Xe chiến đấu bộ binh BMP-1. Phần chính của cơ thể được làm bằng thép; một cửa sổ đặc trưng ở phần trên phía trước được làm bằng hợp kim nhôm. Ảnh của Wikimedia Commons
Trong nửa sau của thế kỷ trước, các phương tiện chiến đấu bọc thép được sử dụng rộng rãi, việc bảo vệ chúng được cung cấp bởi các bộ phận cán bằng loại này hay loại khác được làm bằng hợp kim nhôm. Mặc dù có độ mềm rõ ràng và các tính năng khác, nhôm vẫn có thể thể hiện tất cả các ưu điểm của nó so với áo giáp bằng thép và thậm chí có thể đẩy nó ra ở một số khu vực.
Câu chuyện dài
Nhôm được sử dụng làm vật liệu chế tạo giáp tiên tiến chỉ bắt đầu được coi là vào giữa thế kỷ XNUMX. Ví dụ, ở nước ta, công việc theo hướng này bắt đầu vào cuối những năm bốn mươi. Các chuyên gia Liên Xô lần đầu tiên tìm kiếm khả năng chế tạo áo giáp hạng nhẹ cho máy bay; sau đó bắt đầu dự án tương tự vì lợi ích của hạm đội. Và chỉ đến cuối những năm XNUMX, áo giáp nhôm mới bắt đầu được “thử nghiệm” cho các phương tiện chiến đấu bọc thép trên bộ. Các quá trình tương tự đã được quan sát tại thời điểm đó ở nước ngoài.
Vào đầu những năm XNUMX, các nhà luyện kim Liên Xô và nước ngoài đã tìm ra các hợp kim tối ưu của nhôm và các kim loại khác có khả năng hiển thị các chỉ số độ bền mong muốn. Vào giữa những năm sáu mươi, những hợp kim như vậy đã được sử dụng trong các dự án thực tế về một số loại xe bọc thép hạng nhẹ. Trong một số trường hợp, nhôm được sử dụng một mình, trong những trường hợp khác, cùng với các kim loại khác.
Thiết giáp chở quân M113 của Mỹ có vỏ bằng nhôm. Theo quan điểm của các mối đe dọa mới, áo giáp của riêng mình được bổ sung với các khối trên cao. Ảnh quân đội Hoa Kỳ
Sau đó, các hợp kim mới đã xuất hiện ở nước ta và nước ngoài - và các loại xe bọc thép mới có khả năng bảo vệ tương tự. Xe thành nhiều lần tham gia các trận đánh và thể hiện khả năng của mình. Trong các thử nghiệm và thực tế, áo giáp nhôm đã cho thấy hiệu suất cao và thậm chí còn có ưu điểm hơn hẳn các loại bảo vệ khác. Tất cả điều này cho phép cô ấy vẫn ở trong hàng ngũ.
mẫu nhôm
AFV nội địa đầu tiên có giáp nhôm là BMP-1. Cô ấy nhận được một cơ thể bằng thép, nhưng phần trên phía trước - nắp của khoang truyền động được làm bằng hợp kim nhôm. Cũng trong thời gian đó, BMD-1 đã được tạo ra, nó nhận được toàn bộ thân tàu làm bằng hợp kim ABT-101 / "1901". Các phương pháp tiếp cận tương tự đã được sử dụng trong các phương tiện hạ cánh sau đây. BMP-3 sau này có lớp giáp cách nhau bằng nhôm với các tấm chắn thép, cho phép chiếu trực diện có thể chịu được đường đạn 30 mm.
Trong số các mẫu nước ngoài, trước hết đáng chú ý là tàu sân bay bọc thép M113 do Mỹ thiết kế. Các bộ phận thân tàu dày tới 44 mm được làm bằng hợp kim 5083 và 5086. Hình chiếu phía trước được bảo vệ khỏi đạn 12,7 mm, các bề mặt khác từ cỡ nòng thông thường. Xe chiến đấu bộ binh M2 Bradley hiện đại cũng được chế tạo từ hợp kim nhôm 7039 và 5083. Phần trán và bên hông được gia cố bằng các tấm chắn thép.
Xe chiến đấu đổ bộ đường không BMD-4M - giống như những người tiền nhiệm của chúng, được chế tạo từ hợp kim nhôm. Ảnh của Bộ Quốc phòng Liên bang Nga
Công nghệ chế tạo áo giáp bằng nhôm từ lâu đã được các nước khác làm chủ. Biện pháp bảo vệ như vậy được sử dụng tích cực trên các AFV do Anh, Đức, Pháp, v.v. phát triển. Một số hợp kim và công nghệ lắp ráp được tự phát triển, một số khác được mua từ các nước thân thiện.
