня с керамическим лицевым слоем и подложкой из армированного пластика обладает рекордной стойкостью к действию бронебойных пуль при обстреле под малыми углами от нормали, что непосредственно связано с высокой (не менее 70 единиц по шкале HRC) твердостью, малой массовой плотностью керамического слоя. В условиях обстрела комбинированной брони под углами, близкими к нормали, её масса (сравнивается поверхностная плотность, кг/м²) в 2—3 раза меньше массы равностойкой стальной брони высокой твердости. Именно поэтому такая броня первоначально, еще в 1960-е годы, нашла применение для защиты экипажей и некоторых уязвимых агрегатов вертолётов, низкая скорость которых и действие в зонах досягаемости огня пехотного оружия, при практически круговом обстреле, обуславливают благоприятные для этой брони условия взаимодействия с поражающим средством.
Противопульная комбинированная броня состоит из лицевого слоя, выполненного в виде керамических элементов (пластин), и подложки из армированных пластиков. Высокая стойкость такой брони обуславливается эффективным разрушением на высокотвёрдом лицевом слое сердечников бронебойных пуль с последующим удержанием образующихся осколков керамики и сердечника энергоёмким тыльным слоем брони. Принципиальным является характер разрушения керамического слоя брони по типу «конуса разрушения», образованного системой радиальных и кольцевых трещин, направленного в сторону тыльного слоя и увеличивающего присоединенную массу брони«Interaction of Projectiles and Composite Armor». Part II, AMMRC CR 69-15, August 1969. Вместе с тем обширная область разрушений керамического слоя, наряду со значительными деформациями подложки в месте удара, в частности, в виде расслоений слоистых пластиков на значительной площади, обуславливают низкую, в сравнении с гомогенной сталью, живучесть керамической брони при обстреле. В силу указанных причин, на протяжении нескольких десятилетий, область её применения практически ограничивалась объектами, при обстреле бронезащиты которых низкая живучесть не являлась критичным фактором — летательными аппаратами, в первую очередь, вертолётами, и авиационными средствами индивидуальной бронезащиты.
История создания авиационной комбинированной брони Толчком к созданию и широкому применению комбинированной брони с керамикой послужили военные действия США в Юго-Восточной Азии 1960-х годов. Массированное применение вертолётов для целей разведки, переброски войск и снаряжения, огневой поддержки и эвакуации раненых, показало их повышенную уязвимость со стороны наземного огня легкого пехотного оружия. Общее число сбитых вертолётов превысило четыре тысячиInteravia Air Letters, 1975, vol. 30, № 9, pp. 972—975, 991—992..
Анализ потерь позволил установить, что в тот период времени, на данном ТВД, основным средством поражения вертолётов являлось лёгкое автоматическое стрелковое оружие калибра 7,62 мм.
Для защиты кабины пилотов, жизненно-важных агрегатов и систем летательных аппаратов США, комбинированная броня с керамикой применяется с 1966 года. В период Вьетнамской войны броня с керамикой была установлена на вертолетах «Bell» UH-1B/C/D, AH-1 «HueyCobra», OH-58, Sikorsky CH-54, на военно-транспортном самолете С-130, тактическом истребителе А-7 «Corsair» и на некоторых других машинах. В ряде случаев броня с керамикой заменила собой уступающую ей по весовой эффективности разнотвёрдую стальную броню DPSA (Dual Property Steel Armor). Так установка на вертолете AH-1G сидения из керамико-пластиковой брони с соотношением слоев: карбид бора 9,6 мм + стеклопластик 6,4 мм, вместо сидения из разнотвердой стали позволило снизить массу последнего на 10,4 кгAwiation Week and Space Technology, 1976, vol. 104, № 4, p. 104.