Vấn đề công nghệ
Bản thân nhôm không thể bảo vệ đầy đủ cho AFV do tính mềm và không đủ độ bền, nhưng các hợp kim của nó có khả năng thể hiện các đặc tính cần thiết. Hợp kim không tăng nhiệt của nhôm với magiê - AMg-6, 5083, v.v. là những hợp kim đầu tiên xuất hiện và trở nên phổ biến. Khi so sánh với các hợp kim khác, chúng cho thấy tỷ lệ bảo vệ chống phân mảnh cao hơn.
Có một nhóm hợp kim với sự bổ sung lên đến 6-8 phần trăm. magiê và kẽm là ABT-101 và ABT-102 của Liên Xô, cũng như nước ngoài 7017, 7039, v.v. Chúng được đặc trưng bởi độ cứng tăng lên, mang lại lợi thế trong việc bảo vệ chống lại đạn hoặc đường đạn, nhưng làm giảm khả năng chống phân mảnh.
BMP-3. Không giống như các loại xe chiến đấu bộ binh của Liên Xô trước đây, nó có thân bằng nhôm với các thanh thép chèn,
Ảnh: army-news.ru
Áo giáp nhôm có thể được xử lý thêm để tăng sức mạnh của nó. Trước hết, nó đang khô cứng lại. Từ quan điểm công nghệ, nhiệt cứng đơn giản hơn và thuận tiện hơn - bên cạnh đó, nó loại bỏ một số hạn chế trong việc sản xuất các bộ phận.
Lớp giáp bảo vệ của một AFV có thể bao gồm các phần tử từ các hợp kim khác nhau với độ dày, góc lắp đặt và mức độ bảo vệ khác nhau. Vì vậy, để chống lại các loại đạn cỡ bình thường, cần phải có tới 25-30 mm giáp. Các mối đe dọa tầm cỡ lớn yêu cầu phản ứng với độ dày ít nhất là 50-60 mm. Tuy nhiên, mặc dù có độ dày đáng kể, nhưng bộ giáp như vậy không khác biệt về khối lượng quá lớn. Có thể sử dụng các thanh chắn cách nhau.
Cách đây khá lâu, hợp kim nhẹ đã bắt đầu được kết hợp với các vật liệu khác. Các phần tử bằng thép hoặc gốm được lắp vào các bộ phận bằng nhôm. Cũng trong những năm gần đây, các yếu tố bảo vệ bổ sung trên cao đã trở nên phổ biến, cải thiện đáng kể hiệu suất của thân tàu AFV. Khả năng sống sót tổng thể của thiết bị cũng có thể được tăng lên bằng các biện pháp bảo vệ động hoặc tích cực.
Xe chiến đấu bộ binh M2 Bradley bằng nhôm. Ảnh quân đội Hoa Kỳ
Lợi thế hơn đối thủ cạnh tranh
Ưu điểm chính của hợp kim nhôm là mật độ của chúng thấp hơn. Do đó, cấu trúc nhôm với các thông số tương tự của các bộ phận hóa ra nhẹ hơn đáng kể so với cấu trúc thép. Việc tiết kiệm khối lượng như vậy có thể được sử dụng để giảm trọng lượng của xe bọc thép, chế tạo áo giáp với việc tăng mức độ bảo vệ hoặc để giải quyết các vấn đề thiết kế khác.
Nhôm và hợp kim khác với áo giáp thép ở độ cứng cao hơn. Điều này cho phép bạn loại bỏ các yếu tố sức mạnh khỏi thiết kế của thân tàu bọc thép và do đó giảm trọng lượng của nó. Trong một số trường hợp, tiết kiệm hàng loạt ít nhất 25-30 phần trăm đạt được.
Áo giáp nhôm hoạt động tốt ở các góc va chạm thấp, cũng như ở các góc hơn 45 °. Trong điều kiện như vậy, hợp kim nhôm tự tin dập tắt năng lượng của một viên đạn hoặc mảnh đạn, không cho chúng xuyên qua lớp giáp xuyên qua hoặc bắn ra các mảnh vỡ từ phía sau. Ở các góc độ cao, sự xé toạc cũng được đảm bảo mà không làm tổn hại nghiêm trọng đến áo giáp. Tuy nhiên, trong khoảng từ 30 đến 45 độ. thép cho thấy kết quả tốt nhất.
Đánh bại tàu sân bay bọc thép M113 trên tàu với đạn tích lũy 57 mm. Kết quả là hai lần xuyên thủng với hư hỏng các khoang bên trong. Ảnh quân đội Hoa Kỳ
Trong những thập kỷ đầu tiên phát triển, hợp kim nhôm thua thép về chi phí sản xuất, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến giá AFV thành phẩm. Trong tương lai, tiến bộ và công nghệ mới đã thu hẹp khoảng cách này. Ngoài ra, các tùy chọn đặt chỗ mới đã xuất hiện - không tệ hơn hợp kim nhôm, nhưng cũng không rẻ hơn chúng. Vì vậy, áo giáp titan ít nhất là không nặng hơn, và lớp bảo vệ dựa trên gốm kết hợp cho phép bạn tạo ra một hàng rào chống chịu tốt hơn ở cùng kích thước. Tuy nhiên, cả hai lựa chọn đều đắt hơn nhiều so với hợp kim nhôm.
Hạn chế khách quan
Với tất cả những khác biệt tích cực so với áo giáp thép, nhôm có một số nhược điểm. Điều chính là cần phải tăng độ dày để có cùng mức độ bảo vệ. Do đó, việc chế tạo giáp chống đạn mạnh làm bằng hợp kim nhôm là không thể thực hiện được - cả hai loại đồng nhất và kết hợp. Chính xác là vì lý do này xe tăng và các AFV được bảo vệ cao khác vẫn dựa vào thép.
Hợp kim nhôm nhiệt luyện nhạy cảm với nhiệt độ cao hơn thép bọc thép. Vì vậy, một con tàu bọc thép trong khi hỏa hoạn có thể bị mất sức bền và các đặc tính bảo vệ, nhưng về cơ bản vẫn giữ được tính toàn vẹn về cấu trúc - nếu nó không bị phá hủy bởi các yếu tố khác. Trong quá trình đốt cháy AFV, áo giáp nhôm đầu tiên mất khả năng chống lại các mối đe dọa tên lửa đạn đạo, sau đó mềm và thậm chí tan chảy. Với thời gian đốt cháy đủ dài, máy có thể gập lại hoặc rơi ra theo đúng nghĩa đen. Tất cả điều này gây nguy hiểm lớn cho phi hành đoàn và quân đội, đồng thời loại trừ khả năng hồi phục.
Kết quả của vụ cháy vỏ nhôm của M2 Bradley. Cơ thể tan chảy, mềm đi và rã rời. Tháp bị sập vào trong. Ảnh quân đội Hoa Kỳ
Đã có lúc, có nhiều vấn đề với việc đưa áo giáp nhôm vào sản xuất thiết bị. Các doanh nghiệp trước đây chỉ làm việc với thép buộc phải làm chủ vật liệu mới và các công nghệ liên quan. Tuy nhiên, đến nay tất cả những vấn đề như vậy đã được giải quyết và áo giáp nhôm đã trở nên quen thuộc với các nhà máy như thép. “Danh hiệu danh dự” của một sự mới lạ phức tạp cuối cùng đã được chuyển sang những phát triển khác.
giải pháp đặc biệt
Như bạn có thể thấy, hợp kim nhôm có những ưu điểm nhất định và được các nhà phát triển phương tiện chiến đấu bọc thép rất quan tâm. Kể từ giữa thế kỷ trước, sự quan tâm như vậy đã dẫn đến sự xuất hiện của hàng chục loại xe bọc thép với việc sử dụng một loại hoặc một loại giáp hợp kim nhôm khác. Một số vẫn ở mức thiết kế và thử nghiệm, trong khi những chiếc khác được chế tạo bởi hàng chục nghìn chiếc và đã giải quyết thành công các nhiệm vụ chiến đấu cũng như các nhiệm vụ khác.
Hợp kim nhôm đã chứng tỏ tiềm năng của chúng trong bối cảnh trang bị vũ khí và do đó đã được tìm thấy ứng dụng rộng rãi nhất. Chúng không thể thay thế hoàn toàn thép đúc hoặc thép tấm thông thường, nhưng theo một số cách, chúng đã trở thành một sự thay thế tốt cho chúng. Đồng thời, sự phát triển của các thiết bị bảo vệ không ngừng, và hiện tại, khách hàng và các nhà phát triển xe bọc thép đã có một danh sách dài các vật liệu khác nhau theo ý của họ - hợp kim nhôm không có vị trí cuối cùng trong đó.