Комбинированная броня марки Starmat (дата регистрации марки 1965 год) компании Aerojet General Corp. с лицевым слоем из корундовой керамики марок AD85 или AD95 и подложкой из алюминиевого сплава 2024-Т4 устанавливалась на первых модификациях вертолетов UH-1 и CH-54, в порядке их оперативной доработки в строевых частях. Бронепанели соединялись внахлестку и крепились непосредственно к трубчатому каркасу сидений первого и второго пилотов вертолета UH-1B. В специальных полозьях по бортам кабины устанавливались сдвижные бронепанели суммарной массой 49,6 кг, каждая панель на стороне соответствующей дверцы кабины. Бронепанели обеспечивали защиту боковой проекции пилота, и сдвигались назад при посадке или высадке экипажа из машины. Суммарная масса бронированного сидения 65 кг. Требованиями по защите экипажа вертолета предусматривалось обеспечение 100-процентного непробития бронезащиты при стрельбе 7,62 мм бронебойной пулей М61 с дистанции 100 ярдов (91 м), угол соударения (от нормали) 15°UH-1D «Aircrew Armored Seat Crash Survival Analyses». USAAV LABS Technical Report 65-59. August 1965. Тем самым обеспечивалась защита экипажа вертолёта со стороны днища, бортов и спинки сидений. В последующих конструкциях бронированных сидений компаний NortonHauck E., Coes S. Armored Seat for Aircraft and the Like // US Patent № 3581620., Ceradyne, Simula, Martin-Baker — «Helicopter Armored Crashworthy Seats Mark 1 (HACS 1)» — броня уже входит в конструкцию сидения, чем достигается снижение общей массы конструкции.
Для защиты пилотов с передних направлений обстрела по неотложному запросу был разработан грудной щиток «протектор», из брони HFC, закрывавший грудную часть туловища.
Практически в тот же период в США компанией Goodyear Aerospace Corp. была создана и получила распространение броня HFC ( — комбинированная броня с лицевым слоем высокой твердости)Создатель — Ричард Кук (Richard Cook) (Goodyear Aerospace Corp.), приоритет которого подтверждён патентами США № 3509833 и 3516898.. В качестве тыльного слоя брони HFC был использован стеклотекстолит на основе жгутовой стеклоткани-ровницы и полиэфирном связующим. Стеклотекстолит разработан Пикатинским арсеналом США.
С 1965 года броня HFC выпускается по военным техническим условиям MIL-A-46103 (MR), первоначально с пластинами корундовой керамики с содержанием оксида алюминия 85 или 95 % — материала, отличавшегося наиболее простой технологией изготовления (прессование и последующее спекание заготовок) и низкой стоимостью. Позднее, по мере освоения более эффективных материалов, и с пластинами на основе карбида кремния или карбида бора. В частности бронезащита экипажа и уязвимых систем вертолета AH-1G обеспечивалась новыми бронированными сидениями со сдвижными боковыми щитками, и установленными локально бронепанелями, из новой комбинированной брони марки Noroc, изготовленными отделением Protective Products Division компании Norton Company, на основе карбида бора и стеклотекстолита. Дата регистрации марки брони 1967 год.
На защитные свойства (противопульную стойкость) комбинированной брони положительное влияние оказывают следующие характеристики керамического материала«A Review of Ceramics for Armor Applications». 32nd Int. Conf. Advanced Ceramics and Composites, 2008: малые значения массовой плотности керамики — определяет массовые характеристики бронезащиты; твердость — определяет эффективность разрушения бронебойного сердечника при взаимодействии с керамикой. В целом желательно, чтобы твердость керамического материалы была выше твердости бронебойного сердечника, а импеданс (или акустическое сопротивление) был максимальным; прочность на сжатие — влияет на живучесть брони при обстреле; модуль упругости — определяет волновую картину, скорость распространения волн напряжений в преграде; вязкость разрушения — определяет живучесть брони при обстреле и её эксплуатационную живучесть; характер разрушения керамики (интеркристаллитный или транскристаллитный) — определяет возможности энергопоглощения.